Msrn - номер роуминга ms.

PDN - сеть передачи данных (СПД).

ISDN - цифровая сеть с интеграцией услуг (служб).

U_m - интерфейс радиодоступа MS к системе GPRS.

G - интерфейсы системы GPRS.

PCU - Packet Control Unit - устройство контроля пакетной передачи.

IGSN - узел поддержки Интернет соединений.

BG - шлюз для исключения атак извне.

У каждой мобильной станции - MS есть окружение GPRS, которое сохраняется в MS и в обслуживающем ее узле поддержки стандарта GPRS - SGSN.

В окружение GPRS входит:

Состояние готовности мобильной станции MS, порядковый номер ключа шифрования - CKSN и метка индикации сжатия, данные маршрутизации: временная идентификация логического канала - TLLI, Recciver Addres - адрес получателя (RA), идентификаторы ячейки и канала передачи пакетов данных сети PDN .

Управление мобильностью - MM, кроме закрепления и отделения, отвечает за аутентификацию, контроль местонахождения и шифрование (границы шифрования находятся между мобильной станцией MS и обслуживающим узлом поддержки - SGSN, что значительно расширяет возможности обычной системы GSM).

Любые данные до передачи через сеть GPRS должны быть закреплены за определенной мобильной станцией MS. Это делается с помощью процедуры управления мобильностью, которая включает в себя присвоение временной идентификации логического канала - TLLI и порядкового номера ключа шифрования - CKSN.

Краткое описание технологии GPRS - General Packet Radio Service – общей пакетной радиослужбы:

Для достижения высокой скорости передачи данных, а также изменения идеологии системы оплаты была разработана технология GPRS - General Packet Radio Service. Принцип ее работы заключен в названии. Весь объем информации, передаваемый пользователем, разбивается на пакеты, каждый из которых "становится в очередь на передачу". При освобождении каналов базовой трансиверной станции - BTS мобильная станция - MS начинает осуществлять передачу этих пакетов. MS может одновременно отслеживаться и, соответственно, обслуживаться несколькими базовыми станциями. Маршрут любого из пакетов данных может быть различным.

Каждый пакет имеет адрес, где записан конечный пункт передачи пакета данных, и № пакета, поэтому на приеме вся информация собирается воедино. В результате увеличивается скорость за счет одновременной передачи нескольких пакетов по разным маршрутам. Благодаря тому, что пакеты данных предполагается передавать одновременно по многим каналам (именно в одновременном использовании нескольких каналов и заключается выигрыш в скорости) в паузах между передачей речи, введение GPRS будет способствовать более рациональному распределению радиочастотного ресурса.

Речевой трафик имеет безусловный приоритет перед передачей данных, поэтому скорость передачи информации (пакетов данных) определяется не только возможностями сетевого и абонентского оборудования, но и нагрузкой сети (трафиком).

.

Модернизация в структуре сети GSM для функционирования GPRS

Для использования технологии GPRS необходима модернизация сети GSM.

Предоставление услуг высокоскоростной передачи данных системой GPRS можно условно разделить на две формы - программную и аппаратную.

Программное обеспечение нуждается в замене или обновлении практически во всех устройствах, начиная с регистров HLR - VLR и заканчивая базовыми трансиверными станциями - BTS. Новые узлы для пакетной передачи данных: Для работы приложений GPRS в сети стандарта GSM требуется установить два новых типа логических узлов:

-Узел обеспечения (поддержки) GPRS - Serving Support Node - SGSN;

-Узел поддержки шлюза GPRS - Gateway GPRS Support Node - GGSN. Узел обеспечения SGSN обеспечивает прием и отправку пакетов данных, их маршрутизацию, посылает запросы основным регистрам, обеспечивает аутентификацию MS пользователей, отслеживает их перемещения, являясь, практически "коммутатором GPRS". Шлюз GGSN служит интерфейсом к внешним сетям, корпоративным сетям и др. GGSN собирает данные для начисления платы, которые пересылаются в систему расчетов. Для обслуживания нескольких узлов SGSN может быть выделен один или несколько шлюзов GGSN. Каждый контроллер BTS - BSC должен быть укомплектован одним или несколькими блоками управления пакетами PCU - Packet Control Unit. Трафик с мобильного телефона передается так же, как и в случае стандартного GSM-соединения. Однако на выходе BSC трафик разделяется: речевой сигнал отправляется в MSC, а пакеты данных - через соответствующий интерфейс и блок управления пакетами PCU передаются в узел обеспечения - SGSN.

Составляющие скорости в системе GPRS.

Результирующая скорость в сети GPRS зависит от двух основных параметров:

- количества используемых временных интервалов (тайм-слотов - временных интервалов);

- схем кодирования.

Временнóй интервал - тайм-слот, или просто слот

Количество временных интервалов, или тайм-слотов, которое абонент системы GPRS может использовать для передачи пакетов данных, ограничивается:

- абонентским оборудованием.

- программным обеспечением системы GPRS.

-свободными ресурсами сети.

Ограничение абонентского оборудования. В характеристиках MS с поддержкой стандарта GPRS указывается максимальное количество временных интервалов (тайм-слотов), которое может использовать MS на прием и передачу данных.

Например, MS работает по схеме 4 + 2. Это означает, что данные к MS могут передаваться в четырех временных интервалах, а от MS - в двух. В стандарте GPRS определены три класса MS, которые предназначены для работы в разных режимах:

- Терминалы класса "А" предоставляют самый полный спектр услуг.

.

Они поддерживают одновременно два режима работы - в сети GSM (коммутация каналов) и в сети GPRS (коммутация пакетов).

- Терминалы класса "B" также могут работать в режимах GSM/GPRS, но поочередно, т.е. в каждый момент времени осуществляется передача лишь одного вида трафика - с коммутацией каналов или с коммутацией пакетов.

- Терминалы класса "C" могут функционировать только в режиме коммутации пакетов.

Число временных интервалов (слотов), выделяемых для передачи информации, в схемах множественного доступа с временным разделением (каналов) TDMA может быть организовано от 1 до 8. Значение имеет число

тайм-слотов как для передачи по нисходящим каналам связи (от MS к BTS), так и для передачи по исходящим каналам связи (от BTS к MS). Эти данные отражаются в GPRS-спецификациях, касающихся абонентского оборудования.

В технических характеристиках MS производители указывают либо класс MS, либо конкретные значения, например: 4 + 2 - класс 6. Максимальное число выделяемых тайм-слотов не всегда соответствует арифметической сумме исходящих и нисходящих каналов.

Например, класс 6 - это максимум 4 тайм-слота под пакетную передачу данных. При распределении ресурса между речевой информацией и пакетной GPRS передача речевых сигналов всегда имеет приоритет.

На практике это означает, что временные интервалы могут отниматься у системы GPRS для передачи речевого сообщения, но не наоборот.

Схемы кодирования GPRS

Технология GPRS предусматривает использование четырех схем кодирования – CS - Coding Schemes - схемы кодирования: CS1, CS2, CS3, CS4. Также как и тайм-слоты, используемые схемы кодирования могут ограничиваться как оборудованием MS (мобильная станция может не поддерживать все схемы кодирования), так и программным обеспечением сети GPRS.

Схемы кодирования определяют путь, по которому информация будет декодироваться при плохом качестве соединения и позволяет ускорить процесс передачи данных при хорошем качестве соединения: -CS1 - 9,05кбит/с Однобитовые схемы кодирования (как в GSM) -CS2 - 14,4кбит/с в каждой точке изменения фазы несущей частоты. -CS3 - 15,6кбит/с Схемы кодирования в EDGE - 3 бита. -CS4 - 21,4кбит/с. Каждая схема кодирования обеспечивает свою конкретную скорость передачи информации в расчете на один тайм-слот.

При увеличении номера схемы кодирования, возрастает обеспечиваемая ею скорость, но вместе с этим кодирование становится менее помехоустойчивым.

Скорость передачи данных в сети GPRS

Скорость передачи в сети GPRS обеспечивается за счет двух основных моментов:

• использования различных схем кодирования;

• временнóго уплотнения.

Для управления работой радиоканала в режиме передачи пакетов разработан специальный протокол RLC - Radio Link Control - радиоканал контроля (управления), который обеспечивает адаптивную настройку, программную перестройку частоты и управление мощностью.

Адаптация радиоканала включает выбор схемы кодирования CS1 - CS4 в зависимости от вида передаваемой информации, характеристик радиоканала и уровня помех. Схему кодирования для каждого соединения определяет BTS. Первая схема кодирования - CS1, гарантирует соединение в любых условиях и наиболее удобна для передачи сигнализации и коротких сообщений.

Вторая схема - CS2, предназначена для передачи информационного трафика и позволяет существенно увеличить пропускную способность сети.

Схемы кодирования CS3 и CS4 обеспечивают наивысшую скорость передачи при высоком значении отношения сигнал/помеха, однако уступают схемам CS1 и CS2 при значении сигнал/помеха менее 9,0дБ.

Кроме того, их реализация потребует модернизации A_bis - интерфейса сетевого уровня эталонной модели взаимосвязи открытых систем (ЭМ ВОС). Технология GPRS использует и временное уплотнение, т.к. в режиме GPRS каждой MS может предоставлено от 1 до 8 временных интервалов (тайм-слотов).

Схемы кодирования определяют скорость передачи пакетов данных:

- при использовании CS1 - скорость почти не отличается от скорости передачи

GSM 900 - 9,05кбит/с - в одном слоте, при использовании всех 8 тайм-слотов – скорость может достигнуть 72,4кбит/с; - при использовании CS2 - соответственно: 14,4кбит/с и 115,2кбит/с;

- при использовании CS3 - соответственно: 15,6кбит/с и 124,8кбит/с; - при использовании CS4 - соответственно: 21,4кбит/с и 171,2кбит/с;

Во время передачи пакетов данных ресурсы каналов связи могут выделяться независимо друг от друга, т.е. в системе допускается реализация симметричного и асимметричного режимов передачи данных. Теоретически скорость передачи данных в GPRS-системе может достигать 171,2 (8х21,4)кбит/с - если применить схему кодирования CS4. Однако существует несколько препятствий для достижения максимальной скорости: распределение тайм-слотов, доступность схем кодирования и ограниченные возможности мобильных станций (терминалов). Из-за использования одного и того же частотного ресурса GSM и GPRS, все 8 тайм-слотов для системы GPRS не назначаются, так как передача речи является приоритетной услугой.

Все MS, находящиеся в одной ячейке, совместно используют частотный ресурс соты и, в зависимости от объема пакетов данных, скорость передачи динамически изменяется. Если число передаваемых пакетов данных увеличивается, автоматически каждая MS получает меньшую скорость передачи.

Число пакетов в очереди обслуживания уменьшается, при увеличении скорости

передачи данных. Одним из недостатков сетей сотовой связи стандарта GSM является низкая скорость передачи данных (максимум 9,6кбит/с). Для передачи данных пользователю в системе GSM выделяется только один канал, а биллинг (расчет) осуществляется, исходя из времени соединения, по тарифам, мало отличающимся от тарифов на речевые услуги. Для высокоскоростной передачи данных (максимум 171,2кбит/с) посредством существующих сетей GSM и была разработана система GPRS. В сетях GPRS расчеты за полученные пользователями услуги производятся пропорционально объему переданной информации, а не времени нахождения пользователя в сети, как в сетях GSM. Внедрение технологии GPRS способствует более рациональному использованию частотного ресурса последней мили (абонентского беспроводного доступа между MS и BTS). Пакеты данных передаются одновременно по нескольким каналам в паузах между передачей речи, которой отдается приоритет. Именно в одновременном использовании нескольких каналов и заключается выигрыш в скорости. Речевой трафик имеет безусловный приоритет перед трафиком передачи данных, поэтому скорость передачи информации определяется не только возможностями сетевого и абонентского оборудования, но и загрузкой сети - прежде всего речевой информацией. В системе GPRS ни одна линия связи не занимается под передачу данных целиком и это основное качественное отличие новой технологии от используемых технологий в других системах до ее внедрения. Оплачивается услуга пропорционально объему полученных и отправленных сообщений. Разработчики системы GPRS приложили все усилия для того, чтобы установка новой системы "поверх" существующих GSM-сетей оказалась как можно менее обременительной для Операторов связи сетей GSM. Доработку GSM-сети для предоставления услуг высокоскоростной передачи данных системой GPRS можно условно разделить на две составляющие: программную и аппаратную. Программное обеспечение нуждается в замене или обновлении практически во всех устройствах сети сотовой связи: начиная с регистров HLR и VLR и заканчивая базовыми трансиверными станциями BTS. В частности, введен режим многопользовательского (множественного) доступа к временным кадрам каналов системы GSM. Ядро системы GPRS - GPRS Core Network - два основных блока: - SGSN - Serving GPRS Support Node – обслуживающий узел GPRS; - GGSN (Gateway GSN), или GGPRS - Gateway GPRS Support Node - шлюзовой узел поддержки GPRS; SGSN является мозгом системы GPRS, аналогом MSC - центра мобильной коммутации сети GSM. Обслуживающий узел поддержки - SGSN - контролирует доставку пакетов данных пользователям, взаимодействуя с регистром собственных абонентов HLR, проверяет, разрешены ли запрашиваемые пользователями услуги, ведет мониторинг находящихся в режиме On-line мобильных станций MS абонентов "домашней" сети. Так же как и центр коммутации MSC, узел SGSN в системе может быть не один - в этом случае каждый узел отвечает за свой участок сети. Шлюзовый узел поддержки GPRS - GGSN - это шлюз между сетью сотовой связи (участком сети, передающим данные GPRS) и внешними сетями пакетной передачи данных (ISDN, Х.25 и другими). Основной задачей шлюзовых узлов GGSN и ISDN является роуминг (доступ к службам) через узел поддержки - SGSN. Вторичными функциями шлюзовых узлов GGSN и ISDN является: адресация данных, динамическая выдача IP-адресов, а также отслеживание информации о состоянии внешних сетей и собственных абонентов, а также тарификация услуг. В системе GPRS заложена хорошая масштабируемость: при появлении новых абонентов Оператор мобильной связи может увеличивать число узлов поддержки SGSN, а при резком увеличении суммарного трафика добавлять в систему новые шлюзы GGSN и IGSN. Внутри системы GPRS (между узлом поддержки SGSN и шлюзовым узлом поддержки GGSN) данные передаются с помощью специального туннельного протокола: GTP - GPRS Tunneling Protocol. Важным элементом системы GPRS является: PCU - Packet Control Unit - устройство контроля пакетной передачи. PCU стыкуется с контроллером базовых трансиверных станций BSC и отвечает за направление трафика данных непосредственно от BSC к узлу поддержки SGSN. При ориентации системы GPRS на мобильный Интернет возможно добавление специального узла - IGSN - Internet GPRS Support Node - узел поддержки Интернет. За управление и контроль системы GPRS отвечает OMC-RG - Operation and Maintenance Center - Radio / GSN - центр управления и обслуживания радиоузла GPRS. Это - "интерфейс" между системой GPRS и обслуживающим ее персоналом. Перед началом работы с GPRS, MS, так же как и в случае передачи речевого сигнала, должна зарегистрироваться в системе. Регистрацию ("прикрепление" - attachment - к сети) пользователей обеспечивает узел поддержки SGSN. В случае успешного прохождения всех процедур: проверки доступности запрашиваемой услуги, копирования необходимых данных о пользователе из регистра HLR в узел поддержки SGSN, пользователю выдается P-TMSI - Packet Temporary Mobile Subscriber Identity - временный идентификатор мобильного телефона для пакетной передачи данных, аналогичный TMSI. TMSI назначается мобильной станции MS для передачи речи (если MS относится к классу "А", то ей при регистрации выделяются временные идентификаторы TMSI и P-TMSI). Для быстрой маршрутизации данных к мобильной станции системы GPRS нужны данные о местонахождении MS с большей точностью, чем в случае передачи речевого трафика (HLR и VLR данные). LA - Location Area – локальная зона (местонахождения), в которой находится MS пользователя. Если возрастает служебный трафик в сети сотовой связи и расход электроэнергии мобильной станцией, телефон обязан информировать систему каждый раз при переходе из одной зоны местонахождения в другую. Три состояния мобильных станций - MS: - IDLE - неработающий режим. MS – в режиме "отключено" или находится вне зоны действия сети. В этом случае система не отслеживает ее перемещение. - STANDBY - режим ожидания. MS – в режиме "зарегистрировано" в системе GPRS, но уже долгое время (определяемое специальным таймером) не работает с передачей данных. Местоположение STANDBY- пользователей (MS в режиме ожидания) известно с точностью до RA - Routing Area - область маршрутизации. RA мельче, чем LA. Каждая LA разбивается на несколько RA, но RA крупнее, чем ячейка (сота) в локальной зоне - LA и состоит из нескольких элементарных ячеек, или сот. - READY – готовность к работе, т.е. MS зарегистрирована в системе, и находится в активном состоянии. Координаты MS, находящейся в режиме готовности - READY, известны узлу поддержки GPRS - SGSN с точностью до ячейки. MS находится в режиме ожидания - STANDBY, при переходе из одной области RA в другую посылают SGSN специальный сигнал о смене области маршрутизации (routing area update request). Если новая и предыдущая область маршрутизации RA контролируется одним и тем же обслуживающим узлом - SGSN, то смена области маршрутизации RA приводит лишь к корректировке записи в SGSN. Если MS переходит в зону действия нового узла SGSN, новый узел SGSN запрашивает у прежнего SGSN информацию о MS пользователя, а центр коммутации MSC и регистры VLR, HLR, а также шлюзы GGSN ставятся в известность о смене узла поддержки - SGSN. Если MS, взаимодействуя с системой GPRS, перемещается в другую зону LA, узел поддержки SGSN отправляет соответствующему регистру VLR сообщение о необходимости смены записи о местонахождении мобильной станции - MS. В случае роуминга в сетях GPRS возможны два варианта: - узел поддержки SGSN в обоих случаях используется гостевой (VSGSN - Visited SGSN); - шлюзовый узел GGSN может использоваться: 1) либо гостевой (VGGSN - Visited GGSN), 2) либо домашний (HGGSN - Home GGSN). Между домашним шлюзом и гостевым должна быть организована GPRS-магистраль (Inter PLMN GPRS BackBone - GPRS-линия связи) для передачи трафика между HGGSN шлюзами и мобильной станцией MS. BG (Border Gateway - граничный шлюз) размещается с обеих сторон с целью обеспечения защиты сетей от "атак" извне. QoS (Quality of Service) - качество сервиса. Видеоконференция в режиме реального времени и отправка сообщения электронной почтой предъявляют разные требования, например, к задержкам на пути пакетов данных. В системах GPRS существует несколько классов качества сервиса - QoS, подразделяющихся по следующим признакам: -необходимому приоритету (существует высокий, средний и низкий приоритет данных); -надежности (разделение на три класса по количеству возможных ошибок, потерянных пакетов и т.д.); -задержкам (задержки информации вне GPRS-сети в расчет не принимаются); -количественным характеристикам (пиковое и среднее значение скорости). Класс качества QoS выбирается индивидуально для каждой новой сессии передачи данных. Кроме QoS, в характеристику сессии передачи данных входит: -тип протокола PDP type - Packet Data Protocol type; -PDP-адрес, выданный мобильной станции MS (выдача адресов бывает как статической, так и динамической); -адрес шлюза GGSN, с которым идет работа. Пакетная передача данных предусматривает два режима "соединений": -PTP - Point-To-Point - точка-точка; -PTM - Point-To-Multipoint - точка-многоточие - широковещательный режим. Широковещательный режим РТМ в свою очередь подразделяется на два класса: - PTM-M (PTM-Multicast) - передача необходимой информации всем пользователям, находящимся в определенной географической зоне; - PTM-G (PTM-Group Call) - данные направляются определенной группе пользователей. Поддержка режима "многоточечной" передачи информации PTM реализуется во всех спецификациях GPRS. Абонентские устройства GPRS Для работы с системой пакетной передачи данных необходимо иметь специальный мобильный телефон (MS), совместимый с системой GPRS. GPRS-абонентские устройства (MS) подразделяются на три класса: -устройства класса "А" способны одновременно работать как с передачей речи, так и с передачей данных (они обладают возможностью функционировать как в режиме коммутации каналов (circuit switched), так и в режиме коммутации пакетов (packet switched), т.е. одновременная работа в разных режимах; -устройства класса "В" могут осуществлять либо передачу речи, либо передачу данных, но не одновременно; -устройства класса "С" поддерживают только передачу данных и не могут быть использованы для голосовой связи. Как правило, это разного рода компьютерные платы для обеспечения беспроводного доступа к данным. Максимальная скорость передачи данных определяется, в первую очередь, количеством каналов, с которыми одновременно может работать абонентский терминал. Один канал обеспечивает передачу данных со скоростью до 14,4кбит/с. Следующим шагом от сетей GSM второго поколения 2G к сетям третьего поколения 3G UMTS - Universal Mobile Telephone System - является технология EDGE - Enhanced Data Rates for GSM Evolution - передача данных на повышенной скорости, позволяющая осуществлять передачу информации со скоростью до 384,0кбит/с в 8-ми каналах системы GSM (48,0кбит/с - каждый). Для внедрения EDGE "поверх" GPRS Операторам связи необходимо заменить аппаратуру BTS, а пользователям - приобрести поддерживающие EDGE мобильные станции - MS. В настоящее время скорость передачи данных ~171,2кбит/с, которую обеспечивает система GPRS, вполне достаточна.

Система GPRS - является системой второго поколения - 2,5G, так как скорость передачи данных в ней не достигает 2,048мбит/с.

Интеграция с Интернет

GPRS по принципу работы аналогична Интернет: данные разбиваются на пакеты и отправляются получателю (необязательно одним и тем же маршрутом), где происходит их сборка.

При установлении сессии каждому мобильному устройству присваивается уникальный адрес, что превращает его в сервер.

Протокол GPRS прозрачен для TCP/IP, поэтому интеграция GPRS с Интернет незаметна конечному пользователю.

Пакеты могут иметь формат IP или X.25, при этом не имеет значения, какие протоколы используются поверх IP, поэтому есть возможность использования любых стандартных протоколов транспортного и прикладного уровней, применяемых в Интернет (TCP, UDP, HTTP, HTTPS, SSL, POP3, Jabber и др.).

При использовании GPRS мобильный телефон выступает как клиент внешней сети, и ему присваивается IP-адрес (постоянный или динамический).

Применение:

- Мобильный доступ в Интернет с приемлемой скоростью передачи данных, быстрым соединением и тарификацией по количеству переданных/полученных данных.

- Мобильный и безопасный доступ сотрудников к корпоративным сетям, удалённым базам данных, почтовым и информационным серверам предприятий.

Телеметрия

Устройство может оставаться в подключённом состоянии, не занимая при этом отдельный канал. Такая услуга востребована службами охраны (сигнализация), банками и платёжными системами (установка банкоматов, терминалов оплаты услуг), в промышленности (датчики и счётчики различного рода, например, воды).

MMS - Multimedia Message Service - сервис мультимедиа сообщений. Благодаря этой технологии, появляется возможность передавать и принимать на мобильный телефон (MS) речь, данные, текст, графику, музыку и видео.

ММS во многом напоминает SMS - Short Messaging Service - службу коротких сообщений, но в отличие от SMS обеспечивает обмен мультимедиа сообщениями.

Это означает, что отправляемый текст может быть, иллюстрирован рисунком или фотографией формата GIF и JPEG, снабжен аудиоклипом или видеоклипом MPEG4, MP3 и MIDI. Любое мультимедиа сообщение состоит из одного или нескольких элементов, которые могут комбинироваться. Это может быть фотография, сопроводительный текст и аудиоклип с синхронным проигрыванием.

Пользователь MS может самостоятельно создавать мультимедиа сообщения, используя готовые шаблоны, или загружать фотоизображения из встроенной или подключенной цифровой камеры.

Кроме того, видеоклипы и аудиоклипы, а также графические изображения с достаточно высоким разрешением могут быть загружены из WAP-сайтов. MMS можно посылать не только с мобильного телефона на другой мобильный телефон, но и по электронной почте в компьютер адресата. Для этого вместо номера мобильного телефона получателя нужно ввести адрес его электронной почты. Технология MMS представляет собой комплексное решение, которое состоит из поддерживающих передачу и прием мультимедиа сообщений MS,

MMSC - Multimedia Messaging Service Center - центра обработки мультимедиа сообщений и дополнительных мультимедиа приложений (новости, игры и т. д.). Мобильным терминалом может быть мобильный телефон, коммуникатор или подсоединенный к сети Оператора сети сотовой связи,

PDA - Personal Digital Assistant - персональный цифровой помощник (карманный компьютер) и т.д.

Передача мультимедиа сообщений не зависит от каналов передачи данных и не ограничивается сетями стандартов GSM или W-CDMA.

Сообщение может передаваться по каналам CSD, GPRS и H-SCSD в ССС поколения 2,0G - 2,75G в сетях, основанных на стандарте GPRS, и в сетях стандарта UMTS поколения 3G. Для обеспечения работы MMS в сеть добавляется новый элемент - MMSC - Multimedia Messaging Service Center - центр обработки мультимедиа сообщений, именно с помощью этого элемента сети сообщения хранятся до момента их приема пользователем, кроме того, MMSC обеспечивает функционирование других услуг, например, электронной почты. В сеть включаются специальные шлюзы, которые определяют тип телефона, принимающего MMS-сообщения.

Практически любой мобильный телефон, в котором имеется WAP-браузер, способен принимать MMS-сообщения, но это нельзя назвать встроенной поддержкой сервиса мультимедиа сообщений.

При разработке технологии MMS изначально была предусмотрена возможность просмотра сообщений на дисплеях мобильных телефонов, не поддерживающих эту технологию.

Это было сделано для того, чтобы не возник барьер между пользователями, у которых имеется и не имеется доступ к этой функции.

Минимальным требованием для приема MMS-сообщения является наличие в телефоне WAP-браузера.

Сеть сама определяет, оснащен ли мобильный телефон полноценной поддержкой MMS. Если нет, то пользователю мобильного телефона придет обычное SMS-сообщение, содержащее номер отправителя, размер сообщения в килобайтах и ссылка на ресурс, где хранится это сообщение. Информация в сервере хранится в универсальной кодировке, которую "понимает" любое современное устройство. Максимальный размер сообщения определяет Оператор сотовой связи.

С внедрением MMS необходимо быстро передавать большие объемы информации.

Без использования технологии высокоскоростной передачи данных - GPRS обмен MMS невозможен.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

CDMA - Code Division Multiple Access - множественный доступ с кодовым разделением (каналов) в сетях сотовой связи,

поколения 2,5G - 3G - 4G

Конфигурация системы стандарта CDMA

EIR

AuG

MSC

BTS

BTS

BSC

SS-M

BSC

BSM

SS-M

CS

lS

HLR

VLR

ОКС №7 HLR

X.25 OMS

SS-T

T1/E1 ВОЛС ВОЛС ТфОП

OMS

ВОЛС ОКС №7,

SS-7

X.25

SS-A

ВОЛС VMS T1/E1 ВОЛС FMS

где:

MS – мобильная станция

BTS - базовая трансиверная (приемо-передающая) станция

MSC – центр мобильной коммутации

BSC – контроллер базовых трансиверных станций

CClNU – центральное внутрисетевое устройство

SS-M – подсистема мобильной связи

SS-T – подсистема коммутации соединительных линий

SS-7 – подсистема коммутации ОКС№7 (общеканальной сигнализации)

SS-A – подсистема коммутации услуг:

VMS – системы речевой почты

FMS – системы факсимильной связи

lS - подсистема для внутрисистемной связи

VLR – регистр визитеров в системе сотовой связи (ССС)

HLR – регистр домашней (абонентов сети) сети

EIR – регистр опознавания оборудования (черных, белых и серых списков)

OMS – центр оперативной эксплуатации

CS – подсистема управления

ТфОП – телефонная сеть общего пользования

СПД – сеть передачи данных

ВОЛС – волоконно-оптическая линия связи

Группа стандартов CDMA – беспроводная технология сетей сотовой связи (ССС), впервые внедрена компанией Qualcomm Inc. (Сан-Диего, США)

в 1992г., резко отличается от других стандартов систем сотовой связи, и эти стандарты в эволюции считаются стандартами поколений: 2,5G - 2,75 - 3G - 4G.

Технология CDMA дает возможность множеству мобильных станций - MS одновременно и качественно работать независимо от влияния атмосферных помех, интерференции, отражений сигналов и т.д.

Системы множественного доступа с частотным разделением (каналов) - FDMA -

аналоговые системы сотовой связи (NMT, N-AMPS и др.) - используют набор частотных диапазонов. Их эволюция: системы множественного доступа с временным разделением (каналов) – TDMA - цифровые системы сотовой связи (GSM, D-AMPS и др.) - используют набор частотных диапазонов с разделением каждого канала на временные интервалы для множественного доступа к услугам ССС. В системах CDMA всё по-другому.

Технология CDMA обеспечивает значительное увеличение емкости сети и передачу речевой информации только в оцифрованном виде (кроме последней мили). Этот метод возник недавно именно в телефонии - в основе его лежит давно применяемый в военной радиосвязи метод модуляции с использованием шумоподобного, или широкополосного сигнала (ШПС: в англоязычной литературе используется термин spread spectrum, переводится на русский язык как "распределенный", или "растянутый", или "размытый" спектр). Полезная информация распределяется по частотному диапазону, существенно более широкому, чем при традиционных способах модуляции сигнала. Осуществляется это за счет перемножения последовательности полезных битов информации на псевдослучайную последовательность – ПСП - более коротких импульсов. Полосы информационных сигналов расширяются в 10 – 10 000 раз за счет представления их двоичными последовательностями с использованием различных методов. В результате получается сигнал, который занимает больший частотный диапазон и имеет значительно меньшую мощность, чем при узкополосной модуляции. Информацию можно принять, только зная ПСП (код), на которую был перемножен полезный сигнал при передаче. В противном случае сигнал будет выглядеть как шум. Военные используют данный метод для защиты канала связи от перехвата (intercepting), помех (jamming) и подслушивания (covertness). Все MS, работающие в зоне действия одной BTS, используют одну и ту же несущую частоту. Емкость ячейки сети CDMA определяется тем, насколько независимы друг от друга коды, используемые MS. При работе по этой технологии размер ячейки, качество звука и емкость оказываются тесно связанными друг с другом, поэтому при проектировании сети следует выбирать оптимальное решение: улучшить одну из этих характеристик можно только за счет ухудшения другой. Чем больше в сети CDMA каналов в данной ячейке, тем выше уровень взаимных помех из-за неполной независимости кодовых последовательностей. Таким образом, чем более низкое качество передачи речи считается приемлемым, тем большее количество каналов можно разместить в ячейке сети. Зависимость между размерами ячейки и емкостью сети CDMA обусловлена тем, что можно обеспечить заданное качество передачи речи, только если соотношение сигнал/шум оказывается выше установленного стандартом значения. Чем слабее сигнал (при заданной мощности оборудования с увеличением размера ячейки сигнал становится слабее), тем меньше уровень помех, который зависит от числа активных каналов. Каждый сигнал передающей стороны в системах CDMA отмечается уникальным кодом (Уолша) и передается в одном канале одновременно со многими другими кодированными сигналами. Принимающая сторона использует этот же код для выделения сигнала из шума.

Единственное отличие между множественными речевыми потоками - это уникальный код.

.

Канал, как правило, очень широкий и каждый речевой поток занимает целиком всю ширину диапазона. Система CDMA использует наборы каналов шириной 1,25мГц. Каналы кодируются на скорости 8,0кбит/с. Но различные скорости кодирования могут снизить скорость пакетов данных до 1,2кбит/с. В системах CDMA устанавливаются помехоустойчивые соединения, несмотря на очень низкую величину мощности сигнала в MS, теоретически сигнал MS может быть слабее, чем уровень шума.

CDMA - Code Division Multiple Access - множественный доступ с кодовым разделением (каналов). Каналы трафика на передаче при таком способе разделения организуются присвоением каждому каналу отдельного кода, который распространяется по всей ширине полосы частот. Этот способ не предусматривает временнóго разделения каналов, все мобильные станции - MS постоянно используют всю ширину канала. Полосы частот канала очень широкие (>1,25мГц), накладываются друг на друга но, поскольку их коды отличаются, каналы могут быть идентифицированы.

Технология множественного доступа с кодовым разделением (каналов) известна давно. В СССР первая работа, посвящённая этой теме, была опубликована ещё в 1935 году, её автор - Агеев Д.В.

Технология CDMA использовалась в военных системах связи, как в бывшем СССР, так и в США. Во второй половине 80-х годов военное ведомство США рассекретило данную технологию и с 1995г. началось её коммерческое использование в гражданских средствах беспроводной связи (СБС).

Технология CDMA применяется в сетях сотовой связи и в системах спутниковой навигации GPS - Global Positioning System.

Системы CDMA используют технологию DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum - спектр, расширенный методом (прямой) последовательности.

Основа DSSS - использование шумоподобной несущей частоты, и гораздо более широкой полосы, чем необходимо для обычных способов модуляции.

Общая функциональная схема сети сотовой связи CDMA

Устройство выбора кадров

SU

Устройство выбора кадров

SU

Контроллер базовой станции

BSC

Контроллер базовой станции

BSC

Центр коммутации

мобильной связи

MSC

ISDN,

Центр коммутации

мобильной связи

MSC

ТфОП,

HLR

EIR

СПД, IP, др.

VLR

AuG

HLR

VLR

EIR

AuG