Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Стандарт мобільного зв'язку GSМ-900.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Радіомережі зв'язку
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Анотація.
В даному курсовому проекті, який складається з двох частин, було спроектовано коміркову мережу мобільного зв'язку стандарту GSМ-900 для Закарпатської обл... В першій частині коротко охарактеризував архітектуру GSМ-900, частотний план розподілу GSМ-900, типи каналів в GSМ-900. Коротко описав структуру радіоінтерфейсу і типи каналів, які використовуються в GSМ-900.
В другій частині курсового проекту, взявши за об'єкт проектування Закарпатську обл... площею 12800 км2 і населенням 1млн. 231 тис. чол., провів розрахунок радіотрафіка, визначив основні параметри комірок та провів ущільнення даної частини території. Спроектовано коміркову мережу із вказаними ВТS і ущільнену частину території зобразив на карті. Також було проведено оцінку покриття території комірки електромагнітним полем, проведено техніко-економічну оцінку, складено план розподілу частот та план нумерації мобільних абонентів.
Виконавши даний проект, засвоїв стандарт мобільного зв'язку GSМ-900.
Вступ.
У відповідності до рекомендації СЕРТ 1980 р., що стосується використання спектра частот мобільного зв'язку в діапазоні частот 862-960 МГц, стандарт GSМ на цифрову загальноєропейську (глобальну) сотову систему передбачає роботу передавачів у двох діапазонах частот: 890-915 МГц (для передавачів мобільних станцій - МS), 935-960 МГц (для передавачів базових станцій - ВТS).
В стандарті GSМ використовується вузькосмуговий багатостанційний доступ з часовим розділенням каналів (NВ ТDМА). ТDМА кадр включає в себе 8 часових позицій на кожній з 124 несучих.
Для захисту від помилок в радіоканалах при передачі інформаційних повідомлень використовується кодування із блокуванням (blоск соding) та згорткове кодування (соnvolutional encoding) з перемішуванням. Підвищення ефективності кодування і перемішуванням при малій швидкості переміщення рухомих станцій досягається повільним переключанням робочих частот (SFH) в процесі сеансу зв'язку зі швидкістю 217 скачків в секунду.
Для боротьби з інтерференційними завмираннями сигналів, що приймаються, викликаними багатопроменевим розповсюдженням радіохвиль в умовах міста, в апаратурі зв'язку використовуються еквалайзери, які забезпечують вірівнювання імпульсних сигналів із середньоквадратичним відхиленням часу затримки до 16 мкс.
Система синхронізації розрахована на компенсацію абсолютного часу затримки сигналів до 233 мкс, що відповідає максимальній дальності зв'язку або максимальному радіусу комірки (соти) 35 км.
В станадарті GSМ вибрана гаусівська частотна маніпуляція з мінімальним частотним зсувом (GМSК). Обробка мовного сигналу здійснюється в рамках прийнятої системи перервної передачі мови (DТХ), яка забезпечує включення передавача тільки при наявності мовного сигналу та відключення передавача в паузах і в кінці розмови. Загальна швидкість перетворення мовного сигналу-13 кбіт/с.
В стандарті GSМ досягається висока степінь безпеки передачі повідомлень; здійснюється шифрування повідомлень по алгоритму шифрування з відкритим ключем (RSA).
В цілому система зв'язку, що діє в стандарті GSМ, розрахована на її використання в різних сферах. Вона надає користувачам широкий діапазон послуг та можливість використовувати різноманітне обладнання для передачі мовних сигналів і даних, викличних та аварійних сигналів; підключатися до телефонних мереж загального користування (РSТN), мереж передачі даних (РDN) та цифрових мереж з інтеграцією служб (ISDN).
Технічне завдання.
В проекті необхідно:
1. При заданій конфігурації території обслуговування коміркової мережі і середньостатистичному розподілі на ній мобільних абонентів М(% від N) визначити кількість і радіуси комірок та кількість ансамблів з врахуванням спільно канальної інтерференції.
2. Провести розрахунок радіотрафіка і перевірити можливість його забезпечення технічними можливостями системи GSМ-900.
3. Провести оцінку покриття території комірки електромагнітним полем.
4. Провести техніко-економічну оцінку прийнятого рішення та визначити термін окупності проектованої мережі.
5. Скласти план розподілу частот.
6. Скласти план нумерації мобільних абонентів.
7.Скласти санітарний паспорт радіотехнічного об'єкта.
Розділ 1. Загальна характеристика системи коміркового зв'язку GSМ-900.
1.1. Структурна схема системи коміркового зв'язку GSМ-900.
Система GSМ-900 - це мобільна телефонна система, що містить діапазон частот GSМ-900, GSМ-1800, GSМ-1900, з можливістю реалізації нових послуг в порівнянні з аналоговим радіозв'язком. Структурна схема системи коміркового зв'язку GSМ представлена на рисунку 1.1.
Система поділяється на три частини. Ваsе Station Subsystem — підсистема базової станції, яка включає в себе базову станцію, контролер базових станцій та рухому станцію. Network Station Subsystem - комутаційно-мережна підсистема. Вона включає територіальну комутаційну систему, реєстри домашній та гостьовий, ідентифікації обладнання та центр керування і контролю. Окремо виділяється підсистема керування і контролю.
Обмін даними між базовими станціями та контролером відбувається по виділених каналах кабельного зв'язку і по А-bis інтерфейсу. А між підсистемою базових станцій і мережною частиною по інтерфейсу А.
Рухома станція (мобільний телефон) - сприймає та перетворює коливання повітря в коливання напруги, підсилює, фільтрує, оцифровує його, після чого інформація попадає в мовний кодек, який ущільнює потік інформації. Після цих перетворень ущільнена інформація попадає в канальний кодек, який перетворює потік інформації у вигляд придатний для передачі його по каналу зв'язку. Далі мовна цифрова інформація поступає у передавач і випромінюється в ефір по так званому „Um" радіоінтерфейсу із швидкістю 16 кбіт/сек.(13 кбіт/сек - мовна інформація, 3 кбіт/сек - службова інформація).
Базова станція - сприймає інформацію, що випромінюється рухомими станціями, в якій декілька потоків інформації по 16 кбіт/сек мультиплексуються в 64 кбіт/сек потік і по каналах кабельного зв'язку передається на контролер базових станцій.
Контролер базових станцій - контролює та керує роботою декількох базових станцій, а також мультиплексує 64 кбіт/сек потоки від них у стандартний 2 Мбіт/сек потік, який передається на територіальну комутаційну станцію.
Територіальна комутаційна станція - обробляє інформацію, отриману від контролерів базових станцій і в залежності від абонента, що викликається (мобільної чи фіксованої телефонної мережі) та місця його знаходження ( перевіряються реєстри домашній та
гостьовий, ідентифікації обладнання) направляє виклик на контролер базових станцій, а далі на базову станцію з подальшого ретрансляцією в ефір та прийманням рухомою станцією або перетворює (транскодує) інформацію в аналогову форму та направляє на відповідну міську автоматичну телефонну станцію (МАТС) телефонної мережі загального користування у разі, коли абонент, який викликається є абонентом останьої.
Зв'язок між територіальною комутаційною станцією та МАТС відбувається по інтерфейсу R2 або СС-№7, для чого в склад комутаційної системи входить Inter Working Functions (IWF) - модуль узгодження інтерфейсу.
Модуль узгодження інтерфейсу – здійснює перетворення внутрішнього інтерфейсу до інтерфейсу придатного для обміну з МАТС.
Територіальна комутаційна станція крім того, виконує функції маршрутизації дзвінків з телефонної мережі загального користування через контролер базових станцій, базову станцію до конкретних рухомих станцій.
Якщо трафік у комірковій мережі вимагає більших комутаційних можливостей ніж може надати територіальна комутаційна станція, тоді можуть співіснувати додаткові станції без права доступу до фіксованої телефонної мережі. Головною різницею між основною комутаційною станцією та додатковою є відсутність у неї домашнього реєстру.
Домашній реєстр - база даних, яка зберігає ідентифікатори і особисті дані користувачів, які належать до абонентів, „приписаних" до даної територіальної комутаційної станції.
Гостьовий реєстр - база даних, яка зберігає поточні дані про всі рухомі станції, що зареєструвались та знаходяться у зоні обслуговування даної територіальної комутаційної станції.
Територіальна комутаційна станція використовує ці два реєстри навіть тоді, коли „власна" рухома станція знаходиться у зоні її обслутовування.
Центр аутентифікації - невід'ємно пов'язаний з домашнім реєстром. Він дає різноманітні параметри для аутентифікації користувача. Він зберігає закладені індивідуальні алгоритми обчислення вхідних даних і видачі кінцевих результатів для кожного абонента. Оскільки ця інформація є приватною, то вона захищена від змін та проглядання паролем адміністратора.
Центр керування та ремонту - має доступ як до комутаційної станції так і до контролерів базових станцій. Здійснює обробку повідомлень про помилки, що надходять від коміркової мережі. Конфігурує базові станції через контролер та дозволяє оператору дистанційно перевірити всі підключені компоненти системи.
Центр ідентифікації обладнання - необов'язкова частина коміркової мережі і відповідно оператор в праві не вводити цей вид послуг. Цей центр є впровадженим відносно нової функції захисту системи коміркового зв'язку GSМ-900. Він зберігає всю інформацію про вкрадені, втрачені та дефектні апарати, які не можна використовувати в мережі GSM.
Сервісний центр, як і попередня частина є необов'язковою. Цей центр виконує функції надання додаткових послуг (автодозвін, продзвін декількох абонентів одночасно, будильник та ін.) користувачам мережі.
Рис. 1.1. Структурна схема системи коміркового зв'язку GSМ-900.
ВТS - Базова станція
ВSС - Контролер базових станцій
МSС - Територіальна комутаційна станція
GМSС - Транзитна комутаційна станція
ISDN - Мережа передачі даних загального користування
ОМS - Центр керування та ремонту
ЕІR - Реєстр ідентифікації обладнання
VLR - Гостьовий реєстр
НLR - Домашній реєстр
АuС - Центр аутентифікації
SС - Сервісний центр
IWF - Модуль узгодження інтерфейсу
В мережі GSМ використовують частотно-часове розділення каналів, що призвело до збільшення каналів в вузькому діапазоні частот . Графічно частотно-часовий розподіл каналів представлений на рис. 1.2 і на рис. 1.3.
Смуга частот розбита на два під діапазони. Верхній використовується для передачі даних від МS до ВТS . Нижній використовується для зворотньої передачі даних.
Fi =890+0.2*i; [МГц]-верхні канали
Fi =935+0.2*i; [МГц]-нижні канали
Фізичні канали створюються на основі поділу радіозасобів логічного каналу на часові інтервали довжиною 577 мксек , що повторюються з періодичністю 4,617 мсек.
Рис. 1.2. Організація каналів в GSМ.
1.2 Типи каналів в GSМ-900.
Стандарт GSМ розроблений для створення коміркових систем рухомого зв'язку (КСРЗ або ССПС(рос.)) в наступних смугах частот : 890-915 МГц - для передачі рухомими станціями (лінія "вверх"); 935-960 МГц - для передачі базовими станціями (лінія "вниз"). Мережі GSМ функціонують паралельно із існуючими європейськими національними мережами аналогових КСРЗ. Частотні плани цих систем показані на рис. 2.
Кожна зі смуг, виділених для мереж GSМ, розділяється на частотні канали. Рознос каналів складає 200 кГц, що дозволяє організувати в мережах GSМ 124 частотні канали. Частоти, виділені для передачі повідомлень рухомою станцією на базову і в зворотньому порядку, групуються парами, організовуючи дуплексний канал з розносом 45 Мгц. Ці пари частот зберігаються і при перескоках частоти. Кожна сота характеризується фіксованим присвоєнням певної кількості пар частот.
Кожна частотна несуча містить 8 фізичних каналів, розміщених в 8 часових вікнах в межах ТDМА кадра і в послідовності кадрів. Кожен фізичний канал використовує одне і те ж часове вікно в кожному ТDМА кадрі. До формування фізичного каналу повідомлення і даних, представлені в цифровій формі, групуються і об'єднуються в логічні канали двох типів: канали зв'язку -для передачі кодованої мови або даних (ТСН), канали керування - для передачі сигналів керування і сигналізації (ССН) (рис. 1.3).
Більше ніж один тип логічного каналу може бути розміщений на одному і тому ж фізичному каналі, але тільки при їх відповідній комбінації.
Рис. 1.3 Канали радюінтерфейсу.
1.2.1. Канали управління.
Канали керування (ССН) забезпечують передачу сигналів керування та синхронізації.
Розрізняють три види каналів керування:
ВССН (Broadcast Control Channels)
- канали передачі сигналів керування;
СССН (Соmmоn Соntrol Сhannels)
- загальні канали керування;
SDССН ( Stand-alone Dedicated Control Channels )
- спеціальні канали керування;
Канали передачі сигналів керування використовуються тільки в напрямку з базової станції на всі рухомі станції. Вони несуть інформацію, яка необхідна станціям для роботи в системі. Розрізняють три види каналів передачі сигналів керування ВССН:
FССН (Frequency Correction Channel )
- канал настройки частоти, який використовується для синхронізації несучої в рухомій станції. По цьому каналу передається немодульована несуча з фіксованим частотним зсувом відносно номінального значення частоти каналу зв'язку;
SСН (Synchronization Channel )
- канал синхронизації, по якому передається інформація на рухому станцію про кадрову (часову) синхронизацію;
ВССН (Broadcast Control Channel)
- канал керування передачею, забезпечує передачу основних команд по керуванню передачею (номер загальних каналів керування тих із них, які об'єднуються з іншими каналами, в тому числі і з фізичними і т.д.).
Використовуються три типи загальних каналів СССН:
РСН (Раging Channel )
- канал виклику, використовується тільки в напрямку від базової станції до рухомої для для її виклику;
RАСН (Random Access Channel )
- канал паралельного доступу, використовується тільки в напрямку від рухомої станції до базової для запиту про назначення індивідуального каналу керування;
АGСН ( Access Grant Channel )- канал дозволеного доступу,
використовується тільки для передачі з базової станції на рухому (для
виділеня спеціального каналу керування, що забезпечує прямий доступ до каналу зв'язку).
Виділені спеціальні канали керування використовуються в двох напрямках для зв'язку між базовою та рухомою станціями. Розрізняють два види таких каналів:
SDССН/4 (Stand - alone Dedicated Control Channel )
- індивідуальний канал керування, складається із чотирьох підканалів;
SDССН/8 (Stand - alone Dedicated Control Channel )
- індивідуальний канал керування, складається із восьми підканалів.
Ці канали призначені для встановлення необхідного користувачу виду послуг. По ним забезпечується запит рухомою станцією про необхідний вид послуг, контроль правильної відповіді базовою станцією та видалення вільного каналу зв'язку, якщо це можливо.
FАССН (Fast Associated Control Channel ) -швидкий суміщений канал керування, служить для передачі команд при переході рухомої станції із соти в соту, тобто при "естафетній передачі" рухомої станції;
SАССН (Slow Associated Control Channel) - повільний суміщений канал керування, по напрямку "вниз" передає команди для встановлення вихідного рівня потужності передавача рухомої станції. По напрямку "вверх" рухома станція посилає дані, шо стосуються рівня встановленої вихідної потужності, виміряного приймачем рівня радіосигналу і його якості.
В суміщеному каналі керування завжди міститься один з двох каналів: канал зв'язку або індивідуальний канал керування.
1.2.2. Канали інформаційних потоків.
Канали інформаційних потоків призначені для перенесення мовлення і даних. Вони можуть розміщуватися в довільному часовому інтервалі на будь-якій частоті, за винятком нульового часового інтервалу ВССН-несучої.
-Повношвидкісні розмовні канали містять закодовану розмовну інформацію і дані.
-Напівшвидкісні використовуються для збільшення пропускної здатності. При роботі з ними мобільна станція буде використовувати не кожен часовий інтервал, а через один. В результаті дві МS зможуть використовувати один і той фізичний канал, що призведе до подвоєння його пропускної здатності.
1.2.3. Типи пакетів.
Фізичний радіоканал, що з'єднує рухому станцію з базовою, створений на основі циклічної передачі на пій самій частоті і цьому часовому інтервалі блоку бітів, який називається пакетом. Структура циклів на рис. 1.3.
Рис. 1.3 Структура циклів в стандарті GSМ-900.
В системі GSМ-900 існує 5 типів пакетів :
1) основний пакет- служить для передачі інформації.
2) пакет корекції частоти- синхронізує локальний генератор рухомої станції з частотою базової станції. Тому базова станція через рівномірний проміжок часу передає синусоїдальний сигнал.
3) синхронізаційний пакет- після виконання процедури синхронізації частоти, МS повинна виконати процедуру синхронізації циклу.
4) пакет доступу- в момент часу, коли МS першу вимогу доступу до системи, ще невідома відстань від неї до ВТS, а тому невідоме і залізнення, з яким прийде до приймача ВТS. В результаті це запізнення не можна компенсувати, передаючи сигнал від ВТS з відповідним випередженням. Подібною буде ситуація при перемиканні МS до нової ВТS.
5) замінний пакет- іноді ВТS може вислати замінний пакет, структура якого ідентична до структури основного пакету з цією різницею, що інформаційні біти замінені на біти, що не несуть інформацію.
1.3. Архітектура контролера базових станцій.
Контролера базових станцій (ВSС) - це основний мережевий компонент системи базових станцій. Він керує всіма діями системи , що пов'язані з радіозв'язком. Контролера базових станцій постійно підтримує контакт з кожним абонентом , керує радіозв'язком , блокує пошкоджені лінії до базових станцій , здійснює комутацію комутаційних блоків .
В склад контролера базових станцій входять наступні функціональні модулі (рис. 1.6):
- централізований блок управління;
- комутатор;
- блок сигналізації;
інтерфейси модулі;
Рис. 1.4. Основні функціональні модулі ВSС.
1.3.1. Централізований блок управління.
Адміністративні функції ВSС реалізовані в централізованому блоці управління, який керує всіма функціональними модулями ВSС і наглядає за встановленням з'єднань, роз'єднань в комутаційному полі. Основним елементом системи управління є центральний процесор (СР), який здійснює обробку даних, відповідає за запуск, збереження і виконання програм. Крім того він керує великою кількістю регіональних процесорів, які виконують початкову обробку даних, що надходять він інших пристроїв ВSС і розвантажують тим СР.
Центральний процесор є дубльований: в звичайному режимі роботу керування здійснює сторона А, а сторона В перебуває в "гарячому резерві". Фактично обидві сторону виконують одну і ту ж роботу. Результати роботи обох сторін неперервно порівнюються, тому помилка виявляється відразу. Коли виявляється помилка, робоча сторона зупиняється і керування передається резервній стороні.
1.3.2. Комутатор.
Перенесення частини комутаційних функцій з системи комутації в ВSС дозволило розвантажити центри комутації, зменшити їх кількість, понизити вартість передачі. Комутаційне поле в ВSС і МSС однакове і реалізоване за принципом час-простір-час, що дозволяє використовувати ідентичні групові комутатори. Різниця лише в ємності.
В комутаційній системі АХЕ-10 фірми Егіcson груповий комутатор спроектований у вигляді модулів часової комутації (ТSМ) і модулів просторової комутації (SРМ). До одного ТSМ можна під єднати до 16 ліній, тому ТSМ має 512 входів/каналів. На рисунку 4 приведено спрощений опис з'єднання вхідного каналу з вихідним за допомогою групового комутатора.
Груповий комутатор є мережними, тому кожна позиція на вході групового комутатора може бути з'єднана з будь-якою позицією на його виході. Груповий комутатор містить також керуючу пам'ять, яка вказує на адресу комірки інформаційної пам'яті, що містить долі мовлення.
В комутаційній системі АХЕ-10 груповий комутатор забезпечує синхронізацію даних, що передаються по вихідних ІКМ-лініях. Щоб надавати груповому комутатору надійну синхронізаційну інформацію , використовується три джерела синхронізації: одне основне, і два додаткові, які синхронізуються від основного. Кожне джерело містить керований температурою і напругою кристалічний осцилятор, робоча частота якого становить 8,192 МГц, і мікропроцесор, який керує осцилятором.
Рис. 1.5. Приклад з'єднання в груповому комутаторі.
1.3.3. Інтерфейси.
Необхідність стандартизації пакетів викликана потребою забезпечення сумісності апаратури різних фірм. Стики ВSС з іншими мережними компонентами системи ВSТ також стандартизовано. В BSС є два види інтерфейсів:
-А-Ьіs інтерфейс- призначений для зв'язку BSС з ВSТ.
-А-tег інтерфейс- призначений для зв'язку з транскодером або іншими ВSС.
А-bis інтерфейс.
Передача інформації по А-bis інтерфейсу відбувається по цифрових каналах Е1, які поділяються на 32 часові інтервали, кожен з яких може переносити інформацію із швидкістю 64 кбіт/с. Кожному передавачу базової відповідають два часові інтервали на А-bis інтерфейсі для передачі розмови і . один виділений канал для передачі LAPD-сигналізації. Для ефективного використання А-bis інтерфейсу використовується LAPD-концентрація і LAPD-мультиплексування.
LAPD-концентрація рекомендується для всіх комірок (що мають 3 або більше передавачів ТRU).
LAPD-мультиплексування рекомендується для всіх малих комірок (що мають 1 або 2 ТRU).
А-tег інтерфейс
Передача інформації по А-tег інтерфейсу відбувається по цифрових каналах. На відміну від А інтерфейсу, де один часовий інтервал 64 кбіт/с містить розмовну інформацію одного абонента, на А-tег інтерфейсі канал може містити інформацію різних абонентів. Особливу увагу слід звернути на передачу інтегрованого ВSС/ТRС модуля.
Рис. 1.6. Передача інформації в середині ВSС/ТRС.
1.3.4. Блок сигналізації.
Блок сигналізації відповідає за виконання сигналізаційних протоколів на А-, А-tег та А-bis інтерфейсах і містить два типи пристроїв: сигналізаційні термінали і обробники прийомо-передавачів. Використання двох систем сигналізації робить GSМ сумісною з ТМЗК і ISDN.
В блоці сигналізації сигналізаційне повідомлення перетворюється в формат, придатний для опрацювання ВSС і форматоване повідомлення передається в блок керування ВSС для подальшої обробки. На А-, А-tег, інтерфейсах використовується система сигналізації №7, а саме протоколи ВSSАР/ВТАР і МТР/SССР.
ВSSАР повідомлення передаються прозоро через транскодер, використовуючи протоколи МТР і SССР.
Протокол МТР складається з трьох рівнів:
-рівень 1 забезпечує передачу для сигнального з'єднання.
-рівень 2 перевіряє дані і виправляє помилки, що трапились під час передачі.
-рівень 3 встановлює, обробляє і розриває з'єднання, і обробляє адресацію і маршрутизацію.
Рис. 1.7.Струкгура протоколу ВSSАР.
Протокол SССР забезпечує два відмінні принципи сигналізації:
-орієнтований на з'єднання- при якому спочатку встановлюється з'єднання, а всі наступні сигналізаційні повідомлення використовують це з'єднання.
-безз'єднувальний- при якому сигналізаційні повідомлення маршрутизуються через мережу незалежно. Формат SССР зображено на рис.1.8.
Рис. 1.8. Формат SССР.
1.4. Функції контролера базових станцій.
1.4.1. Визначення каналу.
При визначенні нового каналу враховується ряд умов. Який канал в новій комірці буде призначений і зарезервований залежить від призначення нового каналу. Другим критерієм є режим передачі, тобто передача розмовної чи сигналізаційної інформації. Третій критерій враховує чи оператор хоче призначити канали в субкомірковій структурі. Комбінація цих критеріїв утворює тип вибору каналу SТ . Кожен SТ має власний список пріоритетів типі в ресурсів.
Список пріоритетів типів ресурсів- це таблиця яка містить список ресурсів в порядку пріоритету. Якщо для першого вибору немає вільних ресурсів, система обирає другий тип ресурсу в списку.
1.4.2. Диференціальне визначення каналу.
Диференціальне визначення каналу- це інструмент керування доступом МS до системи, залежно від інтенсивності трафіка. Диференціальне визначення каналу дає оператору можливість регулювати виділення радіо ресурсів в межах комірки.
При спробі доступу МS до системи, остання визначає кількість недоступних каналів, які можуть бути зарезервовані для викликів з різними рівнями пріоритету. Якщо МS з певним рівнем пріорітету вимагає доступу до системи, система буде оцінювати співвідношення вільних, зайнятих і зарезервованих каналів. На їх основі дасть позитивну або негативну відповідь.
Варіант 1: якщо кількість вільних каналів рівна або меньша ніж кількість зарезервованих, то доступ буде заборонений.
Варіант 2: якщо кількість вільних каналів перевищує значення INАС хоча б на 1, то доступ МS до системи залежить від ймовірності невдалої спроби доступу.
Варіант 3: якщо кількість вільних каналів рівна або більша, ніж (INАС+2), то доступ буде дозволений.
1.4.3. Динамічне керування потужністю МS.
Динамічне керування потужністю МS використовується для обмеження спільноканальних інтерференційних завад, для зменшення споживання МS енергії. Динамічне керування потужності полягає в регульовані вихідної потужності МS для підтримки постійного значення потужності сигналу на приймачах ВS. Алгоритм динамічного керування потужністю МS представлено на рис. 1.9:
1.4.4. Динамічне керування потужністю ВТS.
Керування потужністю ВТS використовується для підсилення сигналу у випадку високого рівня завад і, навпаки, послаблення сигналу, якщо він створює завади для інших викликів. Принцип керування потужністю ВТS дуже подібний керування потужністю МS. Відмінність лише в тому, що ВТS можна керувати як розмовними каналами, так і SDССН каналами. Це означає, що для ! кожного часового інтервалу можна задавати іншу потужність.
При новому з'єднанні ВТS починає передавати на номінальній потужності, а далі зменшує потужність, щоб запобігти погіршенню якості зв'язку діючих з'єднань. Зміна потужності відбувається згідно алгоритму:
1. Підготовка результатів вимірювань. Оскільки алгоритм керування потужністю ВТS передбачає керування як розмовними каналами, так і SDССН каналами, то вибір множини звітів залежить не тільки від індикатора використання перервної передачі, але і від типу каналу.
2. Фільтрування.
3. Розрахунок потужності.
ВТS буде змінювати потужність передачі при наближенні або віддаленні МS. Якщо МS перебуває далеко від ВТS , остання передає на максимально дозволеній потужності. При наближенні МS ВТS зменшує потужність до мінімально допустимої. Зміна рівня потужності ВТS відбувається з кроком 2дБ. Мінімальна ефективна потужність ВТS на ЗО дБ нижча, ніж номінальний рівень.
1.4.5. Адаптивна конфігурація логічних каналів.
Встановлення з'єднання з МS відбувається по каналах SDССН. Максимальна кількість SDССН каналів в комірці залежить як від кількості передавачів, так і від обмежень на радіо інтерфейсі. В загальному випадку можна визначити по одному каналу на передавач.
Рис. 1.10. Розміщення SDССН каналів на ВССН несучій на звичайних і розширених комірках.
Рис.1.9. Алгоритм динамічного керування потужністю МS.
Алгоритм може використовуватись в двох режимах регульованим потужності:
-стаціонарний режим;
-початковий режим;
Звичайним режимом алгоритму регульованим є стаціонарний режим. Алгоритм складається з наступних етапів:
1 .Підготування результатів вимірювань.
2. Фільтрування.
3. Розрахунок потужності:
а) початкова фаза- початкове значення вихідної потужності;
б) стаціонарна фаза- значення вихідної потужності в стаціонарному режимі;
в) обмеження кроку зміни потужності;
г) обмеження кроку пониження потужності;
д) обмеження границь потужності;
е) порогове значення потужності;
М-крітерій: на першому кропі алгоритму система перевіряє чи комірка задовольняє мінімальні умови.
Рис. 1.9. Алгоритм Егісsson 1.
К-критерій: на даному етапі встановлюється інше порогове значення-достатній рівень потужності.
L-критерій: L-комірки сортуються відповідно до втрат потужності при поширенні сигналу.
1.4.6 Алгоритм Егісsson 3.
Алгоритм Егісsson 1 неможливо оптимізувати. Тому на практиці замість Егісsson 1 може використовуватись Егісsson 3, який зручніший в обробці, оскільки містить менше параметрів. Основні характеристики Егісsson 3:
- виконується лише спрощене К-сортування;
- кандидати сортуються в порядку спадання абсолютної потужності сигналу;
- комірки поділяються на комірки з високим рівнем сигналу і комірки з низьким рівнем сигналу;
-для вибору правильного порогового значення використовуються потужності вимірювання як по каналу "вверх" так і по каналу "вниз".
Крок 4: обробка штрафування. Штрафування відбувається наступним чином: від дійсного значення потужності сигналу віднімається штрафна потужність. В результаті оштрафована комірка може переміститись на нижчу позицію в списку початкового сортування, штрафування дійсне протягом певного часу.
Крок 5: обробка МS які швидко рухаються. Проблема обробка МS які швидко рухаються має місце при невеликих розмірах комірки. Для цього на етапі основного сортування складається три списки. Далі утворюється один список, в якому комірки розташовані за пріоритетом. Оскільки комірки вищих рівнів мають нижчий пріоритет, система намагається передати обслуговування МS комірками нижчих рівнів.
Крок 6: перевірка невідкладних умов.
1. Погіршення якості передачі: система неперервно визначає якість як по каналу "вверх " так і по каналу "вниз"; для кожного каналу задається гранично допустиме значення якості передачі. Зв'язок між коефіцієнтом помилок і dtqu приведено в таблиці 1.
2. Перевищення граничного значення часового випередження. Часове випередження- це міра часу поширення пакету між ВТS і МS.
Таблиця 1
Крок 7: організація списку кандидатів. Кінцевий список кандидатів залежить не лише від списку початкового сортування, але і від умов:
- вимога призначення каналу гіршій комірці
- перевищення граничної величини часового випередження
- недопустима якість зв'язку
- необхідність перемикання між надкоміркою і під коміркою
- необхідність перемикання між звичайними комірками
Кроки 8 і 9: процес обробки виклику і оцінка результату визначення каналу.
Процес обробки виклику це етап на якому здійснюється перемикання каналів з точки зору сигналізації. Після того, як алгоритм локалізації сформує кінцевий список кандидатів, відбувається спроба передачі обслуговування комірці, яка перебуває на найвищий позиції в списку.
1. перемикання між комірками ієрархічної структури:
- передача від нижнього рівня до верхнього;
передача від верхнього рівня до нижнього;
2. перемикання в межах комірки.
Перемикання в межах комірки - це перемикання з одного виділеного каналу на інший в межах цієї самої комірки.
3. перемикання в наслідок поганої якості.
Ініціювання передачі обслуговування внаслідок погіршення якості передачі залежить від того, як близько перебуває МS до межі між коміркою, яка обслуговує виклик, і коміркою, якій система хоче передати обслуговування (Рис. 1.13).
Рис. 1.13. Перемикання обслуговування через погану якість.
1.4.7. Виділення каналів при передачі обслуговування.
Процес виділення нового каналу можна зробити на два етапи:
- виділення сигналізаційного каналу SDССН.
- виділення розмов ного каналу ТСН.
У випадку перевантаження комірки будь-який новий виклик буде втрачатись поки не з'являться нові канали. Щоб запобігти цьому, з'єднання встановлюється в даній комірці по каналу SDССН, а далі система пробує передати обслуговування сусідній, гіршій з точки зору обслуговування, комірці.
Ширина коридору, а також дозвіл виділення каналу в гіршій комірці визначаються для кожної комірки індивідуально.
1.5. Нумерація в ВSS.
Поділ мережі на зони, кластери, комірки передбачає їх нумерацію. Нумерація в системі ВТS дозволяє визначити місцеположення МS в мережі, забезпечити її обслуговування і необхідну якість зв'язку. В системі ВТS використовуються два номери:
СGI- глобальний ідентифікаційний номер комірки СGІ=МСС+NМС+LАС+СІ,де
МСС- мобільний код країни;
NМС- мобільний код мережі;
LАС- код локальної території;
СІ- ідентифікаційний номер комірки;
Глобальний ідентифікаційний номер комірки ідентифікує комірку в мережі GSМ. В мережі GSМ не може бути дві комірки з однаковим номером СGI.
2. ВSIС- ідентифікаційний код ВТS:
ВSІС=МСС+ВСС, де
NCC- національний кольоровий код;
ВСС- кольоровий код;
ВSІС використовується, щоб розрізнити комірки, які працюють на однаковій частоті і належать різним кластерам.
Щоб розрізнити операторів в суміжних РLМN, кожному оператору в країні присвоюється певне значення NCC. Цей метод використовується і всередині країни, щоб запобігти сигналізації і перемиканням між різними МSC.
ВСС використовується як захист від спільно канальних інтерференційних завад. З цією метою однаковий ВСС присвоюється всім коміркам в заданому кластері. Таким чином забезпечується максимальне рознесення ВСС.
Розділ 2.
Проектування коміркової мережі мобільного зв'язку стандарту GSМ-900 Закарпатської обл..
2.1. Розрахунок радіотрафіку і параметрів комірки для заданих вихідних даних з врахуванням спільноканальної інтерференції.
Практика проектування показує, що число N комірок в ансамблі в коміркових мережах приймається так, щоб як найбільше послабити вплив інтерференційних завад у сусідніх спільно канальних базових станціях, чи абонентських станціях, що обслуговуються базовою. Як легко зауважити, чим більше число комірок N в ансамблі, тим вплив інтерференційних завад від сусідніх базових станціях, що працюють з однаковою групою радіоканалів, на якість передачі буде менший. Іншими словами, більше відношення потужності сигналу до потужності завад С/І в розмовному каналі отримується для більших значень N. З другої сторони збільшення числа N комірок в ансамблі економічно невигідно. Тому, в громадських коміркових мережах, в яких економічні питання виходять на перше місце, змагають до мінімізації відношення D/R, а потім і числа комірок в ансамблі N. Однак треба пам'ятати, що вибір оптимального значення D/R завжди компромісний між високою якістю передачі і великою ємністю мережі, чи числа споживачів коміркової мережі. В діючій на території США коміркової мережі системи АМРS вимагається відношення сигнал/завада на рівні не гірше ніж 18дБ. Такий рівень забезпечує передачу телефонних сигналів в радіоканалі аналогових системах на рівні якості телефонних розмов в телефонній мережі загального користування.
В системах рухомої радіокомунікації аналіз радіуса дії корисних і завантажуючих базових станцій грунтується на простому поширенню радіохвиль із врахуванням землі. В таких моделях середня потужність корисного сигналу є обернено пропорційна до четвертої степені відстані. Використовуючи просту модель поширення радіохвиль обмежують допустиме значення коефіцієнта інтерференційних спільно канальних завад q в мережі, що складена з гексагональних комірок, для якої відношення С/І більше 18 дБ.
Якщо прийняти, що шість спільно канальних базових станцій мають ненаправлену антену, то середня потужність корисного сигналу на вході приймальної рухомої станції буде пропорційна R-4 , а потужність завад - 6*D-4
В даній ситуації для забезпечення необхідної якості телефонних розмов (С/І >18дБ) значення q >4,41; N=7.
З метою ефективного використання радіочастот на базовій станції в семикомірковому ансамблі використовуються антени шириною діаграм напрямленості на рівні половини потужності в 120 град. І 60 град. Наслідком такої заміни антен буде розподіл комірок на три (120 град.) і шість (60 град.) секторів, а також відповідний розділ каналів, які виділені базовою станцією відповідно на 3 і 6 частотних груп.
Таблиця 2
Розрахуємо необхідні параметри для радіотрафіку згідно вихідних даних з таблиці 2 і результати в таблицю 3.
Таблиця 3
2.2. План розподілу частот
Стандарт GSМ працює в наступних діапазонах частот:
890-915 МГц - для передачі мобільними станціями (канал "вверх"),
935-960 МГц - для передачі базовими станціями (канал "вннз").
Для характеристики поширення електромагнітних хвиль використовується параметр L - втрати поширення. Розрахунок втрат заносимо у таблицю 4.
Таким чином рахуємо затухання для всіх інших ансамблів .
Таблиця 4
2.5. Оцінка покриття території електромагнітним полем.
В GSМ існує механізм управління потужністю ВТS і МS з метою усунення інтерференції в сусідніх комірках і збільшенням терміну роботи батареї ВТS і МS.
Динамічний діапазон МS від 94 дБ до 92 дБ, тобто прийом сигналу іде в діапазоні від -10 до -104 дБ. Прийом ВТS може приймати сигнали від МS в діапазоні від -10 до -104 дБ.
Вибравши класи ВТS і МS розраховуємо покриття комірки електромагнітним полем. Результати заносимо в таблицю 7.
Таблиця 7
З цього можна зробити висновок, що ВТS буде приймати сигнали від МS і навпаки. Якщо ж ця умова не виконується, то в формулі для затухання треба змінити частоту або висоту базової станції.
2.6. План нумерації мобільних абонентів.
Одним з перших номерів у мережі GSМ є міжнародний номер абонента в мережі ISDN-МISDN.
МSISDN = СС + NDC + SN
СС - код країни (1 до 3): 322
NDC - код оператора (2 до 3): 54
SN - номер абонента
Для першого абонента – 32254000.
Дпя другого абонента – 32254001.
Для десятого абонента – 32254009.
МSISDN - це каталоговий номер користувача, єдиний номер мережі GSМ, який розуміє ТМЗК. МSISDN визначає тип послуг, доступних абоненту, а не терміналу- Величина МSISDN залежить від нумерації в даній країні згідно протоколу Е.164 ССІТТ (максимум -15)
Наступним є IМSІ - внутрішній номер кожного абонента, який присвоюється оператором і використовується лише всередині мережі GSМ. IМSІ характеризує користувача системи, а не його термінал чи послугу.
IМSІ = МNС + МСС + МSIN
МСС - код країни
МNС - мобільний код оператора
МSIN - код абонента
Є ще такі номери
МSRN - оперативна адреса МS. Інформація, розміщена в цьому номері дозволяє безпосередньо з'єднатися із відповідною МSС.
МSRN = СС + NDС + SN
SN - номер абонента
ТМSІ - тимчасовий номер рухомого абонента - один із елементів процедури захисту системи від несанкціонованого доступу.
ТМSІ - це закодована версія IМSІ. ТМSІ присвоюється лише на час першого зголошення МS у зоні викликів. Його структуру визначає адміністратор мережі, вона не повинна перевищувати 4 байти.
ІМEI - міжнародний ідентифікаційний номер терміналу - дозволяє оператору слідкувати, які термінали в даний момент користуються засобами мережі і відразу блокувати вкрадені термінали.
ІМЕІ = ТАС + FАС + SNR +SР
ТАС - код гомологації даної моделі обладнання
FАС - код виробника
SNR - серійний номер обладнання
SР - резерв для майбутнього
LAI - номер зони викликів - використовується для ідентифікації зони, в якій знаходиться абонент.
LAI = МСС + MNC + LАС
МСС - код країни
МNC - код оператора
LАС - код зони викликів
СGI - глобальний номер комірки - використовується мережею для розпізнавання комірок в межах зони викликів. Цей номер використовується також для тарифікації
СGI = МСС + МNС + LАС + СІ
СІ - ідентифікатор комірки
ВSІС - ідентифікаційний номер базової станції - використовується мобільною станцією для ідентифікації комірок, які оточують комірку, в якій знаходиться абонент для впевненості, що сигнал на даній частоті походить від власної базової станції.
ВSІС=NСС+ВСС
NСС - національний кольоровий код.
ВСС - кольоровий код базової станції.
Висновок.
В даному курсовому проекті була розглянута загальна характеристика системи GSМ-900, типи каналів і пакетів. Докладно розглянута архітектура контролера базових станцій ВSС, а також і функції контролера базових станцій ВSС , нумерація в ВSS в стандарті GSМ-900.
Також проведено розрахунок радіотрафіка і основних його параметрів.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора