Материал: Системы подвижной радиосвязи. лабораторный практикум. Федоров С.М., Бойко О.В

усилителей и направленных антенн. Поэтому для покрытия определённой площади необходимо большее количество передатчиков, чем в NMT-450 и AMPS.

GSM-900 – цифровой стандарт мобильной связи в диапазоне частот от 890 до 915 МГц (от телефона к базовой

сразделением во времени.

Внекоторых странах диапазон частот GSM-900 был расширен до 880–915 МГц (MS –> BTS) и 925–960 МГц

(MS <– BTS), благодаря чему максимальное количество каналов связи увеличилось на 50. Такая модификация была названа E–GSM (extended GSM).

GSM-1800 – модификация стандарта GSM-900, цифровой стандарт мобильной связи в диапазоне частот от

–максимальная излучаемая мощность мобильных телефонов стандарта GSM-1800 – 1 Вт, для сравнения у GSM-900 – 2 Вт. Большее время непрерывной работы без подзарядки аккумулятора и снижение уровня радиоизлучения;

–высокая ёмкость сети, что важно для крупных городов;

–возможность использования телефонных аппаратов; работающих в стандартах GSM-900 и GSM-1800 одновременно. Такой аппарат функционирует в сети GSM900, но, попадая в зону GSM-1800, переключается – вручную или автоматически. Это позволяет оператору рациональнее использовать частотный ресурс, а клиентам – экономить деньги за счёт низких тарифов. В обеих сетях абонент пользуется одним номером. Но использование аппарата в двух сетях возможно только в тех случаях, когда эти сети принадлежат одной компании или между компаниями,

60

работающими в разных диапазонах, заключено соглашение о роуминге.

Дальность связи в GSM лимитирована задержкой сигнала Timing advance и составляет до 35 км. При использовании режима extended cell возрастает до 75 км.

6. Система GSM состоит из трёх основных подсистем

(рис. 39):

–подсистемы базовых станций (BSS – Base Station Subsystem);

–подсистемы коммутации (NSS – Network Switching Subsystem);

–центра технического обслуживания (OMC – Operation and Maintenance Centre).

В отдельный класс оборудования GSM выделены терминальные устройства – подвижные станции (MS – Mobile Station), также известные как мобильные (сотовые) телефоны.

Рис. 39. Структурная схема системы сотовой связи GSM

Подсистема базовых станций

BSS состоит из собственно базовых станций (BTS – Base Transceiver Station) и контроллеров базовых станций (BSC — Base Station Controller). Область, накрываемая сетью GSM,

разбита на условные шестиугольники, называемые сотами, 62

или ячейками. Диаметр каждой шестиугольной ячейки может быть разным – от 400 м до 50 км. Максимальный теоретический радиус ячейки составляет 120 км, что обусловлено ограниченной возможностью системы синхронизации к компенсации времени задержки сигнала. Каждая ячейка покрывается находящейся в её центре одной базовой станцией, при этом ячейки частично перекрывают друг друга, таким образом сохраняется возможность передачи обслуживания без разрыва соединения при перемещении абонента из одной соты в другую.

Естественно, что на самом деле сигнал от каждой станции распространяется, покрывая площадь в виде круга, а не шестиугольника, последний же является лишь упрощением представления зоны покрытия. Каждая базовая станция имеет шесть соседних в связи с тем, что в задачи планирования размещения станций входила минимизация стоимости системы. Меньшее количество соседних базовых станций приводило бы к большему перехлёсту зон покрытия с целью избегания «мёртвых зон», что в свою очередь потребовало бы более плотного расположения базовых станций. Большее количество соседних базовых станций приводило бы к излишним расходам на дополнительные станции, в то время как выигрыш от уменьшения зон перехлёста был бы уже весьма незначительным.

Базовая станция (BTS) обеспечивает приём/передачу сигнала между MS и контроллером базовых станций. BTS является автономной и строится по модульному принципу. Направленные антенны базовых станций могут располагаться на вышках, крышах зданий и т. д.

Контроллер базовых станций (BSC) координирует соединения между BTS и подсистемой коммутации. В его полномочия также входит управление очерёдностью соединений, скоростью передачи данных, распределение радиоканалов, сбор статистики, контроль различных

63

радиоизмерений, назначение и управление процедурой

Handover.

Подсистема коммутации

Приведем перечень компонентов, входящих в состав NSS, и опишем далее подробно каждый из них.

Центр коммутации (MSC – Mobile Switching Center)

контролирует определённую географическую зону с расположенными на ней BTS и BSC. Осуществляет установку соединения к абоненту и от него внутри сети GSM, обеспечивает интерфейс между GSM и ТфОП, другими сетями радиосвязи, сетями передачи данных. Также выполняет функции маршрутизации вызовов, управления вызовами, эстафетной передачи обслуживания при перемещении MS из одной ячейки в другую. После завершения вызова MSC обрабатывает данные по нему и передаёт их в центр расчётов для формирования счета за предоставленные услуги, собирает статистические данные. MSC также постоянно следит за положением MS, используя данные из HLR и VLR, что необходимо для быстрого нахождения и установления соединения с MS в случае её вызова.

Домашний регистр местоположения (HLR – Home Location Registry) содержит базу данных абонентов,

о состоянии каждого абонента, необходимые в случае его вызова, а также Международный Идентификатор Мобильного Абонента (IMSI – International Mobile Subscriber Identity),

который используется для аутентификации абонента (при помощи AUC). Каждый абонент приписан к одному HLR. К данным HLR имеют доступ все MSC и VLR в данной GSMсети, а в случае межсетевого роуминга – и MSC других сетей.

Гостевой регистр местоположения (VLR – Visitor Location Registry) обеспечивает мониторинг передвижения MS

64