Обеспечение связью на основе технологии GSM
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
азывают кластером (Cluster). Разбиение большой системы на кластеры производится с целью повторного использования частот одного кластера в других кластерах.
Для увеличения емкости всей системы в зонах с большой плотностью пользователей (крупных городах) используют разбиение на более мелкие соты с одновременным уменьшением мощности передатчиков БС.
Еще одним способом повышения емкости системы является применение секторных антенн [1]. Конструктивно такая антенна представляет собой набор направленных антенн, каждая из которых обслуживает свой сектор. Например, трехсекторная антенна с диаграммой направленности по 1200 на сектор, покрывает все 3600 окружающего пространства. В каждом секторе может быть использован свой набор частот из предусмотренных частотным планом.
При перемещении пользователя из зоны действия одной БС к другой (из одной соты в другую) ЦК организует передачу связи к другой БС (Handover).
2.1.2 Территориальное деление сети
Для упрощения функционирования системы и снижения служебного трафика, БС объединяют в группы - домены, получившие название LA (Location Area - области расположения) [1]. Каждой LA соответствует свой код LAI (Location Area Identity). ЦК осуществляет постоянное слежение за подвижными станциями, используя регистры положения (HLR) и перемещения (VLR). В HLR хранится та часть информации о местоположении какой-либо подвижной станции, которая позволяет центру коммутации доставить вызов станции. Один VLR может контролировать несколько LA. Именно LAI помещается в VLR для задания местоположения мобильной станции (МС). В случае необходимости именно в соответствующей LA (а не в отдельной соте) будет произведен поиск МС. При перемещении МС из одной соты в другую в пределах одной LA перерегистрация и изменение записей в HLR и VLR не производится. Но стоит МС попасть на территорию другого домена, как начнется взаимодействие ПС с сетью. При смене LA код старого домена стирается из VLR и заменяется новым LAI. Если же следующий LA контролируется другим VLR, то произойдет смена VLR и обновление записи в HLR.
Разбиение сети на домены довольно непростая инженерная задача, решаемая при проектировании и построении каждой сети индивидуально. Слишком мелкие LA приведут к частым перерегистрациям МС и, как следствие, к возрастанию трафика служебных сигналов и более быстрой разрядке батарей мобильного аппарата. Если же сделать размеры домена большими, то в случае необходимости соединения с абонентом при поступлении ему входящего вызова, сигнал вызова придется передавать всем сотам, входящим в домен, что также ведет к неоправданному росту передачи служебной информации и перегрузке внутренних каналов связи.
2.1.3 Общие характеристики стандарта GSM
В соответствии с рекомендацией СЕРТ 1980 г., касающейся использования спектра частот подвижной связи в диапазоне частот 862-960 МГц, стандарт GSM на цифровую общеевропейскую (глобальную) сотовую систему наземной подвижной связи предусматривает работу передатчиков в двух диапазонах частот: 890-915 МГц (для передатчиков MС), 935-960 МГц (для передатчиков БС)[1]. В стандарте GSM используется узкополосный многостанционный доступ с временным разделением каналов (NB ТDМА). В структуре ТDМА кадра содержится 8 временных позиций на каждой из 124 несущих.
Система синхронизации рассчитана на компенсацию абсолютного времени задержки сигналов до 233 мкс, что соответствует максимальной дальности связи или максимальному радиусу ячейки (соты) 35 км.
В стандарте GSM выбрана гауссовская частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом (GMSK). Обработка речи осуществляется в рамках принятой системы прерывистой передачи речи (DTX), которая обеспечивает включение передатчика только при наличии речевого сигнала и отключение передатчика в паузах и в конце разговора. В качестве речепреобразующего устройства выбран речевой кодек с регулярным импульсным возбуждением/долговременным предсказанием и линейным предикативным кодированием с предсказанием (RPE/LTR-LTP-кодек). Общая скорость преобразования речевого сигнала - 13 кбит/с.
В целом система связи, действующая в стандарте GSM, рассчитана на ее использование в различных сферах. Она предоставляет пользователям широкий диапазон услуг и возможность применять разнообразное оборудование для передачи речевых сообщений и данных, вызывных и аварийных сигналов; подключаться к телефонным сетям общего пользования (PSTN), сетям передачи данных (PDN) и цифровым сетям с интеграцией служб (ISDN). В таблице 2.1. представлены основные характеристики стандарта GSM [1].
Таблица 2.1.
Основные характеристики стандарта GSM
Частоты передачи подвижной станции приема базовой станции, МГц 890-915 Частоты приема подвижной станции и передачи базовой станции, МГц 935-960Дуплексный разнос частот приема и передачи, МГц 45Скорость передачи сообщений в радиоканале, кбит/с 270, 833 Скорость преобразования речевого кодека, кбит/с 13Ширина полосы канала связи, кГц 200Максимальное количество каналов связи 124Вид модуляции GMSKВид речевого кодекаRPE/LTPМаксимальный радиус соты, км до 35 Схема организации каналов комбинированная TDMA/FDMA
2.1.4 Интерфейсы в сетях GSM
В системах стандарта GSM имеются интерфейсы трех видов: для соединения с внешними сетями; между различным оборудованием сетей GSM; между сетью GSM и внешним оборудованием. Они соответствуют рекомендациям ETSI/GSM 03.02.
2.1.4.1 Основные интерфейсы с внешними сетями
u Интерфейс к ТФОП: соединение с телефонной сетью осуществляется через MSC (или GMSC при нескольких комму?/p>