Каковы основные компоненты сети GSM. Как работает коммутационная система GSM. Какие функции выполняет система базовых станций. Зачем нужны регистры HLR и VLR в сети GSM. Как обеспечивается безопасность в GSM-сетях.
Основные компоненты архитектуры сети GSM
Сеть GSM состоит из четырех основных подсистем:
- Коммутационная система (Switching System, SS)
- Система базовых станций (Base Station System, BSS)
- Мобильные станции (Mobile Stations, MS)
- Центр эксплуатации и технического обслуживания (Operation and Maintenance Center, OMC)
Каждая из этих подсистем выполняет определенные функции для обеспечения работы сотовой связи. Рассмотрим их подробнее.
Коммутационная система GSM: ключевые элементы и их назначение
Коммутационная система, также известная как Network and Switching Subsystem (NSS), отвечает за обработку вызовов и функции, связанные с абонентами. В ее состав входят следующие ключевые элементы:
Центр коммутации мобильной связи (MSC)
MSC выполняет следующие основные функции:
- Обработка вызовов с учетом мобильности абонентов
- Управление логическими каналами радиосвязи
- Управление протоколом сигнализации между MSC и BSS
- Обработка регистрации местоположения абонентов
- Контроль хэндовера между базовыми станциями и MSC
- Взаимодействие с HLR в качестве шлюзового MSC (GMSC)
Домашний регистр местоположения (HLR)
HLR содержит следующую информацию об абонентах:
- Идентификатор IMSI
- Телефонный номер ISDN
- Информация о подключенных услугах
- Ограничения на услуги
- Данные о текущем местоположении для маршрутизации вызовов
Рекомендуется использовать один HLR на всю сеть GSM. Он может быть реализован как распределенная база данных.
Гостевой регистр местоположения (VLR)
VLR всегда интегрирован с MSC и содержит следующие данные:
- Идентификатор мобильного абонента
- Временный идентификатор TMSI
- Телефонный номер ISDN
- Роуминговый номер
- Часть данных из HLR для абонентов в зоне обслуживания MSC
Система базовых станций GSM: структура и функционал
Система базовых станций (BSS) обеспечивает радиоинтерфейс между мобильными станциями и коммутационной системой. BSS включает в себя:
Контроллер базовых станций (BSC)
BSC управляет радиоресурсами одной или нескольких BTS. Его основные функции:
- Распределение и освобождение радиоканалов
- Контроль хэндовера между сотами внутри BSS
- Управление мощностью передачи BTS и MS
- Сбор статистики и мониторинг состояния оборудования
Базовая приемо-передающая станция (BTS)
BTS обеспечивает физический радиоинтерфейс с мобильными станциями. Ее задачи:
- Передача и прием радиосигналов
- Кодирование речи и данных
- Измерение качества радиоканала
- Шифрование передаваемой информации
Мобильные станции в сети GSM: виды и возможности
Мобильная станция (MS) — это устройство абонента для доступа к услугам сети GSM. MS состоит из:
- Мобильного оборудования (ME) — сам телефон
- SIM-карты с данными абонента
Современные мобильные станции поддерживают голосовые вызовы, передачу данных, SMS и дополнительные услуги GSM.
Центр эксплуатации и обслуживания GSM-сети: задачи и инструменты
OMC выполняет следующие функции по управлению сетью GSM:
- Мониторинг состояния и производительности сети
- Конфигурирование сетевых элементов
- Управление программным обеспечением
- Сбор статистики и формирование отчетов
- Устранение неисправностей
OMC использует специализированные системы поддержки эксплуатации (OSS) для эффективного управления сетью.
Безопасность в сетях GSM: механизмы аутентификации и шифрования
Для обеспечения безопасности в GSM используются следующие механизмы:
Центр аутентификации (AuC)
AuC генерирует параметры для аутентификации абонентов и шифрования данных. Его функции:- Хранение секретных ключей абонентов
- Генерация триплетов аутентификации
- Вычисление ключей шифрования
Регистр идентификации оборудования (EIR)
EIR содержит базы данных IMEI мобильных устройств:
- Белый список — разрешенные устройства
- Серый список — устройства под наблюдением
- Черный список — запрещенные устройства
EIR позволяет блокировать работу украденных или неисправных телефонов в сети.
Взаимодействие компонентов GSM-сети при обслуживании вызовов
При обработке вызова в сети GSM происходит сложное взаимодействие между различными элементами:
- MS отправляет запрос на соединение в BSS
- BSS передает запрос в MSC
- MSC запрашивает данные об абоненте из HLR/VLR
- Происходит аутентификация абонента через AuC
- MSC выделяет ресурсы для вызова и маршрутизирует его
- BSS устанавливает радиоканал с MS
- Начинается разговор между абонентами
Такое взаимодействие обеспечивает надежную и безопасную связь в сетях GSM.
| Конфигурирование MSC/MSC-S в GSM/WCDMA | GSM/WCDMA MSC/MSC-S Configuration | ||
| Назначение Цель этого курса — ознакомление слушателей с основными функциями и процедурами, выполняемыми в MSC/MSC-S, а также определение параметров станции с помощью стандартной документации. | General The target of this course is to describe the main functions and procedures handled by MSC/MSC-S and to define specific exchange data using the standard documentation and work flows. | ||
Содержание
| Contents
| ||
| Методы обучения Лекции, теоретические и практические упражнения. | Training Methods Theoretical lessons and theoretical/practical exercises. | ||
| Для кого предназначен Для персонала, который занимается эксплуатацией и обслуживанием коммутатора MSC/MSC-S системы GSM/WCDMA. | Who Should Attend Personnel working in an MSC/MSC-S exchange with GSM/WCDMA Operation & Maintenance. | ||
| Требования при поступлении “Основные операции по эксплуатации AXE” | Entry Requirements AXE Operations | ||
Продолжительность | 5 | Duration | |
Количество слушателей | 8 | Number of Participants | |
GSM core network — это… Что такое GSM core network?
Структура сети GSMGSM core network является «сердцем» сотовых сетей стандарта GSM, самых распространённых систем сотовой связи в мире.
Core network содержится и развивается оператором мобильной связи и предназначена для связи мобильных телефонов и аппаратов друг с другом в различных телекоммуникационных сетях. Архитектура сети GSM схожа с сетями фиксированной телефонной сети, но существуют дополнительные функции, которые необходимы для обеспечения мобильности абонентов, как в пределах своей сети, так и в роуминге. Эти функции охватывают различные аспекты мобильности и описаны подробнее в соответствующих статьях.
Под GSM Core Network (также известной как NSS — Network and Switching Subsystem, Подсистема Сети и Коммутации) подразумевается сеть с коммутацией каналов, используемой для обычных GSM-сервисов, таких как голосовые звонки, SMS и передача данных по коммутируемым линиям.
Для обеспечения сервисов пакетной передачи существует также расширение GSM Core, известное как GPRS Core Network. Это позволяет мобильным телефонам получать доступ к таким сервисам, как WAP, MMS, Internet и передача видео.
Все современные мобильные телефоны имеют поддержку как пакетной передачи, так и коммутации каналов, так как большинство операторов поддерживают GPRS в дополнение к стандартным сервисам GSM.
HLR (Home Location Register)
Определение
HLR (Home Location Register) — это база данных, которая содержит информацию о абоненте сети GSM-оператора.
HLR содержит данные о SIM-картах данного оператора мобильной связи. Каждой SIM-карте сопоставлен уникальный идентификатор, называемый IMSI, который является ключевым полем для каждой записи в HLR.
Другой важной частью данных, сопоставленных SIM-карте, являются телефонные номера (MSISDN). Главный MSISDN используется для предоставления абоненту основного пакета услуг, возможно также сопоставить SIM-карте несколько других MSISDN для работы с факсимильной связью и передачи данных. Каждый MSISDN также является ключевым полем в базе данных HLR.
У крупных операторов может быть установлено несколько HLR, на каждом из которых хранятся данные лишь по части абонентов оператора, так как из-за аппаратных и программных ограничений ёмкость каждого HLR лимитирована.
Примеры других данных, хранимых в HLR для каждого абонента:
- Данные о сервисах, которые абонент запросил или которые были предоставлены
- Установки GPRS, позволяющие абоненту иметь доступ к сервисам пакетной передачи данных
- Текущее местоположение абонента (VLR и SGSN)
- Данные о переадресации звонков для каждого MSISDN
Элементы GSM Core Network, связанные с HLR
Т.к. HLR является своего рода основной базой данных сети, связан он с большим количеством сетевых элементов сети. В частности, HLR соединяется со следующими элементами:
- Gateway MSC (G-MSC) для обработки входящих звонков
- VLR для обработки запросов мобильных устройств на подсоединение к сети
- SMSC для обработки входящих SMS, нотификации о появлении абонента в сети
- USSDC, для возможности приема/передачи USSD сообщений
- IN платфорами
- Voice Mail (голосовой почтой), для оповещений абонентов о новом голосовом сообщении
Функции
Основная функция HLR состоит в контроле процесса перемещения мобильных абонентов путём
- отправки данных об абоненте в VLR или SGSN при первом подключении абонента к сети;
- посредничества между GMSC или SMS и VLR для обеспечения входящей связи или входящих текстовых сообщений;
- удаления данных об абоненте из VLR при выходе абонента из зоны его действия.
Authentification Centre (AUC)
Определение
Центр аутентификации (Authentification Centre — AUC) предназначен для аутентификации каждой SIM карты которая пытается присоединиться к GSM сети (обычно когда телефон включается). Как только аутентификация успешно завершается, HLR может управлять сервисами, на которые подписался абонент (SIM). Так же генерируется шифровальный ключ который периодически используется для шифрования беспроводного соединения (голос, SMS и т. д.) между мобильным телефоном и сетью (GSM Core Network).
Если аутентификация проходит неудачно, для данной SIM карты услуги в данной сети предоставляться не будут. Возможна дополнительная идентификация мобильного телефона по его серийному номеру (IMEI) с помощью EIR (Equipment Identification Register — Регистр Идентификации Оборудования), но это уже зависит от настроек аутентификации в AUC.
Правильная реализация безопасности — ключевой момент в стратегии оператора для предотвращения клонирования SIM карт.
AUC не принимает непосредственного участия в процессе аутентификации, а вместо этого генерирует данные, называемые триплетами, которые MSC использует во время данной процедуры. Безопасность процесса обеспечивается значением, имеющимся как в AUC так и в SIM карте и называемым Ki. Ki записывается в SIM карту во время изготовления и дублируется в AUC. Значение Ki никогда не передаётся между AUC и SIM, а вместо этого на базе Ki и IMSI генерируется связка запрос/ответ для идентификационного процесса и защитный ключ для использования в радиоканале.
Элементы GSM Core Network, связанные с AUC
AUC связан со следующими элементами:
- HLR, который запрашивает новый набор триплетов для IMSI после того как предыдущие данные были использованы. Это предотвращает использование одинаковых ключей и ответов дважды для определённого телефона
Функции
Для каждого IMSI AUC хранит следующие данные:
- Ki
- идентификатор алгоритма (стандартные алгоритмы называются A3 или A8, но оператор может использовать собственный)
Когда MSC запрашивает у AUC новый набор триплетов для определённого IMSI, AUC сперва генерирует случайное число, называемое RAND. Используя Ki и RAND вычисляются следующие значения:
- С помощью алгоритмов A3 (или собственного алгоритма) из значений Ki и RAND вычисляется значение SRES (Signed Response).
- С помощью алгоритма A8 из значений Ki и RAND вычисляется число, называемое Kc
Эти три числа (RAND, SRES, Kc) формируют триплет и отсылаются обратно в MSC. Когда соответствующий IMSI запрашивает доступ в сеть GSM, MSC отправляет RAND (часть триплета) SIM карте. SIM карта подставляет полученный RAND и Ki (который записан в неё при производстве) в алгоритм A3 (или собственный) и вычисляет SRES, который отправляет обратно в MSC. Если этот SRES совпадает с SRES из триплета (а он должен совпасть если это правильная SIM карта) тогда мобильному телефону предоставляется право присоединиться к сети и обращаться к сервисам GSM.
После успешной аутентификации, MSC отсылает ключ шифрования Kc контроллеру базовых станций (BSC — Base Station Controller), чтобы все соединения могли шифроваться и дешифровываться. Очевидно, что мобильный телефон может генерировать Kc самостоятельно, используя полученный в процессе аутентификации RAND, записанный Ki и алгоритм A8.
AUC обычно расположен совместно с HLR, хотя это необязательно. Пока процесс аутентификации достаточно защищён для повседневного пользования, но это не гарантирует защиту от взлома. Поэтому для сетей 3G был разработан новый набор мер безопасности.
VLR (Visitors Location Register)
Определение
VLR (Visitors Location Register) — это временная база данных абонентов, которые находятся в зоне действия определённого MSC/VLR. Каждая базовая станция в сети приписана к определённому VLR, так что абонент не может присутствовать в нескольких VLR одновременно.
Данные, хранимые в VLR, берутся как из HLR, так из с самой мобильной станции. На практике, для увеличения производительности, большинство производителей (вендоров) интегрируют базу VLR в коммутатор (V-MSC) либо соединяют VLR с MSC через выделенный интерфейс.
Хранимые в VLR данные включают:
- IMSI (идентификационный номер абонента)
- данные аутентификации
- MSISDN (телефонный номер абонента)
- перечень доступных абоненту GSM сервисов
- точку доступа для GPRS (APN)
- адрес HLR, в котором хранятся данные на абонента
Элементы GSM Core Network, связанные с VLR
VLR связан со следующими элементами:
- MSC — для предоставления данных, необходимых ряду процедур, например аутентификации или установлению соединения
- HLR — для получения данных об абоненте, находящемся в зоне действия данного VLR
- другие VLR — для передачи временных данных об абоненте во время его перехода между зонами действия разных VLR (например, TMSI — временный идентификатор, наподобие IMSI, используемый в процессе коммуникации)
Функции
Основные функции VLR:
- оповещать HLR, что абонент появился в зоне действия, обслуживаемой данным VLR
- отслеживать нахождение абонента внутри зоны действия данного VLR (с точностью до Location Area) в период, когда абонент не совершает звонков
- выделять роуминговые номера (roaming numbers) в процессе установления входящего вызова
- удалять данные об абоненте если он становится неактивным в зоне действия данного VLR. VLR удаляет данные по истечении определённого времени неактивности и информирует об этом HLR (например, когда абонент выключил телефон или пропал из зоны действия сети на длительный промежуток времени)
- удалять данные об абоненте при его перемещении в зону действия другого VLR.
MSC (Mobile Switching Centre)
Определение
MSC (Центр Мобильной Коммутации) — это специализированная автоматическая телефонная станция, обеспечивающая возможность связи с коммутацией каналов, управления мобильностью и предоставления сервисов GSM для мобильных телефонов внутри зоны своего обслуживания. Это предполагает голос, данные и факсимильную связь, а также SMS и переадресацию вызовов.
В системах связи GSM, в отличие от более ранних аналоговых сервисов, факсимильная связь и данные посылаются на коммутатор (MSC) сразу в цифровом формате. Только на MSC они перекодируются в аналоговый формат (в большинстве случаев это цифровое перекодирование в PCM сигнал для 64 kbit/s таймслота, известного в Америке как DS0).
Существуют разновидности MSC, в зависимости от специфики их функционирования в сети. Причём, все эти термины могут относиться к одному и тому же MSC, который в разное время выполняет разные функции.
GMSC
Шлюзовой MSC (Gate MSC, GMSC) — это MSC который обрабатывает вызовы, приходящие из внешних сетей. Этот термин актуален в контексте отдельно взятого вызова, так как любой MSC может работать и как шлюзовой коммутатор, и как абонентский MSC. Тем не менее, ряд производителей выделяют для GMSC отдельный высокопроизводительный MSC, к которому не подключают контроллеры базовых станцией (BSC).
Visited MSC
Абонентский MSC (Visited MSC) — это MSC, в зоне действия которого находится абонент. В VLR, привязанном к данному MSC, содержатся данные об абоненте.
Прочие виды
Anchor MSC (MSC источник, отправной) — это MSC, который инициирует процедуру хендовера (handover). Целевой MSC — это MSC на который должен пройти handover, то есть передаться обслуживание. MSC Server — часть новой концепции MSC, появившаяся в 3GPP Release 5.
Элементы GSM Core Network, связанные с MSC
MSC связан со следующими элементами:
- подсистема базовых станций (BSS) которая обеспечивает взаимодействие с мобильными телефонами 2G и 2.5G
- подсистемой UTRAN которая обеспечивает взаимодействие с мобильными телефонами 3G
- VLR для обмена информацией о SIM и MSISDN
- другие MSC для процедур handover’а
Функции
В задачи MSC входит:
- направлять вызовы к абонентам в соответствии с информацией об их положении из VLR
- устанавливать исходящие вызовы к другим абонентам или сетям (PSTN)
- доставлять SMS сообщения от абонентов до SMSC и обратно
- организовывать хендоверы от BSC к BSC
- производить хендоверы на другой MSC
- поддержка дополнительных сервисов, таких как конференц-связь или удержание вызова
EIR
EIR (Equipment Identity Register — Регистр идентификации оборудования) часто интегрирован с HLR. Данный регистр содержит перечень IMEI мобильных телефонов, доступ которым запрещён в сеть, или они находятся под наблюдением. Это сделано для отслеживания ворованных телефонных аппаратов. Теоретически, все данные об украденных мобильных телефонах должны распространяться по EIR всех сетей в мире через центральный EIR. Очевидно, тем не менее, что в ряде стран эта возможность не поддерживается. Данные в EIR не обновляются в режиме реального времени, что делает его применение ограниченным.
Другие функциональные назначения
В большей или меньшей степени с работой GSM Core network связаны другие сервисы и функции.
SMSC
SMSC (Short Message Service Centre — Сервисный центр коротких сообщений) поддерживает отправку текстовых сообщений.
MMSC
MMSC (Multimedia Messaging System Centre — Системный центр мультимедийных сообщений) обеспечивает отправку мультимедийных сообщений (например, изображения, аудио, видео или их комбинации) адресатам, чьи телефоны поддерживают MMS.
Взаимодействие с правоохранительными службами
В соответствии с местным законодательством, возможна необходимость прослушивания и перехвата звонков в сети по требованию определённых государственных служб. В этом случае оборудование сети должно поддерживать необходимые функции.
Ссылки
| ||||||||||||||||||||||||||||||
| 3G (IMT-2000) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Промежуточный после 3G (3.5G, 3.75G, 3.9G) |
| |||||||||||||||||||||||||||||
| 4G (IMT-Advanced) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 5G |
| |||||||||||||||||||||||||||||
| См. также | ||||||||||||||||||||||||||||||
Радиосвязь для железных дорог стандарта GSM-R
GSM-R (Global System for Mobile communications — Railway) — стандарт радиосвязи Европейской системы управления движением поездов. GSM-R — беспроводная коммуникационная платформа повышенной надёжности для железных дорог, реализованная на основе GSM.
Компания РОТЕК проводит интеграционные работы с оборудованием ведущих мировых производителей и представляет комплекс оборудования для связи на железной дороге
- Радио-подсистема (MSC, BSC, MSC, BS): NOKIA, Huawei, Kapsch, ZTE
- Диспетчерское оборудование: FREQUENTIS, Пульсар
- Абонентское оборудование (носимое): Sagemcom, Funkwerk
- Локомотивные радиостанции: Funkwerk, ИРЗ, Пульсар
- Запись переговоров: FREQUENTIS
Абонентское оборудование GSM-R
|
|
RT-PRZ-1 |
|
|
RT-PRZ-2 |
|
|
RT-PRZ-3 |
Концепции сотовой связи — архитектура GSM
Сеть GSM делится на четыре основные системы:
Система коммутации (SS)
Система базовой станции (BSS)
Мобильная станция (MS)
Центр эксплуатации и технического обслуживания (ОМС)
Система коммутации (SS)
Система базовой станции (BSS)
Мобильная станция (MS)
Центр эксплуатации и технического обслуживания (ОМС)
Система коммутации, также называемая Сетью и системой коммутации (NSS), отвечает за выполнение обработки вызовов и функций, связанных с абонентами. Система коммутации включает в себя следующие функциональные блоки —
Центр коммутации мобильной связи
Главная Местоположение Регистрация
Регистрация посетителей
Регистр идентификации оборудования
Центр аутентификации
Центр коммутации мобильной связи
Главная Местоположение Регистрация
Регистрация посетителей
Регистр идентификации оборудования
Центр аутентификации
Центр коммутации мобильной связи
Центр коммутации мобильной связи (MSC) выполняет все функции коммутации для всех мобильных станций, расположенных в географической области, контролируемой назначенными им BSS. Кроме того, он взаимодействует с КТСОП, с другими MSC и другими объектами системы.
Функции MSC
Обработка вызовов, которая соответствует мобильному характеру абонентов с учетом регистрации местоположения, аутентификации абонентов и оборудования, услуги хэндовера и предоплаты.
Управление требуемым логическим каналом радиосвязи во время разговоров.
Управление протоколом сигнализации MSC-BSS.
Обработка регистрации местоположения и обеспечение взаимодействия между мобильной станцией и VLR.
Контролирует передачу обслуживания между BSS и между MSC.
Действуя как шлюз MSC для опроса HLR. MSC, который подключен к сети PSTN / ISDN, называется GMSC. Это единственный MSC в сети, подключенный к HLR.
Стандартные функции выключателя, такие как зарядка.
Обработка вызовов, которая соответствует мобильному характеру абонентов с учетом регистрации местоположения, аутентификации абонентов и оборудования, услуги хэндовера и предоплаты.
Управление требуемым логическим каналом радиосвязи во время разговоров.
Управление протоколом сигнализации MSC-BSS.
Обработка регистрации местоположения и обеспечение взаимодействия между мобильной станцией и VLR.
Контролирует передачу обслуживания между BSS и между MSC.
Действуя как шлюз MSC для опроса HLR. MSC, который подключен к сети PSTN / ISDN, называется GMSC. Это единственный MSC в сети, подключенный к HLR.
Стандартные функции выключателя, такие как зарядка.
Home Location Register (HLR)
Домашний регистр местоположения содержит —
Идентификатор мобильного абонента называется International Mobile Sub Identity (IMSI).
Телефонный номер ISDN мобильной станции.
Подписная информация об услугах.
Сервисные ограничения.
Информация о местоположении для маршрутизации вызовов.
Идентификатор мобильного абонента называется International Mobile Sub Identity (IMSI).
Телефонный номер ISDN мобильной станции.
Подписная информация об услугах.
Сервисные ограничения.
Информация о местоположении для маршрутизации вызовов.
Рекомендуется один HLR на сеть GSM, и это может быть распределенная база данных. Постоянные данные в HLR изменяются интерфейсом человек-машина. Временные данные, такие как информация о местоположении, динамически изменяются в HLR.
Регистр местонахождения посетителей (VLR)
VLR всегда интегрируется с MSC. Когда мобильная станция перемещается в новую область MSC, VLR, подключенный к этому MSC, будет запрашивать данные о мобильной станции из HLR. Позже, если мобильная станция выполняет вызов, VLR имеет информацию, необходимую для установления вызова, без необходимости каждый раз запрашивать HLR. VLR содержит следующую информацию:
Идентичность мобильного саба,
Любая временная мобильная субидентификация,
ISDN номер каталога мобильного телефона,
Номер каталога для направления звонка на роуминговую станцию,
Часть данных HLR для мобильных телефонов, которые в настоящее время находятся в зоне обслуживания MSC.
Идентичность мобильного саба,
Любая временная мобильная субидентификация,
ISDN номер каталога мобильного телефона,
Номер каталога для направления звонка на роуминговую станцию,
Часть данных HLR для мобильных телефонов, которые в настоящее время находятся в зоне обслуживания MSC.
Регистр идентификации оборудования
Регистр идентификации оборудования состоит из идентификатора оборудования мобильной станции, называемого International Mobile Equipment Identity (IMEI), который может быть действительным, подозрительным и запрещенным. Когда мобильная станция получает доступ к системе, процедура предоставления оборудования вызывается перед предоставлением услуг.
Информация доступна в виде трех списков.
Белый список — терминалу разрешено подключаться к сети.
Серый список — терминал находится под наблюдением со стороны сети на предмет возможных проблем.
Черный список — Терминалы, указанные как украденные, не сертифицированы по типу. Им не разрешено подключаться к сети. EIR информирует VLR о списке, в котором находится конкретный IMEI.
Белый список — терминалу разрешено подключаться к сети.
Серый список — терминал находится под наблюдением со стороны сети на предмет возможных проблем.
Черный список — Терминалы, указанные как украденные, не сертифицированы по типу. Им не разрешено подключаться к сети. EIR информирует VLR о списке, в котором находится конкретный IMEI.
Центр аутентификации
Это связано с HLR. Он хранит ключ идентификации, называемый ключом аутентификации (Ki) для каждого абонента мобильной связи. Этот ключ используется для генерации триплетов аутентификации.
RAND (Случайное число),
SRES (подписанный ответ) — для аутентификации IMSI,
Kc (ключ шифрования) — для шифрования связи по радиоканалу между MS и сетью.
RAND (Случайное число),
SRES (подписанный ответ) — для аутентификации IMSI,
Kc (ключ шифрования) — для шифрования связи по радиоканалу между MS и сетью.
Центр эксплуатации и технического обслуживания (ОМС)
Это функциональный объект, с помощью которого оператор сети может отслеживать и контролировать систему, выполняя следующие функции:
Установка программы
Управление движением
Анализ данных о производительности
Отслеживание абонентов и оборудования
Управление конфигурацией
Абонентское управление
Управление мобильным оборудованием
Управление начислением и выставлением счетов
Установка программы
Управление движением
Анализ данных о производительности
Отслеживание абонентов и оборудования
Управление конфигурацией
Абонентское управление
Управление мобильным оборудованием
Управление начислением и выставлением счетов
Система базовой станции (BSS)
BSS соединяет MS и NSS. Он состоит из следующего —
Базовая приемопередающая станция (BTS) также называется Базовая станция.
Контроллер базовой станции (BSC).
Базовая приемопередающая станция (BTS) также называется Базовая станция.
Контроллер базовой станции (BSC).
BTS и BSC обмениваются данными через стандартизированный интерфейс Abis. BTS контролируется BSC, и один BSC может иметь много BTS под своим контролем.
Базовая приемопередающая станция (BTS)
BTS содержит радиопередатчики и обрабатывает протоколы радиосвязи с мобильной станцией. Каждая BTS состоит из устройств радиопередачи и приема, включая антенну, процессоры сигналов и т. Д. Каждая BTS может поддерживать от 1 до 16 несущих RF. Параметрами, различающими BTS, являются уровень мощности, высота антенны, тип антенны и количество несущих.
Функции БТС
Он отвечает за синхронизацию времени и частоты.
Процесс канального кодирования, шифрования, мультиплексирования и модуляции для транс-направления и обратного для приема должен быть выполнен.
Он должен заранее организовать передачу с мобильных телефонов в зависимости от их расстояния от BTS (Timing Advance).
Он должен обнаруживать запросы произвольного доступа с мобильных телефонов, измерять и контролировать радиоканалы для управления мощностью и передачи обслуживания.
Он отвечает за синхронизацию времени и частоты.
Процесс канального кодирования, шифрования, мультиплексирования и модуляции для транс-направления и обратного для приема должен быть выполнен.
Он должен заранее организовать передачу с мобильных телефонов в зависимости от их расстояния от BTS (Timing Advance).
Он должен обнаруживать запросы произвольного доступа с мобильных телефонов, измерять и контролировать радиоканалы для управления мощностью и передачи обслуживания.
Контроллер базовой станции
BSC управляет радиоресурсами для одной или группы BTS. Он выполняет настройку радиоканала, скачкообразную перестройку частоты, передачу обслуживания и контроль уровней радиочастотной мощности. BSC предоставляет опорные сигналы синхронизации времени и частоты, передаваемые его BTS. Он устанавливает связь между мобильной станцией и MSC. BSC подключен через интерфейсы к MSC, BTS и OMC.
Мобильная станция
Это относится к терминальному оборудованию, используемому беспроводными абонентами. Состоит из —
SIM-модуль идентификации абонента
Мобильное оборудование
SIM-карта является съемной, и с соответствующей SIM-картой доступ к сети можно получить с помощью различного мобильного оборудования.
Идентификация оборудования не связана с абонентом. Оборудование проверяется отдельно с IMEI и EIR. SIM-карта содержит интегральную микросхему с микропроцессором, оперативной памятью (RAM) и постоянной памятью (ROM). SIM-карта должна быть действительной и проверять подлинность MS при доступе к сети.
SIM также хранит информацию, относящуюся к абоненту, такую как IMSI, идентификатор местоположения соты и т. Д.
Функции мобильной станции
Радиопередача и прием
Управление радиоканалом
Кодирование / декодирование речи
Защита от ошибок радиосвязи
Управление потоком данных
Оценить адаптацию пользовательских данных к радиолинии
Управление мобильностью
Радиопередача и прием
Управление радиоканалом
Кодирование / декодирование речи
Защита от ошибок радиосвязи
Управление потоком данных
Оценить адаптацию пользовательских данных к радиолинии
Управление мобильностью
Измерения производительности максимум до шести окружающих BTS и передачи отчетов в BSS, MS могут хранить и отображать короткие принятые буквенно-цифровые сообщения на жидкокристаллическом дисплее (LCD), который используется для отображения набора номера и информации о состоянии.
Европейская система GSM определяет пять различных категорий мобильных телефонов: 20 Вт, 8 Вт, 5 Вт, 2 Вт и 0,8 Вт. Они соответствуют уровням мощности 43 дБм, 39 дБм, 37 дБм, 33 дБм и 29 дБм. Блоки мощностью 20 Вт и 8 Вт (пиковая мощность) предназначены либо для установки на транспортном средстве, либо на переносной станции. Мощность МС регулируется с шагом 2 дБ от номинального значения до 20 мВт (13 дБм). Это делается автоматически под дистанционным управлением от BTS.
Транскодеры
Транскодеры — это сетевые объекты, вставленные для взаимодействия стороны MSC со стороной Mobile. Скорость кодирования голоса на стороне КТСОП составляет 64 Кбит / с, а в GSM по радиоканалу голос кодируется как 13 Кбит / с. Чтобы уменьшить скорость передачи данных по радиоинтерфейсу и снизить нагрузку на наземную линию (4: 1), транскодеры вводятся в соответствующем месте, в основном с помощью MSC.
Транскодер — это устройство, которое использует мультиплексные передачи данных со скоростью 13 кбит / с или 3,6 / 6/12 кбит / с и четыре из них для преобразования в стандартные данные со скоростью 64 кбит / с. Сначала 13 Кбит / с или данные со скоростью 3,6 / 6/12 Кбит / с доводятся до уровня 16 Кбит / с путем добавления дополнительных данных синхронизации, чтобы составить разницу между речью 13 Кбит / с или данными с более низкой скоростью, а затем четыре из них объединены в приемоответчике для обеспечения канала 64 Кбит / с в пределах BSS. Четыре канала трафика затем могут быть мультиплексированы в одну схему на 64 кбит / с. Таким образом, выходная скорость передачи данных TRAU составляет 64 Кбит / с.
Затем до 30 таких каналов 64 Кбит / с мультиплексируются на 2,048 Мбит / с, если на интерфейсе A-bis предусмотрен канал CEPT1. Этот канал может нести до 120- (16×120) сигналов трафика и управления. Поскольку скорость передачи данных в КТСОП обычно составляет 2 Мбит / с, это является результатом объединения каналов 30 на 64 Кбит / с или 120 Кбит / с на каналы 16 Кбит / с.
Другие сетевые элементы
Другие сетевые элементы включают такие компоненты, как сервисный центр SMS, ящик голосовой почты и поток SMS.
СМС Сервис Центр
Он взаимодействует с MSC, имеющим функциональные возможности взаимодействия, для предоставления службы коротких сообщений (SMS) абонентам мобильной связи. SMS могут быть направлены на факсимильный аппарат, компьютер в Интернете или другой MS. Местоположение MS получателя запрашивается MSC и доставляется.
Ящик голосовой почты
Когда мобильный абонент не в состоянии отвечать на входящие вызовы из-за занятости / за пределами зоны обслуживания, то вызов перенаправляется на почтовый ящик, который уже был активирован абонентом. Для этого было установлено отдельное подключение от MSC. Позже абонент будет уведомлен через SMS и сможет получить сообщение.
Когда пользователь отправляет SMS, запрос размещается через MSC.
MSC пересылает SMS в SMSC, где он хранится.
SMSC запрашивает HLR, чтобы узнать, где находится мобильный телефон назначения, и пересылает сообщение в MSC назначения, если мобильный телефон назначения доступен.
Если мобильный телефон недоступен, сообщение сохраняется в текущем SMSC. В большинстве случаев, если мобильный телефон не доступен для доставки SMS, SMSC не повторяется. Вместо этого MSC назначения сообщает SMSC, когда мобильный телефон возвращается в зону действия. В отличие от USSD, обработка SMS — это операция хранения и пересылки.
SMS имеет срок действия, в течение которого он будет ожидать, пока мобильный телефон назначения не станет доступным. По истечении этого времени SMSC удалит сообщение. Срок действия может быть установлен пользователем. Обычный срок действия — 1 день.
Передача голоса в LTE — CS Fallback
МенюТрадиционно передача голоса в мобильных сетях осуществляется с использованием коммутации каналов (Circuit Switch — CS). Так как LTE не поддерживает коммутацию каналов, а использует только коммутацию пакетов (Packet Switch — PS), то существует несколько вариантов организации передачи голоса в сетях LTE. Один из них это — CS Fallback.
Основная идея механизма CS Fallback заключается в переводе мобильного устройства (далее UE — User Equipment) на обслуживание в сеть с поддержкой коммутации каналов (например, UMTS, GSM). Такой перевод осуществляется во время создания соединения для передачи голосового трафика. Таким образом, для использования механизма CS Fallback для передачи голоса требуется поддержка нескольких технологий радиодоступа со стороны UE (LTE и той, где будет передаваться голос).
На рисунке ниже изображена архитектура сети, необходимая при использовании CS Fallback. Подразумевается, что у оператора имется как сеть LTE, так и сеть более раннего поколения (UMTS или GSM). При этом, обязательно должна быть поддержка интерфейса SGs между MME и MSC.
UE, передача голоса которой будет организована через CS Fallback, должна быть зарегистрирована в двух сетях. Это достигается с помощью так называемой процедуры ‘EPS/IMSI’ Attach. На рисунке ниже приводится схема обмена сообщениями во время этой процедуры (описание стандартной процедуры подключения (UE Attach)).
На первом шаге этой процедуры UE отправляет сообщение ‘Attach Request’, особенности которого для данного случая заключаются в следующем:
- Поле ‘EPS Attach Type’ устанавливается в ‘Combined EPS/IMSI Attach’
- Поле ‘EMM Combined Procedures Capability’ устанавливается в ‘Mobile Station supports EMM Combined Procedures’
Ниже на рисунке приводится последовательность сообщений для случая, когда UE находится в режиме idle, и звонок инициируется со стороны сети. MME получает сообщение ‘Paging Request’, которое содержит IMSI идентификатор UE. Также в этом сообщении есть идентификатор сервиса, чтобы отличать случай с SMS и голосовым звонком. Приняв это сообщение, MME отправляет ‘Paging Request’ к базовой станции (eNB) по интерфейсу S1AP. В этом сообщении уже указываются два идентификатора UE: IMSI и S-TMSI. Однако, это сообщение уже не содержит телефонный номер вызывающего абонента, в отличие от сообщения, которое приходит в MME. MME отправляет сообщение ‘Paging Request’ всем eNB, сектора которых относятся к указанной Tracking Area группе.
Получив сообщение от MME, eNB отправляет RRC сообщение Paging для того, чтобы проинформировать UE о входящем вызове. В ответ на это сообщение UE устанавливает RRC соединение. И в сообщении ‘RRC Connection Setup Complete’ UE передает сообщение ‘Extended Service Request’, где UE сообщает MME о приеме или отклонении CS Fallback процедуры. eNB передает эту информацию MME в сообщении ‘Initial UE Message’. В свою очередь, MME отправляет сообщение ‘Service Request’ MSC/VLR, где указывает EMM состояние клиента (EPS Mobility Management State) на момент получения сообщения ‘Paging Request’ на MME. В данном случае, это состояние будет ‘EMM-IDLE’. Отсюда MSC/VLR понимает, что номер вызывающего абонента не был доставлен до UE. Получив сообщение ‘Service Request’, MSC/VLR прекращает повторную передачу ‘Paging Request’.
Также MME отправляет сообщение ‘Initial Context Setup Request’ к eNB, где выставляет ‘CS Fallback Indicator’, чтобы дать указание eNB перевести UE в сеть UTRAN/GERAN (3G/2G). В этом сообщение также может быть указан Registered Location Area Identiy (LAI), который определяет PLMN сети (идентификатор сети, Public Land Mobile Network) для UE. eNB подтверждает получение сообщения ‘Initial Context Setup Request’ сообщением ‘Initial Context Setup Response’. После этого eNB отправляет сообщение ‘RRC Connection Release’ к UE, которое информирует UE о необходимости перехода в сеть UTRAN/GERAN. Причиной перевода UE в другую сеть (Release Cause) могут быть указаны следующие значения: ‘Load Balancing Tracking Area Update Required’, ‘CS Fallback High Priority’, ‘Other’. Причина ‘CS Fallback High Priority’ указывается в только в том случае, если это значение было указано MME в сообщении ‘Initial Context Setup Request’ и UE переводится в сеть UTRAN. Также eNB указывает в сообщении ‘RRC Connection Release’ технологию сети (Radio Access Technology), куда переводится UE, и ее частоту (RF Carrier). Кроме этого, могут быть указаны приоритеты различных технологий, которые UE будет использовать при выборе сети для переключения. В поле ‘Cell Information List’ eNB указывает параметры секторов, куда может переключиться UE. Эта информация позволяет UE сократить время для подключения к новому сектору, так как UE не надо вычитывать информацию из BCCH канала.
После отправки сообщения ‘RRC Connection Release’ eNB удаляет контекст UE, используя трехэтапную процедуру общения с MME. Тем временем, UE переключается на новый сектор и другую технологию (на рисунке это UTRAN) и устанавливает там RRC соединение. После чего, UE отправляет сообщение ‘Initial Direct Transfer’, куда включает ‘Paging Response’. RNC достает ‘Paging Response’ и отправляет его MSC/VLR.
После окончания звонка UE может либо остаться в текущей сети, либо вернуться в LTE, используя обычную процедуру подключения.
Если вы не нашли интересующую вас информацию по LTE/LTE-A в этой статье, напишите мне об этом письмо на [email protected]. Я постараюсь ее добавить в кратчайшие сроки.
Даксис МСК Дополнительное оборудование — ТД ВИДЕОГЛАЗ Москва
Модуль сопряжения индивидуального видеодомофона с общеподъездным многоквартирным домофоном Даксис МСК предназначен для подключения индивидуального видеодомофона к линии связи общеподъездного домофона с координатной системой адресации абонентов (Визит, Цифрал, Элтис, Метаком), для приема вызовов от него и открывания подъездной двери с помощью стандартных функций видеодомофона.Совместимость координатных домофонов других производителей возможна, но не гарантируется.
Помимо линии аудиодомофона с помощью модуля сопряжения можно подключить четырехпроводную вызывную видео-панель (для установки на этаж) и видеосигнал от подъездной видеокамеры.
Внимание: Допустимый уровень нагрузки линии видеосигнала от подъездной видеокамеры необходимо уточнить у специалистов обслуживающей организации. В случае недостаточной нагрузочной способности линии может потребоваться дополнительный этажный видеоусилитель.
Схема подключения модуля сопряжения МСК:
Настройка модуля сопряжения МСК:
Самый распространенный вопрос: Не проходит звук в одном из направлений.
Ответ: Если Вы столкнулись с тем, что звук через модуль сопряжения проходит только в одном из направлений (например, Вас слышно во дворе, но голос гостя в видеодомофоне не слышно или наоборот), скорее всего, проблема связана с полудуплексом, применяемым в большинстве недорогих видеодомофонов для устранения «местного эффекта».
Устранить данную «непроходимость» просто: определяете, в каком направлении звук у Вас проходит хорошо (сверху вниз — исходящий поток, снизу вверх — входящий) и снижаете громкость этого направления регулировками в модуле сопряжения, соответственно приподнимая громкость противоположного направления — до тех пор, пока не появится звук, которого не было слышно. Операцию можно провести только с помощником. Процедура открытия корпуса модуля сопряжения описана в инструкции к модулю, на странице2. Наклейка не является гарантийной и должна быть проткнута для настройки.
Полудуплекс — способ связи при котором в один момент времени устройство может либо передавать, либо принимать информацию. Пример полудуплексной связи — разговор по рации.Каждый из корреспондентов в один момент времени либо говорит, либо слушает. Одновременный разговор невозможен.
Дуплекс — способ связи при котором устройство может в любой момент времени и передавать, и принимать информацию. Передача и прием ведутся устройством одновременно по двум физически разделённым каналам связи. Пример дуплексной связи — разговор двух людей (корреспондентов) по городскому телефону: каждый из говорящих в один момент времени может и говорить, и слушать своего корреспондента. Наилучшее качество связи достигается только на мониторах которые поддерживают дуплексную систему связи.
- Единица измерения: 1 шт
- Габариты (мм): 57x66x23
- Масса (кг): 0.15
- Модель: МСК
- Тип: Модуль сопряжения индивидуального видеодомофона с общеподъездным многоквартирным домофоном
- Назначение: для подключения индивидуального видеодомофона к линии связи общеподъездного домофона с координатной системой адресации абонентов (Визит, Цифрал, Элтис, Метаком), для приема вызовов от него и открывания подъездной двери с помощью стандартных функций видеодомофона.
- Дополнительно: Помимо линии аудиодомофона с помощью модуля сопряжения можно подключить четырехпроводную вызывную видео-панель (для установки на этаж) и видеосигнал от подъездной видеокамеры.
- Производитель: Даксис
*Производитель оставляет за собой право изменять характеристики товара, его внешний вид и комплектность без предварительного уведомления продавца. Не является публичной офертой согласно Статьи 437 п.2 ГК РФ.
SoftX3000 Huawei
Мобильный центр коммутации MSC для сети GSM-R — важная часть решения Huawei для сетей мобильной связи GSM-R. Он содержит MSC-сервер и медиашлюз MGW, поддерживает стандартные интерфейсы и все услуги, определенные в спецификациях EIRENE (European integrated railway radio enhanced network). Он может взаимодействовать с устройствами других производителей, например, с центром диспетчеризации.
SoftSwitch
На базе решения SoftSwitch Центр коммутации мобильной связи GSM-R MSC может получить прямой доступ к сети пакетной коммутации, что упрощает создание сети GSM-R.
GSM-R MSC поддерживает создание распределенных сетей и несущую сеть IP, что значительно повышает эффективность передачи данных сети, упрощает топологию взаимных соединений и управление сетью, а также снижает эксплуатационные расходы. Более того, GSM-R MSC может постепенно развиваться с сетью, обеспечивая защиту инвестиций оператора.
Высокая надежность
GTSOFTX3000 поддерживает гибкое построение сети, сетевое решение multi-homing, и удаленный ввод, а также прост в обслуживании.
Все сервисные платы GTSOFTX3000 используют режим резервирования 1+1 или n+1 для обеспечения безопасности и надежности системы.
GTSOFTX3000 поддерживает платформу биллингового сервера, оснащенную структурой дублированной сети и двойного уровня для обеспечения надежности счетов.
Совместимость и масштабируемость
GTSOFTX3000 поддерживает все функции GSM. Он совместим со всеми существующими службами и выполняет функции VLR, GCR и SSP.
Аппаратная платформа GTSOFTX3000 OSTA использует модульную структуру, благодаря чему является универсальной платформой. Это удобная и гибкая платформа в плане емкости и расширения функций. Для импорта новых функций и технологий, а также расширения прикладных областей могут добавляться новые модули.
Плавное расширение GTSOFTX3000 осуществляется за счет добавления плат, кассет и шкафов в зависимости от размера расширения. Более того, для модернизации системы без перерывов в предоставлении служб обеспечивается обновление и модернизация в работе.
Высокий уровень интеграции и низкое энергопотребление
В платах GTSOFTX3000 используются такие прогрессивные интегральные микросхемы, как ASIC, PLD и FPGA. С помощью компонентов интеграции высокого уровня (LSI) снижается сложность и повышается интеграция системы.
GTSOFTX3000 может размещаться в одном шкафу, поддерживая при этом 300 000 абонентов, с энергопотреблением ниже 4 кВт.
Технология Multi-SP и передачи сигнализации 2 Мбит/сек
GTSOFTX3000 поддерживает технологию множественной точки сигнализации (Multi-SP) и уплотнение каналов с временным разделением (TDM) 2 Мбит/сек.
Функции включают:
- l Технология multi-SP может исключить ограничение максимального количества каналов и магистралей, установленных протоколом сигнализации SS7 между двумя сигнальными точками SP.
- l Решение передачи сигналов со скоростью 2 Мбит/с обеспечивает скоростные сигнальные каналы для интенсивного сигнального трафика между SP, что упрощает построение сети и сокращает затраты. Если технология multi-SP не поддерживается, решение передачи сигналов со скоростью 2 Мбит/с может удовлетворять требованиям сигнального трафика.
С помощью этих двух технологий увеличивается поток сигналов между GTSOFTX3000 и другими SP для удовлетворения требованиям систем с большой пропускной способностью.
Межплатформенная технология
Межплатформенная технология означает, что ПО верхнего уровня не зависит от ОС нижнего уровня, таким образом, не существует связи между сервисным ПО верхнего уровня и платформой нижнего уровня. Данная технология обеспечивает перенос функций между платформами. В то же время незначительное изменение сервисного ПО позволяет изготовителю в кратчайшие сроки представить стабильные коммерческие версии.
Один модуль GCR может сохранять до 40 000 записей групповых вызовов.
Сетевая платформа GSM-R с улучшенными возможностями
GMS-R GTSOFTX3000 поддерживает службы магистралей GSM-R и выделяет функцию управления таким узлом, как FFN и GCR. Более того, GTSOFTX3000 добавляет устройство автоматического распределения вызовов для обеспечения доступа к сети с диспетчерского пункта, обеспечивая более гибкий способ доступа для поддержки приложения управления диспетчеризацией.
Интеллектуальная сервисная платформа обеспечивает управление диспетчерской службой. Поддерживая передачу данных, GTSOFTX3000 делает применение данных достижимым, хотя данные приложения сложно реализовать с помощью аналоговых магистральных систем и даже цифровых магистральных систем.
GTSOFTX3000 предоставляет широкий спектр служб GSM-R, включая:
- l VGCS
- l VBS
- l Служба расширенного многоуровневого приоритета и прерывания обслуживания (eMLPP)
- l Ограничение зоны вызова
- l Адресация, зависящая от местонахождения
- l Подтверждение вызовов высокого приоритета
- l Функциональный номер
- l Матрица вызова
Что такое центр коммутации мобильной связи (MSC)?
Что означает центр коммутации мобильной связи (MSC)?
Центр коммутации мобильной связи (MSC) является центральным элементом подсистемы коммутации сети (NSS). MSC в основном связан с функциями коммутации связи, такими как установление вызова, разъединение и маршрутизация. Однако он также выполняет множество других функций, включая маршрутизацию SMS-сообщений, конференц-связь, факс и выставление счетов за услуги, а также взаимодействие с другими сетями, такими как коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN).MSC структурирован так, что базовые станции подключаются к нему, а он подключается к PSTN. Поскольку сотовые телефоны подключаются к этим базовым станциям, все виды связи, будь то между двумя сотовыми телефонами или между сотовым телефоном и стационарным телефоном, проходят через MSC.
Techopedia объясняет центр коммутации мобильной связи (MSC)
Небольшой сетевой оператор может использовать только один MSC, в то время как крупному оператору требуется несколько MSC. MSC играет значительную роль в передачах обслуживания, в частности передачах обслуживания с участием нескольких контроллеров базовых станций, известных как передачи обслуживания между BSC или внутри MSC, а также в передачах обслуживания с участием нескольких MSC, известных как передачи обслуживания между MSC.
При передаче обслуживания между BSC и при обнаружении того, что мобильное устройство приближается к границе своей соты, BSC запрашивает помощь при передаче обслуживания от своего MSC. Затем MSC сканирует список соседних ячеек и их соответствующих BSC и способствует передаче обслуживания соответствующему BSC.
По мере движения мобильных телефонов для MSC важно определять местоположение каждого телефона, чтобы эффективно облегчить маршрутизацию связи между ними. Для этой задачи MSC работает с большой базой данных, известной как регистр домашнего местоположения (HLR), в которой хранится соответствующее местоположение и другая информация для каждого мобильного телефона.
Поскольку для доступа к HLR используется множество сетевых ресурсов, большинство операторов используют регистры местоположения посетителей (VLR). Это относительно небольшие базы данных, которые интегрированы с MSC. Некоторые операторы связи развертывают один VLR для каждого MSC, в то время как другие устанавливают один VLR для обслуживания нескольких MSC.
Архитектура системы GSM »Электроника
Архитектура сети GSM состоит из различных элементов, включая подсистему базовой станции BSS, подсистему сети и коммутации NSS, подсистему эксплуатации и поддержки, а также элементы, включая MSC, AuC, HLR, VLR и т. Д.
GSM primer включает:
GSM введение
Сетевая архитектура
Сетевые интерфейсы
RF интерфейс / слот и пакет
Кадры GSM
Классы мощности и контроль
каналы
Аудиокодеки / вокодеры
Сдавать
Архитектура сети GSM обеспечивала простую, но эффективную архитектуру для предоставления услуг, необходимых для системы сотовой или мобильной связи 2G.
В общей архитектуре сети GSM было четыре основных элемента, которые часто можно было дополнительно разделить.Такие элементы, как контроллер базовой станции, MSC, AuC, HLR, VLR и т.п., объединяются в общую систему.
Архитектура сети GSM 2G, хотя сейчас она заменена, дает отличное введение в некоторые из основных возможностей, необходимых для создания телефонной сети мобильной связи, и того, как все объекты работают вместе.
Антенна базовой станции, передающая сигналы 2G GSMЭлементы архитектуры сети GSM
Для того, чтобы система GSM работала вместе как полная система, общая сетевая архитектура объединяет ряд идентификаторов сети передачи данных, каждая из которых состоит из нескольких элементов.
Архитектура сети GSM определена в спецификациях GSM, и ее можно сгруппировать в четыре основные области:
- Сеть и подсистема коммутации (NSS)
- Подсистема базовой станции (BSS)
- Мобильная станция (МС)
- Подсистема эксплуатации и поддержки (OSS)
Различные элементы сети GSM работают вместе, и пользователь не знает о различных объектах в системе.
Поскольку сеть GSM определена, но спецификациями и стандартами, она позволяет системе надежно работать вместе, независимо от поставщика различных элементов.
Базовая схема общей системной архитектуры для системы мобильной связи 2G GSM включает четыре основных элемента, которые показаны ниже:
Упрощенная схема архитектуры сети GSM
На этой диаграмме можно увидеть различные области сети — они сгруппированы в четыре области, которые обеспечивают различную функциональность, но все работают для обеспечения надежной мобильной связи.
Общая сетевая архитектура оказалась очень успешной и была доработана, чтобы позволить эволюцию 2G для передачи данных, а затем с дальнейшим развитием, чтобы позволить установить 3G.
Подсистема сетевой коммутации (NSS)
Архитектура системы GSM содержит множество различных элементов и часто называется базовой сетью. По сути, это сеть передачи данных с различными объектами, которые обеспечивают основной контроль и взаимодействие для всей мобильной сети. К основным элементам базовой сети относятся:
- Центр коммутации услуг мобильной связи (MSC): Основным элементом в пределах зоны базовой сети общей архитектуры сети GSM является Центр услуг коммутации мобильной связи (MSC).MSC действует как обычный коммутационный узел в PSTN или ISDN, но также предоставляет дополнительные функции, позволяющие поддерживать требования мобильного пользователя. К ним относятся регистрация, аутентификация, определение местоположения вызова, передача обслуживания между MSC и маршрутизация вызова мобильному абоненту. Он также предоставляет интерфейс для PSTN, так что вызовы мобильной связи могут быть перенаправлены из мобильной сети на телефон, подключенный к наземной линии связи. Предусмотрены интерфейсы к другим MSC, позволяющие совершать звонки на мобильные устройства в разных сетях.
- Домашний регистр местоположения (HLR): Эта база данных содержит всю административную информацию о каждом подписчике вместе с их последним известным местоположением. Таким образом, сеть GSM может направлять вызовы на соответствующую базовую станцию для MS. Когда пользователь включает свой телефон, телефон регистрируется в сети, и из этого можно определить, с какой BTS он взаимодействует, чтобы входящие вызовы могли маршрутизироваться соответствующим образом. Даже когда телефон не активен (но включен), он периодически перерегистрируется, чтобы гарантировать, что сеть (HLR) знает о его последнем положении.На каждую сеть приходится один HLR, хотя он может быть распределен по различным субцентрам по эксплуатационным причинам.
- Регистр местоположения посетителей (VLR): Он содержит выбранную информацию из HLR, которая позволяет предоставлять выбранные услуги для отдельного абонента. VLR может быть реализован как отдельный объект, но обычно он реализуется как неотъемлемая часть MSC, а не как отдельный объект. Таким образом, доступ становится быстрее и удобнее.
- Регистр идентификации оборудования (EIR): EIR — это объект, который решает, может ли данное мобильное оборудование быть разрешено в сети. Каждое мобильное оборудование имеет номер, известный как международный идентификатор мобильного оборудования. Этот номер, как было сказано выше, установлен в оборудовании и проверяется сетью при регистрации. В зависимости от информации, содержащейся в EIR, мобильному устройству может быть назначено одно из трех состояний — разрешено подключение к сети, запрещен доступ или отслеживается в случае возникновения проблем.
- Центр аутентификации (AuC): AuC — это защищенная база данных, которая содержит секретный ключ, также содержащийся в SIM-карте пользователя. Он используется для аутентификации и для шифрования на радиоканале.
- Gateway Mobile Switching Center (GMSC): GMSC — это точка, к которой исходящий вызов ME изначально маршрутизируется без какого-либо знания о местоположении MS. Таким образом, GMSC отвечает за получение MSRN (номер роуминга мобильной станции) из HLR на основе MSISDN (номер ISDN мобильной станции, «номер каталога» MS) и маршрутизацию вызова на правильный посещенный MSC.Часть «MSC» термина GMSC вводит в заблуждение, поскольку операция шлюза не требует какого-либо соединения с MSC.
- SMS-шлюз (SMS-G): SMS-G или SMS-шлюз — это термин, который используется для общего описания двух шлюзов служб коротких сообщений, определенных в стандартах GSM. Два шлюза обрабатывают сообщения, направленные в разные стороны. SMS-GMSC (Центр коммутации мобильной связи шлюза службы коротких сообщений) предназначен для коротких сообщений, отправляемых на ME.SMS-IWMSC (Центр коммутации мобильной связи между работой службы коротких сообщений) используется для коротких сообщений, отправляемых мобильным телефоном в этой сети. Роль SMS-GMSC аналогична роли GMSC, тогда как SMS-IWMSC обеспечивает фиксированную точку доступа к центру службы коротких сообщений.
Эти объекты были основными, которые использовались в сети GSM. Обычно они располагались в одном месте, но часто вся базовая сеть была распределена по стране, в которой была расположена сеть.Это давало некоторую устойчивость в случае неудачи.
Хотя система GSM была важной системой голосовой связи, основная сеть была сетью передачи данных, поскольку все сигналы обрабатывались в цифровом виде.
Подсистема базовой станции (BSS)
Подсистема базовой станции (BSS) в архитектуре сети 2G GSM, которая в основном связана с обменом данными с мобильными устройствами в сети.
Состоит из двух элементов:
- Базовая приемопередающая станция (BTS): BTS, используемая в сети GSM, состоит из приемников радиопередатчиков и связанных с ними антенн, которые передают и принимают для прямой связи с мобильными устройствами.BTS — определяющий элемент для каждой ячейки. BTS обменивается данными с мобильными устройствами, и интерфейс между ними известен как интерфейс Um со связанными с ним протоколами.
- Контроллер базовой станции (BSC): BSC образует следующий этап в сети GSM. Он контролирует группу BTS и часто совмещен с одной из BTS в своей группе. Он управляет радиоресурсами и элементами управления, такими как передача обслуживания в группе BTS, распределяет каналы и т.п.Он связывается с BTS через так называемый интерфейс Abis.
Элемент подсистемы базовой станции сети GSM использовал технологию радиодоступа, чтобы позволить нескольким пользователям получать доступ к системе одновременно. Каждый канал поддерживает до восьми пользователей, и, позволяя базовой станции иметь несколько каналов, каждая базовая станция может обслуживать большое количество абонентов.
Базовые станции тщательно определяются поставщиком сети, чтобы обеспечить полное покрытие территории.В покрываемой зоне находится базовая станция, которую часто называют сотой.
Поскольку невозможно предотвратить перекрытие сигналов в соседних ячейках, каналы, используемые в одной ячейке, не используются в следующей. Таким образом, снижаются помехи, которые снижают качество связи, при сохранении достаточного повторного использования частоты.
Важно иметь разные BTS, связанные с BSS, и BSS, связанные обратно с базовой сетью.
Для этого использовались самые разные технологии.Поскольку скорости передачи данных, используемые в сети GSM, были относительно низкими, часто использовались линии E1 или T1, особенно для соединения BSS с базовой сетью.
Поскольку все больше данных требовалось с увеличением использования сети GSM, а также по мере того, как другие сотовые технологии, такие как 3G, стали более распространенными, многие каналы использовали Ethernet операторского класса.
Часто удаленные BTS соединялись с помощью небольших микроволновых каналов, поскольку это могло снизить потребность в установке определенных линий, если таковые не были доступны.Поскольку базовые станции часто приходилось размещать для обеспечения хорошего покрытия, а не в местах, где можно было бы проложить линии, вариант микроволновой связи обеспечил привлекательный метод обеспечения канала передачи данных для сети.
Мобильная станция
Мобильные станции (MS), мобильное оборудование (ME) или, как они наиболее широко известны, сотовые или мобильные телефоны — это часть сети мобильной связи GSM, которую видит и использует пользователь. В последние годы их размер резко уменьшился, а уровень функциональности значительно вырос.Еще одно преимущество состоит в том, что время между зарядками значительно увеличилось.
В сотовом телефоне есть несколько элементов, но двумя основными элементами являются основное оборудование и SIM-карта.
Само аппаратное обеспечение содержит основные элементы мобильного телефона, включая дисплей, корпус, аккумулятор и электронику, используемую для генерации сигнала, обработки данных приемника и передачи.
Мобильная станция или ME также содержит номер, известный как международный идентификатор мобильного оборудования (IMEI).Устанавливается в телефоне при изготовлении и «не может быть» изменена. Сеть обращается к нему во время регистрации, чтобы проверить, не было ли оборудование заявлено как украденное.
SIM-карта или модуль идентификации абонента содержит информацию, которая обеспечивает идентификацию пользователя в сети. Он содержит разнообразную информацию, в том числе номер, известный как международный идентификатор мобильного абонента (IMSI). Поскольку он включен в SIM-карту, а это означает, что, перемещая SIM-карту с одного мобильного телефона на другой, пользователь может легко сменить мобильный телефон.Простота смены мобильных телефонов при сохранении того же количества означала, что люди будут регулярно обновляться, тем самым создавая дополнительный поток доходов для сетевых провайдеров и помогая увеличить общий финансовый успех GSM.
Подсистема эксплуатации и поддержки (OSS)
OSS или подсистема поддержки операций — это элемент в общей архитектуре сети мобильной связи GSM, который связан с компонентами NSS и BSC. Он используется для управления и мониторинга всей сети GSM, а также для управления нагрузкой трафика BSS.Следует отметить, что по мере того, как количество BS увеличивается с увеличением количества абонентов, некоторые задачи обслуживания передаются BTS, что позволяет снизить стоимость владения системой.
Архитектура сети 2G GSM следует логическому методу работы. Это намного проще, чем современные архитектуры сетей мобильных телефонов, которые используют программно определяемые объекты для обеспечения очень гибкой работы. Однако архитектура 2G GSM действительно показывает необходимые голосовые и операционные базовые функции и то, как они сочетаются друг с другом.Поскольку система GSM была полностью цифровой, сеть представляла собой сеть передачи данных.
Темы беспроводного и проводного подключения:
Основы мобильной связи
2G GSM
3G UMTS
4G LTE
5G
Вай фай
IEEE 802.15.4
Беспроводные телефоны DECT
NFC — связь ближнего поля
Основы сетевых технологий
Что такое облако
Ethernet
Серийные данные
USB
SigFox
LoRa
VoIP
SDN
NFV
SD-WAN
Вернуться к беспроводному и проводному подключению
Сервер центра коммутации мобильной связи — Ericsson
Блейд-кластер MSC-S — ключевой компонент нашего успешного решения для мобильной программной коммутации.Это обеспечивает сверхвысокую емкость — поддержку более 15 миллионов абонентов с помощью всего двух шкафов с одинарной глубиной. Это также сокращает занимаемую площадь до 90 процентов.
С помощью Blade Cluster вы можете легко масштабировать емкость сервера в соответствии с будущим увеличением трафика и меняющимися потребностями бизнеса. Также повышается доступность узлов, что позволяет работать и обслуживать в любое время без нарушения трафика и, следовательно, вызовов в сети. Блейд-кластер также может быть добавлен в пул MSC, что значительно повысит избыточность сетевого уровня.
С помощью Blade Cluster вы можете снизить энергопотребление сервера до 60 процентов, что делает наше решение — уже самое энергоэффективное решение на рынке — еще более экономичным.
А поскольку для проектирования сети с использованием Blade Cluster требуется меньшее количество узлов, затраты на эксплуатацию и обслуживание могут быть сокращены до 45 процентов.
MSC-S является масштабируемым, надежным и предлагает проверенные эксплуатационные характеристики телекоммуникационного уровня.
В нем используется высокоинтегрированное оборудование, обеспечивающее минимальную занимаемую площадь оборудования и низкое энергопотребление на рынке.OPEX дополнительно сокращается за счет централизованного управления и распределенной коммутации, что снижает требования как к эксплуатации, так и к техническому обслуживанию.
Благодаря эффективному проектированию схемной базовой сети, хорошо зарекомендовавшая себя функциональность пула MSC-S * от Эрикссон способствует увеличению пропускной способности MSC-S до 25 процентов, при этом существенно улучшая избыточность на уровне сети.
* В объединенной сети несколько серверов MSC работают вместе, чтобы обрабатывать общую нагрузку трафика в сети и балансировать пиковую нагрузку на отдельных серверах в часы пиковой нагрузки.
Клиентская ситуация
— Защитите верхнюю линию
— Развивайте бизнес
— Снижайте расходы
Сервер центра коммутации мобильной связи (MSC-S) Эрикссон обеспечивает управление коммутацией с высокой пропускной способностью в опорных сетях мобильной связи для операторов, которым требуются мощные и надежные серверы для управления услугами и коммутацией. Чтобы поддерживать низкие эксплуатационные расходы, эти серверы также должны быть эффективными с точки зрения эксплуатации и затрат.
TheMSC-S решает эти задачи благодаря своим выдающимся эксплуатационным характеристикам, наименьшей занимаемой площади и низкому энергопотреблению на рынке.Он доступен в конфигурации с двумя блейд-модулями или блейд-кластером.
Предложение Эрикссон
— Централизованное управление
— Сверхвысокая производительность
— Широкий спектр услуг
— Лучшая в своем классе доступность
— Экологичный продукт
Основные ценности
Полная поддержка стандартов 3GPP и крупнейшая в мире программа взаимодействия от различных поставщиков обеспечивают плавную интеграцию в сети от разных поставщиков.
Функции включают:
- Управление вызовами для услуг на основе каналов, включая услуги передачи данных, телеуслуги, дополнительные услуги, начисление платы и безопасность
- Управление ресурсами плоскости пользователя для сервисов на основе каналов в M-MGw
- управление мобильностью и подключением с возможностью поддержки мобильного мультимедиа
- контроль различных транспортных сетей, включая TDM, ATM и IP
- поддержка управления трафиком GSM и WCDMA в одном узле Возможности настройки аппаратного и программного обеспечения
- в соответствии с потребностями оператора мобильной связи и требованиями к размерам
- набор услуг, обеспечивающих сосуществование голоса и голоса с коммутацией каналов через LTE (VoLTE)
- Ericsson Blade System (EBS)
Продукт поддерживает все стандарты ETSI, ANSI и TTC (WCDMA) и широкий спектр стандартизованных протоколов, включая RANAP, BSSAP, N-ISUP, SIGTRAN, BICC, MAP, CAP, INAP, SIP, SIP-I и GCP.
Доказательства
Более 300 операторов примерно в 175 странах используют наши решения для коммутации мобильной связи для обслуживания более 2 500 миллионов абонентов. Наш MSC-S предлагает эффективное и централизованное управление распределенной коммутацией, которую медиашлюз обеспечивает для мобильных сетей. Это обеспечивает гибкий и экономичный дизайн сети и плавный переход к передаче голоса по LTE (VoLTE).
% PDF-1.3 % 76 0 объект > эндобдж xref 76 33 0000000016 00000 н. 0000001025 00000 н. 0000001217 00000 н. 0000001875 00000 н. 0000002029 00000 н. 0000002093 00000 н. 0000002191 00000 п. 0000002292 00000 н. 0000002409 00000 н. 0000002520 00000 н. 0000002649 00000 н. 0000002773 00000 н. 0000002895 00000 н. 0000003015 00000 н. 0000003122 00000 п. 0000003281 00000 н. 0000003392 00000 н. 0000003623 00000 н. 0000004157 00000 н. 0000004337 00000 н. eė8i = {L; @) / U (* _ / $ PQ ?.MĔiw {_IfUg {& { конечный поток эндобдж 108 0 объект 402 эндобдж 79 0 объект > эндобдж 80 0 объект > эндобдж 81 0 объект E) / Dest [79 0 R / FitB] / Родитель 80 0 R / След. 91 0 руб. >> эндобдж 82 0 объект + t _W) / Dest [52 0 R / FitB] / Родитель 80 0 R / Назад 83 0 R >> эндобдж 83 0 объект u) / Dest [43 0 R / FitB] / Родитель 80 0 R / Назад 84 0 R / След. 82 0 R >> эндобдж 84 0 объект > эндобдж 85 0 объект ? cEW \ () / Dest [28 0 R / FitB] / Родитель 80 0 R / Назад 86 0 R / След. 84 0 R >> эндобдж 86 0 объект — =) / Dest [23 0 R / FitB] / Родитель 80 0 R / Назад 87 0 R / След. 85 0 R >> эндобдж 87 0 объект wlK3) / Dest [18 0 R / FitB] / Родитель 80 0 R / Назад 88 0 руб. / След. 86 0 R >> эндобдж 88 0 объект XM | 2I) / Dest [8 0 R / FitB] / Родитель 80 0 R / Назад 89 0 R / След. 87 0 R >> эндобдж 89 0 объект > эндобдж 90 0 объект KCS- | гг.o = 1Pd.IlG [4 r {JTHR) / Dest [1 0 R / FitB] / Родитель 80 0 R / Назад 91 0 R / След. 89 0 R >> эндобдж 91 0 объект > эндобдж 92 0 объект > / XObject> / ExtGState> / ColorSpace> >> эндобдж 93 0 объект > эндобдж 94 0 объект [ / CalRGB> ] эндобдж 95 0 объект > эндобдж 96 0 объект [ / Индексировано 94 0 R 255 105 0 R ] эндобдж 97 0 объект > транслировать > E> dHoa י 5 U> E ף xqNӅ: K װ x’Ɨ -y49K [E ݍ٦ * lb! Zp V $ GRr / 6 nxI & [cZ | 4nWkti˲, DrtmIq: utHihuE-`
% PDF-1.3 % 204 0 объект > эндобдж xref 204 236 0000000016 00000 н. 0000005090 00000 н. 0000005235 00000 п. 0000006464 00000 н. 0000006682 00000 н. 0000006749 00000 н. 0000006871 00000 н. 0000006974 00000 н. 0000007123 00000 н. 0000007354 00000 п. 0000007562 00000 н. 0000007682 00000 н. 0000007840 00000 н. 0000008042 00000 н. 0000008197 00000 н. 0000008358 00000 н. 0000008535 00000 н. 0000008710 00000 н. 0000008884 00000 н. 0000009064 00000 н. 0000009240 00000 п. 0000009413 00000 п. 0000009587 00000 н. 0000009758 00000 н. 0000009930 00000 н. 0000010120 00000 п. 0000010249 00000 п. 0000010460 00000 п. 0000010594 00000 п. 0000010735 00000 п. 0000010906 00000 п. 0000011040 00000 п. 0000011182 00000 п. 0000011354 00000 п. 0000011533 00000 п. 0000011669 00000 п. 0000011832 00000 п. 0000012011 00000 п. 0000012209 00000 п. 0000012376 00000 п. 0000012551 00000 п. 0000012703 00000 п. 0000012866 00000 п. 0000013065 00000 п. 0000013227 00000 н. 0000013406 00000 п. 0000013587 00000 п. 0000013728 00000 п. 0000013911 00000 п. 0000014094 00000 п. 0000014221 00000 п. 0000014351 00000 п. 0000014493 00000 п. 0000014633 00000 п. 0000014777 00000 п. 0000014918 00000 п. 0000015058 00000 п. 0000015203 00000 п. 0000015325 00000 п. 0000015474 00000 п. 0000015621 00000 п. 0000015782 00000 п. 0000015947 00000 п. 0000016110 00000 п. 0000016277 00000 п. 0000016440 00000 п. 0000016571 00000 п. 0000016700 00000 п. 0000016812 00000 п. 0000016993 00000 п. 0000017159 00000 п. 0000017339 00000 п. 0000017504 00000 п. 0000017671 00000 п. 0000017839 00000 п. 0000018007 00000 п. 0000018172 00000 п. 0000018297 00000 п. 0000018464 00000 п. 0000018632 00000 п. 0000018799 00000 п. 0000018986 00000 п. 0000019152 00000 п. 0000019321 00000 п. 0000019485 00000 п. 0000019640 00000 п. 0000019840 00000 п. 0000020046 00000 н. 0000020227 00000 п. 0000020425 00000 п. 0000020605 00000 п. 0000020786 00000 п. 0000020983 00000 п. 0000021142 00000 п. 0000021290 00000 н. 0000021439 00000 п. 0000021589 00000 п. 0000021759 00000 п. 0000021932 00000 п. 0000022109 00000 п. 0000022266 00000 п. 0000022446 00000 п. 0000022625 00000 п. 0000022780 00000 п. 0000022949 00000 п. 0000023112 00000 п. 0000023282 00000 п. 0000023462 00000 п. 0000023676 00000 п. 0000023825 00000 п. 0000023969 00000 п. 0000024134 00000 п. 0000024334 00000 п. 0000024533 00000 п. 0000024683 00000 п. 0000024836 00000 п. 0000025004 00000 п. 0000025175 00000 п. 0000025330 00000 п. 0000025519 00000 п. 0000025697 00000 п. 0000025877 00000 п. 0000026070 00000 п. 0000026189 00000 п. 0000026334 00000 п. 0000026487 00000 п. 0000026631 00000 н. 0000026776 00000 п. 0000026964 00000 п. 0000027102 00000 п. 0000027240 00000 п. 0000027424 00000 н. 0000027598 00000 п. 0000027781 00000 п. 0000027917 00000 н. 0000028056 00000 п. 0000028193 00000 п. 0000028382 00000 п. 0000028554 00000 п. 0000028728 00000 п. 0000028861 00000 п. 0000028970 00000 п. 0000029102 00000 п. 0000029235 00000 п. 0000029384 00000 п. 0000029598 00000 п. 0000029793 00000 п. 0000029933 00000 н. 0000030059 00000 п. 0000030217 00000 п. 0000030369 00000 п. 0000030534 00000 п. 0000030699 00000 н. 0000030863 00000 п. 0000031018 00000 п. 0000031196 00000 п. 0000031351 00000 п. 0000031550 00000 п. 0000031721 00000 п. 0000031835 00000 п. 0000032030 00000 п. 0000032171 00000 п. 0000032316 00000 п. 0000032476 00000 п. 0000032633 00000 п. 0000032754 00000 п. 0000032894 00000 п. 0000033028 00000 п. 0000033182 00000 п. 0000033365 00000 п. 0000033536 00000 п. 0000033719 00000 п. 0000033855 00000 п. 0000033978 00000 п. 0000034130 00000 п. 0000034318 00000 п. 0000034456 00000 п. 0000034638 00000 п. 0000034761 00000 п. 0000034876 00000 п. 0000035031 00000 п. 0000035209 00000 п. 0000035334 00000 п. 0000035479 00000 п. 0000035636 00000 п. 0000035760 00000 п. 0000035914 00000 п. 0000036052 00000 п. 0000036178 00000 п. 0000036332 00000 п. 0000036455 00000 п. 0000036587 00000 п. 0000036702 00000 п. 0000036829 00000 н. 0000036976 00000 п. 0000037100 00000 н. 0000037223 00000 п. 0000037346 00000 п. 0000037477 00000 п. 0000037609 00000 п. 0000037759 00000 п. 0000037907 00000 п. 0000038026 00000 п. 0000038157 00000 п. 0000038302 00000 п. 0000038515 00000 п. 0000038670 00000 п. 0000038780 00000 п. 0000038890 00000 н. 0000039008 00000 п. 0000039130 00000 н. 0000039248 00000 п. 0000039366 00000 п. 0000039508 00000 п. 0000039531 00000 п. 0000042876 00000 п. 0000042899 00000 п. 0000043012 00000 п. 0000043117 00000 п. 0000043227 00000 н. 0000045739 00000 п. 0000045762 00000 п. 0000048509 00000 п. 0000048532 00000 н. 0000050788 00000 п. 0000050811 00000 п. 0000052863 00000 п. 0000052886 00000 п. 0000052992 00000 п. 0000055130 00000 п. 0000055153 00000 п. 0000057182 00000 п. 0000057205 00000 п. 0000057284 00000 п. 0000005377 00000 п. 0000006442 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 205 0 объект > эндобдж 206 0 объект , ✮}? ‘W \ rZU) / U (d2
% PDF-1.3 % 367 0 объект > эндобдж xref 367 58 0000000016 00000 н. 0000001529 00000 н. 0000001674 00000 н. 0000002431 00000 н. 0000002589 00000 н. 0000002656 00000 н. 0000002759 00000 н. 0000002862 00000 н. 0000002988 00000 н. 0000003125 00000 н. 0000003324 00000 н. 0000003506 00000 н. 0000003688 00000 п. 0000003842 00000 н. 0000003973 00000 н. 0000004167 00000 н. 0000004323 00000 п. 0000004491 00000 н. 0000004657 00000 н. 0000004875 00000 н. 0000005036 00000 н. 0000005168 00000 н. 0000005363 00000 п. 0000005522 00000 н. 0000005693 00000 п. 0000005857 00000 н. 0000006074 00000 н. 0000006258 00000 н. 0000006496 00000 н. 0000006747 00000 н. 0000006948 00000 н. 0000007151 00000 н. 0000007374 00000 н. 0000007540 00000 н. 0000007715 00000 н. 0000007858 00000 п. 0000007977 00000 п. 0000008196 00000 н. qs ~ aFm4REJ + e.E»d + nVuB) + E? jY ֨ ګ37- vLNn ܮ r = V Շ Pc «Lg (ۼ v / [Yo $)» 5cvh [C & 9drmS- & F = d2 $.
Измерение пропускной способности центров коммутации мобильной связи в сети GSM с интеграцией алгоритма скользящего окна с моделью конечной очереди на одном сервере
Алгоритм скользящего окна, предложенный для определения оптимального скользящего окна, не учитывает время ожидания запросов на установление вызова мобильной станции в очередь в Центре коммутации мобильной связи (MSC) в сети глобальной системы мобильной связи (GSM).В этом исследовании предлагается модель, объединяющая алгоритм скользящего окна с моделью конечного обслуживания одного сервера, называемая интегрированной моделью для измерения реальной пропускной способности MSC с учетом времени ожидания запросов на установление вызова. Предполагается, что MSC может обрабатывать один запрос на установление вызова за раз. Это полезно при определении оптимального размера скользящего окна, которое максимизирует реалистичную пропускную способность MSC. Хотя модель предполагает, что MSC может обрабатывать один запрос на установление вызова за раз, ее объем может быть расширен для измерения реальной пропускной способности MSC, который может обрабатывать несколько запросов на установление вызова одновременно.
1. Введение
Абонент мобильной связи однозначно идентифицируется по международному номеру каталога абонента мобильной станции (MSISDN) в глобальной сети мобильной связи (GSM). Сеть GSM предоставляет услуги своим зарегистрированным абонентам мобильной связи с помощью шлюзового центра коммутации мобильной связи (GMSC) поставщика услуг. Область GMSC разделена на несколько областей с центром коммутации в каждой зоне, называемым центром коммутации мобильной связи (MSC), подключенным к GMSC.Профили мобильных абонентов постоянно хранятся в домашнем регистре местоположения (HLR) в GMSC. Каждый MSC ведет регистр местоположения посетителей (VLR), в котором временно хранятся профили мобильных абонентов [1]. MSC предоставляет услуги установки вызова в ответ на запрос установки вызова от мобильного абонента при условии, что его профиль доступен в VLR.
Абоненты мобильной связи случайным образом перемещаются в зоне действия сети GSM. Замечено, что политика доступа к HLR заключается в получении профиля мобильного абонента в VLR всякий раз, когда он прибывает в зону обслуживания MSC, и его удалении всякий раз, когда он уходит.Этот метод увеличивает нагрузку на сетевой трафик, задерживает время установления вызова и снижает пропускную способность MSC [2]. Шах Ньюаз и др. [3] предложил метод фиксированного блока семи дней (FBSD) для определения периода хранения профиля мобильного абонента в VLR для повышения пропускной способности MSC. Nuka и Naidu [4] предложили алгоритм скользящего окна размера семь дней (SWSSD), который оказался лучше, чем у FBSD. Эта модель разделяет скользящее окно на семь слотов и отображает семь дней.
В конце каждого дня сверх начальных семи дней модель определяет пересечение профилей мобильных абонентов по семи слотам, сдвигает окно на один слот вправо, маскируя передний слот и открывая новый слот на другом конце, и копирует пересечение с вновь открывшимся слотом.
Имитационная модель разработана для оценки производительности алгоритмов FBSD и SWSSD. Анализ результатов моделирования показал, что алгоритм SWSSD лучше, чем существующий алгоритм FBSD, поскольку он снижает среднее время установления вызова на 6.28% и увеличивает пропускную способность на 7,08%. Кроме того, Nuka и Naidu [5] предложили модель для определения оптимального размера скользящего окна (OSWS) с учетом среднего времени установления вызова и пропускной способности в качестве критериев оптимизации.
Однако алгоритм SWSSD [4] не учитывал время ожидания запросов на установление вызова в очереди в MSC, когда он занят. В этом исследовании предлагается модель, объединяющая алгоритм SWSSD с моделью конечной организации очередей с одним сервером (SSFQM), называемой интегрированной моделью (IM), для реалистичного измерения пропускной способности MSC с учетом времени ожидания запросов на установление вызова в очереди.
Статья состоит из 8 разделов, включая этот раздел. В Разделе 2 представлен краткий обзор связанных работ. Раздел 3 определяет проблему. Схема SWSSD представлена в разделе 4. SSFQM представлена в разделе 5. Раздел 6 представляет интеграцию алгоритма SWSSD с SSFQM. Процесс измерения реальной пропускной способности MSC посредством моделирования представлен в Разделе 7. Выводы исследования перечислены в Разделе 8.
2. Обзор сопутствующих работ
Сетевая системаGSM разделена на три подсистемы, а именно: Подсистема базовой станции (BSS), подсистема сетевой коммутации (NSS) и операционная подсистема (OSS), как показано на рисунке 1.BSS направляет запрос установки вызова мобильного абонента в NSS. Сота — это область сети GSM, в которой абонент может подключиться к базовой приемопередающей станции (BTS) через радиосигналы для передачи данных. Набор ячеек в юрисдикции BTS известен как зона локации (LA). Набор BTS подключен к контроллеру базовой станции (BSC). NSS предоставляет услугу установки вызова в ответ на запрос. BSS и NSS используют услуги OSS для предоставления требуемых услуг мобильному абоненту для осуществления разговора между мобильными абонентами.Очевидно, что типично, что мобильные абоненты случайным образом перемещаются по местам расположения.
Профили всех мобильных абонентов, зарегистрированных у поставщика услуг, поддерживаются с помощью централизованной базы данных на GMSC, называемой HLR. Каждый раз, когда MSC принимает запрос на установление вызова от мобильного абонента через BSS, он обрабатывает его для предоставления услуг установки вызова. Наличие профиля мобильного абонента в MSC необходимо для обработки запроса на установление вызова.Чтобы соответствовать этому предварительному условию, в каждом MSC поддерживается база данных, называемая VLR, для временного хранения профилей мобильных абонентов, которые в настоящее время находятся в зоне обслуживания MSC. Одна крайняя политика — репликация HLR как VLR на каждом MSC. Эта политика увеличивает пропускную способность MSC при одновременном увеличении стоимости хранения. Другая крайняя политика — получение профиля всякий раз, когда мобильный абонент входит в зону местоположения, и его удаление при выходе. Эта политика снижает пропускную способность MSC при увеличении накладных расходов сетевого трафика.Следовательно, важно взять на себя задачу определения периода хранения профилей мобильных абонентов в VLR, несмотря на то, что они покидают зону обслуживания MSC с целью максимизации пропускной способности MSC при минимизации суммы затрат на хранение. и накладные расходы на сетевой трафик.
Обзор соответствующих работ, представленных в [6–16], не рассматривал эту проблему. Эта проблема решается в [3], где предлагается модель фиксированного семидневного блока (FBSD) для определения периода хранения профиля в VLR для повышения пропускной способности MSC.Впоследствии Nuka и Naidu [4] предложили алгоритм скользящего окна размером семь дней, который оказался лучше, чем упомянутая выше модель [3]. Кроме того, они расширили алгоритм определения оптимального размера скользящего окна [5], который максимизирует пропускную способность MSC.
Однако алгоритм SWSSD [4, 5] не учитывает время ожидания запросов на установление вызова в очереди в MSC, когда он занят. Следовательно, есть мотивация предложить модель, объединяющую алгоритм SWSSD с моделью конечной организации очередей (SSFQM) одного сервера для измерения реальной пропускной способности MSC с учетом ожидания запроса на установление вызова в очереди.
3. Постановка проблемы
Модель, предложенная в [5] для определения оптимального размера скользящего окна, не учитывала время ожидания запросов на установление вызова в очереди из-за состояния занятости MSC. Важно учитывать время ожидания запросов на установление вызова, чтобы сформулировать более реалистичную модель. Следовательно, формулировка модели для измерения пропускной способности MSC с учетом времени ожидания запросов на установление вызова в очереди из-за состояния занятости MSC является предпосылкой для определения оптимального размера скользящего окна.Кроме того, такая модель также может использоваться для разработки модели затрат для определения оптимального количества идентичных каналов для MSC. Следовательно, есть мотивация взяться за задачу измерения пропускной способности MSC с помощью единственного канала, интегрирующего алгоритм скользящего окна размера семь дней с единственной серверной моделью конечной организации очередей.
4. Алгоритм скользящего окна размером семь дней
Алгоритм SWSSD был предложен для определения периода хранения записи профиля мобильного абонента в VLR вместо немедленного удаления, когда мобильный абонент покидает зону обслуживания MSC , с целью максимизировать пропускную способность MSC и минимизировать время установления вызова [4].Здесь кратко описывается общая логика алгоритма.
В определенный день MSISDN делали запросы на установку вызова, которые составляют один набор скользящих окон. Первоначально дни обозначаются числами от одного до семи, а их соответствующие наборы устанавливаются равными нулю. Набор обновляется с применением операции объединения между текущим набором и MSISDN, от которого получен запрос на установление вызова, при условии, что соответствующая запись MSISDN выбирается из HLR из-за недоступности того же самого в VLR.В конце седьмого дня определяется пересечение семи сетов. Набор в первой позиции скользящего окна удаляется смещением других шести наборов влево на одну позицию. Это эквивалентно сдвигу окна вправо на одну позицию. Перекресток копируется в седьмую позицию скользящего окна. Следовательно, дни увеличиваются на единицу. После этого в конце каждого дня задачи определения перекрестка, перемещения окна, копирования перекрестка и увеличения числа дней повторяются в течение нескольких дней.Определения обозначений приведены ниже: Псевдокоды для процедуры установки вызова и алгоритма скользящего окна представлены в алгоритмах 1 и 2, соответственно.
