Административное программное обеспечение
Административное программное обеспечение управляет базой данных АС. Объекты и их атрибуты в базе данных могут создаваться, изменяться, удаляться или распечатываться оператором. Для идентификации оператор использует пароль.
При этом осуществляется управление следующими блоками:
– данные об абонентах GSM,
– наборы защитных данных,
– защищенные устройства,
– ключи для алгоритмов (доступные только для определенных операторов).
Для управления данными по трафику (например, измерения трафика) предусмотрен набор функций, которые предоставляют статистическую информацию, касающуюся АС. Оператор может осуществлять управление данными по трафику с помощью команд MML.
Функции технического обслуживания
Техническое обслуживание АС имеет следующие функции:
– контроль за аппаратными средствами и программным обеспечением (обнаружение неисправностей путем измерения критических значений),
– реконфигурация,
– аварийная сигнализация,
– тестирование.
Функции регистра идентификации оборудования (EIR)
Функции EIR проверяют, известен ли международный идентификатор оборудования подвижной связи (IMEI) базе данных IMEI, а также то:
– является ли он разрешенным ("белый список"),
– должен ли он находиться под контролем ("серый список",
– подлежит ли он запрету ("черный список")
или же он неизвестен для базы данных IMEI.
Функции по обработке вызовов
MSC запрашивает проверку IMEI. Функции по обработке вызовов проводят поиск в базе данных IMEI и выдают подтверждающее сообщение. От этого ответа зависят дальнейшие меры, предпринимаемые MSC.
База данных
База данных EIR (IMEI) содержит полупостоянные данные. База данных имеет образы файлов на дублированных дисках, которые постоянно обновляются и поддерживаются с обеспечением согласованности данных.
Белый список содержит код сертификации (TAC) и конечный код ассемблера (FAC), которые известны как "числовые ряды" с последовательным порядком чисел. Серый и черный списки создаются в расширяемой части базы данных, доступ к которой обеспечивается с помощью 15‑разрядного номера IMEI. IMEI считается неизвестным, если он не содержится ни в одном из списков.
Административное программное обеспечение
Специальная относящаяся к подвижной связи часть административного программного обеспечения имеет две функции:
– управление параметрами и
– управление данными по трафику (например, измерение трафика).
Функция управления параметрами используется оператором для управления белым, серым и черным списками базы данных EIR с помощью команд MML для создания, изменения, стирания и распечатки.
Функция управления данными по трафику предоставляет информацию о работе EIR. Номера успешных и неудачных операций EIR отображаются на индикаторе с помощью функций обработки вызовов. MS, перечисленные в сером или черном списках, могут быть записаны и переданы в OMC-S.
Функции технического обслуживания
В случае восстановления с перезагрузкой база данных EIR перезагружается с диска.
Функции системы базовых станций (BSS)
Функциональное назначение BSS для сети PLMN стандарта GSM описывается ниже по индивидуальным функциям сетевых элементов BSS (BSC и BTS).
Функции контроллера базовой станции (BSC) и приемопередающей базовой станции (BTS)
Функции обработки вызова
Функции обработки вызова включают в себя:
– управление радиоканалом
– управление каналом на А-интерфейсе
– кодирование и перемежение
– шифрование
– скачкообразная перестройка частоты
– антенное разнесение
– контроль линии радиосвязи
– эстафетная передача
– направленная повторная попытка (под управлением BSC)
– управление вызовом и мобильностью
– поддержка кодирования канала 14,4 кбит/с
– услуга высокоскоростной передачи данных с коммутацией каналов (HSCSD)
– услуги усовершенствованного речевого вызова (ASCI): услуга группового голосового вызова (VGCS) и услуга голосового вещания (VBS)
– сочетание преимущественного права доступа, направленной повторной попытки и постановки в очередь для канала трафика (TCH)
· Управление радиоканалом
Управление каналом радиосвязи включает в себя работу с различными типами радиоканалов, выделение радиоканалов и создание их конфигурации.
Управление каналом трафика:
Все сконфигурированные каналы трафика (TCH) обслуживаются в BSS независимо: там они ставятся в очередь на обработку. Предназначаемый для использования физический канал выбирается на основе информации, получаемой от центра MSC (включая тип канала, кодирование канала и все другие параметры, необходимые для установления вызова). Контроль за незанятыми каналами осуществляется в отношении их качества. Сконфигурированные каналы трафика освобождаются.
Управление каналом управления:
Управление каналами управления (CCH) осуществляется в указанном ниже порядке.
Выделенные каналы управления (DCCH) и совмещенные каналы управления (ACCH) управляются непосредственно BSS. Осуществляются процедуры распределения обработки, контроль маршрута прохождения сигнала, проверка мощности передачи, сброс DCCH и ACCH. Доступные каналы передачи сигналов управления (BCH) и общие каналы управления (CCCH) управляются BSS. Осуществляется контроль прерывистого приема (DRX), ведется передача сигналов по каналу управления передачей (BCCH), каналу подстройки частоты (FCCH) и каналу синхронизации (SCH), осуществляется контроль независимого назначения частот канала персонального вызова (пейджингового канала) (PCH), производится проверка канала произвольного доступа (RACH) и канала разрешенного доступа (AGCH).
Выделение радиоканалов:
Если требуется канал трафика, функции управления радиоканалами в BSC выделяют, например, канал с самым низким уровнем помех.
Конфигурация радиоканала:
Правильная конфигурация канала загружается дистанционно из OMC-В. Эта конфигурация обеспечивает управление использованием радиоканалов и временных интервалов для каналов трафика (TCH/F для полноскоростных каналов и TCH/H для полускоростных) и каналов управления (CCH).
· Управление каналами на А-интерфейсе
"Наземные" каналы на А-интерфейсе между BSS и SSS распределяются MSC и подключаются к ТСН для конкретного вызова. Согласование BSS и SSS обеспечивается за счет обмена сообщениями о запрете и сбросе. При активации функции объединения каналов в пулы MSC, который является главным элементом в выделении каналов, обрабатывает таблицы канальных пулов для учета конфигурации BSS. Конфигурирование этих таблиц должно производиться в BSS и MSC, а сами таблицы должны поддерживаться в идентичном состоянии между двумя сторонами. "Наземные" каналы в BSS управляются независимо друг от друга самой BSS.
· Кодирование канала и перемежение
Данные (за исключением RACH и SCH), передаваемые по радиоканалам, кодируются и перемежаются для обеспечения защиты от ошибок передачи. После передачи информации кодирование и перемежение отменяются. Каждый канал имеет свою собственную схему кодирования и перемежения.
· Шифрование
Функция шифрования обеспечивает защиту во время обмена данными сигнализации и сообщениями по радиолинии между MS и BTS.
Шифрование осуществляется в BTS и MS; при этом соответствующие параметры вводятся через сетевой узел MSC/VLR. Для обеспечения поддержки подвижной станции MS/сетей стандарта GSM фазы 2/2+ оборудование базовых станций BTSE поддерживает три шифровальных алгоритма А5/1, А5/2 и А5/0 (без шифрования). BTSE может конфигурироваться для поддержки следующих сетевых конфигураций по умолчанию: A5/0; A5/0+A5/1; A5/0+A5/2. Установленные шифровальные алгоритмы могут быть модифицированы за счет загрузки программного обеспечения с OMC-B/LMT.
· Скачкообразная перестройка частоты
Функция скачкообразной перестройки частоты позволяет динамически переключать линии радиосвязи с одной несущей частоты на другую. При скачкообразной перестройке частоты каждый логический канал (за исключением всех логических каналов на канале РЧ ВССН) изменяет частоту передачи физического канала с одного TDMA-кадра на следующий. В результате этого сокращается медленное замирание и влияние частотной интерференции поддерживается на низком уровне. Скачкообразная перестройка частоты также улучшает соотношение сигнал/помеха, что обеспечивает увеличение размера радиосоты и улучшает качество обслуживания. Если канал предоставлен какой-либо MS, то этой MS передается ряд параметров. Одним из этих параметров является последовательный номер скачкообразного изменения частоты.
MS использует специальный алгоритм скачкообразной перестройки частоты для вычисления текущей частоты по последовательному номеру скачкообразной перестройки и номеру TDMA‑кадра. Параметры этого алгоритма могут быть изменены оператором в OMC-В.
Дополнительная функция "4 логических канала SDCCH/8 на канале радиочастоты BCCH" учитывает, что скачкообразная перестройка частоты для некоторых подвижных станций возможна только на каналах трафика (TCH), а не на отдельном логическом выделенном канале управления (SDCCH). Устранение этой проблемы достигается за счет закрепления до 4 логических каналов SDCCH за одной радиочастотой в ситуациях, когда скачкообразная перестройка частоты запрещена, и, таким образом, за счет закрепления логических каналов трафика TCH за радиочастотными каналами в ситуациях, когда скачкообразная перестройка частоты разрешена. Для выделения SDCCH может использоваться радиочастотный канал BCCH.
На Рис. 2.1 показана схема скачкообразной перестройки частоты.
Рисунок 2.1План скачкообразной перестройки частоты.
· Антенное разнесение
С помощью антенного разнесения две физически отдельные приемные антенны могут быть установлены на BTSE и подключены к ней через ответвитель антенного разнесения. Функция двухстороннего антенного разнесения в направлении "вверх" может использоваться для улучшения качества передачи в случае амплитудного замирания.
· Контроль линии радиосвязи
Функция контроля линии радиосвязи относится к данным радиоизмерений. Функция включает в себя такие задачи, как измерение качества передачи в направлении "вверх", предварительную обработку данных в направлении "вниз", усреднение, инициацию процедур эстафетной передачи или регулирование излучаемой мощности. Кроме того, эта функция осуществляет независимое управление зависящей от расстояния задержкой MS.
· Эстафетная передача
Управление эстафетной передачей включает в себя все действия в BSS, посредством которых существующее соединение переключается с одного радиоканала на другой. Эстафетная передача предназначена для обеспечения непрерывности существующих соединений на тот случай, если MS перемещается из зоны обслуживания одной соты в зону обслуживания соседней соты.
Эстафетная передача может быть осуществлена между физическими радиоканалами, которые принадлежат одной и той же BTS (внутрисотовая эстафетная передача) или различным BTS (межсотовая эстафетная передача). Если эстафетная передача с одного канала на другой управляется с помощью BSC, она квалифицируется как внутренняя эстафетная передача (внутриконтроллерная эстафетная передача), а если она управляется через MSC, такая передача квалифицируется как внешняя эстафетная передача (межконтроллерная эстафетная передача). Система D900/D1800 способна поддерживать внешнюю и внутреннюю эстафетные передачи. Система BSS обеспечивает как межсотовую, так и внутрисотовую эстафетную передачу.
BSS также поддерживает два специальных алгоритма при эстафетной передаче. Первый, специальный алгоритм эстафетной передачи, чувствительный к скорости подвижной станции, позволяет фиксировать скорость подвижной станции MS и удерживать "быстро движущуюся" MS в зоне зонтичной радиосоты, а "медленно движущуюся" MS – в зоне действия микрорадиосоты. Второй алгоритм так называемой многодиапазонной эстафетной передачи стандарта GSM900/GSM1800 обеспечивает возможность многодиапазонного роуминга радиосот, например в диапазоне 900 МГц и диапазоне 1800 МГц в составе одной PLMN.
Возможность эстафетной передачи типа SDCCH-SDCCH (межсотовой/внутрисотовой) обеспечивает эстафетную передачу между двумя каналами SDCCH в связи с условиями радиосвязи. В случае подсоединения подвижной станции MS к SDCCH BTS проверяет условия радиосвязи как для выделения TCH. Если измерения показывают, что должна быть произведена эстафетная передача SDCCH-SDCCH, то от BTS передается сообщение с указанием условий межсотовой/внутрисотовой эстафетной передачи, содержащее перечень целевых радиосот для текущей SDCCH, на BSC, который управляет эстафетной передачей SDCCH-SDCCH.
Все эти виды эстафетной передачи описаны в разделе 3.3.7 "Эстафетная передача". Управление алгоритмами эстафетной передачи осуществляется с помощью данных, получаемых на основании регулярно обновляемых радиоизмерений, а также с помощью пороговых величин, которые вводятся оператором PLMN в OMC-B.
· Направленная повторная попытка (под управлением BSC)
Функция направленной повторной попытки позволяет осуществлять автоматическое переключение с одной радиосоты на соседнюю соту в случае перегрузки при установлении вызова. Контроллер BSC (без помощи MSC) отвечает за управление такой специальной эстафетной передачей и инициирует эстафетную передачу канала управления (SDCCH) на канал трафика соседней радиосоты. Функция направленной повторной попытки обслуживает вызовы типа MOC и МТС и обеспечивает увеличение количества успешных попыток установления вызова.
· Управление вызовом и управление мобильностью
Функция управления вызовом и управления мобильностью обеспечивает связь между MS и MSC. Данные сигнализации в значительной степени прозрачны для BSS. Контроллер BSC обеспечивает требуемую маршрутизацию сообщений.
· Поддержка кодирования канала 14,4 кбит/с
BTS и BSC поддерживают новую скорость транскодирования 14,4 кбит/с.
· Услуга высокоскоростной передачи данных с коммутацией каналов (HSCSD)
Услуга HSCSD обеспечивает доступ со скоростью более 9,6 кбит/с для передачи данных с объединением более одного временного интервала для одного и того же соединения (см. "Описание системы D900/D1800", регистр "Концепция сетевой системы", раздел "Базовые телекоммуникационные услуги"). В текущей версии программного обеспечения BSS допускается передача данных со скоростью до 57,6 кбит/с (4 х 14,4 кбит/с) с объединением 4 временных интервалов на радиоинтерфейсе. Поддерживаются как прозрачные, так и непрозрачные данные. Каждая конфигурация HSCSD будет включать один основной канал, который представляет собой один двунаправленный канал, по которому передаются основные сигналы (как FACCH, так и SACCH). Скорость передачи зависит от запрашиваемой транспортной емкости, которая согласовывается между MS и MSC. Для этих услуг передачи данных используются несколько TCH/F14.4 и TCH/F9.6.
Выделение каналов для соединений HSCSD: Все временные интервалы для одного вызова HSCSD, предусматривающего передачу данных, должны быть на одном и том же канале радиочастоты (несущей), подчиняться одному и тому же закону скачкообразной перестройки частоты и иметь один и тот же код обучающей последовательности (TSC). Выделение временных интервалов всегда производится последовательно. В расширенных радиосотах услуга HSCSD по двойным временным интервалам не предоставляется. Правило выделения каналов BSC обеспечивает выделение только одного основного канала для предпоследнего временного интервала в направлении "вниз" или для последнего временного интервала в случае, если имеется только 2 временных интервала в направлении "вниз".
Эстафетная передача соединений HSCSD: Процедуры эстафетной передачи для всех каналов, которые являются частью соединения HSCSD, должны производиться по запросу одновременно.
А-, Asub- и Abis-интерфейсы: На одном канале 64 кбит/с с A-интерфейсом при помощи TRAU организуется до 4 потоков с Asub-интерфейсом. Запрос на объединение каналов в пулы для выделения каналов для А-интерфейса запрашивается услугой HSCSD для того, чтобы избежать проблемы блокирования на этапе выделения (раздел 3.1.9).
· Усовершенствованные элементы голосового вызова (ASCI): Услуга группового голосового вызова (VGCS) и услуга голосового вещания (VBS)
Услуги VGCS и VBS обеспечивают распределение речевых сигналов, производимых подписавшимся на услугу абонентам, в заранее установленной географической зоне (зоне группового вызова (GCA)) среди всех абонентов услуги или их части (идентификатор группы), находящихся в данной зоне. При этом установление группового голосового вызова/ вещательного вызова производится в зоне группового вызова, которая состоит из одной или нескольких радиосетей. Атрибуты голосовых групповых вызовов/вещательных вызовов сохраняются сетью PLMN в регистре группового вызова нового сетевого элемента, который интегрирован в MSC (см. "Описание системы D900/D1800", регистр "Концепция сетевой системы", раздел "Телекоммуникационные услуги GSM PLMN" и регистр "GSM-R").
Во всех радиосотах, в которых включены услуги ASCI, определяется новый логических канал, относящийся к CCCH. Этот новый канал в направлении "вниз" является каналом для уведомлений (NCH). Подвижная станция, которая является абонентом услуг VGCS/VBS, помимо слежения за блоками персонального вызова, также осуществляет слежение за каналом NCH. Этот логический канал наносится на смежные блоки, зарезервированные для предоставления прав доступа, а положение и число блоков указывается в "Краткой информации о системе 1" (system info 1). BSC передает информацию, подлежащую передаче в режиме вещания на BTS, (команда об уведомлении) и указывает через блок управления и обслуживания расписание сообщений об уведомлениях, выполняемое BTS.
BSC выводит и сохраняет информацию о возможностях подвижной станции с точки зрения VGCS/VBS, а также о том, относится ли вызов к VGCS/VBS с присвоенным ему приоритетом в соответствии с усовершенствованной многоуровневой системой приоритетов и прерывания обслуживания (eMLPP). В том случае, если входящие вызовы имеют высокий приоритет eMLPP, то BSC также передает персональный вызов на FACCH установленных групповых каналов/каналов вещания.
Все новые сигнальные процедуры, как предусматривается стандартами GSM, предназначены для поддержки вызовов VGCS/VBS. В том случае, если подвижная станция начинает процедуру немедленного установления вызова (экстренная ситуация), то BSC способен обработать такой вызов.
– VGCS
Выделение канала группового вызова (канал типа FR или HR) для соответствующего вызова производится в радиосотах зоны обслуживания при помощи BTS. Этот канал представляет собой объединенный канал трафика в направлении "вверх"/"вниз" (TCH). Для активации этого канала в А-интерфейс радиосигнализации добавляется новый режим работы каналов. Доступ к каналу в направлении "вверх" получает абонент, который хочет стать говорящей стороной.
– VBS
Выделение канала голосового вещания (канал типа FR или HR) для соответствующего вызова производится в радиосотах зоны обслуживания при помощи BTS. Этот канал представляет собой только канал трафика в направлении "вниз" (TCH). Для этого канала прием сообщений SACCH от подвижных станций не производится.
· Объединение функций приоритетного получения обслуживания, направленной повторной попытки и постановки в очередь для канала трафика (TCH)
Объединение трех функций: приоритетного получения обслуживания, направленной повторной попытки и постановки в очередь дает максимальную гибкость оператору PLMN. Эти свойства BTS и BSC (или, точнее, сочетание этих свойств) обеспечивает выделение TCH в тех случаях, когда из-за отсутствия ресурсов невозможно найти свободный канал в пределах обслуживаемой радиосоты.
При этом возможны три основные процедуры:
– приоритетное получение обслуживания
Это средство предоставления ресурсов TCH для высокоприоритетных запросов на TCH, которые могут исполняться немедленно, обеспечивая таким образом обслуживание пользователей, деятельность которых связана с общественной безопасностью (полиция или железнодорожные службы и т.п.)
– направленная повторная попытка
обеспечивает эстафетную передачу от SDCCH в одной радиосоте каналу TCH в другой радиосоте.
– постановка в очередь
обеспечивает постановку в очередь запросов на TCH на основе радиосоты и приоритетности. Постановка в очередь каналов трафика обычно увеличивает емкость системы на 10 %.
В случае недоступности ресурсов могут предусматриваться два случая: запрос на выделение канала и запрос на эстафетную передачу.
В случае запроса на выделение канала сперва предпринимается попытка приоритетного получения обслуживания: BSC ищет вызов в радиосети с приоритетом ниже нового запроса на TCH и затем переводит "вызов с меньшим приоритетом" в другую радиосоту с применением принудительной эстафетной передачи (или принудительного сброса в случае неудачной эстафетной передачи) с тем, чтобы освободить канал TCH и выделить его под новый запрос. Если условия не допускают применение этой процедуры, производится направленная повторная попытка. В случае отсутствия свободных TCH применяется процедура постановки в очередь (см. раздел 3.3.22) с сохранением запросов на TCH в очереди радиосоты, исходя из их приоритетности. В случае запросов на эстафетную передачу сперва предпринимается попытка приоритетного получения обслуживания, как описано выше. Если приоритетное получение обслуживания не может быть выполнено, то процедура направленной повторной попытки пропускается, и применяется процедура постановки в очередь (см. раздел 3.3.22).
Условия для объединения этих функций: В случае межсотовой эстафетной передачи вызовов ASCI выполняется только процедура приоритетного получения обслуживания. В случае HSCSD приоритетное получение обслуживания предусматривается только для вызовов, при которых выделяется один TCH. В случае вызовов ASCI процедура направленной повторной попытки не выполняется. BSC производит постановку в очередь только запрос на TCH в отношении запроса на эстафетную передачу, который образуется в результате процедуры направленной повторной попытки или приоритетного получения обслуживания.