A hálózati alrendszer központi eleme a Mobile Switching Center (MSC). Normál nyilvános kapcsoló telefonhálózat (PSTN) vagy integrált szolgáltatású digitális hálózat (ISDN) kapcsoló csomópontként működik. Ezenkívül biztosítja funkcionalitás mobil előfizető például regisztráció, hitelesítés, helyfrissítés és hívásirányítás, amikor egy objektum elmozdul. Ezeket a funkciókat több funkcionális entitás együttesen látja el, amelyek együtt alkotják a hálózat kapcsoló alrendszerét. Az MSC csatlakozást biztosít vezetékes hálózatokhoz, például PSTN vagy ISDN telefonhálózathoz. A hálózat kapcsoló alrendszerében lévő funkcionális objektumok közötti jelátvitel során az SS-7 (SS7) közös jelzéscsatornát használjuk, ugyanazt, mint az ISDN-ben és a nyilvános hálózatokban.

A mobil kapcsolóközpont cellák egy csoportját szolgálja ki, és minden típusú kapcsolatot biztosít, amelyre egy mobil állomásnak szüksége van a működési folyamat során. Az MSC hasonló egy ISDN központhoz, és interfészt biztosít a vezetékes hálózatok (PSTN, PDN, ISDN stb.) és a mobilhálózat között. Hívásirányítási és hívásvezérlési funkciókat kínál. Az MSC-hez a hagyományos ISDN kapcsolóállomás funkcióinak ellátása mellett a rádiócsatorna kapcsolási funkciók is hozzá vannak rendelve. Ide tartozik az „átadás”, amelyben a kommunikáció folytonossága akkor érhető el, amikor a mobilállomás celláról cellára mozog, és a cellában lévő munkacsatornák váltása interferencia vagy meghibásodás esetén.

Minden MSC egy bizonyos területen belül nyújt szolgáltatásokat földrajzi terület(például Moszkva és a régió). Az MSC kezeli a hívásbeállítási és -útválasztási eljárásokat. A nyilvános kapcsolt telefonhálózathoz az MSC SS7 jelzést, hívástovábbítást és egyéb interfészeket biztosít az adott projekt követelményeinek megfelelően.

Az MSC előállítja a hálózat által nyújtott kommunikációs szolgáltatások számláinak kiállításához szükséges adatokat, adatokat gyűjt a lezajlott beszélgetésekről és továbbítja az elszámolási központnak (számlázási központnak). Az MSC a hálózat megfigyeléséhez és optimalizálásához szükséges statisztikákat is összeállítja: karbantartja a rádiókapcsolatokhoz való hozzáférés szabályozására használt biztonsági eljárásokat.

Az MSC nemcsak a hívásvezérlésben vesz részt, hanem kezeli is a helyregisztrációt és az átadási eljárásokat, kivéve a Handover to (BSS)-t. A mobilállomások helyének regisztrálása szükséges ahhoz, hogy a PSTN-előfizetőktől vagy más mobil előfizetőktől a mozgó előfizetők számára hívást kapjanak. A hívásátadási eljárás lehetővé teszi a kapcsolatok fenntartását és a beszélgetés folytatását, amikor a mobilállomás egyik szolgáltatási területről a másikra költözik. Az egy bázisállomás-vezérlő által kezelt cellákban lévő hívásokat ez a BSC kezeli. Amikor a hívások átvitele két különböző BSC-k által kezelt hálózat között történik, az elsődleges vezérlés az MSC-ben van. BAN BEN GSM szabvány a különböző MSC-khez tartozó hálózatok (vezérlők) közötti hívásátviteli eljárások is rendelkezésre állnak. A kapcsolóközpont folyamatosan figyeli a használó mobilállomásokat

• mobil állomások (MS), amelyek az előfizetővel együtt mozognak;
• egy bázisállomás alrendszert (BSS), amely a mobil állomással rádiókapcsolatot kezel;
• hálózati alrendszer (NSS), melynek fő része a kapcsolóközpont mobil kommunikáció(MSC) - váltást végez a mobil állomások között, valamint mobil és vezetékes között hálózati felhasználók. Az MSC kezeli az előfizető mozgásával kapcsolatos munkát is.

A bázis adó-vevő állomás egy adó-vevőt tartalmaz, amely egy adott cellához rádiókapcsolati protokollokat valósít meg egy mobil állomással. BAN BEN nagyvárosáltalában elhelyezett nagyszámú bts. Ezért a BTS fő követelményei a tartósság, a megbízhatóság, a hordozhatóság és a minimális költség.

A bázisállomás-vezérlő egy vagy több BTS rádióerőforrásait kezeli: rádiókapcsolat kiválasztása és létrehozása, frekvencia ugrás és átadás (kapcsolás), az alábbiak szerint. A BSC egy bázis adó-vevő állomás (BTS) és egy mobil kapcsolóközpont (MSC) között csatlakozik.

1.3.3. Hálózati kapcsoló alrendszer

Mobil kapcsolóközpont (MSC)

A hálózati alrendszer központi eleme a Mobile Switching Center (MSC). Rendszeres nyilvános kapcsolt telefonhálózatként (PSTN - Public Switched Telephone Network) vagy integrált szolgáltatású digitális hálózatként (ISDN - Integrated Service Digital Network) működik. Ezenkívül minden mobil-előfizetői funkciót biztosít, például regisztrációt, hitelesítést, helyfrissítést, átadást és hívásirányítást az előfizető mozgatása közben. Ezeket a funkciókat több funkcionális entitás együttesen látja el, amelyek együtt alkotják a hálózati alrendszert. Az MSC csatlakozást biztosít vezetékes hálózatokhoz (például nyilvános telefonhálózathoz PSTN ill digitális hálózat integrált ISDN szolgáltatás). A hálózati alrendszer funkcionális entitásai közötti jelzés az SS7-et (SS7) használja – ez egy különálló jelzési csatorna, ugyanaz, mint az ISDN-ben és a nyilvános hálózatokban történő adatcserére.

A mobil kapcsolóközpont cellák egy csoportját szolgálja ki, és minden típusú kapcsolatot biztosít, amelyre egy mobil állomásnak szüksége van a működési folyamat során. Az MSC hasonló egy ISDN központhoz, és interfészt biztosít a vezetékes hálózatok (PSTN, PDN, ISDN stb.) és a mobilhálózat között. Hívásirányítási és hívásvezérlési funkciókat kínál. Az MSC a hagyományos ISDN kapcsolóállomás funkcióinak ellátása mellett a rádiócsatorna kapcsolási funkciókat is ellátja. Ide tartozik az „átadás”, amelyben a kommunikáció folytonossága akkor érhető el, amikor a mobilállomás celláról cellára mozog, és a cellában lévő munkacsatornák váltása interferencia vagy meghibásodás esetén.

Mindegyik MSC egy adott földrajzi területen (például Moszkvában és a régióban) található mobil-előfizetőknek nyújt szolgáltatásokat. Az MSC kezeli a hívásbeállítási és -útválasztási eljárásokat. A nyilvános kapcsolt telefonhálózathoz (PSTN) az MSC SS7 jelzést, hívásátvitelt vagy egyéb interfésztípusok támogatását biztosítja az adott projektnek megfelelően.

Az MSC előállítja a hálózat által nyújtott kommunikációs szolgáltatások számláinak kiállításához szükséges adatokat, adatokat gyűjt a lezajlott beszélgetésekről és továbbítja az elszámolási központnak (számlázási központnak). Az MSC a hálózat megfigyeléséhez és optimalizálásához szükséges statisztikákat is összeállítja. Ő is támogatja biztonsági eljárások rádiócsatornákhoz való hozzáférés szabályozására szolgál.

Az MSC nemcsak a hívásvezérlésben vesz részt, hanem a bázisállomási alrendszerben (BSS) az átadáson kívüli helyregisztrációs és -átadási eljárásokat is kezeli. A mobil állomások helyének regisztrálása szükséges ahhoz, hogy a PSTN előfizetőktől vagy más mobil előfizetőktől a mozgó mobil előfizetők hívása kézbesíthető legyen. A hívásátadási eljárás lehetővé teszi a kapcsolatok fenntartását és a beszélgetés folytatását, amikor a mobilállomás egyik szolgáltatási területről a másikra költözik. Az egy bázisállomás-vezérlő (BSC) által vezérelt cellákban lévő hívásokat ez a BSC kezeli. Ha hívásátvitel történik két különböző BSC-k által kezelt hálózat között, az elsődleges vezérlés az MSC-ben van. A GSM szabvány a különböző MSC-khez tartozó hálózatok (vezérlők) közötti hívásátviteli eljárásokat is biztosít. A kapcsolóközpont folyamatosan figyeli a mobilállomásokat az otthoni helyregiszter (HLR) és a látogató helyregiszter (VLR) segítségével.

Otthoni helyregiszter (HLR - Home Location Register)

A HLR tárolja azt az információt bármely mobilállomás helyéről, amely lehetővé teszi a kapcsolóközpont számára, hogy hívást továbbítson egy adott mobilállomáshoz. A gyakorlatban a HLR a hálózatban állandóan regisztrált előfizetők referenciaadatbázisa. Tartalmazza az azonosító számokat és címeket, valamint az előfizető hitelesítési paramétereket, a kommunikációs szolgáltatások összetételét és a speciális útválasztási információkat. Rögzítésre kerül az előfizetői helyváltoztatás és a roaming információ, beleértve az ideiglenes mobil-előfizetői azonosítót (TMSI) és a kapcsolódó látogatási helyregisztert (VLR). A HLR regiszter tartalmazza a nemzetközi mobil-előfizetői azonosító számot (IMSI - International Mobile Subscriber Identity), a kommunikációs szolgáltatások összetételét, speciális útválasztási információkat. A mobilállomás azonosítására szolgál az Authentication Centerben (AUC).

Az otthoni helyregiszter (HLR) az MSC-vel együtt biztosítja a mobilállomás hívásirányítását és áthelyezését (roaming), és tartalmazza a megfelelő GSM hálózatban regisztrált minden egyes előfizető összes adminisztratív információját, valamint a mobilállomások aktuális helyét. A mobil állomások elhelyezkedése általában egy adott mobilállomás cím formájában van a VLR-ben. A tényleges útválasztási eljárást később ismertetjük. Logikusan csak egy van

A rádiókommunikáció elve

Rádió (lat.radio- bocsát ki, sugarakat bocsát ki sugár-nyaláb) - egy fajta vezeték nélküli kommunikáció, amelyben a térben szabadon terjedő rádióhullámokat használnak jelhordozóként.

Működés elve
Az átvitel a következőképpen történik: az adó oldalon a kívánt jellemzőkkel (a jel frekvenciájával és amplitúdójával) jelet alakítanak ki. Továbbá az átvitt jel egy magasabb frekvenciájú oszcillációt (vivőt) modulál. A vett modulált jelet az antenna kisugározza az űrbe. A rádióhullám vevőoldalán az antennában modulált jelet indukálnak, majd demodulálják (detektálják) és egy aluláteresztő szűrővel szűrik (így megszabadulnak a nagyfrekvenciás vivőkomponenstől) A vett modulált jelet az antenna sugároz ki az űrbe.
A rádióhullám vevőoldalán az antennában modulált jelet indukálnak, majd ezt demodulálják (detektálják) és egy aluláteresztő szűrővel szűrik (így megszabadulnak a nagyfrekvenciás vivőkomponenstől). Így a hasznos jel kinyerésre kerül. A vett jel kissé eltérhet az adó által továbbítotttól (interferencia és interferencia miatti torzítás).

Frekvenciasávok
A rádiókommunikációban használt frekvencia rácsot feltételesen tartományokra osztják:

• Hosszú hullámok (LW) - f = 150-450 kHz (l = 2000-670 m)
• Középhullámok (MW) - f = 500-1600 kHz (l = 600-190 m)
• Rövid hullámok (HF) - f \u003d 3-30 MHz (l \u003d 100-10 m)
• Ultrarövid hullámok (VHF) - f = 30 MHz - 300 MHz (l = 10-1 m)
• Magas frekvenciák (HF - centiméteres tartomány) - f \u003d 300 MHz - 3 GHz (l \u003d 1-0,1 m)
• Rendkívül magas frekvenciák(EHF-milliméteres tartomány) - f = 3 GHz - 30 GHz (l = 0,1-0,01 m)
• Hipermagas frekvenciák (HHF-mikrométer tartomány) - f = 30 GHz - 300 GHz (l = 0,01-0,001 m)

A hatótávolságtól függően a rádióhullámok saját jellemzőkkel és terjedési törvényekkel rendelkeznek:

• A DW-ket az ionoszféra erősen elnyeli, a föld körül terjedő talajhullámok elsődleges fontosságúak. Intenzitásuk viszonylag gyorsan csökken az adótól való távolság növekedésével.
• Az SW-ket nappal erősen elnyeli az ionoszféra, és a hatásterületet a felszíni hullám határozza meg, este jól visszaverődnek az ionoszféráról, a hatásterületet pedig a visszavert hullám határozza meg.
• A HF kizárólag az ionoszféra visszaverődésével terjed, így az adó körül úgynevezett rádiócsend zóna van. A rövidebb hullámok (30 MHz) jobban terjednek nappal, a hosszabbak (3 MHz) éjszaka. A rövid hullámok nagy távolságokra terjedhetnek alacsony adóteljesítmény mellett.
• A VHF egyenes vonalúan terjed, és általában nem tükrözi vissza az ionoszféra. Könnyen meghajol az akadályok körül, és nagy áthatolóerővel rendelkezik.
• A HF ne kerülje meg az akadályokat, terjessze a látótávolságon belül. Használható WiFi-ben, mobilkommunikációban stb.
• Az EHF nem kerüli meg az akadályokat, a legtöbb akadály visszaveri őket, és a látótávolságon belül terjed. Használt műholdas kommunikáció.
• A hipermagas frekvenciák nem kerülik meg az akadályokat, fényként verődnek vissza, és a látómezőn belül terjednek. A felhasználás korlátozott.

A rádióhullámok terjedése
A rádióhullámok terjednek az űrben és a légkörben; a földi égbolt és a víz átláthatatlan számukra. A diffrakció és a visszaverődés hatásai miatt azonban lehetséges a kommunikáció a földfelszín azon pontjai között, amelyeknek nincs közvetlen rálátásuk (különösen, amelyek nagy távolságra vannak).
A rádióhullámok forrástól a vevőig terjedése többféle módon történhet egyidejűleg. Ezt a terjedést többutasnak nevezzük. A többutas és a környezet paramétereinek változása miatt fading következik be - a vett jel szintjének időbeli változása. Többutas esetén a jelszint változása az interferencia miatt következik be, vagyis a vételi ponton az elektromágneses tér a tartományban lévő időben eltolt rádióhullámok összege.

Radar

Radar- a tudomány és a technika területe, az észlelési módszerek és eszközök kombinálása, koordináták mérése, valamint a különböző objektumok tulajdonságainak, jellemzőinek meghatározása rádióhullámok felhasználása alapján. Kapcsolódó és némileg átfedő fogalom a rádiónavigáció, de a rádiónavigációban aktívabb szerepet játszik az az objektum, amelynek koordinátáit mérjük, leggyakrabban ez a saját koordináták meghatározása. A radar fő műszaki eszköze - radarállomás(Eg. Radar).

Különbséget kell tenni az aktív, a félaktív, a passzív választ adó aktív és a passzív RL között. A rádióhullámok használt tartománya, a vizsgálójel típusa, a használt csatornák száma, a mért koordináták száma és típusa, valamint a radar elhelyezkedése szerint vannak felosztva.

Működési elve

A radar a következő fizikai jelenségeken alapul:

• A rádióhullámok a terjedésük útján előforduló elektromos inhomogenitásokon (a terjedési közeg tulajdonságaitól eltérő elektromos tulajdonságú tárgyakon) szóródnak szét. Ebben az esetben a visszavert hullám, valamint a célpont tényleges sugárzása lehetővé teszi a cél észlelését.
• A sugárforrástól nagy távolságra feltételezhető, hogy a rádióhullámok egyenes vonalban és állandó sebességgel terjednek, aminek köszönhetően mérhető a távolság ill. szögkoordináták célok (Az ezen szabályoktól való eltéréseket, amelyek csak első közelítésként érvényesek, a rádiótechnika egy speciális ága - a rádióhullámok terjedése - vizsgálja. A radarban ezek az eltérések mérési hibákhoz vezetnek).
• A vett jel frekvenciája eltér a kibocsátott oszcillációk frekvenciájától a vételi és sugárzási pontok kölcsönös mozgatásakor (Doppler-effektus), ami lehetővé teszi a céltárgy radarhoz viszonyított sugárirányú sebességének mérését.
• A passzív radar a megfigyelt objektumok elektromágneses hullámainak sugárzását használja fel, ez lehet minden tárgyban rejlő hősugárzás, az általa létrehozott aktív sugárzás. technikai eszközökkel tárgyat vagy hamis sugárzást, amelyet működő elektromos eszközökkel rendelkező tárgyak keltenek.

sejtes

sejtes, mobilhálózat- a mobil rádiós kommunikáció egyik fajtája, amely a mobilhálózat. Főbb jellemzők az, hogy a teljes lefedettségi területet az egyes bázisállomások (BS) lefedettségi területei által meghatározott cellákra (cellákra) osztják. A cellák részben átfedik egymást, és együtt hálózatot alkotnak. Ideális (sík és fejletlen) felületen az egyik BS lefedettsége egy kör, így a belőlük alkotott hálózat hatszögletű sejtekkel (méhsejtekkel) rendelkező méhsejtnek tűnik.

A hálózat térben egymástól távol elhelyezett adó-vevőkből áll, amelyek ugyanabban a helyen működnek frekvenciatartomány, és kapcsolóberendezés, amely lehetővé teszi a mobil előfizetők aktuális helyzetének meghatározását és a kommunikáció folytonosságának biztosítását, amikor az előfizető az egyik adó-vevő lefedettségi területéről egy másik lefedettségi területére költözik.

A cellás kommunikáció működési elve

A mobilhálózatok fő összetevői a mobiltelefonok és a bázisállomások, amelyek általában háztetőkön és tornyokon helyezkednek el. Bekapcsolt állapotban a mobiltelefon a levegőt hallgatja, és jelet talál a bázisállomástól. A telefon ezután elküldi egyedi azonosító kódját az állomásnak. A telefon és az állomás állandó rádiókapcsolatot tart fenn, időszakonként csomagokat cserél. A telefon analóg protokollon (AMPS, NAMPS, NMT-450) vagy digitálisan (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS) tud kommunikálni az állomással. Ha a telefon a bázisállomás hatótávolságán kívülre kerül (vagy a szolgálati cella rádiójelének minősége romlik), akkor kommunikációt létesít egy másikkal (Eng. átad).

A mobilhálózatok különböző szabványú bázisállomásokból állhatnak, ami lehetővé teszi a hálózat optimalizálását és lefedettségének javítását.

Mobilhálózatok különböző operátorok csatlakoznak egymáshoz, valamint a vezetékes telefonhálózathoz. Ez lehetővé teszi az egyik szolgáltató előfizetői számára, hogy hívásokat kezdeményezzenek egy másik szolgáltató előfizetőihez, mobiltelefonról vezetékesre, vezetékesről mobilra.

Az üzemeltetők barangolási szerződést köthetnek egymással. Az ilyen szerződéseknek köszönhetően az előfizető hálózatának lefedettségi területén kívül más szolgáltató hálózatán keresztül kezdeményezhet és fogadhat hívásokat. Általános szabály, hogy ezt emelt áron hajtják végre. A barangolás lehetősége csak a 2G szabványokban jelent meg, és ez az egyik fő különbség az 1G hálózatoktól.

Az üzemeltetők megoszthatják a hálózati infrastruktúrát, csökkentve a hálózat kiépítési és üzemeltetési költségeit.

Mobilszolgáltatások

A mobilszolgáltatók a következő szolgáltatásokat nyújtják:

• Hanghívás;
• Üzenetrögzítő mobil kommunikációban (szolgáltatás);
• Barangolás;
• AON (automatikus hívóazonosító) és AntiAON;
• Rövid szöveges üzenetek (SMS) fogadása és küldése;
• Multimédiás üzenetek fogadása és továbbítása - képek, dallamok, videók (MMS szolgáltatás);
• Mobilbank (szolgáltatás);
• Internet hozzáférés;
• Videohívás és videokonferencia

Televízió

Televízió(görögül τήλε - távol és lat. videó- Látom; új latinból televízió- távoli látás) - mozgókép és hang távoli továbbítására szolgáló eszközök készlete. A mindennapi életben a televíziós műsorok készítésével és terjesztésével foglalkozó szervezetekre is utal.

Alapelvek

A televízió a képelemek szekvenciális átvitelének elvén alapul rádiójel vagy vezeték segítségével. A képet Nipkow lemez, katódsugárcső vagy félvezető mátrix segítségével elemekre bontják. A képelemek számát a rádiócsatorna sávszélességének és a fiziológiai kritériumoknak megfelelően választják ki. Az átvitt frekvenciák sávszélességének szűkítésére és a TV-képernyő villogásának láthatóságának csökkentésére váltott sorozást alkalmaznak. Lehetővé teszi a mozgás átvitelének simaságának növelését is.

TV útvonal befelé Általános nézet a következő eszközöket tartalmazza:

1. Televízió adó kamera. Egy adócső vagy egy félvezető mátrix célpontjára lencse segítségével vett kép televíziós videojelben való konvertálására szolgál.
2. Videó felvevő. Felvételek be megfelelő pillanat videojelet játszik le.
3. Videó váltó. Lehetővé teszi több képforrás közötti váltást: videokamerák, videomagnók és egyebek.
4. Adó. A rádiófrekvenciás jelet televíziós videojel modulálja, és rádión vagy vezetéken továbbítja.
5. A vevő egy TV. A videojelben lévő szinkronimpulzusok segítségével a vevő képernyőjén (kineszkóp, LCD, plazma panel) televíziós kép jelenik meg.

Ezen túlmenően a televíziós adás létrehozásához hangutat használnak, hasonlóan a rádióadási útvonalhoz. A hang továbbítása külön frekvencián történik, általában frekvenciamodulációval, az FM rádióállomásokhoz hasonló technológiával. BAN BEN digitális televíziózás hangkíséret, gyakran többcsatornás, a képpel közös adatfolyamban továbbítják.

Szinte mindenki használt mobiltelefont, de kevesen gondolkodtak el – hogyan is működik mindez? Ebben az irodalmi opuszban megpróbáljuk megvizsgálni, hogyan zajlik a kommunikáció az Ön távközlési szolgáltatója szempontjából.

Amikor tárcsáz egy számot, és elkezd hívni, vagy valaki felhívja Önt, a készülék rádión keresztül kommunikál a legközelebbi bázisállomás egyik antennájával.

Mindegyik bázisállomás egy-tizenkét adó-vevő antennát tartalmaz, amelyek különböző irányokba vannak irányítva annak érdekében, hogy minden irányból kommunikációt biztosítsanak az előfizetőknek. Az antennákat a szakmai zsargonban "szektornak" is nevezik. Ön valószínűleg sokszor látta őket - nagy szürke téglalap alakú blokkokat.

Az antennáról a jelet kábelen keresztül közvetlenül továbbítják a bázisállomás vezérlőegységéhez. A szektorok és a vezérlőblokk kombinációját általában - BS, bázisállomás. Több olyan bázisállomás, amelyek antennái a város bármely területét vagy területét kiszolgálják, egy speciális egységhez – az ún. LAC, helyi vezérlő, "helyi vezérlő", gyakran emlegetik egyszerűen vezérlő. Egy vezérlőhöz általában legfeljebb 15 bázisállomás csatlakozik.

Viszont a vezérlők, amelyek több is lehetnek, a legközpontibb "agyi" egységhez csatlakoznak - MSC, Mobilszolgáltatások kapcsolóközpontja, Vezérlőközpont mobil szolgáltatások , közismert nevén kapcsoló. A kapcsoló kimenetet (és bemenetet) biztosít a városi irányokhoz telefonvonalak, más mobilszolgáltatókhoz és így tovább.

Vagyis végül az egész séma valahogy így néz ki:

A kis GSM hálózatok csak egy kapcsolót használnak, a nagyobb hálózatok, amelyek több mint egymillió előfizetőt szolgálnak ki, kettő, három vagy több okl, egymással kombinálva.

Miért ilyen komplexitás? Úgy tűnik, egyszerűen csatlakoztathatja az antennákat a kapcsolóhoz - és ez az, nem lenne probléma ... De nem minden olyan egyszerű. A lényeg itt egy egyszerű angol szó - átad. Ez a kifejezés a mobilhálózatokban történő átadásra utal. Vagyis amikor sétálsz az utcán vagy vezetsz autót (vonat, bicikli, görkorcsolya, aszfaltozó...) és közben telefonon beszélsz, akkor azért, hogy ne szakadjon meg a kapcsolat (és nem szakad meg), át kell váltania telefonját egyik szektorból a másikba, egyik BS-ről a másikra, egyik helyi területről a másikra stb. Ennek megfelelően, ha a szektorok közvetlenül kapcsolódnának a kapcsolóhoz, akkor ezeket a kapcsolásokat a kapcsolónak kellene vezérelnie, aminek már van dolga. A többszintű hálózati séma lehetővé teszi a terhelés egyenletes elosztását, ami csökkenti a berendezés meghibásodásának és ennek következtében a kommunikáció elvesztésének valószínűségét.

Példa - ha Ön és telefonja az egyik szektor lefedettségi területéről egy másik szektor lefedettségi területére költözik, akkor a BS vezérlőegység részt vesz a telefon átvitelében, anélkül, hogy ez befolyásolná a "kiválóbb" eszközöket - LACÉs okl. Ennek megfelelően, ha az átmenet különböző között történik BS, akkor vezérlik LAC stb.

A kapcsoló működését érdemes kicsit részletesebben átgondolni. A mobilhálózatban lévő kapcsoló szinte ugyanazokat a funkciókat látja el, mint a vezetékes hálózatok alközpontja. telefonhálózatok. Ő határozza meg, hogy hova hívsz, ki hív téged, ő a felelős a munkáért további szolgáltatások, és végül - általában - meghatározza, hogy lehet-e hívni vagy sem.

Álljunk meg az utolsó pontnál – mi történik, ha bekapcsolja a telefont?

Itt kapcsolja be a telefont. A SIM-kártyádnak van egy speciális száma, az ún IMSI – Nemzetközi előfizetői azonosító szám, nemzetközi előfizetői azonosító szám. Ez a szám a világon minden SIM-kártyához egyedi, és ez a szám különbözteti meg a szolgáltatók az egyik előfizetőt a másiktól. Amikor a telefon be van kapcsolva, elküldi ezt a kódot, a bázisállomás továbbítja LAC, LAC– viszont a kapcsolóhoz. Itt lép működésbe a kapcsolóhoz kapcsolódó két további modul – HLR, Home Location RegisterÉs VLR látogatói hely nyilvántartás. Illetőleg, Otthoni előfizetők nyilvántartásaÉs Vendég-előfizetők nyilvántartása. BAN BEN HLR tárolva IMSI minden előfizető, aki csatlakozik ehhez a szolgáltatóhoz. BAN BEN NAGYON NAGY HATÓSUGÁR viszont minden olyan előfizető adatait tartalmazza, akik, be Ebben a pillanatban használja a hálózatot adott operátor. IMSI szállítva HLR(természetesen erősen titkosított formában; a titkosítás részleteibe nem megyünk bele, csak annyit mondunk, hogy egy másik blokk felelős ezért a folyamatért - AuC, Hitelesítési Központ), HLR ellenőrzi, hogy van-e ilyen előfizetője, és ha igen, akkor például nem fizetés miatt letiltották-e. Ha minden rendben van, akkor ez az előfizető regisztrálva van NAGYON NAGY HATÓSUGÁRés attól a pillanattól kezdve hívhat. A nagy operátoroknak nem egy, hanem több párhuzamosan is lehet HLRÉs NAGYON NAGY HATÓSUGÁR. És most próbáljuk meg megjeleníteni a fentieket az ábrán:

Itt röviden áttekintettük a mobilhálózat működését. Valójában ott minden sokkal bonyolultabb, de ha alaposan leírsz mindent úgy, ahogy van, akkor ez az előadás mennyiségileg jócskán felülmúlhatja a Háborút és békét.

Ezután megvizsgáljuk, hogyan (és ami a legfontosabb, miért!) Az üzemeltető hogyan ír le pénzt a számlánkról. Mint bizonyára hallotta, három díjcsomag létezik különböző típusok- az úgynevezett "kredit", "előleg" és "prepaid", angol nyelvből Előre kifizetett azaz előre fizetett. Mi a különbség? Fontolja meg, hogyan írható le a pénz egy beszélgetés során:

Tegyük fel, hogy telefonált. A kapcsolón rögzítették - ilyen-olyan előfizető hívott oda, beszélt mondjuk negyvenöt másodpercig.

Az első eset - hitel- vagy előlegfizetési rendszere van. Ilyenkor a következő történik: az Ön és nem csak a hívásaira vonatkozó adatok felhalmozódnak a kapcsolóban, majd az általános sor sorrendjében egy speciális blokkba, ún. számlázás, angolról számlára - számlákat fizetni. Számlázás felelős az előfizetők pénzével kapcsolatos minden kérdésért - kiszámolja a hívások költségét, leterheli a havi díjat, levonja a pénzt a szolgáltatásokért stb.

Információ átviteli sebessége innen okl V Számlázás attól függ, mekkora feldolgozási teljesítmény számlázás, vagy más szóval, milyen gyorsasággal sikerül a hívások technikai adatait közvetlen pénzre fordítani. Ennek megfelelően minél többet beszélnek az előfizetők, vagy minél "fékezettebb" a számlázás, annál lassabban mozog a sor, illetve annál nagyobb a késés maga a beszélgetés és a beszélgetés tényleges megterhelése között. Ez a tény összefügg azzal az elégedetlenséggel, amelyet egyes előfizetők gyakran kifejeznek - „Állítólag pénzt lopnak! Két napig nem beszéltem - leírtak egy bizonyos összeget ... ” De ugyanakkor egyáltalán nem veszi figyelembe, hogy milyen beszélgetések zajlottak, például három napja nem írták le azonnal a pénzt... Az emberek igyekeznek nem észrevenni a jó dolgokat... És ezek napokon például egyszerűen nem működhetett a számlázás - baleset miatt, vagy azért, mert valahogy modernizálták.

Az ellenkező irányba - a számlázástól a okl- van egy másik sor, amelyben számlázás tájékoztatja a kapcsolót az előfizetői fiókok állapotáról. Ismét egy meglehetősen gyakori eset - a számlatartozás elérheti a több tíz dollárt, és továbbra is telefonálhat - ez csak azért van, mert még nem jött fel a „fordított” sor, és a kapcsolótábla még nem tudja, hogy Ön rosszindulatú mulasztó és Téged már rég ki kellett volna tiltani.

Az előlegtarifák csak az előfizetővel való elszámolás módjában térnek el a hiteltarifáktól - az első esetben az ember bizonyos összeget befizet a számlára, és ebből az összegből fokozatosan levonják a hívásokért fizetett pénzt. Ez a módszer kényelmes, mert lehetővé teszi a kommunikációs költségek megtervezését és bizonyos mértékig korlátozását. A második lehetőség egy jóváírás, amelyben az összes hívás teljes költsége bármely időszakra vonatkozóan (“ számlázási ciklus”), általában egy hónapra, számlaként állítják ki, amelyet az előfizetőnek kell megfizetnie. A hitelrendszer azért kényelmes, mert olyan esetekre biztosít biztosítást, amikor sürgősen telefonálni kell, és hirtelen elfogy a számlán lévő pénz, és a telefon le van tiltva.

Az előrefizetések elrendezése teljesen más:

Előre fizetett állapotban számlázás mint ilyet általában "" Platformonként előre fizetve».

Közvetlenül a telefonkapcsolat kezdetének pillanatában közvetlen kapcsolat jön létre között kapcsolóÉs forrasztóplatform. Nincs sor, az adatok továbbítása mindkét irányban közvetlenül a beszélgetés során, valós időben történik. Ezzel kapcsolatban a következő jellemző tulajdonságok rejlenek a forraszokban - ez a hiány előfizetési díj(mert nincs olyan, hogy számlázási időszak), a kiegészítő szolgáltatások korlátozott készlete (ezeket technikailag nehéz „valós idejű” módban feltölteni), a „mínuszba kerülés” lehetetlensége - a beszélgetés egyszerűen megszakad, amint a számlán lévő pénz fut ki. Tiszta méltóság előre kifizetett az a képesség, hogy pontosan ellenőrizzék a számlán lévő pénz mennyiségét, és ennek eredményeként a kiadásaikat.

BAN BEN forrasztott néha van valami vicces jelenség – ha előre fizetett platform valamilyen okból megtagadja a munkát, például túlterhelés miatt, akkor ennek megfelelően az előfizetők számára előre fizetett tarifák ezalatt minden hívás teljesen ingyenes. Aminek valójában az ő - előfizetőik - nem tudnak örülni.

De hogyan számolják ki a pénzünket, amikor beszélgetünk, bent vagyunk barangolás? És hogy működik a telefon roamingban? Nos, próbáljunk meg válaszolni ezekre a kérdésekre:

Szám IMSI 15 számjegyből áll, és az első 5 számjegy, az ún SS - Országkód(3 számjegy) és NC-hálózati kód(5 számjegy) - egyértelműen jellemezze azt a kezelőt, amelyhez csatlakoztatva van ez az előfizető. Ez az öt szám NAGYON NAGY HATÓSUGÁR vendégkezelőt talál HLR otthoni szolgáltató és belenéz - de valójában ez az előfizető használhatja a roamingot ezzel a szolgáltatóval? Ha igen, akkor IMSIáltal előírt NAGYON NAGY HATÓSUGÁR vendég operátor, és HLR kezdőlap - link ugyanarra a vendégre NAGYON NAGY HATÓSUGÁR hogy tudja, hol keresse a hívót.

A számlázásban szereplő pénzleírással sem túl egyszerű a helyzet. Tekintettel arra, hogy a hívásokat a vendégkapcsoló feldolgozza, de a pénzt a saját, „otthona” számolja számlázás, nagy késedelmek az alapok megterhelésében nagyon lehetségesek - akár egy hónapig is. Bár vannak olyan rendszerek, mint pl. teve2”, amelyek a roamingban is prepaid elvén működnek, vagyis valós időben írnak le pénzt.

Itt egy másik kérdés is felmerül: mire számítják a leterhelt pénzt? barangolás? Ha „otthon” minden világos - vannak egyértelműen meghatározott díjcsomagok, akkor a roamingnál más a helyzet - sok pénzt írnak le, és nem világos, hogy miért. Nos, próbáljuk meg kitalálni:

A barangolás során minden telefonhívás 3 fő kategóriába sorolható:

Bejövő hívások - ebben az esetben a hívás költsége a következőkből áll:

Költségek nemzetközi hívás otthonról vendégrégióra
+
Vendégoperátortól bejövő hívás költsége
+
Néhány felár az adott vendég szolgáltatótól függően

Kimenő hívás haza:

A vendégrégióból indított nemzetközi hívás díja
+
Ár kimenő hívás a vendégüzemeltetőnél

Kimenő hívás vendégrégió szerint:

Egy vendég operátor kimenő hívásának költsége
+
Egyes felár az adott szolgáltatótól függően

Amint látja, a barangolás során a hívások költsége csak két dologtól függ - attól, hogy az előfizető melyik szolgáltatóhoz csatlakozik otthon, és melyik szolgáltatót használja otthon. Ebből nagyon kiderül egy fontos dolog– a roaming perc költsége abszolút független az előfizető által választott díjcsomagtól.

Még egy megjegyzést fűznék hozzá - ha az egyik szolgáltató két telefonja együtt barangol egy másik szolgáltatóval (hát pl. két barát nyaralni ment), akkor nagyon drága lesz, hogy beszéljenek egymással - a hívó úgy fizet, mint a kimenő hívásért, a fogadó hívásért pedig - mint az otthonról érkezőért. Ez a GSM szabvány egyik hátránya - az a tény, hogy a kommunikáció ebben az esetben a házon keresztül megy. Bár technikailag teljesen megoldható a kapcsolat „közvetlenül”, de vajon melyik szolgáltató fog rámenni, ha mindent úgy hagy, ahogy van, és pénzt keres?

Egy másik kérdés, amely gyakran több tulajdonost is érdekelt mobiltelefon– mennyibe kerül az egyik telefonról a másikra irányított hívás? És a válasz erre a kérdésre meglehetősen reális:

Tegyük fel, hogy a C telefonra történő hívásátirányítás B telefonról van beállítva. Az A telefon B telefonra hív - ennek megfelelően a hívás a C telefonra kerül átirányításra. Ebben az esetben fizetnek:

A telefon - mint a B telefonra történő kimenő üzenet
(igazából ez logikus – elvégre ő hívja)
B telefon - kifizeti a hívásátirányítás árat
(általában néhány cent percenként)
+
egy nemzetközi hívás költsége abból a régióból, ahol B regisztrálva van, abba a régióba, ahol C regisztrálva van
(ha a telefonok ugyanabban a régióban vannak, akkor ez a komponens egyenlő nullával).
C telefon – úgy fizet, mint az A telefonról bejövő hívásokért

A témakörök végén még egy finom dolgot szeretnék megemlíteni - mennyibe fog kerülni a hívásátirányítás a roamingban? És itt kezdődik a legérdekesebb:

Például a telefon foglalt állapotban van átirányítással egy otthoni számra. Aztán at Bejövő hívás az úgynevezett " roaming hurok"- a hívás a következő címre fog menni otthoni telefon vendég útján kapcsoló, illetve egy ilyen továbbított hívás költségét barangoló egyenlő lesz a bejövő és kimenő otthoni hívások költségeinek összegével, plusz magának a hívásátirányításnak a költségével. És ami ugyanakkor vicces - a barangoló nem is tudja, hogy ilyen hívás történt, és később meglepődik, amikor meglátja a kommunikációs számlát.

ez arra utal gyakorlati tanácsokat- utazáskor célszerű letiltani minden típusú hívásátirányítást (csak feltétel nélkül hagyhatod - ilyenkor nem működik a "roaming hurok"), különösen a hívásátirányítást hangposta- különben később sokáig lehet meglepődni - "Hová lett ez a pénz, mi?"

A szövegben használt kifejezések listája:

AuC– Az Authentication Center, a Hitelesítési Központ felelős az információk kódolásáért a hálózaton keresztül történő továbbításkor és a hálózatról történő fogadáskor.
Számlázás– Számlázási, könyvelési rendszer Pénz az üzemeltetőnél
BS– Bázisállomás, egy bázisállomás, egy vezérlőeszközhöz tartozó több adó- és vevőantenna.
teve2– az egyik Prepaid rendszer, amely azonnali pénzfelvételt valósít meg roamingban
CC- Országkód, országkód a GSM szabványban (Oroszország esetében - 250)
GSM– Global System for Mobile Communications, a világ legelterjedtebb cellás kommunikációs szabványa
Átadás - kézibeszélő vezérlés átvitele egyik antennáról/bázisállomásról/LAC-ról a másikra
HLR– A Home Location Register, az otthoni előfizetők nyilvántartása tartalmazza részletes információk az ehhez a szolgáltatóhoz csatlakozó összes előfizetőről.
IMEI– Nemzetközi mobileszköz-azonosító, nemzetközi sorozatszám GSM szabvány szerinti berendezés, minden készülékhez egyedi
IMSI– Az International Mobile Subscriber Identification, a GSM szolgáltatások előfizetőjének nemzetközi sorozatszáma minden előfizető számára egyedi
LAC- Helyi vezérlő, helyi vezérlő, eszközök, munkavezető bizonyos számú bázisállomás, amelyek antennái egy bizonyos területet szolgálnak ki.
helyi– Helyi terület, ugyanazon LAC részét képező BS-ek által kiszolgált terület
okl- Mobile Services Switching Center, Mobile Services Control Center, a switch a GSM hálózat központi kapcsolata.
NC– Hálózati kód, Hálózati kód, egy adott szolgáltató kódja egy adott országban a GSM szabványban (MTS - 01, BeeLine - 99 esetén).
Előre kifizetett- Prepaid, prepayment – ​​a pénzeszközök azonnali terhelésén alapuló számlázási rendszer.
Barangolás– Roaming, egy másik, „vendég” szolgáltató hálózatának használata.
SIM- Előfizető-azonosító modul, előfizető-azonosító modul, SIM-kártya - a telefonba helyezett elektronikus egység, amelyen az előfizető IMSI-je rögzítve van.
NAGYON NAGY HATÓSUGÁR– Látogatói helyregiszter, aktív előfizetők nyilvántartása – információkat tartalmaz minden olyan előfizetőről, aki jelenleg használja ennek a szolgáltatónak a szolgáltatásait.

GSM hálózatok. Egy pillantás belülről.

Egy kis történelem

A mobilkommunikáció fejlődésének hajnalán (és nem is olyan régen - a nyolcvanas évek elején) Európát különféle szabványú analóg hálózatok borították - Skandinávia saját rendszereket fejlesztett ki, Nagy-Britannia a sajátját... Most már nehéz megmondani, hogy ki kezdeményezte a hamarosan következő forradalmat - a "csúcsok" a berendezésgyártók formájában, akik minden hálózathoz kénytelenek saját készüléket fejleszteni, vagy "alul", mint a felhasználók, elégedetlenek telefonjuk korlátozott lefedettségével. Így vagy úgy, 1982-ben az Európai Távközlési Bizottság (CEPT) külön csoportot hozott létre egy alapvetően új, páneurópai mobilkommunikációs rendszer kidolgozására. A fő követelmények a új szabvány a következők voltak: a frekvenciaspektrum hatékony kihasználása, az automatikus barangolás képessége, a jobb hangminőség és az illetéktelen hozzáférés elleni védelem a korábbi technológiákhoz képest, valamint természetesen kompatibilitás más meglévő rendszerek kommunikáció (beleértve a vezetékes) és hasonlók.

Sok ember kemény munkájának gyümölcse különböző országok(hogy őszinte legyek, még elképzelni is félek, mekkora munkát végeztek!) hangzott el egy páneurópai mobilhálózat 1990-ben bemutatott specifikációja, ún. Globális mobilkommunikációs rendszer vagy csak GSM. És akkor minden felvillant, mint a kaleidoszkópban - az első GSM szolgáltató 1991-ben fogadott előfizetőket, 1994 elejére a kérdéses szabványon alapuló hálózatoknak már 1,3 millió előfizetője volt, 1995 végére pedig 10 millióra nőtt a számuk! Valóban: "GSM járja a bolygót" – jelenleg körülbelül 200 millió ember rendelkezik ilyen szabványú telefonnal, és a világ minden táján megtalálhatók GSM-hálózatok.

Próbáljuk meg kitalálni, hogy a GSM hálózatok hogyan vannak felszerelve, és milyen elvek alapján működnek. Azonnal meg kell mondanom, hogy a feladat nem könnyű, de higgyék el - ennek eredményeként igazi örömünk lesz a kommunikációs rendszerben alkalmazott technikai megoldások szépségében.

Két nagyon fontos kérdés marad a mérlegelési körön kívül: egyrészt a csatornák frekvencia-idő szerinti szétválasztása (ezt meg is ismerheti), másrészt a továbbított beszéd titkosítási és védelmi rendszere (ez annyira specifikus és kiterjedt téma, hogy talán a jövőben külön cikket fogunk szentelni neki).

A GSM rendszer főbb részei, azok célja és egymás közötti kölcsönhatása.

Kezdjük a legnehezebb és talán unalmasabb - a hálózat csontvázának (vagy ahogy az Alma Mater katonai osztályán mondják, blokkdiagrammal) figyelembe vételével. A leírásnál természetesen ragaszkodom a világszerte elfogadott angol nyelvű rövidítésekhez, az orosz értelmezésük mellett.

Vessen egy pillantást az ábrára. 1:

1. ábra Egyszerűsített GSM hálózati architektúra.

A legegyszerűbb rész blokk diagramm- egy hordozható telefon, két részből áll: magából a kézibeszélőből - IU(Mobile Equipment - mobil eszköz) és intelligens kártyák SIM (Subscriber Identity Module - előfizető-azonosító modul), amelyet az üzemeltetővel kötött szerződéssel szereztek meg. Ahogy minden autó egyedi karosszériaszámmal van felszerelve, a mobiltelefonnak is megvan a saját száma - IMEI(International Mobile Equipment Identity – nemzetközi azonosító mobil eszköz), amely kérésére továbbítható a hálózathoz (további részletek a IMEI található). SIM , viszont tartalmazza az ún IMSI(International Mobile Subscriber Identity – nemzetközi előfizetői azonosító szám). Szerintem a különbség IMEIÉs IMSI egyértelmű - IMEI egy adott telefonnak felel meg, és IMSI- egy adott előfizető.

A hálózat "központi idegrendszere" az NSS(Network and Switching Subsystem - hálózati és kapcsoló alrendszer), az „agy” funkcióit ellátó komponenst pedig ún. okl(Mobilszolgáltatások Switching Center - kapcsolóközpont). Ez utóbbit hiába hívják (néha elszívott) "kapcsolótáblának", és kommunikációs problémák esetén minden halálos bűnért felelőssé teszik. okl egynél több is lehet a hálózatban (ebben az esetben a többprocesszoros analógia számítógépes rendszerek) - például a cikk írásakor a moszkvai Beeline szolgáltató egy második kapcsolót valósított meg (az Alcatel gyártója). okl kezeli a hívásirányítást, adatokat generál a számlázási rendszer számára, sok eljárást kezel - könnyebb megmondani, hogy mi NEM a switch feladata, mint felsorolni az összes funkcióját.

A következő legfontosabb hálózati összetevők, szintén benne vannak NSS, hívnám HLR(Home Location Register - saját előfizetők nyilvántartása) és NAGYON NAGY HATÓSUGÁR(Visitor Location Register – mozgások nyilvántartása). Figyeljünk ezekre a részekre, a jövőben gyakran hivatkozunk rájuk. HLR durván szólva az összes olyan előfizető adatbázisa, akik szerződést kötöttek az adott hálózattal. Információkat tárol a felhasználói számokról (a számok elsősorban a fent említetteket jelentik IMSI, másodsorban pedig az ún MSISDN-Mobile Subscriber ISDN, azaz telefonszám a szokásos értelmében), az elérhető szolgáltatások listája és még sok más - a szövegben tovább, a benne lévő paraméterek HLR.

nem úgy mint HLR, amely az egyetlen a rendszerben, NAGYON NAGY HATÓSUGÁR Több `s lehet – mindegyik a hálózat saját részét vezérli. BAN BEN NAGYON NAGY HATÓSUGÁR olyan előfizetők adatait tartalmazza, akik annak (és csakis!) területén tartózkodnak (és nem csak az előfizetőit szolgálják ki, hanem a hálózatban regisztrált barangolókat is). Amint a felhasználó elhagyja egyesek hatásterületét NAGYON NAGY HATÓSUGÁR, az ezzel kapcsolatos információk átmásolódnak egy újba NAGYON NAGY HATÓSUGÁR, és eltávolítjuk a régiből. Valójában a között, ami az előfizetőről szól NAGYON NAGY HATÓSUGÁRés be HLR, sok a közös - nézze meg azokat a táblázatokat, ahol az ezekben a nyilvántartásokban tárolt előfizetőkre vonatkozó hosszú távú (1. táblázat) és ideiglenes (2. és 3. táblázat) adatok listája található. Még egyszer felhívom az olvasó figyelmét az alapvető különbségre HLR tól től NAGYON NAGY HATÓSUGÁR: az első a hálózat összes előfizetőjéről tartalmaz információkat, függetlenül azok elhelyezkedésétől, a második pedig csak az alárendelt hálózaton lévők adatait tartalmazza. NAGYON NAGY HATÓSUGÁR terület. BAN BEN HLR minden előfizetőnél mindig van egy link erre NAGYON NAGY HATÓSUGÁR, amely jelenleg vele (az előfizetővel) dolgozik (egyidejűleg ő NAGYON NAGY HATÓSUGÁR tartozhat például egy idegen hálózathoz, amely például a Föld másik oldalán található).

1. táblázat A ben tárolt hosszú távú adatok teljes összetétele HLRÉs NAGYON NAGY HATÓSUGÁR.

2. táblázat: A ben tárolt ideiglenes adatok teljes összetétele HLR.

3. táblázat: A ben tárolt ideiglenes adatok teljes összetétele NAGYON NAGY HATÓSUGÁR.

NSS két további komponenst tartalmaz - AuC(Authentication Center – jogosultsági központ) és EIR(Berendezés-azonosító nyilvántartás - Berendezés-azonosító nyilvántartás). Az első blokk az előfizetői hitelesítési eljárásokra szolgál, a második pedig, ahogy a neve is sugallja, azért felelős, hogy csak az engedélyezett eszközök működhessenek a hálózaton. mobiltelefonok. Ezeknek a rendszereknek a működéséről a következő, az előfizető-regisztrációról szóló fejezetben lesz szó.

A végrehajtó, hogy úgy mondjam, része a mobilhálózatnak BSS(Bázisállomás alrendszer - bázisállomások alrendszere). Ha folytatjuk a hasonlatot azzal emberi test, akkor ezt az alrendszert a test végtagjainak nevezhetjük. BSS több "karból" és "lábból" áll - BSC(Base Station Controller - bázisállomás vezérlő), valamint sok "ujj" - bts(Base Transceiver Station - bázisállomás). A bázisállomások mindenhol megfigyelhetők - városokban, mezőkön (majdnem azt mondtam, hogy "és folyók") - valójában ezek csak adó-vevők, amelyek egy-tizenhat sugárzót tartalmaznak. Minden BSC irányítja az egész csoportot btsés felelős a csatornakezelésért és -allokációért, a bázisállomások teljesítményszintjéért és hasonlókért. Általában BSC nem egy van a hálózatban, hanem egy egész halmaz (általában több száz bázisállomás van).

A hálózat működését az OSS (Operating and Support Subsystem – felügyeleti és támogatási alrendszer) segítségével irányítják és koordinálják. Az OSS mindenféle szolgáltatásból és rendszerből áll, amelyek irányítják a munkát és a forgalmat - annak érdekében, hogy ne terheljük túl az olvasót információkkal, az OSS munkáját az alábbiakban nem vesszük figyelembe.

Online regisztráció.

Minden alkalommal, amikor egy hálózat kiválasztása után bekapcsolja telefonját, elindul a regisztrációs eljárás. Tekintsük a legáltalánosabb esetet - a regisztrációt nem az otthoni, hanem valaki más, úgynevezett vendég hálózatában (feltételezzük, hogy a roaming szolgáltatás engedélyezett az előfizető számára).

Hadd találják meg a hálózatot. Ha a hálózat kéri, a telefon továbbít IMSI előfizető. IMSI a tulajdonos "regisztrációs" országának kódjával kezdődik, amelyet az otthoni hálózatot meghatározó számok követnek, és csak ezután - egyedi szám konkrét előfizető. Például kezdje el IMSI 25099… megfelelő Orosz operátor Beeline. (250-Oroszország, 99 - Beeline). Szám szerint IMSI NAGYON NAGY HATÓSUGÁR vendéghálózat azonosítja az otthoni hálózatot és társítja azt HLR. Ez utóbbi minden szükséges információt továbbít az előfizetőről NAGYON NAGY HATÓSUGÁR, aki kérte, és elhelyez egy linket erre NAGYON NAGY HATÓSUGÁR hogy szükség esetén tudja "hol keresse" az előfizetőt.

Az előfizető hitelességének meghatározásának folyamata nagyon érdekes. A regisztráció során AuC otthoni hálózat generál egy 128 bites véletlen számot - RAND, amelyet elküld a telefonra. Belül SIM kulccsal Ki(azonosító kulcs - ugyanaz, mint IMSI, benne van SIM) és az A3 azonosítási algoritmussal 32 bites választ számítunk ki - SRES(Aláírt EREDMÉNY) az SRES = Ki * RAND képlet szerint. Pontosan ugyanazokat a számításokat egyidejűleg végzik el AuC(amint a kiválasztottak közül HLR Ki felhasználó). Ha SRES, a telefonban számolva egybe fog esni SRES számított AuC, akkor az engedélyezési folyamat sikeresnek minősül, és az előfizető hozzárendelésre kerül TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity – ideiglenes mobil-előfizetői szám). TMSI kizárólag az előfizető hálózattal való interakciójának biztonságának javítását szolgálja, és időről időre változhat (beleértve a váltáskor is NAGYON NAGY HATÓSUGÁR).

Elméletileg a regisztráció során a számot is át kell adni IMEI, de nagy kétségeim vannak azzal kapcsolatban, hogy a moszkvai operátorok mit követnek nyomon IMEI az előfizetők által használt telefonok. Nézzünk meg néhány „ideális” hálózatot, amely a GSM megalkotóinak szándéka szerint működik. Tehát átvételkor IMEI hálózatra irányul EIR, ahol összehasonlítják a számok úgynevezett "listáival". Fehér lista engedélyezett telefonok számát tartalmazza, a feketelista a következőkből áll IMEI, ellopott vagy más okból nem használatra engedélyezett telefonok, végül a szürke lista - olyan problémákkal küzdő "kézibeszélők", amelyek működését a rendszer megoldja, de folyamatosan figyelik.

A vendég azonosítási és interakciós eljárása után NAGYON NAGY HATÓSUGÁR otthonnal HLR egy időszámláló indul, amely kommunikációs munkamenetek hiányában beállítja az újraregisztráció pillanatát. Általában a kötelező regisztrációs időszak néhány óra. Újraregisztráció szükséges ahhoz, hogy a hálózat megbizonyosodjon arról, hogy a telefon még mindig a lefedettségi területén van. Az a tény, hogy készenléti módban a „kézibeszélő” csak a hálózat által továbbított jeleket figyeli, de maga nem bocsát ki semmit - az átviteli folyamat csak akkor kezdődik, ha létrejön a kapcsolat, valamint a hálózathoz képest jelentős mozgások esetén ( erről az alábbiakban részletesen lesz szó) - ilyen esetekben a következő újraregisztrációig visszaszámláló időzítő újraindul. Ezért, ha a telefon "kiesik" a hálózatból (például lekapcsolták az akkumulátort, vagy a készülék tulajdonosa anélkül lépett be a metróba, hogy kikapcsolta a telefont), a rendszer nem fog tudni róla.

Minden felhasználó véletlenszerűen van osztva 10 egyenlő hozzáférési osztályba (0 és 9 közötti számokkal). Ezen kívül számos speciális osztály van 11-től 15-ig (mindenféle sürgősségi és sürgősségi ellátás, hálózati munkatársak). A hozzáférési osztály információit a rendszer tárolja SIM. A speciális, 10-es osztályú hozzáférés lehetővé teszi segélyhívások kezdeményezését (a 112-es számra), ha a felhasználó nem tartozik egyik engedélyezett osztályba sem, vagy nincs IMSI (SIM). Vészhelyzetek vagy hálózati torlódások esetén előfordulhat, hogy egyes osztályok átmenetileg megtagadják a hozzáférést a hálózathoz.

A hálózat területi felosztása és átad.

Mint már említettük, a hálózat sok részből áll bts- bázisállomások (egy bts- egy "cella", cella). A rendszer működésének egyszerűsítése és a szolgáltatási forgalom csökkentése érdekében bts csoportokba egyesítve - tartományok néven LA(Helyterület – helyterületek). Minden egyes LA megfelel a kódodnak LAI(Location Area Identity). Egy NAGYON NAGY HATÓSUGÁR több vezérelhető LA. És pontosan LAI belehelyezve NAGYON NAGY HATÓSUGÁR a mobil-előfizető helyének beállításához. Ha szükséges, a megfelelő helyen LA(és nem külön cellában, figyelj) megkeresik az előfizetőt. Amikor egy előfizető ugyanazon belül egyik cellából a másikba költözik LAátiratkozása és nyilvántartásának megváltoztatása ben NAGYON NAGY HATÓSUGÁR/HLR nem hajtják végre, de neki (az előfizetőnek) kerül, hogy más területére lépjen LA hogy a telefon hogyan kezd interakcióba lépni a hálózattal. Valószínűleg minden felhasználónak nem egyszer kellett időszakos interferenciát (például morgást-morgogást --- hörgést --- hörgést-morogást :-)) az autója zenei rendszerében hallania készenléti üzemmódban lévő telefonjáról - gyakran ez a határátlépéskor folyamatban lévő újranyilvántartás következménye LA. Változáskor LA a régi körzetszám törlődik NAGYON NAGY HATÓSUGÁRés helyére egy új LAI, ha a következő LA egy másik irányítja NAGYON NAGY HATÓSUGÁR, akkor lesz változás NAGYON NAGY HATÓSUGÁRés frissítse a bejegyzést HLR.

Általánosságban elmondható, hogy a hálózat particionálása LA meglehetősen nehéz mérnöki feladat, amelyet az egyes hálózatok egyedi kiépítésekor oldanak meg. Túl kicsi LA a telefonok gyakori újraregisztrációjához, és ennek eredményeként a különféle szolgáltatási jelek forgalmának növekedéséhez és egyebekhez gyors kisülés mobiltelefon akkumulátorok. Ha meg kell tenni LA nagy, akkor, ha csatlakozni kell az előfizetőhöz, hívójelet kell adni az összes, a LA, ami a szolgáltatási információk továbbításának indokolatlan növekedéséhez és a hálózat belső csatornáinak túlterheléséhez is vezet.

Most vegyünk egy nagyon szép algoritmust az ún átad`ra (ezt a nevet a csatlakozási folyamat során használt csatorna megváltoztatására adták). Mobiltelefonon folytatott beszélgetés során számos ok (a "kézibeszélő" eltávolítása a bázisállomásról, többutas interferencia, az előfizető ún. árnyékzónába kerülése stb.), a térerő (és a minőség) miatt ) romolhat. Ebben az esetben átvált a csatornára (talán másikra bts) Val vel legjobb minőség jelet az aktuális kapcsolat megszakítása nélkül (hozzáteszem - sem maga az előfizető, sem a beszélgetőpartnere általában nem veszi észre, mi történt átad`a). Az átadásokat általában négy típusra osztják:

• csatornaváltás ugyanazon a bázisállomáson belül
• az egyik bázisállomás csatornájának megváltoztatása egy másik állomás csatornájára, de ugyanazon állomás védnöksége alatt BSC.
• csatornaváltás között bázisállomások különbözőek irányítják BSC, csak egy okl
• bázisállomások közötti csatornaváltás, amelyhez nemcsak különböző BSC, de szintén okl.

Általában végrehajtása átad`a - feladat okl. De az első két esetben, úgynevezett belső átad`s, a kapcsoló és a szervizvonalak terhelésének csökkentése érdekében a csatornaváltás folyamatát szabályozzák BSC, A okl csak értesülni kell a történtekről.

Hívás közben a mobiltelefon folyamatosan figyeli a szomszédból érkező jelerősséget bts(a figyelni kívánt csatornák listáját (legfeljebb 16) a bázisállomás állítja be. E mérések alapján kiválasztják a hat legjobb jelöltet, amelyek adatait folyamatosan (másodpercenként legalább egyszer) továbbítják. BSCÉs okl egy esetleges váltás megszervezésére. Két fő séma létezik átad`a:

• "Legkisebb kapcsolási mód" (Minimálisan elfogadható teljesítmény). Ebben az esetben, amikor a kommunikáció minősége romlik, a mobiltelefon addig növeli az adója teljesítményét, ameddig csak lehetséges. Ha a jelszint növekedése ellenére a kapcsolat nem javul (vagy a teljesítmény elérte a maximumot), akkor átad.
• "Energiatakarékos mód" (Energiatakarékosság). Ugyanakkor a mobiltelefon adójának teljesítménye változatlan marad, minőségromlás esetén pedig a kommunikációs csatorna ( átad).

Érdekes módon nem csak egy mobiltelefon tud csatornaváltást kezdeményezni, hanem az is okl például a jobb forgalomelosztás érdekében.

Hívásirányítás.

Most beszéljünk arról, hogyan irányítják át a bejövő hívásokat egy mobiltelefonon. A korábbiakhoz hasonlóan a legáltalánosabb esetet vesszük figyelembe, amikor az előfizető a vendéghálózat lefedettségi területén van, a regisztráció sikeres volt, és a telefon készenléti állapotban van.

Amikor csatlakozási kérés (2. ábra) érkezik egy vezetékes telefon (vagy más mobil) rendszertől okl otthoni hálózat (a hívás "megtalálja" a kívánt központot a mobil előfizető tárcsázott száma alapján MSISDN, amely tartalmazza az ország- és hálózati kódot).

2. ábra A hálózat fő blokkjainak kölcsönhatása bejövő hívás esetén.

okl címre küldi HLR szám ( MSISDN) előfizető. HLR, viszont kérelmet nyújt be NAGYON NAGY HATÓSUGÁR vendéghálózat, amelyben az előfizető található. NAGYON NAGY HATÓSUGÁR kiválaszt egyet az elérhetők közül MSRN(Mobile Station Roaming Number – a „roaming” mobilállomás száma). Úticél ideológia MSRN nagyon hasonló az IP-címek dinamikus hozzárendeléséhez a modemen keresztüli betárcsázós internetelérésnél. HLR az otthoni hálózattól kap NAGYON NAGY HATÓSUGÁR az előfizetőhöz rendelve MSRNés elkíséri őt IMSI felhasználó, továbbítja az otthoni hálózati kapcsolóhoz. A kapcsolat létrehozásának utolsó szakasza a hívás, majd ezt követi IMSIÉs MSRN, a vendég hálózati kapcsoló, amely egy speciális jelet generál, amelyet továbbítanak PAGCH(PAGER CHannel - hívási csatorna) végig LA ahol az előfizető tartózkodik.

A kimenő hívások átirányítása ideológiai szempontból nem jelent semmi újat és érdekeset. Íme néhány diagnosztikai jel (4. táblázat), amelyek a kapcsolat létrehozásának lehetetlenségét jelzik, és amelyeket a felhasználó csatlakozási kísérletre kaphat.

4. táblázat: Csatlakozási hiba fő diagnosztikai jelei.

Következtetés

Persze a világon semmi sem tökéletes. A fent tárgyalt GSM cellás rendszerek sem kivételek. A csatornák korlátozott száma problémákat okoz a nagyvárosok üzleti központjaiban (és mostanában az előfizetői bázis rohamos növekedése és a külterületükön is) - a hívás kezdeményezéséhez gyakran meg kell várni, hogy a rendszer lemerüljön. csökken. Kicsi, a modern szabványok szerint az adatátviteli sebesség (9600 bps) nem teszi lehetővé nagy fájlok küldését, nem beszélve a videó anyagokról. Igen, és a barangolási lehetőségek nem olyan korlátlanok - Amerika és Japán saját, GSM-kompatibilis digitális vezeték nélküli kommunikációs rendszert fejleszt.

Azt persze még korai állítani, hogy a GSM napjai meg vannak számlálva, de nem lehet nem észrevenni, hogy a láthatáron megjelenik az ún. 3G- olyan rendszerek, amelyek egy új korszak kezdetét testesítik meg a cellás telefónia fejlődésében, és mentesek a fenti hátrányoktól. Hogyan szeretnék néhány évre előre tekinteni, és látni, milyen lehetőségeket kapunk mindannyian az új technológiákból! A várakozás azonban nem olyan hosszú - az első harmadik generációs hálózat kereskedelmi üzemének megkezdését 2001 elejére tervezik... De milyen sors vár az új rendszerekre - robbanásszerű növekedés, mint a GSM, vagy tönkremenetel és pusztulás, mint az Iridium , az idő fogja megmondani ...