Переход в сантиметровый и миллиметровый диапазоны

На данный момент сети LTE работают в частотных диапазонах ниже 3 ГГц и считается, что переход в более высокие диапазоны будет совершен лишь в стандарте 5G. При повышении частоты, на которой передается информация, уменьшается дальность связи. Это закон физики, обойти его можно лишь повышая мощность передатчика, которая ограниченная санитарными нормами. Однако считается, что базовые станции сетей пятого поколения будут располагаться плотнее, чем сейчас, что вызвано необходимостью создать гораздо большую емкость сети. Преимуществом диапазонов десятков ГГц является наличие большого количества свободного спектра.

Мультитехнологичность

Для обеспечения высококачественного обслуживания в сетях 5G необходима поддержка как уже существующих стандартов, таких как UMTS, GSM, LTE, так и других, например, Wi-Fi. Базовые станции, работающие по технологии Wi-Fi могут использоваться для разгрузки трафика в особо загруженных местах.

22. Домен коммутации каналов GSM.

Развитие базовой сети (Core Network – CN) стандарта GSM 900/1800 (Global System for Mobile Communication) прошло несколько этапов. Первый этап, который относится к началу девяностых годов – это сети поколения 2G, где существовал один домен коммутации каналов (Circuit Switched, CS), и оказывались услуги передачи речи и коротких сообщений, а в качестве коммутатора использовался коммутатор MSC (Mobile Switching Center), реализованный с использованием технологии коммутации каналов. Скорость передачи пользовательской информации в радиоинтерфейсе, как правило, не превышала 13 кбит/с. MSC -узел коммутации.

VLR- гостевой регистр (подобно HLR является базой данных но назначение его другое. Осуществляет хранение и обновление данных абонентов , временно находящихся в зоне обслуживания MSC , к которому приписан данный VLR. HLR опорный (домашний) регистр -представляет собой базу данных , в которой хранятся постоянные и переменные , обязательные и опциональные данные обо всех абонентах которые подписаны на предоставление услуг мобильной связи GSM/GPRS/UMTS

GERAN - GSM EDGE radio - access network

AuC - центр аутентификации хранит и обрабатывает информации , которая требуется для аутентификации MS. AuC представляет собой защищенную базу данных в которой хранятся копии записанных в сим-картах абонентов секретных ключей и алгоритмов, предназначенных для вычисления данных для аутентификации и шифровки информации радиоканалов.

EIR - реестр идентификации оборудования (представляет собой базу данных, которая содержит в себе список IMEI всех мобильных терминалов , пользователи которых подписались на услуги оператора СПС.

TCE - оборудование транскодирования

23. Домен коммутации пакетов GSM

Для оказания услуг передачи данных на базе протокола IP к домену коммутации каналов CS добавляется домен коммутации пакетов PS (Packet Switched), состоящий из оборудования GPRS (General Packet Radio Service) – службы пакетной передачи данных через радиоинтерфейс. Домен PS состоит из узла текущей поддержки пакетной передачи данных SGSN (Serving GPRS Support Node) и шлюзового узла GGSN (Gateway GPRS Support Node).

Для пакетной передачи данных через GPRS оборудование подсистемы BSS (Base Station Sub System) также должно быть модернизировано.

Контроллер BSC дополняется блоком управления пакетами – PCU , а базовая станция BTS – кодирующим устройством CCU). PCU – выполняет сегментацию и повторную сборку блоков данных, распределение каналов для передачи/приема пакетных данных. Блок CCU реализует новые схемы кодирования в радиоинтерфейсе, производит измерение мощности в канал.

Для передачи данных GPRS использует каналы радиоинтерфейса, свободные от передачи речи. Теоретически передача данных может осуществляться сразу по нескольким (до восьми) свободным каналам. Максимальная теоретическая скорость передачи данных через GPRS 21,4 кбит/с*8 слотов=171,2 кбит/с. Скорость передачи данных в интерфейсе Gb, организованном, например, на базе тракта E1, составляет 1984 кбит/с.

Система EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) является модернизацией GSM/GPRS и использует новый метод модуляции, значительно увеличивающий скорость передачи в радиоинтерфейсе. В технологии EDGE теоретическая максимальная скорость передачи данных 384 кбит/с. Сеть абонентского доступа, совмещающая в себе технологии GSM/GPRS/ EDGE, получила название GERAN (GSM/EDGE Radio Access Network). В общем случае для взаимодействия с базовой сетью GERAN может иметь три интерфейса: A, Gb, Iu (UMTS); но возможна и любая иная комбинация, содержащая от одного до трех названных интерфейсов.

Стандарт GSM с технологией GPRS занимает промежуточное положение между вторым и третьим поколениями мобильной связи, поэтому нередко называется поколением 2,5G. Для пакетной передачи данных через GPRS оборудование подсистемы BSS (Base Station Sub System) также должно быть модернизировано.

Для передачи данных GPRS использует каналы радиоинтерфейса, свободные от передачи речи.

24. Архитектура UMTS

Архитектура системы UMTS (UTRAN, Universal Terrestrial Radio Access Network) использует ту же архитектуру, которая применяется во всех основных системах второго поколения и архитектуре системы GSM. мобильная телефонная станция, в системе UMTS она называется UE (User Equipment);

Основными функциональными блоками являются базовая сеть (Core Network), сеть наземного радиодоступа (UTRAN) и совокупность пользовательских терминалов (ПТ). Базовая сеть и сеть наземного радиодоступа связаны между собой интерфейсом Iu; доступ в сеть пользовательских терминалов осуществляется посредством радиоинтерфейса Uu.

С позиции функционирования протоколов интерфейсов Uu и Iu сеть разделена на две части, называемых плоскостями: пользователь- скую плоскость и плоскость управления. Пользовательская плоскость содержит протоколы, реализующие существующие сетевые услуги посредством радиодоступа, т. е. переносящие пользовательские данные через слой доступа. В плоскость управления входят протоколы, предназначенные для управления радиодоступом и соединений между ПТ и сетью в различных ситуациях: запрос на услугу, контроль радиоресурсов при приеме/передаче, хэндовер, маршрутизация и др. Также в плоскость управления включены протоколы прозрачной передачи вне слоя доступа: управление связью (Communication Management, CM), управление мобильностью (Mobility Management, MM), управление сеансами (Session Management, SM).

Сеть наземного радиодоступа представляет собой совокупность нескольких подсистем, соединенных с базовой сетью через Iu-интерфейс. Такими подсистемами являются: контроллер радиосе- ти КРС (Radio Network Controller, RNC)

UTRAN обеспечивает взаимодействие с конечными пользователями (то есть с мобильными телефонами и терминалами). Базовая станция стандарта UMTS определяется как Node-B, и дистанционный сетевой контроллер (RNC) управляет оборудованием узла. Для совершения вызова система должна знать, в каком месте находится абонент.

UMTS разделяет географическую поверхность на «системные площади» различных размеров (от больших к малым):

· -система UMTS (включая спутники);

· -сеть связи наземных подвижных объектов общего пользования (puЬlic land moЬile network — PLMN);

· -MSC/VLR или узлы поддержки GPRS (SGSN);

· -области расположения;

· -области роуминга;

· -области регистрации UTRAN;

· -соты;

· -подсоты.

25. Организация каналов GSM. Типы временных интервалов. Принципы обработки речевых сигналов GSM.