Принципы действия сотовой сети

В фиксированной телефонной сети каждый абонент идентифицирован номером определенной абонентской линии, которая связана с определенным распределительным шкафом. В случае мобильного телефона идентификация привязана к самому телефонному аппарату (MС) непосредственно. Ячеистая структура сети и подвижность пользователя требуют от сотовой сети держать в памяти местоположение каждой MС, чтобы быть в состоянии маршрутизировать звонок по назначению.

Рассмотрим теперь принципы того, как сотовая сеть справляется с подвижностью пользователей и передачей звонков по назначению. В рассмотрение введём самые общие операции сотовой сети, потому что термины и представленные операции не всегда могут быть совместимыми с терминами и детализированными операциями специфических сетей.

МС в пассивном режиме. MС запрограммирована на то, чтобы знать частоты общего канала контроля. Когда она включена, мобильный телефон просматривает эти частоты и выбирает БС с самым сильным каналом общего контроля. Тогда MС передает свой уникальный идентификационный код, который может быть номером её телефона (или другим кодом в зависимости от системы), по общему каналу контроля для того, чтобы информировать РМГ. РМГ, с помощью идентификации MС, определяет адрес страны, где находится абонент, и его домашней сети. Потом РМГ (мобильный центр коммутации) передает сигнализирующее сообщение к домашней сети. Сообщение потом поступает к РМД, который становится информированным о том, что этот определенный абонент теперь расположен в области определенного РМГ. РМД хранит эту информацию. Теперь РМД в состоянии маршрутизировать вызовы непосредственно к РМГ (коммутатору мобильной сети), который маршрутизирует их далее к мобильному абоненту.

MС непрерывно прослушивает общий канал контроля и, в случае необходимости, переходит на канал общего контроля другой ячейки, рис. 11.4. Каждая сеть разделена на маленькие локальные области, которые содержат группу ячеек. Все БС в определенной локальной области посылают тот же самый глобальный код, выделенный для этой области на канале общего контроля. Если MС движется, то изменяются состояние канала и информация о местоположении MС в виде изменения сигналов, посылаемых из сети. MС замечает это и сообщает сети о себе, а сеть обновляет информацию о местоположении МС, сохраняемую в РМГ и РМД (если нужно).

MС в режиме исходящего вызова. Номер, по которому абонент хочет позвонить, введен в память мобильного телефона через его клавиатуру. Когда пользователь нажимает кнопку «Вызов», мобильный телефон посылает ряд сигнализирующих сообщений БС через общий канал контроля, как показано на рис. 11.4. Эти сообщения содержат набранные цифры, которые БС передает коммутатору мобильной сети для маршрутизации. Коммутатор мобильной сети анализирует набранный номер, передает цифры в телефонную сеть общего пользования для прохождения вызова через эту сеть и запрашивает БС о том, чтобы она зарезервировала выделенный речевой канал для мобильного звонка. MС и БС подключаются к этому каналу, когда вызываемая сторона отвечает и разговор может начаться, рис.11.4.

Рис.11.4 Основные операции сотовой сети.

МС в режиме входящего вызова. Когда вызов должен поступить к MС, РМД определяет, по какому адресу РМГ вызов должен быть маршрутизирован. Этот адрес глобален, содержит коды страны и сети согласно схеме международной телефонной нумерации. Адресованный вызов поступает через коммутатор мобильной сети к РМГ, который знает более точное местоположение (область местоположения) этого определенного абонента в его области. Оповещающее сообщение с идентификацией MС посылается по общему каналу контроля для всех БС в той области, где абонент в текущий момент располагается. Принимающая MС непрерывно слушает этот канал и когда она получает сообщение, содержащее его собственную идентификацию, она просит речевой канал и сеть создает канал для этого звонка. БС и MС подключаются к выделенному каналу, потом телефон звонит, и когда абонент MС нажимает кнопку «Вызов», звонок получает соединение.

Режим переключение сот. Во время обслуживания вызова качество связи непрерывно проверяется и мощность передачи MС и БС регулируется так, чтобы держать качество нa достаточном уровне и в то же самое время держать мощность передачи настолько малой, насколько это возможно. Когда MС перемещается близко к границе соты, мощность передачи приближается к максимуму, допускаемому для этой ячейки. Когда MС перемещается далеко от БС, отношение сигнал/шум в канале уменьшается и частота ошибок возрастает. Если качество связи падает ниже предопределенного уровня, новый канал выделяется в соседней ячейке, в тот же самый момент времени БС новой соты и MС должны переключиться на новый канал. Перед переключением сотовая сеть анализирует результаты измерений мощности и оценивает качество связи между MС и двумя соседними сотами. Наилучшая альтернатива отношения сигнал/шум отбирается для переключения на новый канал.

Контроль мощности передачи БС и MС. На этапе планирования сотовой сети для каждой ячейки определяется максимальная мощность передачи. Эта мощность зависит от желательных размеров соты и от географических условий. Мощность передачи БС в общем канале контроля приспособлена к уровню, который достаточно высокий, чтобы покрыть всю область соты, но не выше, чем необходимо. В течении обслуживания вызова сеть непрерывно управляет мощностью передачи MС и БС так, чтобы минимизировать интерференцию излучений от соседних сот, которые используют одну и ту же частоту. Это позволяет также экономить заряд батареи MС.

Контрольные вопросы:

1.Укажите назначение сотовой радиосвязи

2. Перечислите особенностисотовой радиосвязи.

3. Какие элементы входят в структуру сотовой сети?

4. Каковы типы радиоканалов в сотовой сети?

5. Сформулируйте принципы действия сотовой сети.

6. Перечислите основные операции сотовой сети.