Глава 1 – Введение в стандарт GSM……………………………………………..6
1.1. История связи…………………………………………………………………...7
1.2. Мобильная связь……………………………………………………………….10
1.3. Стандарты мобильной связи…………………………………………………..12
1.4. История компании ВымпелКом………………………………………………14
1.5. Глобальная система для мобильной связи (GSM)…………………………...26
1.5.1 История GSM. Основные этапы развития стандарта GSM………….26
1.5.2 Рекомендации ETSI GSM………………………………………………27
1.6 Фазы развития стандарта GSM………………………………………………..29
1.7 Описание компонентов сети GSM…………………………………………….31
1.8 Состав системы коммутации SS………………………………………………33
1.8.1 Mobile Switching Center (MSC)……..…………………………...……33
1.8.2 Home Location Register (HLR)………………………………………..33
1.8.3 Visitor Location Register (VLR)………………………………………34
1.8.4 Authentication Center (AUC)………………………………………….34
1.8.5 Equipment Identity Register (EIR)……………………………………34
1.9 Состав системы базовых станций BSS………………………………………..35
1.9.1 Base Station Controller (BSC)………………………………………….35
1.9.2 Base Transceiver Station (BTS)………………………………………….35
1.9.3 Центры наблюдения за работой сети…………………………………35
1.9.3.1 Operation & Maintenance Center (OMC)……………………….35
1.9.3.2 Network Management Center (NMC)…………………………...35
1.9.4 Мобильная станция (MS)…………………………………………….35
1.10 Географическая структура сети GSM……………………………………….37
1.10.1 Сота (Cell)……………………………………………………….……38
1.10.2 Зона местоположения (Location Area - LA)………………….……..38
1.10.3 Зона обслуживания MSC (MSC Serving Area)……………………...38
1.10.4 Зона обслуживания PLMN…………………………………………...38
1.10.5 Зона обслуживания GSM……………………………………………..38
1.11. Частотный диапазон GSM…………………………………………………..41
1.12. Состояния мобильной станции……………………………………………..42
1.13. Идентификаторы в сети GSM………………………………………………45
1.13.1 International Mobile Subscriber Identity (IMSI)………………………45
1.13.2 Mobile Station ISDN Number (MSISDN)……………………………..45
1.13.3 Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI)………………………..46
1.13.4 International Mobile Terminal Identity (IMEI)………………………...46
1.13.5 International Mobile Terminal Identity и Software Version number (IMEISV)………………………………………………………………47
1.13.6 Mobile Station Roaming Number (MSRN)……………………………48
1.13.7 Location Area Identity (LAI)…………………………………………..48
1.13.8 Cell Global Identity CGI……………………………………………….48
1.13.9 Base Station Identity Code (BSIC)…………………………………….49
1.13.10 Конфиденциальная процедура идентификации абонента………….49
Глава 2 - Концепция радиоинтерфейса………………………………………...50
2.1. Частотная концепция…………………………………………………………..50
2.1.1. Частота…………………………………………………………………..50
2.1.2. Длина волны…………………………………………………………….51
2.1.3. Полоса рабочих частот…………………………………………………51
2.1.4. Частотные Каналы……………………………………………………...52
2.1.5. Дуплексный разнос…………………………………………………….53
2.1.6. Расфильтровка каналов…………………………………………….….53
2.1.7. Емкость системы и повторное использование частот……………….54
2.1.8. Скорость передачи……………………………………………………..55
2.1.9. Модуляция………………………………………………………………55
2.1.10. Метод доступа: временное разделение каналов (TDMA)………….56
2.2 Аналоговая и цифровая передача……………………………………………..58
2.2.1. Информация аналогового вида……………………………………………..58
2.2.2. Аналоговые сигналы…………………………………………………...58
2.2.3. Цифровая информация…………………………………………………58
2.2.4. Цифровые сигналы……………………………………………………..58
2.2.5. Преимущества использования цифрового сигнала…………………..58
2.3. Проблемы, возникающие при передаче радиосигналов……………………60
2.3.1. Затухание (Path loss)……………………………………………………60
2.3.2. Эффект тени (Shadowing)……………………………………………...60
2.3.3. Эффект многолучевости (Multipath fading)…………………………..60
2.3.4. Временная дисперсия (Time Dispersion)……………………………...61
2.3.5. Выравнивание во времени (Time Alignment)…………………………62
2.3.6. Комбинированные потери сигнала (Combined Signal Loss)…………62
2.4 Решение проблем, возникающих при передаче сигнала…………………….65
2.4.1. Перемежение (Interleaving)…………………………………………….65
2.4.2. Разнесённый приём (Antenna Diversity)………………………………66
2.4.2.1 Пространственное разнесение…………………………………66
2.4.2.2 Поляризационное разнесение…………………………………68
2.4.3. Адаптивная подстройка (Adaptive Equalization)……………………...68
2.4.4. Перескоки по частоте (Frequency Hopping)…………………………..69
2.4.5. «Временное упреждение» (Timing Advance - TA)…………………...70
2.5 Процесс передачи в системе GSM…………………………………………….73
2.5.1. Аналого-цифровое преобразование. (Analog To Digital (A/D) Conversion)……………………………………………………………...74
2.5.1.1 Дискретизация (Sampling)……………………………………..74
2.5.1.2 Квантование (Quantization)…………………………………….75
2.5.1.3 Кодирование (Coding)…………………………………………76
2.5.2. Сегментация (Segmentation)…………………………………………...77
2.5.3. Речевое кодирование (Speech Coding)………………………………..77
2.5.4. Канальное кодирование (Channel Coding)…………………………...79
2.5.5. Перемежение (Interleaving)……………………………………………79
2.5.5.1. Первый уровень перемежения………………………………..79
2.5.5.2. Второй уровень интерливинга………………………………..80
2.5.6. Шифрование (Ciphering/Encryption)………………………………….81
2.5.7. Формирование пакета (Burst Formatting)…………………………….82
2.5.8. Модуляция и передача………………………………………………...82
Глава 3 – Концепция построения каналов в системе GSM…………………..84
3.1. Физические и логические каналы…………………………………………….85
3.1.1. Логические каналы……………………………………………………..86
3.1.1.1 Каналы управления (Control Channels)……………………….86
3.1.1.2 Каналы для передачи трафика………………………………...89
3.1.2. Пакеты (Bursts)…………………………………………………………89
3.1.2.1. Соотношения между временными интервалами и циклами..93
3.2. Размещение логических каналов на физических каналах…………………..94
3.2.1. Несущая «0», таймслот «0»……………………………………………94
3.2.2. Остальные таймслоты………………………………………………….95
3.3. Пример обслуживания входящего вызова к MS……………………………97
Глава 4 - Система коммутации…………………………………………...……..98
4.1. Введение………………………………………………………………………..99
4.2. MSC/VLR……………………………………………………………………..100
4.2.1 Mobile Switching Center………………………………………………..100
4.2.2 Visitor Location Register……………………………………………….101
4.2.3 Gateway MSC…………………………………………………………..102
4.2.3.1 Функции GMSC……………………………………………….102
4.2.3.2 Реализация GMSC…………………………………………….103
4.2.4 Home Location Register……………………………………………….103
4.2.5 Interworking Location Register……………………………………….104
4.2.6 Центр аутентификации AUC и регистр идентификации оборудования EIR……………………………………………………104
4.2.6.1 Функции AUC…………………………………………………105
4.2.6.2 Триплеты………………………………………………………106
4.2.6.3 Процедура аутентификации………………………………….107
4.2.6.4 Процедура шифрования………………………………………107
4.2.6.5 Функции EIR…………………………………………………..109
4.2.7 Интерфейс передачи данных………………………………………..110
4.2.7.1 Функции DTI………………………………………………….110
4.2.8 Центр обработки сообщений (MC)………………………………….111
4.2.8.1 Функции центра обработки сообщений MC………………...111
Глава 5 - Описание системы базовых станций…………………………...….113
5.1 Введение……………………………………………………………………….114
5.1.1 Контроллер базовых станций и транскодер………………………...115
5.1.2 Базовые станции……………………………………………………...115
5.1.3 Другое оборудование сетевого доступа…………………………….116
5.2 Транскодер…………………………………………………………………….117
5.2.1 Функции транскодера TRC…………………………………………..117
5.3 Контроллер базовых станций (BSC)…………………………………………118
5.3.1 Основные функции BSC……………………………………………..118
5.3.1.1 Управление радиоинтерфейсом……………………………...118
5.3.1.2 Управление BTS………………………………………………118
5.3.1.3 Управление TRC…………………………………………...…119
5.3.1.4 Управление соединением с MS………………………….…..119
5.3.1.5 Функции внутреннего эксплуатационно-технического
обслуживания BSC……………………………………………120
5.4 Базовые станции……………………………………………………………...121
5.4.1 Введение в BTS………………………………………………………121
5.4.2 Функции BTS………………………………………………………...121
5.4.2.1 Радиоинтерфейс………………………………………………122
5.4.2.2 Обработка речевого сигнала………………………………...123
5.4.2.3 Управление звеном сигнализации…………………………..123
5.4.2.4 Синхронизация……………………………………………….123
5.4.2.5 Наблюдение за функциями BTS и их тестирование……….123
Глава 6 - Мобильная станция…………………………………………...……..124
6.1 Введение……………………………………………………………………….125
6.2 Функции мобильной станции………………………………………………...125
6.2.1 Передача и приём…………………………………………………….125
6.2.2 Измерения и процессы, осуществляемые мобильной станцией…..126
6.2.3 Активный режим (Active mode)……………………………………..126
6.2.4 Дополнительные возможности……………………………………...127
6.2.4.1 Discontinuous Transmission (DTX)…………………………...127
6.2.4.2 Прерывистый приём (DRX)………………………………….128
6.2.5 Классы мобильных станций………………………………..….…….128
6.3 Идентификационный модуль абонента (SIM)………………………....……128
6.3.1 Типы SIM-карт………………………………………………...….….129
6.3.2 Функции обеспечения безопасности………………………..…..…..130
6.3.3 Требования к информации, хранящейся в SIM………….……...….130
6.3.3.1 Обязательные данные…………………………….……..……130
6.3.4 Абонентские данные MS………………………………….…….…...133
6.3.4.1 Контроль PIN-кода………………………………..….……….133
6.3.4.2 Блокирование/деблокирование SIM…………………………133
Глава 7 - General Packet Radio Service (GPRS)…………………………….…134
7.1 Архитектура сети GPRS……………………….……………………………..135
7.2 Терминалы GPRS……………………………………………………………...136
7.3 Система базовых станций (BSS)……………………………………………..137
7.4 Система коммутации каналов (CSS)………………………………………...137
7.5 Другие объекты………………………………………………………….…….138
7.6 Система коммутации пакетов (PSS)…………………………………………139
7.6.1 Обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN)………………….139
7.6.2 Шлюзовой узел поддержки GPRS (GGSN)…………………………144
7.7 Дополнительные возможности GPRS……………………………………….145
7.8 Каналы в GPRS………………………………………………………………..146
Глава 8 –Услуги в сети GSM…………………………………………………..150
8.1 Bearer Services…………………………………………………………………152
8.2 Teleservices…………………………………………………………………….153
8.3 Дополнительные услуги GSM………………………………………………..154
8.3.1. Переадресация вызова (Call Forwarding)………………………………….154
8.3.2. Запрет связи (Call Barring)……………………………………..……154
8.3.3. Call Waiting (CW)…………………………………………….….…..155
8.3.4. Удержание вызова (Call Hold)…………………………………...….155
8.3.5. Конференц-связь (Multiparty call - MPTY)…………………..….….155
8.3.6. Услуги определения номера………………………………….….….155
8.3.7. Закрытая группа пользователей (Closed User Group - CUG)……...156
8.4. Интеллектуальные услуги…………………………………………………...157
Глава 9 – Общеканальная Система Сигнализации №7……………….…...158
9.1. Сигнализация доступа……………………………………………………….160
9.1.1. Аналоговая сигнализация………………………..………………….160
9.1.2. Цифровая сигнализация……………..………………………………160
9.2. Межстанционная сигнализация………………………………………..……161
9.2.1. Channel Associated Signalling………………………………………..161
9.2.2. Common Channel Signalling…………………………………………162
9.3. Модель OSI (ВОС)………………………………………………….……….163
9.4. ОКС №7………………………………………………………………………165
9.4.1. Терминология………………………………………………………..165
9.4.2. Стек протоколов ОКС №7…………………………………………..167
ГЛАВА 10 – Интеллектуальные Сети……………………….………………..171
10.1. Service Switching Function…………………………………………………..173
10.2. Service Control Function……………………………………………………..173
10.3. Дополнительные элементы IN……………………………………………...174
10.4. Установление соединения в MIN…………………………………………..175
10.5. Стандартизация Интеллектуальных Сетей………………………………..176
Глава 11 - Варианты сценариев обслуживания вызовов…………………..177
11.1 Варианты процедур: MS в состоянии IDLE……………………………….178
11.1.1 Включение MS в сеть………………………………………………178
11.1.1.1 Термины……………………………………………………..178
11.1.1.2 Выбор PLMN………………………………………………...181
11.1.1.3 Выбор соты (Cell Selection)…………………………………182
11.1.1.4 IMSI Attach…………………………………………………..185
11.1.1.5 Обновление местоположения (LU), тип - IMSI attach…….185
11.1.2 Сетевой роуминг…………………………………………………….186
11.1.2.1 Смена соты (Cell Reselection)……………………………….186
11.1.2.2 Смена соты внутри LA………………………………………188
11.1.2.3 Обновление местоположения внутри одного MSC/VLR…188
11.1.2.3 Обновление местоположения при входе в зону обслуживания нового MSC/VLR…………………………...189
11.1.2.4 Периодическая регистрация………………………………...189
11.2 Варианты сценариев обслуживания вызовов: MS в режиме Busy……….190
11.2.1 Исходящий вызов (MS – PSTN)……………………………………190
11.2.2 Входящий вызов (PSTN - MS)……………………………………..192
11.2.3 Хэндовер (Handover)………………………………………………..193
11.2.3.1 Процедура Locating……..…………………………………...194
11.2.3.2 Хэндовер внутри соты………………………………………195
11.2.3.3 Хэндовер между сотами, контролируемыми одним и тем же BSC…………………………………………………………...195
11.2.3.4 Хэндовер между сотами, контролируемыми разными BSC, но одним и тем же MSC/VLR………………………………197
11.2.3.5 Хэндовер между сотами, контролируемыми разными MSC………….……………………………………………….198
11.3 Дополнительные процедуры………………………………………………..200
11.3.1 IMSI Attach при роуминге………………………………………….200
11.3.2 Вызов на MS при роуминге………………………………………...200
11.3.3 Установление соединения при роуминге………………………….201
11.3.4 Передача коротких сообщений…………………………………….202
11.3.5 Передача SMS с MS………………………………………………...202
11.3.6 Прием SMS………………………………………………………….203
11.4. Сценарии обслуживания соединений GPRS………………………………204
11.4.1. Термины в GPRS…………………………………………………...204
11.4.2. Сценарии в сети GPRS.206
11.4.2.1 GPRS Attach…………………………………………………...206
11.4.2.2 Routing Area Update…………………………………………...207
11.4.2.3. PDP Context Activation……………………………………….208
11.4.2.4. Cell Update…………………………………………………….208
ГЛАВА 12 – Сотовое планирование…………………………..………………209
12.1 Планирование……………………………………………………………..…210
12.1.1 Старт: анализ трафика и покрытия…………………………………210
12.1.1.1 Стоимость системы………………………………………...210
12.1.1.2 Пропускная способность системы…………………………210
12.1.1.3 Покрытие (зона обслуживания)……………………………210
12.1.1.4 Вероятности блокировки вызовов………………………….210
12.1.1.5. Анализ доступных частот…………………………….…….213
12.1.1.6 Качество связи……………………………………….……..213
12.1.1.7 Анализ абонентского распределения……………………...213
12.1.1.8 Прочие факторы…………………………………………….214
12.1.2 Номинальный сотовый план…….……………………………….215
12.1.2.1 Определение количества BS……………………………….215
12.1.2.2 Составление карты номинального сотового плана………216
12.1.2.3 Расчет покрытия и интерференции………………………..216
12.1.2.4 Распространение радиоволн……………………………….218
12.1.2.5 Повторное использование частот………………………….220
12.1.2.6 Интерференция……………………………………………..220
12.1.2.7 Формирование кластерной структуры сот в диапазоне GSM 900 и распределение частот…………………………….222
12.1.3 Выбор объектов размещения базовых станций………………………...225
12.1.3.1 Привязка к сетке номинального плана………..…………..226
12.1.3.2 Тип выбираемого объекта………………………………….226
12.1.3.3 Место размещения антенн…………………………………226
12.1.3.4 Пространственное разнесение антенн…………………….227
12.1.3.5 Существующие препятствия………………………………228
12.1.3.6 Место размещения оборудования…………………………228
12.1.3.7 Питание базовой станции………………………………….228
12.1.3.8 Транспортная сеть………………………………………….229
12.1.3.9 Договор с арендодателем…………………………………..229
12.1.4 Составление проекта………………………………………….…..229
12.1.5 Строительство системы…………………………………………..229
12.2 Оптимизация…………………………………………………………………230
12.2.1 Проведение измерений в сети……………………………………...230
12.2.1.1 Классификации измерений в сетях сотовой связи…….…..230
12.2.1.2 Классификации измерительных систем……………………231
12.2.1.3 Описание измерительного комплекса TEMS Investigation.232
12.2.2 Анализ статистики и распределения трафика……………………234
12.3 Развитие…………………………………………………………………...235
Приложение 1 – Список используемых аббревиатур………………………….236
