- •Перелік скорочень
- •1 Загальні принципи організації мобільного радіозв'язку
- •1.1 Історія розвитку мобільного радіозв'язку
- •1.2 Основні поняття і визначення
- •1.3 Основні характеристики систем мобільного зв’язку
- •1.4 Особливості поширення радіохвиль укх діапазону
- •1.5 Класифікація систем мобільного зв'язку загального користування
- •1.6 Територіальне планування систем мобільного зв’язку
- •1.7 Методика розрахунку розмірності кластера
- •1.8 Способи розподілу каналів між базовими станціями
- •1.9 Організація управління в системах мобільного зв’язку
- •1.10 Критерії ефективності систем мобільного зв’язку
- •2 Загальна характеристика смз першого покоління (1g)
- •2.1 Стислий огляд стандартів аналогових смз
- •2.2 Система стандарту nmt
- •2.3 Система стандарту amps
- •2.4 Еволюція cистем мобільного зв`язку
- •3 Мобільні системи зв'язку другого покоління (2g)
- •3.1 Стислий огляд мобільних систем зв’язку другого покоління (2g)
- •3.2 Система мобільного зв'язку з доступом тdma стандарту gsм-900
- •3.3 Особливості стандарту dcs-1800
- •3.4 Склад і призначення обладнання мобільної системи зв'язку стандарту gsм
- •3.5 Мережні інтерфейси у системах стандарту gsm
- •3.6 Структура tdma-кадрів
- •3.7 Організація каналів у системах стандарту gsm
- •3.8 Формування сигналу в радіоканалі
- •3.9 Протокол організації вихідних і вхідних викликів у мережах стандарту gsm
- •3.10 Протокол організації естафетної передачі управління
- •3.11 Протокол організації роумінгу
- •3.12 Забезпечення інформаційної безпеки в стандарті gsm
- •4 Основи побудови систем зв’язку з доступом сdma
- •4.1 Загальна характеристика широкосмугових сигналів
- •4.2 Геометричне і математичне зображення широкосмугових сигналів
- •4.3 Види сигналів у системах з кодовим поділом сигналів
- •5 Система мобільного зв'язку сdma стандарту is-95
- •5.1 Загальна характеристика системи мобiльного зв'язку стандарту is-95
- •5.2 Склад і призначення обладнання системи мобільного зв'язку стандарту is-95
- •5.3 Принципи обробки сигналів у мобільній системі зв'язку стандарту
- •5.4 Організація каналів у системах стандарту is-95
- •5.5 Формування сигналу в прямому каналі трафіка
- •5.6 Формування сигналу у зворотному каналі трафіка
- •5.7 Обслуговування викликів у мережах стандарту cdma
- •5.8 Управління потужністю
- •5.9 Боротьба із впливом багатопроменевості
- •5.10 Організація естафетної передачі управління
- •5.11 Забезпечення безпеки у стандарті is-95
- •5.12 Стисла характеристика обладнання стандарту is-95
- •5.13 Переваги і недоліки мобільних систем зв'язку з кодовим розподілом каналів
- •6 Мобільні системи зв’язку третього покоління (3g)
- •6.1 Загальна характеристика стандартів мобільних систем зв'язку третього покоління
- •6.2 Еволюція систем з технологією tdma
- •6.3 Еволюція систем з технологією cdma
- •6.4 Загальна характеристика мобільних систем зв’язку umts
- •6.5 Архітектура системи стандарту umts
- •6.6 Організація каналів у стандарті utra fdd
- •6.7 Структура кадрів, мультиплексування каналів
- •6.8 Формування сигналу в системі utra
- •6.9 Особливості стандарту utra tdd
- •6.10 Загальна характеристика смз стандарту cdma-450
- •6.11 На шляху до четвертого покоління мобільних систем зв’язку (4g)
- •7 Транкінгові системи мобільного радіозв'язку
- •7.1 Загальні принципи побудови транкінгових систем
- •7.2 Класифікація транкінгових систем
- •7.3 Методи організації зв'язку в транкінгових системах
- •7.4 Служби транкінгових систем
- •7.5 Загальна характеристика аналогових транкінгових систем зв’язку
- •7.6 Загальна характеристика транкінгової системи зв’язку tetra
- •7.7 Режими роботи системи tetra
- •7.8 Архітектура мережі стандарту tetra
- •7.9 Структура радіоінтерфейсу системи tetra
- •7.10 Послуги, що надаються системою tetra
- •7.11 Забезпечення інформаційної безпеки в системах tetra
- •8 Системи персонального радіовиклику
- •8.1 Принципи побудови систем персонального радіовиклику
- •8.2 Склад і призначення основних засобів спрв-зк
- •8.3 Однозонові і багатозонові спрв
- •8.4 Основні стандарти спрв
- •8.5 Стисла характеристика пейджерів
- •Глосарій:
- •Рекомендована література
- •6.050903-Телекомунікації
6.5 Архітектура системи стандарту umts
Система UMTS складається з ряду логічних елементів мережі, кожен з яких виконує певні функції.
За своїми функціями елементи мережі групуються в мережу радіодоступу (RAN, UMTS територіального рівня – UTRAN), яка оперує всіма функціями, що належать радіозв'язку, в базову мережу (CN), яка забезпечує комутацію і маршрутизацію викликів і канали передачі даних у зовнішні мережі. До складу архітектури систем UMTS входить також устаткування користувача (UE) і радіоінтерфейс (Uu). Архітектура системи UMTS високого рівня показана на рис. 6.4.
Рисунок 6.4 – Архітектура системи UMTS високого рівня
Абонентне устаткування (UE) і радіоінтерфейс (UTRAN) побудовані на технології радіозв'язку WCDMA.
Побудова базової мережі (CN) взята з GSM. Це дає системі з новою технологією радіозв'язку глобальну базу з відомої і випробуваної технології CN, що сприяє прискоренню її впровадження і дозволяє використовувати як глобальний роумінг.
Система UMTS є модульною в тому значенні, що можливо мати декілька елементів мережі одного і того самого типу. У принципі, мінімальною вимогою для того, щоб мережа працювала і забезпечувала всі свої функціональні можливості, є наявність, принаймні, одного логічного елемента мережі кожного типу (зазначимо, що деякі функції і, отже, деякі елементи мережі є необов'язковими). Можливість мати декілька об'єктів одного й того самого типу дозволяє ділити систему UMTS на підмережі, що працюють або самостійно, або разом з іншими підмережами, і які є тотожними один одному. Така мережа називається UMTS PLMN (наземна мобільна мережа загального користування). Зазвичай, одна PLMN експлуатується одним оператором і з'єднується з іншими PLMN також, як і з іншими типами мереж, наприклад, ISDN, PSTN, Інтернет тощо. На рис. 6.5 показані елементи PLMN і для того, щоб проілюструвати внутрішні з'єднання, – також і зовнішні мережі.
До складу UE входять такі елементи:
– рухоме устаткування (ME);
– радіотермінал, використовуваний для радіозв'язку через інтерфейс Uu;
– модуль ідентифікації абонента UMTS (USIM), що реалізує алгоритм аутентифікації і шифрування, і деякі дані про послуги, якими має право користуватися абонент.
Рисунок 6.5 – Елементи мережі в UMTS.
До складу UTRAN входять два елементи:
– вузол B, що перетворює потік даних між інтерфейсами Iub і Uu. Він також бере участь в управлінні радіоресурсами. (Зазначимо, що термін «Вузол B» з відповідних специфікацій 3GPP означає те саме, що термін «Базова станція»);
– контролер радіомережі (RNC) володіє і управляє радіоресурсами у своїй області (до неї підключені вузли B). RNС є точкою доступу до сервісу для всіх послуг, які UTRAN надає CN, наприклад, управління з'єднаннями з UE.
Контролер RNS забезпечує раціональне використовування радіоресурсів і здійснює хендровер. До кожного контролера RNS через інтерфейс Iub підключені один або декілька логічних вузлів B. До складу кожного з вузлів B входять одна або декілька базових станцій.
Основними елементами базової мережі GSM, що використовуються в UMTS, є такі:
– HLR (регістр домашнього місцезнаходження, за місцем реєстрації). Це – база даних, яка зберігає інформацію про послуги, що надаються абоненту, заборонених районів роумінга і додаткову сервісну інформацію, наприклад, про можливість переключення телефонного виклику і номера телефону, на який відбувається переадресація;
– MSC/VLR – комутатор (MSC) і база даних. Функція MSC використовується для комутації повідомлень з мережі CS, функція VLR забезпечує обслуговування гостьового користувача, а також інформацію про місцеположення абонентного терміналу в системі обслуговування;
– GMSC (шлюзовий MSC) – він погоджує UMTS PLMN із зовнішніми мережами CS. Всі вхідні і вихідні з'єднання CS проходять через GMSC.
– SGSN (вузол із забезпечення послуг GPRS), функції якого подібні функціям MSC/VLR, але зазвичай використовується для забезпечення послуг з комутацією пакетів;
– GGSN (вузол із забезпечення міжмережного переходу GPRS) функціонально близький до GMSC, але пов'язаний з наданням послуг.
Зовнішні мережі поділяються на дві групи:
– мережі CS. Вони забезпечують з'єднання з комутацією каналів, як це має місце в існуючому нині телефонному зв'язку;
– мережі PS. Вони забезпечують з'єднання з комутацією пакетів даних. Одним з прикладів мережі PS служить Інтернет.
У стандарті UMTS визначені такі основні відкриті інтерфейси:
– інтерфейс Cu. Це – інтерфейс між інтелектуальною платою (смарт-карткою) USIM (модуль ідентифікації абонента мережі UMTS) і радіо терміналом (ME);
– інтерфейс Uu. Це – інтерфейс, через який UE має доступ до стаціонарної частини системи, і тому є найважливішим інтерфейсом у UMTS;
– інтерфейс Iu. Він поєднує UTRAN з базовою мережею CN.
Інтерфейс Iu забезпечує за допомогою відповідного протоколу всі процедури взаємодії між базовою мережею і мережею радіодоступу UTRAN. Передача повідомлень між базовою мережею і абонентним устаткуванням здійснюється без проміжної обробки в радіомережі UTRA4;
– інтерфейс Iur. Інтерфейс Iur дозволяє здійснювати м'який хендовер між RNC від різних виробників і тому він доповнює відкритий інтерфейс Iu. Інтерфейс Iur визначає характер взаємодії між обслуговуючою і пасивною підсистемами RN. Інформаційні пакети мають кадри даних, поточні оцінки якості послуг, синхропараметри тощо. Потоки сигналізації містять повідомлення про виключення/додавання стільника в пасивну RNS, про використані радіоресурси тощо;
– інтерфейс Iub, який поєднує вузол B і RNC. Інтерфейс Iub регламентує характеристики стику між контролером RNS і вузлом B. Через інтерфейс Iub передаються потоки сигнальній інформації (додавання або вилучення комірок, контрольованих вузлом B, дані радіообміну в лініях “вниз” і “вгору”, оцінка якості каналів “вверх” і синхропараметри).