Handover_in_GSM

Федеральное агентство связи

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждениевысшего профессионального образования

«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Факультет Телекоммуникаций и радиотехники

Кафедра Мультисервисные сети и информационная безопасность

Лабораторная работа №6

«Handover в системе GSM. Определение местоположения»

Руководитель Фирстова Т.В.

Разработал Группа ПС-01 Алипов В.П.

Самара 2013г.

Список сокращения используемых в отчете:

• MS – Mobile Station - мобильнаястанция;

• PSTN - PublicSwitchedTelephoneNetwork- Телефонная сеть общего пользования;

• RACH - RandomAccessChannel – канал с произвольным доступом;

• BSC – Base Station Controller – контроллербазовойстанции;

• NMT - NordicMobileTelephony;

• GSM - Global System for Mobile Communications;

• UMTS - Universal Mobile Telecommunications System - Универсальнаясистемамобильнойсвязи;

• LTE - LongTermEvolution;

• WIMAX - Worldwide Interoperability for Microwave Access;

• VLR - VisitorLocationRegister – гостевой регистр местоположения абонентов;

• MSC - Mobile services Switching Center – центркоммутациимобильныхуслуг;

• BTS - Base Transceiver Station – базовая приемопередающая станция;

Хэндовер (Handover) – процедура передачи активного соединения между сотами. Это одна из ключевых процедур делающая сотовую связь любого стандарта (NMT, GSM, UMTS, LTE, WIMAX) истинно мобильным видом связи. Хэндовер позволяет абонентам не быть привязанным к какой-либо географической точке и дает возможность передвигаться в пределах сети оператора без разрыва соединения. Причиной хэндоверу может быть не только перемещение абонента в пространстве, но и ухудшение качества сигнала от текущей базовой станции по каким-либо другим признакам. В частности между абонентом и БC может возникнуть препятствие, ухудшиться метеоусловия, обслуживающая базовая станция или ее часть может выйти из строя и т.п.

Различают 4 вида хэндоверов:

• Хэндовер внутри соты;

• Хэндовер между сотами, контролируемыми одной и той же BSC;

• Хэндовер между сотами, контролируемыми разными BSC, но одной и той же MSC/VLR;

• Хэндовер между сотами, контролируемыми разными MSC;

1. Handover внутри соты.

Этот тип хэндовера применяется в том случае, если BSC определяет, что качество соединения слишком низкое, но нет никаких данных об измерениях, указывающих на то, что есть сота с лучшими значениями параметров. В этом случае BSC определяет другой канал (частоту) в этой же самой соте, где качество может быть лучше, и MS перенастраивается на этот канал.

2. Handoverмежду сотами, контролируемыми одной и той же BSC.

В этом случае будут задействованы ресурсы уже нескольких сетевых элементов: BSC и двух БС. В сетях 3G и 4G этот тип хэндовера называется «softer», т.е. некоторое время может существовать два соединения между UE и RNC через разные NodeB. Такой тип хэндовера задействует много ресурсов, но гарантирует хорошее качество соединения.

1. BCS посылает команду на новую BTS для занятия TCH.

2. BSC через предыдущую BTS отправляет на MS сообщение о том, на какую частоту и какой временной интервал (TS) необходимо произвести замену, а также какую выходную мощность нужно использовать. Эта информация отправляется на MS по каналу FACCH.

3. MS настраивается на новую частоту и передает пакет доступа для выполнения хэндовера в нужный временной интервал. Так как MS еще не имеет информации о ТА, то пакеты для хэндовера очень короткие (только 8 бит информации).

4. Когда новая BTS определяет пакеты, содержащие информацию, необходимую для выполнения хэндовера, она отправляет информацию о ТА по FACCH.

5. MS отправляет полное сообщение для хэндовера на новую BSC через новую BS.

6. BSC сообщает предыдущей BTS о необходимости освободить ранее использовавшийся ТСН.

3. Handoverмежду сотами, контролируемыми разными BSC, но одной и той же MSC/VLR

В данном случае БС, между которыми происходит хэндовер подключены к разным BSC. В таком хэндовере уже задействуются ресурсы коммутатора и именно MSC управляет таким типом хэндовера.

1. Обслуживающий (предыдущий BSC) отправляет в MSC сообщение, содержащее идентификатор нужной соты, с требованием на выполнение хэндовера.

2. MSC располагает информацией о том, какой из BSC контролирует эту соту и отправляет запрос на хэндовер на эту BSC.

3.  Новый BSC дает команду нужной BTS для выделения канала ТСН.

4. Новый BSC отправляет сообщение на MS через MSC и предыдущую BTS.

5. MS настраивается на новую частоту и передает пакет доступа для хэндовера, который будет выполняться в указанный временной интервал.

6. Новая BTS отправляет информацию о величине ТА.

7. MS отправляет полное сообщение о хэндовере на MSC через новый BSC.

8. MSC отправляет предыдущему BSC команду на освобождение ранее использовавшегося канала ТСН.

4. Handoverмежду сотами, контролируемыми разными MSC.

Этот тип хэндовера выполняется когда БС подключены к разным MSC. В этом случае в новом MSC и устанавливается соединение до старого коммутатора, который получает название якорного MSC. В этом случае задействуется максимально возможный набор ресурсов в рамках сети одного стандарта. Причем при дальнейшем перемещении MS в зоны обслуживания других MSC якорный MSCне будет меняться, а будут устанавливаться все новые соединения.

1. Обслуживающий (предыдущий) BSC отправляет сообщение с требованием на хэндовер на обслуживающий MSC (MSC-A) с идентификацией нужной соты.

2. MSC-A определяет, что эта сота принадлежит другой MSC (MSC-B) и запрашивает ее.

3. MSC-B определяет номер хэндовера для перемаршрутизации. Далее запрос на хэндовер отправляется на новую BSC.

4. Новый BSC отправляет команду нужной BTS для занятия ТСН. 

5. MSC-B получает информацию и передает ее на MSC-A вместе с номером хэндовера.

6. Установление соединения с MSC-B возможно через PSTN.

7. MSC-A отправляет команду на хэндовер на MS через предыдущий BSC.

8. MS настраивается на новую частоту и передает пакеты доступа в нужный временной интервал.

9. Когда новая BTS определяет пакеты для хэндовера, она отправляет информацию о временной задержке.

10. MS отправляет полное сообщение о хэндовере на предыдущий MSC через новый BSC и новый MSC.

11. После этого устанавливается новый путь в MSC-A и соединение устанавливается через него.

12. Предыдущий ТСН освобождается тем BSC, который ранее управлял соединением.

Примечание: Не зависимо от типа к хэндоверу предъявляется главное правило – он должен быть незаметен абоненту и не влиять на качество соединения.

Определение местоположения

Существуют несколько видов систем мобильного позиционирования.

Согласно принятой классификации, СМП делятся на два основных типа: системы, для функционирования которых необходима доработка или замена абонентских устройств, и, работающие с обычными мобильными терминалами (системы позиционирования внутри сотовой сети).

В первом случае потребуется либо новая SIM-карта, либо новый аппарат (а возможно, и то и другое). Во втором случае никаких изменений в аппаратной части мобильного терминала не требуется, а необходимо только изменение программной части, таким образом, все затраты на развертывание системы несет оператор сети.

Для определения положения мобильного аппарата могут быть использованы три основных параметра радиосигналов: направление прихода, амплитуда и время задержки.Амплитуда принимаемых сигналов способна характеризовать расстояние между передатчиком и приемником.

Направление прихода сигналов может автоматически определяться, по различию фаз сигналов на элементах антенны. Можно также использовать несколько базовых станций, расположенных по соседству.

Контрольные вопросы:

1. Что представляет из себя Handover?

2. Типы хэндоверов?

3. Типы СМП? Объяснить особенности работы.