Bázisállomás alrendszer - Base station subsystem
A bázisállomás alrendszer ( BSS ) egy hagyományos mobil telefonhálózat azon szakasza, amely felelős a mobiltelefon és a hálózati kapcsoló alrendszer közötti forgalom és jelzés kezeléséért . A BSS elvégzi a beszédcsatornák átkódolását , a rádiócsatornák kiosztását mobiltelefonokra, személyhívást , továbbítást és vételt a légi interfészen keresztül, és sok más, a rádióhálózattal kapcsolatos feladatot.
Bázis adó-vevő állomás
A bázis adó-vevő állomás vagy BTS tartalmazza a rádiójelek ( adó-vevők ) továbbítására és fogadására szolgáló berendezést , antennákat , valamint a bázisállomás-vezérlővel (BSC) történő kommunikáció titkosítására és visszafejtésére szolgáló berendezést . Jellemzően egy pikocellán kívüli bármi máshoz tartozó BTS- nek több adó-vevője (TRX) lesz, amelyek lehetővé teszik, hogy több különböző frekvenciát és a cella különböző szektorait kiszolgálja (szektorizált bázisállomások esetén).
A BTS-t egy szülő BSC vezérli a "bázisállomás vezérlő funkcióval" (BCF) keresztül. A BCF diszkrét egységként valósul meg, vagy akár beépül a kompakt bázisállomások TRX-be. A BCF működési és karbantartási (O&M) kapcsolatot biztosít a hálózatkezelő rendszerrel (NMS), és kezeli az egyes TRX üzemi állapotokat, valamint a szoftverek kezelését és a riasztások gyűjtését.
A BTS funkciói az alkalmazott mobil technológiától és a mobiltelefon szolgáltatótól függően változnak. Vannak olyan gyártók, amelyeknél a BTS sima adó-vevő, amely információt fogad az MS-től (mobil állomás) az Um légi interfészén keresztül , majd átalakítja azt TDM (PCM) alapú interfésszé, az Abis interfésszé, és elküldi a BSC felé. Vannak olyan gyártók, amelyek BTS-jüket építik, így az információkat előre feldolgozzák, célcella-listákat állítanak elő, és még a cellán belüli átadás is teljes mértékben kezelhető. Az előny ebben az esetben a drága Abis felület kevesebb terhelése.
A BTS-k olyan rádióval vannak felszerelve, amelyek képesek modulálni az Um interfész 1. rétegét; a GSM 2G + esetében a moduláció típusa Gauss-féle minimális eltolású billentyűzet (GMSK), míg az EDGE-alapú hálózatoknál GMSK és 8-PSK . Ez a moduláció egyfajta folyamatos fázisú frekvenciaeltolásos billentyűzet . A GMSK-ban a vivőre modulálandó jelet először egy Gauss - féle aluláteresztő szűrővel simítják, mielőtt a frekvenciamodulátorba táplálnák , ami nagymértékben csökkenti a szomszédos csatornákba való interferenciát ( szomszédos csatornás interferencia ).
Az antennakombinátorok ugyanazt az antennát használják több TRX-hez (hordozóhoz), minél több TRX-et kombinálnak, annál nagyobb lesz a kombinációs veszteség. Legfeljebb 8: 1 kombinátorok csak a mikro- és a pico-sejtekben találhatók meg.
A frekvenciaugratást gyakran használják az általános BTS teljesítmény növelésére; ez magában foglalja a hangforgalom gyors átkapcsolását egy szektorban a TRX-ek között. Ugrássorozatot követnek a szektor használatával a TRX-ek és kézibeszélők. Több ugráló szekvencia áll rendelkezésre, és az adott cellához használt szekvenciát az adott cella folyamatosan sugározza, hogy a készülékek ismerjék.
A TRX a GSM szabványoknak megfelelően továbbít és fogad , amelyek rádiófrekvenciánként nyolc TDMA időrést határoznak meg . A TRX egy részét elveszítheti ezt a kapacitást bizonyos információkra van szükség, hogy sugárzott a készülékek a területet, hogy a BTS szolgál. Ez az információ lehetővé teszi a kézibeszélők számára a hálózat azonosítását és a hozzáférést. Ez a jelzés egy Broadcast Control Channel (BCCH) néven ismert csatornát használ .
Szektorosítás
Ha egy bázisállomáson irányított antennákat használunk, amelyek mindegyike különböző irányba mutat, lehetséges a bázisállomás szektorosítása úgy, hogy több különböző cellát ugyanazon a helyen szolgáltassanak. Ezeknek az irányított antennáknak a sugárszélessége általában 65-85 fok. Ez növeli a bázisállomás forgalmi kapacitását (mindegyik frekvencia nyolc hangcsatornát képes továbbítani), miközben nem növeli nagymértékben a szomszédos cellák által okozott interferenciát (bármelyik irányban csak kis számú frekvenciát sugároznak). Szektoronként általában két antennát használnak, egymástól legalább tíz hullámhosszú távolságra. Ez lehetővé teszi az operátor számára, hogy legyőzze a fakulásnak a fizikai jelenségek, például a többutas vétel miatti hatásait . Az antennából távozva a vett jel némi erősítését gyakran használják a felfelé irányuló és a lefelé irányuló jel közötti egyensúly megőrzésére.
Bázisállomás vezérlő
A bázisállomás-vezérlő (BSC) klasszikusan biztosítja az intelligenciát a BTS mögött. Általában egy BSC több tíz vagy akár száz BTS-t irányít. A BSC kezeli a rádiócsatornák kiosztását, fogadja a méréseket a mobiltelefonokról, és ellenőrzi az átadásokat a BTS-től a BTS-ig (kivéve a BSC közötti átadás esetét, amelyben az irányítás részben a horgony MSC feladata ). A BSC kulcsfontosságú funkciója, hogy koncentrátorként működik, ahol sok különböző kis kapacitású BTS-kapcsolat (viszonylag alacsony kihasználtság mellett) kisebb számú kapcsolatra csökken a mobil kapcsolóközpont (MSC) felé (magas szintű kihasználtság mellett). . Összességében ez azt jelenti, hogy a hálózatok gyakran úgy vannak felépítve, hogy sok BSC-t elosztanak a BTS-jük közelében lévő régiókba, amelyek aztán nagy, centralizált MSC-helyekhez kapcsolódnak.
A BSC kétségtelenül a legerősebb elem a BSS-ben, mivel nemcsak BTS vezérlő, hanem egyes gyártók számára egy teljes kapcsolóközpont, valamint egy SS7 csomópont is csatlakozik az MSC-hez és kiszolgálja a GPRS támogatási csomópontot (SGSN) ( GPRS használatakor ). Ezenkívül az összes szükséges adatot eljuttatja a működést támogató alrendszerhez (OSS), valamint a teljesítménymérő központokhoz.
A BSC gyakran elosztott számítási architektúrán alapul, redundanciát alkalmazva a kritikus funkcionális egységekre, hogy biztosítsák a rendelkezésre állást hiba esetén. A redundancia gyakran túlmutat magán a BSC berendezésen, és gyakran használják a tápegységekben és az átviteli berendezésekben, amelyek az A-ter interfészt biztosítják a PCU számára.
Az összes webhely adatbázisát, beleértve az olyan információkat, mint a vivőfrekvenciák , a frekvenciaugrás listák, az energiacsökkentési szintek, a vételi szintek a cellahatár kiszámításához, a BSC tárolja. Ezeket az adatokat közvetlenül a rádiótervezésből nyerjük, amely magában foglalja a jel terjedésének modellezését , valamint a forgalmi előrejelzéseket.
Átkódoló
Az átkódoló felelős a hangcsatorna-kódolás átkódolásáért a mobil hálózatban használt kódolás és a világ földi áramkörrel kapcsolt hálózatának, a Nyilvános kapcsolt telefonhálózat által használt kódolásnak . Konkrétan, a GSM szabályos impulzus gerjesztett hosszú távú előrejelző (RPE-LTP) kódolót használ a mobileszköz és a BSS közötti hangadatokhoz, de impulzus-kód modulációt ( A-törvény vagy μ-törvény, amelyet az ITU G.711 szabványosít ) az upstream irányban. a BSS. Az RPE-LPC kódolás 13 kbit / s adatátviteli sebességet eredményez a hang számára, ahol a standard PCM kódolás 64 kbit / s sebességet eredményez. Az azonos hanghívás adatátviteli sebességének ezen változása miatt a transzkódernek puffer funkciója is van, így a PCM 8-bites szavakat újra lehet kódolni a GSM 20 ms-os forgalmi blokkok létrehozásához.
Noha az átkódolási (tömörítési / dekompressziós) funkcionalitást a vonatkozó szabványok bázisállomás funkcióként definiálják, számos olyan gyártó van, amely a megoldást a BSC-n kívül valósította meg. Egyes gyártók egy önálló rackben valósították meg saját fejlesztésű interfész használatával. A Siemens és a Nokia architektúrájában az átkódoló egy azonosítható külön alrendszer, amely általában az MSC-vel közösen található. Az Ericsson néhány rendszerében az MSC-be van integrálva, nem pedig a BSC-be. Ezeknek a terveknek az az oka, hogy ha a hangcsatornák tömörítését az MSC helyén végzik, akkor a BSS és az MSC közötti rögzített átviteli összeköttetések száma csökkenthető, csökkentve a hálózati infrastruktúra költségeit.
Ezt az alrendszert átkódolónak és sebességadaptációs egységnek ( TRAU ) is nevezik . Néhány hálózat 32 kbit / s ADPCM -et használ a hálózat földi oldalán 64 kbit / s PCM helyett, és a TRAU ennek megfelelően konvertál. Ha a forgalom nem hangalapú, hanem olyan adat, mint például fax vagy e-mail, a TRAU lehetővé teszi sebesség-adaptációs egység funkcióját, hogy kompatibilitást biztosítson a BSS és az MSC adatsebességei között.
Csomagvezérlő egység
A csomagvezérlő egység (PCU) késői kiegészítés a GSM-szabványhoz. Elvégzi a BSC néhány feldolgozási feladatát, de csomagadatok esetén. A hang és az adat közötti csatornák elosztását a bázisállomás vezérli, de miután egy csatornát kiosztottak a PCU-nak, a PCU teljes mértékben átveszi az irányítást ezen a csatornán.
A PCU beépíthető a bázisállomásba, beépíthető a BSC-be, vagy akár néhány javasolt architektúrában az SGSN telephelyén is található. Az esetek többségében a PCU egy külön csomópont, amely széleskörűen kommunikál a rádióoldali BSC-vel és a Gb-oldal SGSN-jével.
BSS interfészek
- Hm
- A mobil állomás (MS) és a BTS közötti légi interfész . Ez az interfész az LAPDm protokollt használja a jelzéshez, a hívásvezérléshez, a mérési jelentésekhez, az átadáshoz , az energiaszabályozáshoz , a hitelesítéshez , az engedélyezéshez , a helyfrissítéshez és így tovább. A forgalmat és a jelzést 0,577 ms sorozatban küldik el 4,615 ms időközönként, hogy 20 ms-os adatblokkokat képezzenek.
- Abis
- Az interfész a BTS és a BSC között. Általában egy DS-1, ES-1 vagy E1 TDM áramkör hordozza . TDM alcsatornákat használ a forgalomhoz (TCH), az LAPD protokollt a BTS felügyelethez és a telekommunikációhoz, és szinkronizálást végez a BSC-től a BTS-hez és az MS-hez.
- A
- Az interfész a BSC és az MSC között. Forgalmi csatornák és az SS7 verem BSSAP felhasználói részének továbbítására szolgál . Bár általában vannak átkódoló egységek a BSC és az MSC között, a jelző kommunikáció e két végpont között zajlik, és az átkódoló egység nem érinti az SS7 információt, csak a hang vagy CS adatokat kódolják át vagy adaptálják a sebességhez.
- Ater
- Az interfész a BSC és az átkódoló között. Ez egy saját felület, amelynek neve a gyártótól függ (például Ater by Nokia), az A felület információit a BSC-től hordozza érintetlenül.
- Gb
- Csatlakoztatja a BSS-t a GPRS törzshálózat SGSN-jéhez .
Lásd még
- Hálózati kapcsolási alrendszer
- GPRS törzshálózat
- Cellahely
- Amerikai Szövetségi Kommunikációs Bizottság (FCC)
- Bázisállomás
- Cellás ismétlő
- Telekommunikációs infrastruktúra megosztása
- OpenBTS
Hivatkozások
Külső linkek
- Osmocom OpenBSC - nyílt forráskódú bázisállomás-vezérlő megvalósítása