В-интерфейс.Интерфейс между MSC и VLR. Используется, когда MSC необходимо определить местоположение подвижной станции и MSC обращается к VLR. Если подвижная станция инициирует процедуру изменения местоположения, то MSC информирует свой VLR, который заносит всю изменяющуюся информацию в свои регистры. Эта процедура происходит всегда, когда MS переходит из одной области в другую. В случае, если абонент запрашивает специальные дополнительные услуги или изменяет некоторые свои данные, MSC также информирует VLR, который регистрирует изменения и при необходимости сообщает о них HLR.
Интерфейсы GSM
Внутренние интерфейсы GSM
Внутренние интерфейсы сети GSM смотрим на рисунке ниже, а также перечислены в табл.1.
Таблица.1 Типы внутренних интерфейсов сети GSM.
А-интерфейс.Интерфейс между MSC и BSS (подсистема базовых станций — BSC+BTS) обеспечивает передачу сообщений для управления BSS, передачи вызова (хэндовера), а также для управления при изменении местоположения. А-интерфейс объединяет каналы связи и линии сигнализации. Линии сигнализации используют ОКС-7. Полная спецификация А-интерфейса соответствует требованиям серии 08 Рекомендаций ETSI/GSM.
С-интерфейс.Интерфейс между MSC и HLRиспользуется для обеспечения взаимодействия MSC и HLR. MSC может послать сообщение HLR в конце сеанса связи для того, чтобы абонент мог оплатить разговор. Когда сеть фиксированной телефонной связи не способна выполнить процедуру установления соединения подвижного абонента, MSC может запросить HLR с целью определения местоположения абонента для того, чтобы послать вызов MS.
D-интерфейс.Интерфейс между HLR и VLR используется для расширения обмена данными о положении подвижной станции, управления процессом связи. Основные услуги, предоставляемые подвижному абоненту, заключаются в обеспечении возможности передавать или принимать сообщения независимо от местоположения. Для этого HLR должен пополнять свои данные. VLR сообщает HLR о положении MS, управляя ею и изменяя информацию в процессе обновления местоположения, посылает все необходимые данные для обеспечения обслуживания подвижной станции.
Е-интерфейс.Интерфейс между MSC обеспечивает взаимодействие между разными MSC при осуществлении процедуры хэндовера — «передачи» абонента из зоны в зону при его движении в процессе сеанса связи без ее перерыва.
Abis-интерфейс.Интерфейс между BSC и BTS служит для связи BSC с BTS и определен Рекомендациями ETSI/GSM для процессов установления соединений и управления оборудованием. Передача осуществляется цифровыми потоками со скоростью 2,048 Мбит/с. Возможно использование физического интерфейса 64 кбит/с.
О-интерфейс.Интерфейс между BSC и ОМС предназначен для связи BSC с ОМС, используется в сетях с пакетной коммутацией Х.25 (на рис. не показан).
М-интерфейс.Внутренний интерфейс контроллера базовой станции обеспечивает связь между различным оборудованием BSC и оборудованием транскодирования (ТСЕ); использует стандарт ИКМ-передачи 2,048 Мбит/с и позволяет организовать из четырех каналов со скоростью 16 кбит/с один канал на скорости 64 кбит/с.
Um-радиоинтерфейс.Интерфейс между MS и BTS определен в сериях 04 и 05 Рекомендаций ETSI/GSM.
Х-интерфейс.Интерфейс между ОМС разных сетей и сетью коммутации, так называемый управляющий интерфейс между ОМС и элементами сети. Определен Рекомендациями 12.01 ETSI/GSM и является аналогом интерфейса Q.3, который определен в модели ISO/OSI. Он предназначен для связи ОМС различных центров эксплуатации GSM.
Соединения сети с ОМС могут обеспечиваться системой сигнализации ОКС-7 или сетевым протоколом Х.25.
Интерфейсы с внешними сетями
Соединение с PSTN.Соединение с телефонной сетью общего пользования осуществляется MSC по линии связи 2 Мбит/с в соответствии с системой сигнализации ОКС-7. Электрические характеристики интерфейса 2 Мбит/с соответствуют Рекомендациям МККТТ G.732.
Соединение с ISDN.Для соединения с сетями ISDN предусматриваются четыре линии связи 2 Мбит/с, поддерживаемые системой сигнализации ОКС-7.
Соединения с международными сетями GSM.Эти соединения осуществляются на основе протоколов систем сигнализации ОКС-7 четвертого уровня (SCCP — Signaling Connection Control Part) и межсетевого коммутационного центра мобильной связи (GMSC — Gateway MSC). Центр представляет собой узловую станцию, осуществляющую объединение сети GSM с одной или более наземными сетями. В ее функции входит преобразование форматов сигналов, конвертирование сетевых протоколов, а также взаимодействие с ТфОП.
Передача информации осуществляется кадрами продолжительностью по 4,615 мс. Формат кадра стандарта GSM-900 приведен на рис. 1.2.
Каждый кадр состоит из 8 слотов по 577 мкс. Из TDMA-кадров формируются мультикадры двух видов: мультикадры канала трафика продолжительностью 120 мс (26 кадров) и мультикадры каналов управления продолжительностью 235 мс (51 кадр).
Для передачи информации используются 24 кадра мультикадра первого типа. Кадр 12 используется как низкоскоростной выделенный канал управления, кадр 25 в настоящее время не используется.
В стандарте GSM-900 предусмотрена возможность формирования информационных каналов с половинной скоростью передачи, при этом информация каждого речевого канала передается через кадр. При использовании полускоростного режима пропускная способность системы удваивается.
Мультикадры объединяются в суперкадры. В состав одного суперкадра входят 51 мультикадр канала трафика, или 26 мультикадров канала управления. При этом продолжительность суперкадра равняется 6,12 с. Далее с 2048 суперкадров (2 715 648 кадров) формируется гиперкадр продолжительностью 3ч. 28 мин. 53,760 с. Номер кадра в пределах гиперкадра используется как входной параметр при криптографической защите информации, которая передается.
Рисунок 1.2 - Формат кадра стандарта GSM-900
При передаче каждого очередного кадра (т.е. через 4,615 мс) несущая частота изменяется по псевдослучайному закону с сохранением дуплексного разноса 45 МГц. Активным абонентским станциям, которые работают в одной ячейке, назначается та же самая частотно-временная матрица, но с разным частотным сдвигом для каждой из них. В сопредельных ячейках используются разные частотно-временные матрицы.
Цифровой информационный поток представляет собой последовательность пакетов, которые размещаются в соответствующие временные слоты. Продолжительность каждого из пакетов (0,546 мс) короче продолжительности слота (0,577 мс), что обеспечивает надежный прием при наличии дисперсии в канале. Слот содержит 156,25 бит; продолжительность одного бита равняется 3,69 мкс, при этом скорость передачи по радиоканалу составляет 270,833 кбит/с.
За структурой и информационным содержанием различают 5 типов слотов:
NB - нормальный временной интервал;
FB - интервал подстройки частоты;
SB - интервал кадровой синхронизации;
DB - установочный интервал;
AB - интервал доступа.
Структура слотов представлена на рис. 1.3.
слот NB
TB
ED
SF
TS
SF
ED
TB
GP
8,25
слот FB
TB
фиксированный набор
142 бита
TB
GP
8,25
слот SB
TB
ED
ETS
ED
TB
GP
8,25
слот DB
TB
битовая смесь
142 бита
TB
GP
8,25
слот АB
ET
TS
ED
TB
GP
68,25
Рисунок 1.3 - Структура слотов TDMA-кадров
Слот NB используется для передачи информации по каналам трафика. Слот содержит 114 бит зашифрованного сообщения (ED), разделенного на два подблокa по 57 бит, 26 бит обучающая последовательности (TS), два указателя (скрытые флажки) по 1 биту (SF), которые указывают на признаки переданной информации (трафика или сигнализации), два защитных блока (TB) по 3 бита и защитный интервал (GP) в 8,25 бит.
Наличие обучающей последовательности разрешает:
- оценивать качество связи за частотой появления ошибок, которые определяются путем сравнения принятой последовательности с прежде переданной;
- настраивать адаптивный эквалайзер.
Слот FB используется для передачи не модулированной несущей. Слот содержит 142 нулевых бита. Повторяемые временные интервалы FB образовывают канал установки частоты FCCH.
Слот SB используется для кадровой синхронизации БС и АС. В составе слота 64- разрядная синхронизирующая последовательность (ETS), две группы (по 39 бит) зашифрованы номер кадра и идентификационный номер БС. Временные интервалы SB образовывают канал синхронизации (SCH) и всегда передаются в пари со слотами FB.
Слот AB предназначенный для организации доступа АС к новой БС и состоят из 41 бит синхронизирующей последовательности (TS) и 36-ти информационных бит, которые поступают от АС. В этом слоте защитный интервал увеличен до 68,25 бит. Продолжительность защитного интервала за временем равняется двойному значению максимально возможной величине задержки сигнала в слоте, что отвечает максимальной дальности связи, которая равняется 35 км.
Слот DB предназначенный для установления и тестирование канала связи.
Структура слоту DB совпадает со структурой слоту NB. Контрольные биты и информация, в переданных битах отсутствуют. Устанавливается лишь режим работы передатчика.
