Блок керування базовими станціями

Між комутаційно-мережною частиною системи і базовими станціями знаходяться блоки керування базовими станціями BSC. Вони виконують роль, пов’язану, перш за все, з керуванням обслугою радіоканалів в окремих комірках, мають власне комутаційне поле, займаються також кабельними лініями до базових станцій.

НАЙВАЖЛИВІШІ ФУНКЦІЇ БЛОКІВ КЕРУВАННЯ БАЗОВИМИ СТАНЦІЯМИ:

- конфігурування і керування розмовами та сигналізаційними радіоканалами підлеглих йому базових станцій;

- керування скаканням по частотах;

- керування процедурою шифрування радіопередачі;

- виклик рухомих станцій;

- керування потужністю підлеглих йому базових та рухомих станцій;

- керування перемиканням каналів;

- контроль ймовірності помилок в незайнятих радіоканалах;

- контроль ймовірності помилок і рівня потужності прийнятих сигналів базових станцій та рухомих в зайнятих радіоканалах;

- комутація з’єднання з метою концентрації руху на лініях до комутаційної станції MSC;

- утримування і нагляд за з’єднаннями між блоками керування і базовими станціями.

 

Спрощена функціональна схема блока керування базовими станціями представлена на рис. 6.25. Частина комутаційних функцій була перенесена з комутаційної станції MSC на комутаційне поле блока керування, що привело до зменшення кількості центральних станцій в системі та зниження коштів передачі в стаціонарній частині GSM (BSC як концентратор). Плата сигналізації блока керування відповідає за виконання сигналізаційних протоколів в інтерфейсах А та А-bis. Блок керування наглядає за встановленням з’єднань та роз’єднанням на комутаційному полі та керує підлеглими блоку керування радіозасобами. Блок експлуатації та обслуговування аналізує і зберігає інформацію про помилки в роботі підлеглої їй системі та генерує сигнали тривоги. Через стик Х.25 блок керування з’єднаний з центром експлуатації та обслуговування системи GSM.

Деякі виробники не виключають також в недалекому майбутньому можливості об’єднання блоків управління BSC і комутаційних станцій MSC. В разі потреби, розширення функцій блока керування до функцій повної комутаційної станції MSC (напр. в ситуації коли кількість абонентів, що обслуговуються даним блоком керування значно зросте) вимагатиме тільки зміни програмного забезпечення.

Блоки керування базовими станціями часто встановлюються в системі як самостійні пристрої, але можуть бути також інтегровані з обладнанням базових станцій або на іншому кінці трансмісійної ланки, з обладнанням станції MSC, все ж залишаючись функціонально частиною ансамблю базових станцій.

Зі сторони нижчих рівнів системи GSM (базових і рухомих станцій) - блоки керування з’єднані стаціонарними лініями з базовими станціями (рис. 6.23).

 

Таблиця 6.5 Основні класи потужностей базових станцій в системах GSM 900 і DCS 1800.

 

Клас	GSM 900	DCS 1800
	320 Вт (55 дБм)	20 Вт (43 дБм)
	160 Вт (52 дБм)	10 Вт (40 дБм)
	80 Вт (49 дБм)	5 Вт (37 дБм)
	40 Вт (46 дБм)	2,5 Вт (34 дБм)
	20 Вт (43 дБм)	---
	10 Вт (40 дБм)	---
	5 Вт (37 дБм)	---
	2,5 Вт (34 дБм)	---

 

 

Таблиця 6.6 Класи потужностей базових станцій в малокоміркових системах.

 

Клас	GSM 900	DCS 1800
М1	0,25 Вт (24 дБм)	1,6 Вт (32 дБм)
М2	0,08 Вт (19 дБм)	0,5 Вт (27 дБм)
М3	0,03 Вт (14 дБм)	0,16 Вт (22 дБм)

 

Представлена на рис. 6.23 зіркова структура з’єднань, в якій кожна базова станція BTS з’єднана індивідуальною лінією з блоком BSC не є єдино можливою. На рис. 6.26 показано також іншу конфігурацію. З економічної сторони можна застосувати послідовне з’єднання n базових станцій або послідовні з’єднання з петлею. В останньому випадку правильна робота всіх базових станцій можлива навіть тоді, коли одне з’єднання буде обірване. Можливість виконання з’єднань від блока керування базових станцій до базових станцій трьома способами міститься в описі інтерфейсу А-bis стандарту GSM.

 

 

Рис.6.25 Спрощена блок-схема контролера базових станцій BSC

 

 

Модуль транскодера

Швидкість закодованого сигналу мови в системі GSM становить 13 кбіт/с для каналу типу full-rate та нижче 7 кбіт/с для каналу типу half-rate. В наступних пунктах розділу буде описуватися канал full-rate, який є єдиним варіантом, що використовується на першому етапі впровадження системи GSM. Якщо в системі GSM передаються дані, то їх швидкість (для каналу full-rate) не перевищує 13 кбіт/с. Отже швидкість передачі в радіоканалі системи GSM, минаючи канальне кодування, незалежно від виду переданої інформації, становить 13 кбіт/с. З іншого боку, швидкість одного каналу в стандарті ІКМ, який використовується в інтерфейсі А системи GSM, становить 64 кбіт/с. Спосіб кодування сигналу мови, застосований в радіоінтерфейсі системи GSM, дуже відрізняється від того, який є в інтерфейсі А.

Така ситуація приводить до того, що в системі GSM, з метою передачі як сигналів мови, так і даних, на шляху передачі між базовою станцією та комутаційною MSC необхідною є трансформація швидкості передачі, а для передачі сигналів мови додатково також зміна формату передачі сигналів мови з того, який застосовується в системі GSM на формат стандарту ІКМ. Ці дві функції виконуються в блоці транскодера TRAU (англ. Transcoder Rate Adapter Unit). Транскодер TRAU діє в двох напрямках, тобто виконує відповідну конверсію стандарту кодування та швидкості передачі як в напрямку від базової станції до центральної MSC, так і навпаки.

 

Транскодер TRAU ділить шлях передачі між базовою станцією і комутаційною MSC на дві частини: від базової станції до транскодера і від транскодера до комутаційної станції MSC. На відрізку від базової станції до транскодера виконується передача мови з швидкістю 16 кбіт/с, що відповідає одному фізичному каналу GSM, причому кожні чотири канали GSM з швидкістю 16 кбіт/с розташовані в одному каналі ІКМ з швидкістю 64 кбіт/с.

Основною перевагою такого розв’язку є зменшення коштів передачі по внутрішніх стаціонарних лініях системи GSM, порівняно з ситуацією, в якій заміна формату сигналу на формат ІКМ була би вже виконана в базовій станції BTS. Стаціонарні лінії між базовими станціями, блоками керування BSC і комутаційними станціями MSC звичайно орендуються в стаціонарній телефонній мережі. З цієї точки зору корисним є розташування транскодерів TRAU поблизу комутаційної станції MSC (рис. 9.27а), і такий варіант найчастіше використовується на практиці. З іншого боку, такий спосіб передачі приводить до виникнення небажаних явищ, наприклад, збільшує запізнення, зв’язане з перетворенням сигналів, що може привести до погіршення якості послуг. Виходячи з цього, деякі оператори вирішують деколи розмістити транскодери TRAU при блоках керування BSC (рис. 6.27б) або при базових станціях BTS (рис. 6.27с).

З точки зору стандарту GSM інтерфейс А допускає передачу одиночного сигналу мови виключно з швидкістю 64 кбіт/с, отже транскодер TRAU належить функціонально завжди до ансамблю базових станцій, незалежно від свого фізичного положення. На практиці транскодер часто знаходиться біля комутаційної станції MSC і є відокремлений від неї функціонально інтерфейсом А (рис. 6.27а).

 

 

Рисунок 6.26 – Способи з’єднання базових станцій з контролером базових станцій

 

 

Рисунок 6.27 - Способи розташування транскодера

 

 

У випадку телефонного з’єднання, яке встановлюється між двома абонентами тієї самої системи GSM, сигнал мови міг би весь час залишатися в форматі 13 кбіт/с, без потреби заміни на формат ІКМ. Теперішній стандарт GSM не передбачає такої можливості і сигнал мови, який передається навіть між абонентами, що знаходяться в одній комірці системи GSM повинен бути перетворений в форму ІКМ і зворотно.