Общая информация о сетях 3G | Радиоинтерфейс в сетях 3G | Принцип кодового разделения каналов | КРК | Технология 3G | Universal Mobile Telecommunications System | SGSN | GGSN | Скремблирующие коды | Каналообразующие коды | UTRA-FDD | UTRA-TDD | 3 джи | поколения мобильной связи

Что такое технология: 2g / 3g (umts, hsdpa, hspa , dc-hspa ), 4g (lte), 5g и 6g

К июлю 1997 года общее
число абонентов в России составило около 300 тысяч. Операторы, оказывавшие в
1990-е годы услуги связи стандартов первого поколения (Стандарт 1
G) NMT-450 и AMPS, в 2000-е постепенно перешли
на оказание услуг, второго поколения (2
G), в стандартах CDMA-2000 и DAMPS.

Основным преимуществом сетей 2Gпо сравнению с
предшественниками было то, что телефонные разговоры были зашифрованы с помощью
цифрового шифрования
.

Технология 2G позволила
различным мобильным сетям предоставлять услуги, такие, как текстовые сообщения,
сообщения с изображениями и 
MMS (мультимедийные сообщения).

К 2007 году основными
протоколами сотовой связи, используемыми в России, стали 
GSM-900 и GSM-1800. Помимо этого, работали и CDMA-сети.

Также GSM-операторами
ведётся плавный переход на стандарт 
UMTS. В частности, первый фрагмент сети этого стандарта в
России был введён в эксплуатацию 2 октября 2007 года оператором «
МегаФон».

Третье поколения связи 3G

3G – технологии мобильной связи 3 поколения –
преимущественно объединяет высокоскоростной мобильный Интернет и технологию голосовой
связи. 
В настоящее время из-за массовых рекламных акций под этим термином чаще всего
подразумевается технология UMTS с
надстройкой HSPA

UMTS (UniversalMobileTelecommunicationsSystem — Универсальная Мобильная Телекоммуникационная
Система
) — технология сотовой связи, разработана для
внедрения 
3G. В качестве способа
передачи данных через воздушное пространство используется технология W-CDMA, стандартизованная в соответствии с проектом 3GPP как набор минимальных критериев сети сотовой связи третьего
поколения.

HSPA (HighSpeedPacketAccess — высокоскоростная пакетная передача данных) —
технология беспроводной 
широкополосной радиосвязи,
использующая пакетную передачу данных и являющаяся надстройкой к мобильным
сетям WCDMA/UMTS.

HSPA  (HighSpeedPacketdataAccess, «высокоскоростной пакетный доступ»), или HSPA
Evolution
, или Evolved HSPA — стандарт мобильной
связи (3G).

HSPA
является эволюцией стандарта HSPA, в него добавлены более сложные модуляции,
также добавлена технология MIMO (мультивход/мультивыход), которая
может использоваться только для скачивания.

Четвертое поколения связи 4G

4G ( fourthgeneration — четвёртое поколение) — поколение мобильной связи осуществляющее
передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с.

Разновидности и особенности стандарта связи 4G (LTE) подробно
рассматривались в нашей статье –
https://vse-simki.ru/articles/chto-takoe-4g-lte

Пятое поколения связи 5G

5G (fifthgeneration — «пятое поколение») — пятое поколение мобильной
связи, действующее на основе стандартов телекоммуникаций (5G/IMT-2020).

Технология 5G
должна обеспечить более высокую пропускную способность по сравнению с
технологиями 4G, что позволит обеспечить большую доступность мобильной
связи, уменьшить время задержки и повысить скорость интернета до 1-2 Гбит/с.
Так же считается что в 5Gбудет меньший расход
потребления энергии батареи, чем в сетях 4G.

Шестое поколения связи 6G

6G (sixthgeneration — шестое
поколение) — шестое поколение 
мобильной связи,
внедрение которого предполагается во второй половине 2020-х — 2030-е годы,
на основе стандартов телекоммуникаций, следующих за стандартами 
5G/IMT-2020. Сама концепция предполагает более широкое
понимание сетей, включающее не только стандарты мобильных, но и фиксированных
сетей связи. Поэтому в ряде случаев их обозначают как NET-2030 или 6G/NET-2030.

Предполагается,
что сети связи 6G будут использовать терагерцовый и субтерагерцовый диапазоны
частот и обеспечивать существенно меньший уровень задержки при передаче
данных, чем сети 5G/IMT-2020.

Одной из
технологий, которая может быть реализована в 6-м поколении средств сотовой
связи, является использование радиофотонных цифровых антенных решёток на
базовых станциях в сочетании с технологией Massive MIMO. При этом
рассматриваются варианты базовых станций с антенными системами, формирующими
порядка 250 лучей диаграммы направленности в рабочем секторе.

В числе
требований к сетям 6G указывают скорость передачи данных от 100 Гбит/с до
1 Тбит/с, при этом для управления сетями будут использоваться
системы искусственного интеллекта.

C / i расчеты и ‘q’

Значение «q» также зависит от C / I. «C» – это мощность принимаемой несущей от желаемого передатчика, а «I» – помехи в совмещенном канале, полученные от всех мешающих ячеек. Для схемы повторного использования из семи ячеек количество ячеек, создающих помехи в канале, должно быть шесть.

I = m2b∑Mz1I m

Потеря сигнала пропорциональна (расстоянию) –r

R – постоянная распространения.

c α Rr

R = радиус ячейки.

I α 6 Dr

D = расстояние между каналами

C / I = R – r / 6D –r = 1/6 × Dr / Rr = 1/6 (D / R) r

C / I = 1/6 qr, так как q = D / R и qr = 6 C / I

Q = [6 × C / I] 1 / r

На основании приемлемого качества голоса значение C / I оказалось равным 18 дБ.

Предполагая,

  • Шаблон повторного использования из семи ячеек
  • Всенаправленные антенны

Значение ‘q’ обычно может быть около 4.6.

Значение r принимается за 3.

Это идеальное условие, учитывая, что расстояние мобильных блоков от мешающих ячеек во всех случаях равно равно «D». Но практически подвижные ходы и расстояние «D» сокращаются до «D-R», когда он достигает границы ячейки, а C / I падает до 14,47 дБ.

Следовательно, схема повторного использования ‘freq’, равная 7, не соответствует критериям C / I для всенаправленных антенн.

Если N = 9 (или) 12,

N = 9q = 5,2C / I = 19,78 дБ

N = 12q = 6,0C / I = 22,54 дБ

Следовательно, схема с 9 или 12 ячейками должна быть со всенаправленными антеннами, но пропускная способность трафика снижается. Следовательно, они не являются предпочтительными.

Чтобы использовать N = 7 (или ниже), направленные антенны используются в каждой ячейке ячейки. Ячейка с 3 секторами очень популярна и будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже.

Феномен антенной шрифта и обратной связи уменьшает количество потенциальных источников помех.

Например, если N = 7.

В случае всенаправленных антенн число мешающих ячеек должно быть шесть. С направленными антеннами и 3 секторами то же самое уменьшается до двух. Для N = 7 и трех секторов C / I улучшается с 14,47 дБ до 24,5 дБ даже в худших условиях.

Для городских приложений N = 4 и используется трехсекторная сота, так что получается большее количество несущих на соту, чем N = 7. Кроме того, C / I становится 20 дБ в худших случаях.

DAMPS использует 7/21 шаблон ячейки

GSM использует шаблон ячеек 4/21

Umts – сеть радиодоступа

Более общий термин «развитая сеть радиодоступа» (eRAN) также может использоваться как часть протоколов сигнализации, так как может использоваться термин «уровень доступа» (AS). Сравнение показывает, что E-UTRAN состоит из одного типа узлов, а именно развитого узла B (eNodeB), и разнообразие соединений сведено к минимуму. eNodeB является базовой радиостанцией и передает / принимает через свою антенну в области (соте), ограниченной физическими факторами (уровень сигнала, условия помех и условия распространения радиоволн).

Указатель на ссылку ЕС (которая включает в себя интерфейс линии радиосвязи и границы стека протоколов мобильной сети) называется “LTE-U u”, чтобы указывать, что он отличается от унаследованного дублирующего соединения EU X2 соседних eNodeB. Они могут рассматриваться для большей части E-UTRAN и используются в большинстве случаев хэндоверов между радиоячейками.

Когда UE перемещается, подготовка к длительной передаче обслуживания выполняется посредством сигнализации, через X2 между двумя eNodeB данных, и затронутые пользователи могут передаваться между ними в течение короткого периода времени. Только в особых случаях может случиться, что X2 не настроен для eNodeB между двумя соседями.

Более подробно, функции, выполняемые eNodeB:

  • Управление радиоресурсами: управление радиоканалом, управление радиоприемом, мобильность управления соединением, динамическое распределение ресурсов (т. Е. Планирование) для UES в качестве восходящей линии связи и нисходящей линии связи.

  • Сжатие заголовка IP и шифрование потока пользовательских данных.

  • Пересылка пакетов данных пользовательской плоскости в EPC (особенно, к услуге узла GW).

  • Маркировка пакетов транспортного уровня в восходящей линии связи, например, установка кодовой точки DiffServ на основе индекса класса QoS (QCI) связанного канала-носителя EPS.
  • Планирование и доставка пейджинговых сообщений (по запросу MS).

  • Планирование и передача широковещательной информации (происхождение MME или O & M).

  • Конфигурация измерений обеспечивает доставку и отчетность о степени мобильности и программирования.

Управление радиоресурсами: управление радиоканалом, управление радиоприемом, мобильность управления соединением, динамическое распределение ресурсов (т. Е. Планирование) для UES в качестве восходящей линии связи и нисходящей линии связи.

Сжатие заголовка IP и шифрование потока пользовательских данных.

Пересылка пакетов данных пользовательской плоскости в EPC (особенно, к услуге узла GW).

Планирование и доставка пейджинговых сообщений (по запросу MS).

Планирование и передача широковещательной информации (происхождение MME или O & M).

Конфигурация измерений обеспечивает доставку и отчетность о степени мобильности и программирования.

Абонент umts к сети umts

И сеть, и мобильная станция поддерживают все механизмы безопасности UMTS. Соглашение об аутентификации и ключах выглядит следующим образом:

  • Мобильная станция и базовая станция устанавливают соединение управления радиоресурсами (соединение RRC). Во время установления соединения мобильная станция отправляет свои возможности безопасности на базовую станцию. Функции безопасности включают в себя поддерживаемые алгоритмы целостности и шифрования UMTS и, возможно, возможности шифрования GSM.

  • Мобильная станция отправляет свой временный идентификатор TMSI в сеть.

  • Если сеть не может решить TMSI, он просит мобильную станцию ​​отправить свой постоянный идентификатор, а мобильные станции отвечают на запрос IMSI.

  • Посещенная сеть запрашивает аутентификацию домашней сети данных мобильной станции.

  • Домашняя сеть возвращает случайный вызов RAND, соответствующий токен аутентификации AUTN, аутентификация

  • Ответ XRES, ключ целостности IK и ключ шифрования CK.

  • Посещенная сеть отправляет запрос аутентификации RAND и токен аутентификации AUTN на мобильную станцию.

  • Мобильная станция проверяет AUTN и вычисляет ответ аутентификации. Если AUTN исправлено.

  • Мобильная станция игнорирует сообщение.

  • Мобильная станция отправляет свой ответ аутентификации RES в гостевую сеть.

  • Посещение сети проверяет, является ли RES = XRES, и решает, какие алгоритмы безопасности разрешено использовать радиоподсистеме.

  • Посещенная сеть отправляет алгоритмы, принятые в радиоподсистему.

  • Сеть радиодоступа решает разрешить использовать алгоритмы.

  • Сеть радиодоступа информирует мобильную станцию ​​об их выборе в командном сообщении режима безопасности.

  • Сообщение также включает в себя функции безопасности сети, полученные от мобильной станции на шаге 1.

  • Это сообщение защищено целостностью с помощью ключа целостности IK.

  • Мобильная станция подтверждает защиту целостности и проверяет точность функций безопасности.

Читайте про операторов:  Актуальные тарифы Danycom в 2019: описание, цены

Мобильная станция и базовая станция устанавливают соединение управления радиоресурсами (соединение RRC). Во время установления соединения мобильная станция отправляет свои возможности безопасности на базовую станцию. Функции безопасности включают в себя поддерживаемые алгоритмы целостности и шифрования UMTS и, возможно, возможности шифрования GSM.

Мобильная станция отправляет свой временный идентификатор TMSI в сеть.

Если сеть не может решить TMSI, он просит мобильную станцию ​​отправить свой постоянный идентификатор, а мобильные станции отвечают на запрос IMSI.

Посещенная сеть запрашивает аутентификацию домашней сети данных мобильной станции.

Домашняя сеть возвращает случайный вызов RAND, соответствующий токен аутентификации AUTN, аутентификация

Ответ XRES, ключ целостности IK и ключ шифрования CK.

Посещенная сеть отправляет запрос аутентификации RAND и токен аутентификации AUTN на мобильную станцию.

Мобильная станция проверяет AUTN и вычисляет ответ аутентификации. Если AUTN исправлено.

Мобильная станция игнорирует сообщение.

Мобильная станция отправляет свой ответ аутентификации RES в гостевую сеть.

Посещение сети проверяет, является ли RES = XRES, и решает, какие алгоритмы безопасности разрешено использовать радиоподсистеме.

Посещенная сеть отправляет алгоритмы, принятые в радиоподсистему.

Сеть радиодоступа решает разрешить использовать алгоритмы.

Сеть радиодоступа информирует мобильную станцию ​​об их выборе в командном сообщении режима безопасности.

Сообщение также включает в себя функции безопасности сети, полученные от мобильной станции на шаге 1.

Это сообщение защищено целостностью с помощью ключа целостности IK.

Мобильная станция подтверждает защиту целостности и проверяет точность функций безопасности.

Взаимодействие между epc и legacy

С самого начала было ясно, что система 3GPP Evolved будет беспрепятственно взаимодействовать с существующими системами 2G и 3G, широко используются 3GPP PS или, точнее, с базой GERAN и UTRAN GPRS (Для аспектов взаимодействия со старой системой CS для лечения оптимизированного голоса).

Вопрос базового архитектурного дизайна 2G / 3G в EPS заключается в расположении карты GGSN. Доступны две версии, и обе поддерживаются –

  • Используемый GW – это нормальный случай, когда обслуживание GW завершает плоскость пользователя (как видно в существующей сети GPRS).

    План управления завершен в MME, согласно распределению пользователей и плоскости управления в EPC. Введены опорные точки S3 и S4, и они основаны на GTP-U и GTP-C соответственно. S5 / S8 связан с GW PDN. Преимущество заключается в том, что совместимость является гладкой и оптимизированной. Недостатком является то, что для такого типа взаимодействия SGSN должен быть обновлен до Rel. 8 (из-за необходимой поддержки новых функций на S3 и S4).

  • PDN GW – в этом случае неизменное наследуемое контрольное значение Gn (при роуминге будет Gp) повторно используется между SGSN и PDN GW как для плоскости управления, так и для плоскости пользователя. Преимущество этого использования заключается в том, что SGSN может быть предварительно Rel. 8. Кроме того, он имеет определенные ограничения на версии IP, передачу и протокол S5 / S8.

Используемый GW – это нормальный случай, когда обслуживание GW завершает плоскость пользователя (как видно в существующей сети GPRS).

План управления завершен в MME, согласно распределению пользователей и плоскости управления в EPC. Введены опорные точки S3 и S4, и они основаны на GTP-U и GTP-C соответственно. S5 / S8 связан с GW PDN. Преимущество заключается в том, что совместимость является гладкой и оптимизированной.

PDN GW – в этом случае неизменное наследуемое контрольное значение Gn (при роуминге будет Gp) повторно используется между SGSN и PDN GW как для плоскости управления, так и для плоскости пользователя. Преимущество этого использования заключается в том, что SGSN может быть предварительно Rel. 8. Кроме того, он имеет определенные ограничения на версии IP, передачу и протокол S5 / S8.

Генеральная служба пакетной радиосвязи (gprs)

  • GPRS вводит передачу пакетных данных мобильному абоненту.

  • GPRS предназначен для работы в существующей инфраструктуре GSM с дополнительными узлами коммутации пакетов.

  • Этот метод пакетного режима использует технологию нескольких слотов вместе с поддержкой всех схем кодирования (от CS-1 до CS-4) для увеличения скорости передачи данных до 160 кбит / с.

  • Система GPRS использует физические радиоканалы, определенные для GSM. Физический канал, используемый GPRS, называется каналом пакетных данных (PDCH).

  • PDCH могут быть выделены для GPRS (выделенный PDCH) или использоваться GPRS, только если их не требует соединение с коммутацией каналов (по требованию). Оператор может определить 0-8 выделенных PDCH на соту. Оператор может указать, где он хочет, чтобы его PDCH были расположены.

  • Первый выделенный PDCH в ячейке всегда является главным PDCH (MPDCH). PDCH по требованию могут быть прерваны входящими вызовами с коммутацией каналов в ситуациях перегрузки в соте.

GPRS вводит передачу пакетных данных мобильному абоненту.

GPRS предназначен для работы в существующей инфраструктуре GSM с дополнительными узлами коммутации пакетов.

Этот метод пакетного режима использует технологию нескольких слотов вместе с поддержкой всех схем кодирования (от CS-1 до CS-4) для увеличения скорости передачи данных до 160 кбит / с.

Система GPRS использует физические радиоканалы, определенные для GSM. Физический канал, используемый GPRS, называется каналом пакетных данных (PDCH).

PDCH могут быть выделены для GPRS (выделенный PDCH) или использоваться GPRS, только если их не требует соединение с коммутацией каналов (по требованию). Оператор может определить 0-8 выделенных PDCH на соту. Оператор может указать, где он хочет, чтобы его PDCH были расположены.

Первый выделенный PDCH в ячейке всегда является главным PDCH (MPDCH). PDCH по требованию могут быть прерваны входящими вызовами с коммутацией каналов в ситуациях перегрузки в соте.

Схема кодирования Скорость (кбит / с)
CS-1 8,0
CS-2 12,0
CS-3 14,4
CS-4 20,0

Диаметр

Диаметр – это общий протокол AAA с дополнительными функциями для доступа к сети, мобильности и обработки QoS. Хотя это в принципе одноранговая сеть общего характера, она используется в архитектуре 3GPP в режиме клиент-сервер. Он имеет встроенную расширяемость и поэтому прекрасно поддерживает структуры сообщений на интерфейсах, что требует некоторой гибкости.

Кроме того, он поддерживает несколько конфигураций серверов с обработкой отказов и отказов. Функционально он имеет сходство с радиусом предшественника, но сильно отличается по уровню сообщений и параметров. ДИАМЕТР предлагает возможность обнаружить мертвого пира с помощью пар сообщений сердцебиения. Он может быть запущен через SCTP или TCP и использует порт 3868.

Протокол DIAMETER широко используется в EPC –

  • S6a для загрузки подписки и обновления между MME и HSS.

  • S6d (между обновленным SGSN и HSS), который является аналогом S6a для унаследованного мира с возможностью взаимодействия с новой системой.

  • S13 для проверки оборудования между MME и EIR.

  • SWa для аутентификации между ненадежным доступом не-3GPP и сервером AAA.

  • STa для аутентификации между доверенным доступом не-3GPP и сервером AAA и авторизацией.

  • SWd для пересылки между прокси-сервером AAA и сервером AAA (пересылка между VPLMN и HPLMN).

  • S6b для авторизации APN и мобильности между PDN GW и AAA-сервером.

  • SWm для аутентификации и авторизации между ePDG и AAA-сервером.

  • SWx для обмена вектором аутентификации и регистрационной информацией между сервером AAA и HSS.

  • Gx для обработки сеанса IP-CAN и обработки сеанса GW-Control между PDN GW и PCRF.

Читайте про операторов:  Как обрезать симку под нано сим своими руками: пошагово | Обозреватель социальных сетей

S6a для загрузки подписки и обновления между MME и HSS.

S6d (между обновленным SGSN и HSS), который является аналогом S6a для унаследованного мира с возможностью взаимодействия с новой системой.

S13 для проверки оборудования между MME и EIR.

SWa для аутентификации между ненадежным доступом не-3GPP и сервером AAA.

STa для аутентификации между доверенным доступом не-3GPP и сервером AAA и авторизацией.

SWd для пересылки между прокси-сервером AAA и сервером AAA (пересылка между VPLMN и HPLMN).

S6b для авторизации APN и мобильности между PDN GW и AAA-сервером.

SWm для аутентификации и авторизации между ePDG и AAA-сервером.

SWx для обмена вектором аутентификации и регистрационной информацией между сервером AAA и HSS.

Gx для обработки сеанса IP-CAN и обработки сеанса GW-Control между PDN GW и PCRF.

Каналообразующие коды

Каналообразующие коды позволяют разделить сигналы одного источника. Использование каналообразующих кодов для кодового разделения каналов поясняет рис. 2

Рис. 2. Каналообразующие коды в UMTS

Передаваемый биполярный сигнал u(t) (рис.2,а), т.е. последовательность логических нулей и единиц с уровнями -1 и 1, перемножают с биполярной кодовой последовательностью с1(t), такой, что на любому информационному биту соответствует m бит (чипов) кодовой последовательности. На рис.

2,б эта последовательность для простоты включает 8 чипов; на самом деле m = 4…256. В результате перемножения получают последовательность v(t) = u(t) x c1(t) (рис. 2,в), которая и передаются по каналу связи.

В приемнике полученный сигнал снова перемножают на последовательность c1(t) и в итоге получают uпр(t) = v(t) x c1(t) = u(t) (рис. 2,г, сплошная линия).

Однако, на этом не останавливаются и осуществляют интегрирование сигнала uпр(t) на интервале передачи каждого бита. В конце каждого промежутка времени (0-1, 1-2, 2-3) оценивают значения интеграла, затем интегратор обнуляют и производят процесс интегрирования еще раз (рис.

2,г, пунктирная линия). По результатам интегрирования вычисляют корреляционную функцию полученного сигнала. В итоге в конце каждого промежутка времени, соответствующего передаче одного бита, получают отрицательное или положительное число в соответствии с переданным информационным битом.

В том случае, если в приемнике полученный сигнал перемножить с последовательностью, отличной от c1(t), например, с2(t) (рис.2,д), то после операции u’пр(t) = v(t) x c2(t), получим последовательность, представленную  на рис. 2,е.

Поскольку за время передачи одного бита суммы отрицательных и положительных площадок компенсируют друг друга, после интегрирования в конце каждого бита получаем нулевой результат. Аналогичная ситуация происходит при перемножении сигнала в приемнике на кодовую последовательность с3(t) (рис. 2,ж и рис. 2,з). Таким образом приемник осуществляет фильтрацию сигналов.

Кодовые последовательности с1(t), с2(t), с3(t) представляют собой группу ортогональных последовательностей, имеющие следующее свойство:

Таким образом, применяя для каждого канала связи свою последовательность из набора ортогональных последовательностей, можно, передавая все каналы одновременно на одной частоте, осуществить в приемнике фильтрацию необходимого канала, отфильтровывая другие каналы.

Книга "Мобильная связь на пути к 6G"Подробнее об эволюции сетей мобильной связи, технических аспектах их функционирования и перспективах развития читайте в новой книге “Мобильная связь на пути к 6G“.

Модернизация оборудования с gsm на gprs

  • Мобильная станция (MS) – для доступа к услугам GPRS требуется новая мобильная станция. Эти новые терминалы будут обратно совместимы с GSM для голосовых вызовов. Доступны три типа телефонов. Тип A: GPRS & Речь (одновременно), Тип B: GPRS & Речь (автоматическое переключение), Тип C: GPRS или Речь (ручное переключение).

  • BTS – требуется обновление программного обеспечения на существующем базовом сайте приемопередатчика.

  • BSC – требует обновления программного обеспечения и установки нового оборудования, называемого блоком управления пакетами (PCU). PCU отвечает за обработку уровней управления доступом к среде (MAC) и управления линией радиосвязи (RLC) радиоинтерфейса и уровней BSSGP и сетевых служб интерфейса Gb. На BSC есть один PCU. Интерфейс Gb передает трафик GPRS / EGPRS от SGSN (обслуживающего узла поддержки GPRS) к PCU.

  • Узлы поддержки GPRS (GSN) – развертывание GPRS требует установки новых элементов базовой сети, называемых обслуживающим узлом поддержки GPRS (SGSN) и шлюзом узла поддержки GPRS (GGSN).

  • Базы данных (HLR, VLR и т. Д.). Все базы данных, задействованные в сети, потребуют обновления программного обеспечения для обработки новых моделей вызовов и функций, введенных GPRS.

Мобильная станция (MS) – для доступа к услугам GPRS требуется новая мобильная станция. Эти новые терминалы будут обратно совместимы с GSM для голосовых вызовов. Доступны три типа телефонов. Тип A: GPRS &

BTS – требуется обновление программного обеспечения на существующем базовом сайте приемопередатчика.

BSC – требует обновления программного обеспечения и установки нового оборудования, называемого блоком управления пакетами (PCU). PCU отвечает за обработку уровней управления доступом к среде (MAC) и управления линией радиосвязи (RLC) радиоинтерфейса и уровней BSSGP и сетевых служб интерфейса Gb.

Узлы поддержки GPRS (GSN) – развертывание GPRS требует установки новых элементов базовой сети, называемых обслуживающим узлом поддержки GPRS (SGSN) и шлюзом узла поддержки GPRS (GGSN).

Базы данных (HLR, VLR и т. Д.). Все базы данных, задействованные в сети, потребуют обновления программного обеспечения для обработки новых моделей вызовов и функций, введенных GPRS.

Помехи в совмещенном канале и разделение ячеек

Предполагается, что сотовая система имеет радиус ячейки «R» и расстояние между каналами «D» и размер кластера «N». Поскольку размер ячейки фиксирован, помехи в совмещенном канале не будут зависеть от мощности.

Интерференция Co-chl является функцией «q» = D / R.

Q = коэффициент снижения помех Co-chl.

Более высокое значение «q» означает меньше помех.

Меньшее значение «q» означает сильные помехи.

«Q» также относится к размеру кластера (N), так как q = 3N

q = 3N = D / R

Интерференция Co-chl является функцией «q» = D / R.

Q = коэффициент снижения помех Co-chl.

Более высокое значение «q» означает меньше помех.

Меньшее значение «q» означает сильные помехи.

«Q» также относится к размеру кластера (N), так как q = 3N

q = 3N = D / R

Для разных значений N q –

N =1347912
Q =1.7333.464.585.206.00

Более высокие значения «q»

  • Уменьшает помехи в совмещенном канале,
  • Приводит к более высокому значению «N» больше клеток / кластер,
  • Меньшее количество каналов / ячеек,
  • Меньшая пропускная способность.

Нижние значения «q»

  • Увеличивает внутриканальные помехи,
  • Приводит к снижению значения «n» меньше клеток / кластер,
  • Больше количества каналов / ячеек,
  • Большая пропускная способность.

Обычно N = 4, 7, 12.

Сценарий обновления местоположения

В следующем сценарии обновления местоположения предполагается, что MS входит в новую область местоположения, которая находится под контролем другого VLR (называемого «новым VLR»), чем та, где MS в настоящее время зарегистрирована (упоминается как “старый VLR”). На следующей диаграмме показаны шаги сценария обновления мобильного местоположения.

MS входит в новую область ячейки, прослушивает идентификатор области местоположения (LAI), передаваемый по широковещательному каналу (BCCH), и сравнивает этот LAI с последним LAI (сохраненным в SIM), представляющим последнюю область, где было зарегистрировано мобильное устройство. ,

  • MS обнаруживает, что она вошла в новую область местоположения, и передает сообщение запроса канала по каналу произвольного доступа (RACH).

  • Как только BSS принимает сообщение запроса канала, она выделяет автономный выделенный канал управления (SDCCH) и направляет эту информацию о назначении канала в MS по каналу предоставления доступа (AGCH). Именно через SDCCH MS будет связываться с BSS и MSC.

  • MS передает сообщение запроса обновления местоположения в BSS по SDCCH. В это сообщение включены идентификатор временного мобильного абонента MS (TMSI) и старый абонент области расположения (старый LAI). MS может идентифицировать себя либо со своим IMSI, либо с TMSI. В этом примере мы будем предполагать, что мобильный телефон предоставил TMSI. BSS пересылает сообщение запроса на обновление местоположения в MSC.

  • VLR анализирует LAI, предоставленный в сообщении, и определяет, что полученный TMSI связан с другим VLR (старым VLR). Чтобы приступить к регистрации, необходимо определить IMSI MS. Новый VLR получает идентификатор старого VLR, используя полученный LAI, предоставленный в сообщении запроса на обновление местоположения. Он также просит старый VLR предоставить IMSI для конкретного TMSI.

  • Сценарий обновления-обновления HLR / VLR – это точка, в которой мы готовы сообщить HLR о том, что MS находится под контролем нового VLR и что MS может быть отменена из старого VLR. Этапы обновления фазы HLR / VLR:

    • Новый VLR отправляет сообщение в HLR, информируя его о том, что данный IMSI изменил местоположения и может быть достигнуто путем маршрутизации всех входящих вызовов на адрес VLR, включенный в сообщение.

    • HLR запрашивает старый VLR удалить запись подписчика, связанную с данным IMSI. Запрос подтвержден.

    • HLR обновляет новый VLR с данными абонента (профиль клиента абонентов мобильной связи).

Читайте про операторов:  на какое время можно заблокировать сим карту теле2

MS обнаруживает, что она вошла в новую область местоположения, и передает сообщение запроса канала по каналу произвольного доступа (RACH).

Как только BSS принимает сообщение запроса канала, она выделяет автономный выделенный канал управления (SDCCH) и направляет эту информацию о назначении канала в MS по каналу предоставления доступа (AGCH). Именно через SDCCH MS будет связываться с BSS и MSC.

MS передает сообщение запроса обновления местоположения в BSS по SDCCH. В это сообщение включены идентификатор временного мобильного абонента MS (TMSI) и старый абонент области расположения (старый LAI). MS может идентифицировать себя либо со своим IMSI, либо с TMSI.

VLR анализирует LAI, предоставленный в сообщении, и определяет, что полученный TMSI связан с другим VLR (старым VLR). Чтобы приступить к регистрации, необходимо определить IMSI MS. Новый VLR получает идентификатор старого VLR, используя полученный LAI, предоставленный в сообщении запроса на обновление местоположения. Он также просит старый VLR предоставить IMSI для конкретного TMSI.

Сценарий обновления-обновления HLR / VLR – это точка, в которой мы готовы сообщить HLR о том, что MS находится под контролем нового VLR и что MS может быть отменена из старого VLR. Этапы обновления фазы HLR / VLR:

Новый VLR отправляет сообщение в HLR, информируя его о том, что данный IMSI изменил местоположения и может быть достигнуто путем маршрутизации всех входящих вызовов на адрес VLR, включенный в сообщение.

HLR запрашивает старый VLR удалить запись подписчика, связанную с данным IMSI. Запрос подтвержден.

HLR обновляет новый VLR с данными абонента (профиль клиента абонентов мобильной связи).

Улучшенная gtpv1-u

Только небольшое, но эффективное улучшение было применено к GTP-U, и для этого не было сочтено необходимым усиливать количество версий протокола. Таким образом, мы все еще ожидаем GTPv1-U, но, по крайней мере, это последняя версия Rel. 8.

Стек протоколов, по сути, такой же, как и для GTPv2-C, только с соответствующими названиями уровней и протоколов. Механизм расширения заголовка остается на месте; это позволяет вставить два элемента при необходимости.

  • UDP-порт источника инициирующего сообщения (два октета);

  • PDU PDU номер – относится к передаче характеристики без потерь; в этом случае пакеты данных должны быть пронумерованы в EPC (два октета).

UDP-порт источника инициирующего сообщения (два октета);

PDU PDU номер – относится к передаче характеристики без потерь; в этом случае пакеты данных должны быть пронумерованы в EPC (два октета).

Улучшение заключается в способности передавать «конечный рынок» в плоскости пользователя. Он используется в процедуре передачи обслуживания между eNodeB и дает указание на то, что путь активируется сразу после пакета данных, например, функция не является необходимой для предварительной версии 8, поскольку GTP-U не заканчивался в радиодоступе узел (то есть не в BS или NodeB) существует только несколько сообщений. GTPv1-U, и они перечислены в таблице выше.

Ясно, что на самом деле очень ограниченный тип передачи сигналов возможен через GTPv1-U (механизмы эха и маркировка конца). Единственное сообщение о том, что передача реальных пользовательских данных имеет тип 255, так называемое сообщение G-PDU; единственная часть информации, которую он несет, после заголовка – это исходный пакет данных от пользователя или внешнего оборудования PDN.

Не все экземпляры туннелей GTP-U перечислены в эталонной архитектуре (которая предназначена для захвата ассоциаций, которые больше не существуют между узлами сети); возможны временные тоннели –

  • Между двумя обслуживающими GW, применимыми для передачи на основе S1, в случае, если услуга перемещена GW;

  • Между двумя SGSN, соответствует предыдущему случаю, но в традиционной сети PS;

  • Между двумя RNC, применимыми для перемещения RNC в сети 3G PS (никакого отношения к EPC, здесь упоминается только для полноты).

Между двумя обслуживающими GW, применимыми для передачи на основе S1, в случае, если услуга перемещена GW;

Между двумя SGSN, соответствует предыдущему случаю, но в традиционной сети PS;

Между двумя RNC, применимыми для перемещения RNC в сети 3G PS (никакого отношения к EPC, здесь упоминается только для полноты).

Шаги на этапе аутентификации

  • Новый VLR отправляет запрос в HLR / AUC (Центр аутентификации), запрашивая «триплеты аутентификации» (RAND, SRES и Kc), доступные для указанного IMSI.

  • AUC, используя IMSI, извлекает ключ аутентификации подписчиков (Ki). Затем AUC генерирует случайное число (RAND), применяет Ki и RAND как к алгоритму аутентификации (A3), так и к ключу шифрования, алгоритм генерации (A8) для создать подписанный ответ аутентификации (SRES) и ключ шифрования (Kc). AUC затем возвращает триплет аутентификации: RAND, SRES и Kc в новый VLR.

  • MSC / VLR сохраняет два параметра Kc и SRES для последующего использования, а затем отправляет сообщение в MS. MS считывает свой ключ аутентификации (Ki) с SIM-карты, применяет принятое случайное число (RAND) и Ki как к своему алгоритму аутентификации (A3), так и к алгоритму генерации ключа шифрования (A8), чтобы создать ответ с подписью аутентификации (SRES) и шифр ключ (Kc). MS сохраняет Kc на потом и будет использовать Kc, когда получит команду для шифрования канала.

  • MS возвращает сгенерированный SRES в MSC / VLR. VLR сравнивает SRES, возвращенный от MS, с ожидаемым SRES, полученным ранее от AUC. Если равен, мобильный телефон проходит аутентификацию. Если неравенство, все действия сигнализации будут прерваны. В этом случае мы будем предполагать, что аутентификация пройдена.

Новый VLR отправляет запрос в HLR / AUC (Центр аутентификации), запрашивая «триплеты аутентификации» (RAND, SRES и Kc), доступные для указанного IMSI.

AUC, используя IMSI, извлекает ключ аутентификации подписчиков (Ki). Затем AUC генерирует случайное число (RAND), применяет Ki и RAND как к алгоритму аутентификации (A3), так и к ключу шифрования, алгоритм генерации (A8) для создать подписанный ответ аутентификации (SRES) и ключ шифрования (Kc). AUC затем возвращает триплет аутентификации: RAND, SRES и Kc в новый VLR.

MSC / VLR сохраняет два параметра Kc и SRES для последующего использования, а затем отправляет сообщение в MS. MS считывает свой ключ аутентификации (Ki) с SIM-карты, применяет принятое случайное число (RAND) и Ki как к своему алгоритму аутентификации (A3), так и к алгоритму генерации ключа шифрования (A8), чтобы создать ответ с подписью аутентификации (SRES)

MS возвращает сгенерированный SRES в MSC / VLR. VLR сравнивает SRES, возвращенный от MS, с ожидаемым SRES, полученным ранее от AUC. Если равен, мобильный телефон проходит аутентификацию. Если неравенство, все действия сигнализации будут прерваны. В этом случае мы будем предполагать, что аутентификация пройдена.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector