La estructura de la estación base de China Mobile

La historia del GSM se remonta al año 1982. En aquel momento, los cuatro países nórdicos presentaron una propuesta a la CEPT (Conferencia Europea de Correos y Telecomunicaciones), solicitando la formulación de especificaciones para las empresas públicas europeas de telecomunicaciones en la banda de frecuencia de 900MHZ, para establecer un sistema celular unificado en toda Europa. Ese mismo año se creó el Grupo Especial de Comunicaciones Móviles (Grupo GSM Especial Móvil). De 1982 a 1985, el foco de discusión fue si formular un estándar de red celular analógica o un estándar de red celular digital. No fue hasta 1986 que se tomó la decisión de formular un estándar de red celular digital. En 1986, se llevó a cabo en París una comparación de sistemas (ocho sistemas) de diferentes empresas y diferentes soluciones, incluidas pruebas de campo. La solución TDMA de banda estrecha se seleccionó en mayo de 1987. Al mismo tiempo, 18 países firmaron un memorando de entendimiento y alcanzaron acuerdos mutuos para implementar las normas. El estándar GSM se promulgó en 1988 y también se conoce como estándar paneuropeo de comunicaciones celulares digitales. En esta etapa, GSM incluye dos sistemas paralelos: GSM900 y DCS1800. Estos dos sistemas tienen las mismas funciones, principalmente frecuencias diferentes. En las recomendaciones GSM no hay ninguna disposición sobre hardware, sólo disposiciones detalladas sobre funciones e interfaces, para que diferentes productos puedan interoperar. GSM recomienda ***12 sistemas. Los componentes principales del sistema de comunicación celular digital GSM se pueden dividir en estaciones móviles, subsistemas de estaciones base y subsistemas de red. El subsistema de estación base (denominado estación base BS) consta de una estación transceptora base (BTS) y un controlador de estación base (BSC); el subsistema de red consta de un centro de conmutación móvil (MSC), un centro de operación y mantenimiento (OMC); ), y un registro de ubicación del hogar (HLR) que se compone del Registro de ubicación de visitantes (VLR), el Centro de autenticación (AUC) y el Registro de identificación de equipos (EIR).

*La estación móvil (MS) es una estación portátil (teléfono móvil) o una estación montada en el automóvil. También puede equiparse con equipo terminal (TE) o adaptador de terminal (TA).

La estación móvil es un dispositivo físico. También debe contener un Módulo de identidad de abonado (SIM). La tarjeta SIM y los dispositivos de hardware juntos constituyen la estación móvil. Sin una tarjeta SIM, el MS no puede acceder a la red GSM (excepto para los servicios de emergencia).

*La estación transceptora base (BTS) incluye diversos hardware y software necesarios para la transmisión inalámbrica, como transmisores, receptores y admite diversas estructuras celulares (como antenas omnidireccionales, sectoriales, en estrella y en cadena). , circuitos de interfaz conectados al controlador de la estación base, y dispositivos de detección y control requeridos por la propia estación transceptora.

*El controlador de estación base (BSC) es el punto de conexión entre la estación transceptora base y el centro de conmutación móvil. También proporciona una interfaz para el intercambio de información entre la estación transceptora base y la operación y mantenimiento. centro. Un controlador de estación base normalmente controla varias estaciones transceptoras base. Sus funciones principales son gestionar canales inalámbricos, establecer y cancelar llamadas y enlaces de comunicación y controlar el traspaso de estaciones móviles en el área de control.

*El Centro de Conmutación Móvil (MSC) es el núcleo de la red de comunicación celular. Su función principal es controlar y gestionar las comunicaciones de los usuarios móviles ubicados dentro del área de control de este MSC. Por ejemplo:

1) Gestión y asignación de canales

2) Procesamiento y control de llamadas

3) Control de traspaso y roaming

<; p>4) Registro y gestión de información de ubicación de usuarios;

5) Registro y gestión de números de usuarios y números de dispositivos móviles;

6) Control de tipos de servicios;

7) Autenticación de usuarios;

8) Conexión de otros MSC en el sistema y otras redes de comunicación públicas, como la Red Pública de Telecomunicaciones Conmutada (PSTN), la Red Digital de Servicios Integrados (ISDN) y los Datos Públicos. La red (PDN) proporciona interfaces de enlace para garantizar que los usuarios puedan lograr servicios fluidos durante la transferencia o el roaming.

Se puede observar que las funciones del MSC son similares a las de los equipos de conmutación de red fija (como conexión de llamadas e intercambio de información), pero también tienen requisitos especiales (como gestión de recursos inalámbricos y adaptación al usuario). control de movilidad).

*El registro de ubicación local (HLR) es una base de datos que se utiliza para almacenar información de ubicación del usuario local. En una red de comunicación celular, generalmente se configuran varios HLR y cada usuario debe estar registrado en un determinado HLR (equivalente al lugar de origen del usuario). El contenido registrado se divide en dos categorías: una son parámetros permanentes, como número de usuario, número de dispositivo móvil, prioridad de acceso, tipo de servicio programado y parámetros de confidencialidad, etc., la otra es temporal y debe actualizarse en cualquier momento. , es decir, parámetros relacionados con la ubicación actual del usuario incluso si el usuario deambula fuera del área atendida por el HLR, el HLR debe registrar la información de ubicación transmitida desde el área. El propósito de esto es garantizar que cuando llame a cualquier usuario móvil que no sepa en qué área se encuentra, el registro de ubicación inicial del usuario móvil pueda saber en qué área se encuentra en ese momento y luego establecer un enlace de comunicación.

*El Registro de Ubicación de Visitantes (VLR) es una base de datos que se utiliza para almacenar información de ubicación de los usuarios visitantes. Un VLR normalmente sirve a un área de control de MSC y también puede servir a varias áreas de control de MSC adyacentes. Cuando un abonado móvil se desplaza a una nueva área controlada por MSC, debe solicitar el registro en el VLR de esa área. El VLR necesita consultar los parámetros relevantes del HLR del usuario, asignar un nuevo número de itinerancia (MSRN) al usuario y notificar al HLR que modifique la información de ubicación del usuario y se prepare para proporcionar información de ruta para que otros usuarios llamen a este usuario móvil. Si un usuario móvil se mueve de un área de servicio VLR a otra, el HLR notificará al VLR original que elimine la información de ubicación del usuario móvil después de modificar la información de ubicación del usuario.

*La función del Centro de Autenticación (AUC) es identificar de manera confiable la identidad del usuario y permitir que solo los usuarios autorizados accedan a la red y obtengan servicios.

*El Registro de Identificación de Equipos (EIR) es una base de datos que almacena los parámetros de los equipos de las estaciones móviles. Se utiliza para identificar y monitorear dispositivos móviles y denegar el acceso a la red a las estaciones no móviles.

*La misión del Centro de Operación y Mantenimiento (OMC) es monitorear y operar toda la red, como la autoprueba del sistema, la activación de equipos de alarma y respaldo, el diagnóstico y procesamiento de fallas del sistema y el tráfico. seguimiento de volumen. Registro y transmisión de datos estadísticos y de facturación, así como recopilación, análisis y visualización de datos diversos, etc.

Lo anterior presenta brevemente las funciones principales de cada parte del sistema celular digital. En las redes de comunicación reales, debido a las diferentes escalas de red, diferentes entornos operativos y diferentes fabricantes de equipos, cada una de las partes anteriores puede tener diferentes métodos de configuración, como fusionar MSC y VLR, o combinar HLR, EIR y AUC. Sin embargo, para que los equipos producidos por varios fabricantes sean universales, las conexiones de los componentes anteriores deben cumplir estrictamente con los estándares de interfaz especificados. El sistema GSM sigue el estándar de interfaz de la Red Pública de Comunicaciones Móviles Terrestres (PLMN) recomendado por el CCITT y utiliza la señalización N° 7 para admitir la interfaz PLMN para la transmisión de datos requerida. ***Puntos:

1) La interfaz entre la estación móvil y la estación base (Um);

2) La interfaz entre la estación base y el centro de conmutación móvil (A);

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3) La interfaz (ABis) entre la estación transceptora base y el controlador de la estación base (esta interfaz se utiliza cuando la estación transceptora base y el controlador de la estación base no están configurados juntos); );

4) Móvil La interfaz entre el centro de conmutación y el registro de ubicación de visita (B);

5) La interfaz entre el centro de conmutación móvil y el registro de ubicación de origen (C );

6) Ubicación de inicio La interfaz entre el registro de ubicación y el registro de ubicación de acceso (D)

7) La interfaz entre el centro de conmutación móvil (E

8) El centro de conmutación móvil y el registro de identificación del dispositivo La interfaz entre (F);

9) La interfaz entre los registros de ubicación de acceso (G)

.

Las regulaciones detalladas sobre los estándares de interfaz se pueden encontrar en los estándares GSM y no se presentarán aquí. 1) División regional Desde la perspectiva de la ubicación geográfica, el sistema GSM se divide en área de servicio GSM, área comercial de red móvil terrestre pública (PLMN), área de control de conmutación móvil (área MSC), área de ubicación (LA), área de estación base y celúla.

*El área de servicio GSM está formada por todos los países miembros de GSM conectados en red. Siempre que los usuarios móviles estén dentro del área de servicio, pueden obtener diversos servicios del sistema, incluido completar el roaming internacional.

*Área de negocio PLMN

La red móvil terrestre pública (GSM/PLMN) compuesta por el sistema GSM se encuentra a nivel de centrales tándem internacionales o nacionales. Esta área es el negocio PLMN. Puede interconectarse con la Red Pública Conmutada de Telecomunicaciones (PSTN), la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) y la Red Pública de Datos (PDNN). Dentro de esta área existen diferentes métodos de numeración y planes de enrutamiento. Un área comercial de PLMN incluye múltiples áreas comerciales de MSC y puede incluso extenderse por todo el país.

*Área de negocio MSC

En esta área existen diferentes métodos de numeración y planes de enrutamiento. El área controlada por un centro de conmutación móvil se denomina área de servicio MSC. Un área de MSC puede consistir en una o más áreas de ubicación.

*Área de ubicación

Cada área comercial de MSC se divide en varias áreas de ubicación (LA). El área de ubicación se compone de varias áreas de estaciones base, que están conectadas con una o varias áreas base. controladores de estaciones (BSC). Cuando la estación móvil se mueve dentro del área de ubicación, no se requiere actualización de ubicación. Al localizar a un usuario móvil, todas las estaciones base en el área de ubicación pueden enviar señales de localización al mismo tiempo. En el sistema, el área de ubicación utiliza el código de identificación del área de ubicación (LAI) para distinguir diferentes áreas de ubicación en el área comercial de MSC.

*Área de estación base

Generalmente se refiere al área de varias celdas controladas por un controlador de estación base, que se denomina área de estación base.

*Célula

Una célula también se llama área celular. La forma ideal es un hexágono regular. Una célula contiene una estación base que contiene varios receptores y transmisores. Proporcionar una cobertura efectiva. El alcance está determinado por factores como la potencia de transmisión y la altura de la antena, y generalmente es de varios kilómetros. La estación base puede ubicarse en el centro de un hexágono regular y usar una antena omnidireccional, que se llama excitación central. También puede ubicarse en los vértices de un hexágono regular (apartados) y usar 120 grados o 60 grados; antenas direccionales, lo que se llama excitación de vértice.

Si el volumen de tráfico en la celda aumenta bruscamente, la celda se puede reducir (dividir en cuatro). La nueva celda se conoce comúnmente como "celda pequeña" y se denomina división de celda en la red celular.

2) Número de identificación

La red GSM es muy compleja e incluye sistemas de conmutación, subsistemas de estaciones base y estaciones móviles. Los usuarios de dispositivos móviles pueden realizar llamadas continuas con usuarios de redes telefónicas locales, usuarios de redes digitales de servicios integrados y otros usuarios de dispositivos móviles, por lo que deben tener múltiples números de identificación.

1gt; Identidad de abonado móvil internacional (IMSI)

La identidad de abonado móvil internacional se utiliza para identificar a los usuarios en la red GSM/PLMN, denominada código de identificación de usuario. Recomendaciones GSM, IMSI La longitud máxima es de 15 dígitos decimales.

MCC MNC MSIN/NMSI

3 dígitos 1 o 2 dígitos 10-11 dígitos

MCC-Código de país móvil, 3 dígitos. Por ejemplo, el MCC de China es 460.

Número de red móvil MNC, hasta 2 dígitos. Se utiliza para identificar la red de comunicaciones móviles doméstica (PLMN).

Número de identificación de suscriptor de MSIN-Mobile. Se utiliza para identificar usuarios móviles en redes de comunicaciones móviles.

NMSI-Identidad Nacional de Suscriptor Móvil. Consta de un número de red móvil y un código de identificación de usuario móvil.

2gt; Código de identidad temporal de usuario (TMSI)

Por razones de seguridad, se utiliza TMSI en lugar de IMSI cuando se transmiten códigos de identificación de usuario por aire, porque TMSI solo es válido localmente (es decir, es decir, en el área MSC/VLR), su estructura de composición la selecciona el departamento de gestión, pero la longitud total no supera los 4 bytes.

3gt; Identidad Internacional de Equipo Móvil (IMEI)

IMEI es un número único que se utiliza para identificar dispositivos móviles. Se utiliza para monitorear dispositivos móviles de este tipo robados o no válidos,

TAC - Código de aprobación de tipo (TAC), asignado por el Centro Europeo de Homologación de Tipo. Los primeros 2 dígitos son el código del país. (Por ejemplo: Nokia, Ericsson, Motorola y los códigos de aprobación de varios modelos diferentes son diferentes. Al igual que Ericsson, GH388 y GF388 son diferentes, aunque la única diferencia es si tienen cubierta; pero siempre que sean iguales Modelo, los primeros seis dígitos deben ser iguales, si no, ¡puede ser una falsificación!) FAC - Código de ensamblaje final (FAC) El código de ensamblaje final, que indica el fabricante o el lugar de ensamblaje final, es codificado por el fabricante. Por ejemplo, 40 es una fábrica de Motorola en el Reino Unido (UK), 07 también es una fábrica de Motorola en Alemania y 67 también es una fábrica en los Estados Unidos. Para Nokia, FAC es 51.

SNR - Número de serie (SNR), identifica de forma independiente y única cada dispositivo móvil TAC y FAC, por lo que el SNR de un mismo modelo de una misma marca no puede ser el mismo.

SP - Código de respaldo de repuesto, generalmente 0.

4gt; número PSTN/ISDN de estación móvil (MSISDN)

MSISDN se utiliza para marcar números desde la Red Pública de Telecomunicaciones Conmutada (PSTN) o la Red Digital de Servicios Integrados (ISDN) al Sistema GSM La composición es la siguiente:

MSISDN=CC NDC SN (la longitud total no supera los 15 dígitos)

CC=código de país (por ejemplo, 86 para China), NDC. =código de área nacional, SN=Número de usuario

5gt;Número de roaming de estación móvil (MSRN)

Cuando la estación móvil se desplaza al área de servicio de otro centro de conmutación móvil, el El centro de conmutación móvil asignará un número de itinerancia temporal al número de estación móvil, utilizado para el enrutamiento. El formato del número de itinerancia es el mismo que el formato del número PSTN/ISDN de la estación móvil en la ubicación visitada. Cuando la estación móvil abandona el área, tanto el registro de ubicación visitada (VLR) como el registro de ubicación local (HLR) necesitan eliminar el número de itinerancia para que pueda reasignarse a otras estaciones móviles.

El proceso de asignación de MSRN es el siguiente:

Los usuarios locales envían números MSISDN a GSMC y HLR a través de la red pública de telecomunicaciones conmutada. El HLR solicita al MSC/VLR visitado que asigne un número de itinerancia temporal y luego envía el número al HLR después de la asignación. Por un lado, el HLR envía los parámetros relevantes de la estación móvil al MSC, tales como la Identidad de Abonado Móvil Internacional (IMSI), por otro lado, el HLR informa al GMSC del número de itinerancia de la estación móvil; el GMSC puede seleccionar la ruta y completar el usuario-gt local; GMSC-gt; la estación móvil continúa la tarea;

6gt; Identificador de área de ubicación (LAI)

LAI se utiliza para actualizaciones de ubicación de usuarios móviles. LAI=MCC EMN ALC. MCC=Código de país móvil, identifica el país, igual que los tres dígitos en IMSI. MNC=número de red móvil, identifica diferentes redes GSMPLMN y es el mismo que el MNC en IMSI. LAC=número de área de ubicación, identifica un área de ubicación en la red GSMPLMN. La longitud máxima de LAC es de 16 bits y se pueden definir 65536 áreas de ubicación diferentes en un GSMPLMN.

7gt; Identificador global de celda (CGI)

CGI se utiliza para identificar una celda dentro de un área de ubicación. Agrega un código de identificación de celda (CI) después del código de identificación de área de ubicación (LAI)

CGC=MCC MNC LAC CI.

CI=Código de identificación de celda, que identifica una celda en un área de ubicación, con un máximo de 16 bits.

8gt; Código de identificación de estación base (BSIC)

Las estaciones móviles utilizan el BSIC para identificar diferentes estaciones base vecinas. El BSIC utiliza codificación de 6 bits.