Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali.

Az előadások a következő témára: "Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali."— Előadás másolata:

1 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 280. fólia 15. A mobilszolgáltatás kapcsolás- és jelzéstechnikája (rövid áttekintés)

2 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 281. fólia Mobilszolgáltatói fogalmak PLMN (Public Land Mobile Network) A közcélú, földfelszíni mobilszolgáltatás rádiócellás távközlőhálózatának angol neve. Minden mobilszolgáltatónak saját PLMN-je és központi adatbázisa (HLR) van. MSISDN (Mobile Subscribes ISDN number) Egy mobilkészülék (MS) nemzetközi hívószáma (pl. egy magyarországi, T-Mobil előfizető MSISDN-je: +36 30 abcdefg) SA (Service Area) A PLMN-en belül kialakított, egy-egy mobilszolgálati kapcsolóközpont (MSC) által kiszolgált körzet (szolgáltatási terület) neve. A terület mérete és kialakítása az előfi- zetők (ügyfelek) várható számától, az ennek alapján becsült forgalom várható mérté- kétől, illetve egyéb tényezőktől függ. LA (Location Area) Egy bázisállomás körsugárzó vagy szektorsugárzó adó-vevője (BTS) által lefedett helyzetmeghatározási (lokációs) terület, amely rendszerint egy, esetenként néha több rádiócellát (BA) foglal magába. Minden LA-nak saját azonosító kódja (LAI = LA Identity) van, amelyet az LA bázisállomása a jelzéscsatornában folyamatosan sugá- roz, és az LA-ban tartózkodó MS-ek (mobilkészülékek) ezt érzékelik és tárolják a SIM kártyájukon. LAI (Location Area Identity) Az LA lokációs terület azonosító kódszáma.

3 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 282. fólia Mobilszolgáltatói fogalmak (folytatás) MS (Mobile Station) A mobilszolgáltatók ügyfelei (előfizetői) által használt mobil végberendezések összefoglaló elnevezése. Valamennyi MS egy mobiltelefonból (ME = Mobile Equipment), és az abba behelyezendő azonosító modul-kártyából (SIM = Subscriber Identity Modul) áll. A SIM kártya a készülék azonosítókódját, hívószámát, a szolgáltató adatait, valamint egyéb, a forgalomból és a készülékkel való helyváltoztatásból adódó adatokat tartalmaz. Minden bekapcsolt állapotú MS a pillanatnyi helyzetéből adódó rádiócella adó-vevő állomásán (BTS) keresztül tartja a kapcsolatot a PLMN-nel. MSC (Mobile services Switching Center) Az MSC olyan TPV, mobilszolgálati kapcsolóközpont, amely egy rádiócellák- kal lefedett szolgáltatási terület (SA) kapcsolási feladatait látja el, és amely összeköttetések létrehozásán kívül jelzéshálózati funkciókat (jelzések kapcsolását és kezelését), a lokációs területen (LA) belül tartózkodó MS-ek cella-pozíciójának regisztrálását (BA), és ún. „handover” (HO) műveleteket végez el. GMSC (Gateway MSC) A GMSC olyan MSC, amely egy PLMN-t más hálózatokkal kapcsol össze, és az ezzel összefüggő jelzési és egyéb (átjárási) feladatokat látja el.

4 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 283. fólia Mobilszolgáltatói fogalmak (folytatás) HLR (Home Location Register) A HLR a szolgáltató (PLMN) adatbázisa, amely az adott PLMN honos ügy- feleinek (tehát a szolgáltatónál bejegyzett ügyfeleknek) különböző állandó, illetve változó jellegű adatait tárolja. Ilyen állandó jellegű adat pl. az előfizető előfizetéskor kapott hívószáma és készülékének (MS) azonosítója, az előfizető neve, címe és szolgáltatási jogosultságai stb., míg változó jellegű adat pl. az MS aktuális (bekapcsolt, kikapcsolt, szabad, foglalt vagy letiltott) állapota, valamint az MS aktuális hálózati pozíciója (lokációs adata). VLR (Visitor Location Register) A VLR egy adott MSC-hez rendelt kiszolgálási terület (SA) adatbázisa, amely az MSC által ellátott területre érkező ügyfelek, a „látogatók” nyomon követését támogatja. A VLR tehát tárolja az MSC területén pillanatnyilag tartózkodó valamennyi kiszolgált MS minden azonosítási adatát, szolgáltatási jogosultságát stb., valamint az MS-ek aktuális lokációs azonosítóját (a rádiócella helyzet-meghatározó kódját). A VLR adatait használva minden MSC érzékelni tudja a kiszolgálási területre újonnan érkező, az éppen ott tartózkodó, illetve az onnan távozó MS-ek lokációs, valamint minden azonosító adatát, és ezt az információt továbbítja az érintett szolgáltatók HLR adatbázisának (frissíti a HLR-ek tartalmát).

5 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 284. fólia Mobilszolgáltatói fogalmak (folytatás) BSS (Base Station Subsystem) A BSS bázisállomás alrendszer feladata a vele kapcsolatba került MS-ek cellán belüli valamennyi rádiós funkciójának megvalósítása, illetve támogatása. E feladat teljesítését a BSS két alkotóeleme, a BTS, illetve a BSC egység támogatja. BTS (Base Transceiver Station) A bázisállomás adó-vevő egysége teszi lehetővé, hogy a rádiócella területén belül lévő MS-ek kétirányú, vezeték nélküli kapcsolatba kerülhessenek a PLMN- nel. A rádiócellán belüli egyidejű rádiós kapcsolatok számát a BTS-ben lévő adó-vevők száma korlátozza. BSC (Base Station Controller) A BSC egy vagy több BTS működését is képes vezérelni, illetve felügyelnii. Feladatai ellátásához a BSC egyrészt a cellán belüli MS-ekkel, másrészt a lokációs terület MSC-jével tart fenn jelzéskapcsolatot. BA (Base station Area) A BTS adó-vevő egysége által lefedett rádiócella neve. Körsugárzós BTS esetén ez egyetlen, szektorsugárzós BTS esetén három rádiócellát jelent.

6 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 285. fólia Mobilszolgáltatói fogalmak (folytatás) AUC (AUthentication Center ) Az AUC a HLR-hez csatlakozó hitelesítő (autentikációs) adatbázis, amely a hálózat használóinak hitelességére és a szolgáltatások biztonságára vonatkozó adatokat tárolja. Az AUC minden, a HLR-ben regisztrált mobil előfizetőhöz őriz egy azonosító kódot, amelyet az előfizetők hitelesítéséhez, illetve a rádiós út titkosításához használ fel. Az AUC-ban őrzött adatok a szolgáltató hálózatának védelmét szolgálják különböző csalási kísérletekkel szemben, azok megakadályozása céljából. EIR (Equipment Identity Register ) A mobilkészülékeket azonosító adatbázis, amely az azokba gyárilag beírt IMEI (International Mobile station Equipment Identity) kód alapján lehetővé teszi a készülékek listák szerinti osztályozását. Az EIR-ben három lista létezik: Fehér lista: a GSM rendszert elfogadó országokban típusjóváhagyást kapott és helyesen működő készülékek IMEI kódjának jegyzéke. Szürke lista: Az olyan készülékek IMEI kódjának jegyzéke, amelyeknek van típusjóváhagyásuk, de műszaki problémák miatt megfigyelés alatt vannak. Fekete lista: a lopás vagy működési problémák miatt letiltott készülékek IMEI kódjának jegyzéke.

7 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 286. fólia Mobilszolgáltatói fogalmak (folytatás) Handover [HandOver (HO) process] Egy PLMN-en belül, a rádiócellák, illetve a rádiós hálózatrészek közötti hívásátadás (forgalmazás alatti cellaváltás) műveletének angol neve. MoU (Memorandum of Understanding) Két, főként külföldi (de lehet belföldi is) szolgáltató között megkötött együtt- működési megállapodás angol rövidítése. Roaming (Roaming service) Roaming service, a.m. barangolás szolgáltatás: a PLMN-ek közötti handover lehetővé tétele, vagyis annak megengedése, hogy egy MS használója (előfi- zetője) korlátozás nélkül mozoghasson két PLMN (két szolgáltató) lefedési területe között. Magyarországon belföldi roaming nincs (a szolgáltatók nem kötöttek ilyen tárgyú MoU-t), mert mindhárom szolgáltató hálózata lefedi az ország teljes, viszonylag kis kiterjedésű területét, így nem lenne értelme a MoU-nak. A hazai szolgáltatók és a külföldi szolgáltatók között azonban létezik nemzetközi roaming szolgáltatást lehetővé tevő MoU. MSRN (MS Roaming Number) Egy VLR-ben létrehozott és ott őrzött ideiglenes azonosító kód, amely egy MS-nek az érintett MSC lefedési területén belüli pozícióját adja meg.

8 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 287. fólia Mobilszolgáltatók közötti kapcsolat (Roaming szolgáltatás) PLMN - 3 PLMN - 2 PLMN - 4 PLMN -1 Roaming szerződés (MoU) Roaming szerződés (MoU) Belföldi szolgáltatók Külföldi szolgáltatók A hazai szolgáltatók eddig csak külföldiekkel kötöttek Roaming szerződést (MoU-t), egymással nem

9 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 288. fólia Mobilszolgáltatói fogalmak (folytatás) IMEI (International Mobile station Equipment Identity) Az IMEI az EIR által létrehozott, a GSM készülékek nemzetközileg jóváhagyott, 15 digitből álló, a PLMN-ben használatban lévő MS-eket azonosító kód. Az IMEI az MS típusát és gyártóját megadó kódszámot, valamint a gyártás sorozatszámát foglalja magába. Az IMEI alapján lehetővé válik a készülékek listák szerinti osztályozása és ellenőrzése: Fehér lista (white list): azoknak a GSM készülékeknek a jegyzéke, amelyek korlátozás nélkül használhatók a GSM hálózatokban. Szürke lista (gray list): Azoknak a GSM készülékeknek a jegyzéke, amelyek használata a GSM hálózatokban valamilyen (pl. műszaki) okból korlátozott. Fekete lista (black list): a GSM hálózatok használatából teljes körűen kitiltott (pl. lopott vagy műszakilag alkalmatlan) mobilkészülékek IMEI kódjának jegyzéke. IMSI (International MS Identity) Az adatbázisok (HLR, VLR) számára létrehozott, nemzetközileg szabványosított 9 oktetből álló azonosító kódszám, amelynek alapján a világ GSM szolgáltatóinak adatbázisai egységes rend szerint tarthatják nyilván a náluk permanensen vagy ideiglenesen tartózkodó előfizetőket, illetve használókat. TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) A TMSI egy max. 4 oktetből álló, gyártó-függő és csak a PLMN-en belül használatos ideiglenes azonosító, amelyet a VLR hoz létre az IMSI helyettesítésére, amikor egy MS-t beléptet egy LA-ba, és ettől kezdve az hosszú IMSI helyett a rövidebb TMSI-vel címezi az MS-nek szóló, vagy az onnan jövő jelzéseket, üzeneteket.

10 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 289. fólia Mobilszolgáltatói azonosító kódok IMEI = TAC + FAC + SNR TAC = Type Approval Code (a.m. készüléktípus kódja) FAC = Final Assembly Code (a.m. készülékgyártó kódja) SNR = Serial Number (a.m. gyártási sorozatszám) LAI = MCC + MNC + LAC MCC = Mobile Country Code (a. m. mobilhálózatok ország-azonosító kódja) MNC = Mobile Network Code (a.m. országon belüli PLMN-azonosító kód) LAC = Location Area Code (a.m. PLMN lokációs körzetét azonosító kód) IMSI = MCC + MNC + MSIN MSIN = Mobile Subscr. Identification Number (a.m. PLMN-előfizetőt azonosító kód) CGI = LAI + CI (Cell Global Identity, a.m. rádiócella globális azonosító kódja) CI = Cell Identity (a.m. PLMN-rádiócellát azonosító kód)

11 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 290. fólia Szolgáltatási területek hierarchiája Mobilszolgáltatók országos szolgáltatói/lefedési területe (az összes belföldi szolgáltatóé) Egyetlen mobilszolgáltató szolgáltatói/lefedési területe (PLMN/HLR) MSC/VLR szolgáltatói/lefedési területe Service Area (SA) Lokációs / helymeghatározói terület Location Area (LA) GSM MoU tagországok teljes területe (nemzetközi GSM szolgáltatás) Rádió-cella Base station Area (BA)

12 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 291. fólia = körsugárzós bázisállomás (bázis-adóvevő) Körsugárzó antenna és az általa ténylegesen lefedett rádiócella Körsugárzó antennával lefedett rádiócella szimbolikus ábrázolása Szektorsugárzó antenna és az általa ténylegesen lefedett rádiócella Szektorsugárzó antennával lefedett rádiócella szimbolikus ábrázolása Rádiócellák értelmezése és ábrázolása Rádiócella = Base station Area (BA) = szektor-sugárzós bázisállomás (bázis-adóvevő) 120 o

13 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 292. fólia Síkvidéki GSM antennatornyok

14 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 293. fólia Városi, háztetőre helyezett GSM antennák Szektorsugárzó antennák: BTS a háztetőn:

15 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 294. fólia BTS 75MHz Downlink 1805 MHz 1880 MHz f1f1 f2f2 f3f3 Downlink 935 MHz 960 MHz 25MHz A BTS és MS közötti FDMA/TDMA kapcsolat Downlink Uplink MS BSC 45MHz GSM900 frekvencia-kiosztása (FDMA) GSM1800 frekvencia-kiosztása (FDMA) f1f1 f 374 f2f2 f3f3 Uplink 1710 MHz1785 MHz 95MHz 01234567 GSM TDMA időrések GSM keret = 8×577 = 4616  s Uplink 890 MHz 915 MHz f 124 CH 900 =124×8 = 992 fizikai csatorna CH 1800 =374×8 = 2992 fizikai csatorna 0,2 MHz

16 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 295. fólia A BTS – MS interfész FDMA/TDMA kombinált átviteli struktúrájának értelmezése Vivőfrekvenciák Időrések TDM keretidő = 8 időrés = 4616  s Egy időrés (TS) hossza = 477  s f1f1 f2f2 f3f3 fNfN TS 0 12 TS 7 5346 Időrésenként használható fizikai csatornák (N db/időrés) TS = Time Slot GSM 900 esetén N = 124 GSM 1800 esetén N = 374

17 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 296. fólia Fizikai és logikai csatornák Az alkalmazható vivők, illetve időrések kombinációiból fizikai csatornákat különböztethetünk meg Az időrésekben továbbított információtól függően beszélhetünk logikai csatornákról is. A GSM-ben tízféle logikai csatorna-típust különböztethetünk meg. A logikai csatornák tulajdonságaik alapján két kategóriába sorolhatók: –forgalmi csatornák (traffic channels), illetve –vezérlő vagy jelzéscsatornák (control channels) kategóriájába. A logikai csatornákon történő információátvitel megvalósulhat –pont-pont összeköttetésben (egy BTS és egy MS között) vagy –pont-többpont összeköttetésben (egy BTS és több MS között) Az átvitel iránya lehet uplink vagy downlink, de lehet kétirányú (duplex) is.

18 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 297. fólia Logikai csatornák főbb típusai A fizikai csatornákon belül működtetve, 10-féle logikai csatornát külön- böztethetünk meg: Forgalmi csatornát (Traffic CHannel – TCH) A TCH-k a digitalizált (kódolt) előfizetői beszédjel, illetve előfizetői adatjel bitjeit hordozzák. A TCH-k kétirányúak, és pont-pont típusú kapcsolatban működnek. 9-féle jelzéscsatornát (Control CHannels – CCH) A CCH-kból – működésük szerint – az alábbiak léteznek: 3-féle folyamatosan sugárzott jelzéscsatorna (Broadcast CHannels – BCH), 3-féle közös jelzéscsatorna (Common Control CHannels – CCCH) és 3-féle egyéni jelzéscsatorna (Dedicated Control CHannels – DCCH)

19 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 298. fólia A jelzéscsatornák főbb tulajdonságai A BCH-kat a rádiócellák bázisállomásai folyamatosan, downlink irányban, pont- többpont típusú kapcsolatban sugározzák, a rádiócella egy adott frekvenciájú vivőjén. A rádiócellában tartózkodó valamennyi MS tehát venni tudja ezeket a csatornákat, és reagálni is tud a tartalmukra. Háromféle BCH létezik: frekvenciakorrekciós csatorna (FCCH), szinkronizáló csatorna (SCH) és általános broadcast jelzéscsatorna (BCCH). A CCCH-k pont-pont típusú kapcsolatban működnek. Valamennyi CCCH vivője közös a mobilkészülékek számára, de a vivők által hordozott információ csak egy kiválasztott MS-re vonatkozik. Háromféle CCCH-t ismerünk. A kereső (paging) csatorna (PCH) és a hozzáférést felkínáló (access grant) csatorna (AGCH) downlink irányú, míg a véletlen elérésű (random access) csatorna (RACH) uplink irányban működik. A DCCH-k ugyancsak pont-pont típusú kapcsolatban, de kétirányúan működnek. Feladatuk a kapcsolatok felépítéséhez, valamint, a handover folyamatok megvalósításához szükséges jelzések továbbítása, vagyis a folyamatos beszéd-, illetve adatátvitel minden körülmények között való biztosítása. DCCH-ból ugyancsak 3-féle létezik:

20 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 299. fólia Lokációs terület (LA = Location Area) Önálló körsugárzó antennák esete (LA 1 = BA 1 ; LA 2 = BA 2 ; LA 3 = BA 3 ) Három 120 o -os, szektor-sugárzó antenna esete (LA = BA 1 + BA 2 + BA 3 ) BA1 BA3 BA2 BA1 BA2BA3 = körsugárzó antennát alkalmazó bázis-állomás (BSS = BTS + BSC) BSC-hez MSC-hez 120 o BSS 1 BSS 2 BSS 3 BSS = három, 120 o -os szektor-sugárzó antennát alkalmazó bázisállomás (BSS = 3×BTS + BSC) BSS BA = Base station Area [a.m. bázisállomás által lefedett terület (rádiócella)] BSS

21 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 300. fólia LA és MSC kapcsolata BTS x 1-es szektor BA x -1 2-es szektor BA x -2 3-as szektor BA x -3 1 2 3 BSC x Szektorsugárzó antennák MSC BSS x LA x LA 1 LA max x 1 m Másik MSC-hez

22 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 301. fólia BA7 BA8 BA3 BA1 BA2 BA4 BA6 BA11 BA10 BA 9 BA5 BA12 Mobilszolgáltatói funkcionális egységek MSC-1 MSC-2 MSC-3 MSC-4 SA-1 SA-2 SA-3 SA-4 SA-i = BA1+BA2+…+BA12 = LA1 + … + LA4 MSC-i Mobilszolgáltatói közcélú hálózat (PLMN) Az i-edik szolgáltatói terület (SA-i) BSS-1 BSS-2 BSS-4 BSS-3

23 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 302. fólia A GSM-ben alkalmazott főbb protokollok LAPDm – Link Access Protocol on the Dm channel Módosított D-csatornán alkalmazott Link Access Protocol, amely a CM, RR és MM protokollok jelzéseit képes továbbítani. CM – Communication Management Kapcsolatfelépítéseket szervező protokoll, amely ennek a tevékenységnek keretében az SS, CC és SMS szolgáltatások jelzéseit kezeli: CC (Call Control) – híváskezelő folyamatok kezelése SS (Supplementary Services) – kiegészítő szolgáltatások kezelése SMS (Short Messages Service) – SMS üzenetek küldése és vétele RR – Radio Resource management A rádiós kapcsolatok felépítését, azok fenntartását és lebontását kezeli. MM – Mobility Management A tartózkodási pozíciók adatainak frissítését, a handover folyamatokat és a regisztrációs (bejelentkezési) eljárásokat kezeli. BSSAP – Base Station Subsystem Application Part A BSS funkcionális elemeinek vezérlését, jelzéseik kezelését végzi.

24 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 303. fólia GSM jelzésprotokoll-rétegek struktúrája Rádiós kapcsolat MS MSC/VLR BSS BTSBSC MS alkalmazói programok LAPDm TDMA CM MM RR BTS alkalmazói programok TDMA LAPDm RR BSC alkalmazói programok MTP BSSAP SCCP MSC/VLR alkalmazói programok MTP CM MM BSSAP SCCP Vezetékes kapcsolat 1-es réteg 2-es réteg GSM 3-as réteg Abis if. A if.Air if.

25 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 304. fólia NMS RSS NSS adatbázisa BSS NSS BTS PSTN MSC VLR HLR AUC EIR GSM rendszer funkcionális egységei és interfészei BSC NSS = Network and Switching Subsystem RSS = Radio SubSystem SIM ME MS SIM ME MS MSC VLR MAP BSSAP LAPD LAPDm ISUP MAP A if. A-bis if. Air if. Interfészek: Air: rádiókapcsolati GSM if. A: nemzetközi GSM if. A-bis: gyártófüggő GSM if. MSC VLR ISUP TCAP NMS = Network Management Subsystem GMSCOMC

26 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 305. fólia OMC VLR-2 VLR-1 HLR Cellás GSM hálózat felépítése BA7 BA8 BA9 BA3 BA1 BA2 BA4 BA5 BA6 BA11 BA12 BA10 PSTNPLMN Rádiós kapcsolat Mobiltelefon (MS) PLMN szolgáltatási területének határa GMSC Beszéd- és SS7 csatornák EIR MSC-1 szolgáltatási területe (SA1) MSC-2 szolgáltatási területe (SA2) SS7 MSC-2 MSC-1 BSS-3 BSS-2 BSS-1 BSS-4 AUC

27 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 306. fólia PLMN kiválasz- tása a körzet- szám alapján: Helyzet-meghatározás (lokáció) lépései (hívás a PSTN-ből egy PLMN-be) BSS i PLMN (GMSC) PLMN (GMSC) PLMN (GMSC) HLR MSC 1 VLR 1 MSC x VLR x MSC n VLR n BSS 1 BSS m MS mobiltelefon hívása a PSTN-ből: hívószám = 30/abcdefg 30 LA k Hívás indítása a PSTN-ben MSC x a VLR x adatai alapján kiválasztja azt a BSS i -t, amelyen belül (LA k -ban) található a hívott MS. PSTN 20 70 BA 1 BA 2 BA 3 A hívást fogadó GMSC a szolgáltató HLR-jéből megkapja a hívott MS lokációs adatait: SA → x; BSS → i; LAI → k GMSC kapcsolja az SA x MSC-jét, vagyis MSC/VLR x -et. A VLR x adatai alapján MSC x kapcsolja LA k -t, és azon belül (BA 2 ) felcsengetteti, majd jelentkezés után kapcsolja a hívott MS-t.

28 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 307. fólia Mobil állomás (MS) lehetséges forgalmi állapotai MS kikapcsol MS bekapcsol MS nyugalmi (idle) állapotban van MS forgalmaz –hívást kezdeményez –foglalt állapotban van –kapcsolatot bont MS forgalmazás közben rádiócellát vált (handover esete) MS barangol MS cellát választ Location update művelete –két LA közötti mozgásnál (SA-n belüli mozgás) –két SA közötti mozgásnál

29 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 308. fólia Jelzésváltások az MS bekapcsolásakor (regisztráláskor) MS SIM BSC MSC VLR1257810 EIR HLR AUC 31241196 Jelzések: 1 – a sugárzott LAI vétele 2 – LAI beírása a SIM-be 3 – Válasz a BTS-nek IMSI-vel 4 – MSC veszi az IMSI-t 5 – VLR veszi és értékeli IMSI-t 6 – VLR átadja IMSI-t a HLR-nek BTS 7 – Azonosítás kérése EIR-től 8 – Hitelesítés kérése AUC-től 9 – VLR értesítése: minden O.K. 10 – Nyugtázás indítása MS felé 11 – Nyugtázás átadása BTS-nek 12 – Bejelentkezés elfogadása

30 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 309. fólia A handover folyamata MS mozgásának iránya BTS LA-1 LA-2 Anchor (horgony) MSC/VLR Relay (váltó) MSC/VLR BSC Handover határvonala 1) Az MS-nek mozgás közben csatornát (TCH-t) kell tudni váltania, hogy mindig jó maradjon az átvitel minősége. 2) Mozgás közben az MS ezért folyamatosan méri a kiszolgáló és a szomszédos cellák általa észlelt downlink vivőparamétereit, ezekről listát készít, és azt periodikusan elküldi a kiszolgáló BTS- en át a BSC-nek, kiértékelés céljából. A BTS az uplink vivőparamétereket méri, és azok is a BSC-be jutnak. 3) A BSC-ben eljárás indul a kétféle lista alapján, amelynek eredménye handover folyamat lehet, ha a mért eredmények (pl.a bit-hibaarány – BER eredménye) ezt megköveteli. 4) A handover a „horgony MSC” és az „új MSC” között, a VLR-ek közreműködé- sével megy végbe, az eredményről a HLR is kap értesítést HLR MSC VLR MSC VLR MS

31 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter 310. fólia PLMN-ek közötti hívások PLMN „I” PLMN „II” PSTN/ISDN T T T BTS BSC GMSC BTS BSC GMSC HLR MSC/VLR HLR MSC/VLR MS (I) MS (II)