Ministerul Educaiei Republica Moldova

Universitatea Tehnic a Moldovei

Facultatea Inginerie i Management n Electronic i Telecomunicaii

Catedra TLC

Dare de seam

la lucrarea de laborator 3Disciplina: Comunicaii mobile

"Studierea constructiei statiei de baza de tipul RBS (Radio Base Station) model ERICSSON"

A efectuat

Semntura_________

Mirza V.

studentul gr. TLC-112

A verificat

Semntura_________

Griza V.l. asistentChiinu 20141. Scopul lucrrii: studierea schemei-bloc, componentelor constructiei statiei de baza tipul RBS (Radio Base Station) model Ericcson si functiile lor.2. Obiectivele lucrarii: studentul urmeaza sa studieze si sa memorizeze toate partile componente ale unei statii de baza moderne pentru sistemele de comunicatii mobile de generatia a doua (pe baza sistemului GSM), interconectarea componenteleo si functiile lor in regim de emisie si receptie.3. Raspunsuri la intrebarile de control:1. Enumerati principalele subsisteme ale arhitecturii sistemului GSM conform cerintelor firmei ERICSSON.Statia de baza de tipul RBS model ERICSSON pentru sistemul GSM este o statie de baza ce deserveste toti abonatii de pe teritoriul unei celule ,pentru un system de telefonie GSM ce cuprinde benzile de frecventa GSM 900,1800,1900.Modelul sistemului ERICSSON pentru o retea GSM este divizat in 3 subsisteme majore: (BSS) subsistemul statiilor de baza ,(SS)subsistemul de comutare si (OSS) subsistemul de operare si suport.

Fig.1 Subsistemele arhitecturii GSM2. Explicati functiile MSC si GMSC in SS.

Centrul de comutare al serviciilor mobile (MSC) execut funciile de comutare telefonic a sistemului. El controleaz apelurile ctre un echipament terminal i de la un alt echipament terminal al retelei date sau al altei retele sau sistem de transmisiuni de date. El executa, de asemenea, functii de: taxare, interfaa de retea, canal comun de semnalizare i altele.Portalul de Intrare al Centrului de Comutatii Mobile GMSC este un nod utilizat pentru a interconecta 2 retele. Portalul este adesea pus in aplicare intr-un MSC. Acest tip de configurare este in continuare denumit ca Portal MSC .Toate MSC-urile in retea pot funcdona ca un portal de intrare GMSC.

3. Explicati functiile VLR in SS.

Registrul pentru utilizatorii vizitatori (VLR) este o baza de date, ce conine informaia despre abonaii temporari pe teritoriul deservit de catre un MSC i aceast baza de date este necesar pentru MSC ca acesta sa deserveasca abonaii vizitatori. VLR este intotdeauna integrat cu MSC. Cind statia mobil se deplaseaz printr-o nou arie MSC, VLR conectat la acest MSC va solicita date despre statia mobila de la HLR, unde a fost pentru prima data inregistrat acest ME. Mai tirziu, daca statia mobila va efectua un apel, VLR va avea informafia necesara pentru rutarea apelului fr a interoga HLR de fiecare data.

4. Explicati functiile AuC in SS.Unitatea numit Centrul de Autentificare (AuC) furnizeaza parametrii de autentificare i criptare, care verifica identitatea utilizatorului i asigura confidentialitatea fiecarui apel. AuC protejeaza operatorul refelei de diferite tipuri de fraude, utilizate in lumea telefoniei celulare de azi. AuC poate fi implementat de obicei in HLR.

5. Explicati functiile EIR in SS.Registrul de Identitate al Echipamentului (EIR) este o baza de date, ce contine informatia despre identitatile echipamentului mobil, care poate bloca apelurile de la, sau catre stafiile mobile fiirate, neautorizate ori defecte. AuC si EIR sunt implementate ca noduri de sine statatoare sau ca un nod combinat AuC/EIR.

6. Explicati functiile DTI in SS.

Unitatea de Interactiune a Transmisiei Datelor (DTI) cuprinde atit hardware cit si software, care ofera o interfata pentru diferite refele de comunicafii de date. Prin DTI utilizatorii pot alterna intre voce si date in timpul aceluiasi apel. Functiile sale principale includ: cartela adaptor pentru modem si fax si capaciatea de a efectua adaptarea rapida.7. Explicati functiile ILR in SS.

Registrul de Localizare a Interactiunii (ILR) este un produs, care exista in reteaua GSM 1900. ILR face posibil roamingul inter-sistem cu reteaua AMPS - Advanced Mobile Phone System - Sistem Avansat de Telefonie Mobila (SUA), adica e posibila calatoria in ambele retele AMPS i GSM1900 cu posibilitatea efectuarii comunicatiei continue - prin intermediul procedurii de hand-over inter-retea (daca intre operatorii corespunzatori AMPS si GSM exista o intelegere reciproca). ILR este compus din HLR al sistemului AMPS si VLR al sistemului GSM 1900.

8. Explicati functiile elementelor suplimentare in SS.

Exista elemente suplimentare optionale, care pot fi configurate cu subsistemul de comutare (SS). Acestea sunt: Centrul de Mesaje (MXE-Message Center), Nodul Inteligentei Mobile (MIN-Mobile Intelligence Node), Portal de Facturare (BGW-Billing Gateway), si Portal al Serviciului de Comanda (SOG - Service Order Gateway).9. Enumerati componentele BSS si functiile acestora.

Toate functiile legate de radio sunt realizate in subsistemul statiilor de baza (BSS) Base Station Subsistem. BSS este compus din : 1.Controlul Transcondorului (TRC Transcoder Controller), 2.Controlul Statiilor de baza (BSC-Base Station Controller) si 3.Statiile de Baza Radio (RBS-Radio Base Station).

Controlul Transcodorului (TRC) asigura BSS cu capacitate mari ede adaptare. Dispozitivul care efectueaza adaptarea ratei de transmitere se numeste transcoder. Rata de bit p-u fiecare canal scade de la 64 kbps pina la 16kbps. Aceasta permite sustinerea legaturii de transmisie intre MSC si BSC-uri.

Controlul Statiilor de Baza (BSC) gestioneaza toate functiile legate pe operatiuni in spectrul radio de emisie GSM. Acesta este un comutatot de mare capacitate care ofera functii ca handover-ul MS, alocarea canalului radio si colectarea datelor de configurare celulara. Numarul de BSC poate fi controlat catre MSC.

Statiile de baza Radio (RBS) se ocupa de interfata radio a retelei de telefonie mobile. O RBS poate deserve 1,2 sau 3 celule. Grupul RBS este controlat de un BSC. Ericsson are 2 familii de statii de baza, care sunt RBS 200 si RBS 2000.10. Explicati ce prezinta controlul transcodorului TRA.Controlul Transcodorului (TRC) asigura BSS cu capacitate mari ede adaptare. Dispozitivul care efectueaza adaptarea ratei de transmitere se numeste transcoder. Rata de bit p-u fiecare canal scade de la 64 kbps pina la 16kbps. Aceasta permite sustinerea legaturii de transmisie intre MSC si BSC-uri.

11. Explicati ce prezinta controlul statiilor de baza BSC.Controlul Statiilor de Baza (BSC) gestioneaza toate functiile legate pe operatiuni in spectrul radio de emisie GSM. Acesta este un comutatot de mare capacitate care ofera functii ca handover-ul MS, alocarea canalului radio si colectarea datelor de configurare celulara. Numarul de BSC poate fi controlat catre MSC.

12. Descifrati si explicate functiile OSS.

OSS(sistemul de operare si suport), este o functie de conducere pe doua niveluri .Controlul centralizat al retelei prin instalarea centrului de administrare a retelei (NMC-Network Management Center) ,impreuna cu subordonatele lor centre de operare si mentenanta (OMC-Operating and Maintenance Center). Pesonalul NMC poate fi concentrate la rezolvarea problemelor la nivel de sistem, intrucit personalul local la fiecare OMC se poate concentra pe termen scurt la rezolvarea problemelor regionale. Functionalitatea OMC-ului si cea a NMC-ului pot fi combinate in aceeasi instalatie fizica sau implementata in diferite locatii.OSS este conceput pentru a oferi un sistem de control coerent, care suporta diverse elemente ale retelei. Exemple de aceste elemente ale retelei sunt :

Centrul de Comutatie Mobila MSC;

Controlul Statiilor de Baza BSC;

Statia de Baza Radio RBS;

Registrul pentru utilizatori si vizitatori VLR;

Registrul pentru utilizatori locali HLR;

Registrul de Identitate al Echipamentului EIR;

Centrul de Autentificare AuC;

Nodurile Retelei Inteligente Mobile MIN.

Fig. 3. Instalare OSS in NMC si elementele de retea ale OMC

13. Explicati functiile NMC si OMC a OSS.Pesonalul NMC poate fi concentrate la rezolvarea problemelor la nivel de sistem, intrucit personalul local la fiecare OMC se poate concentra pe termen scurt la rezolvarea problemelor regionale. Functionalitatea OMC-ului si cea a NMC-ului pot fi combinate in aceeasi instalatie fizica sau implementata in diferite locatii.

OSS este conceput pentru a oferi un sistem de control coerent, care suporta diverse elemente ale retelei. Exemple de aceste elemente ale retelei sunt :

Centrul de Comutatie Mobila MSC;

Controlul Statiilor de Baza BSC;

Statia de Baza Radio RBS;

Registrul pentru utilizatori si vizitatori VLR;

Registrul pentru utilizatori locali HLR;

Registrul de Identitate al Echipamentului EIR;

Centrul de Autentificare AuC;

Nodurile Retelei Inteligente Mobile MIN.

15. Explicati denumirile componentelor BSS si functiile lor de baza.

BSS aloca canale radio pentru mesaje, voce si date, efectueaza conexiunile radio si serveste drept o statie de baza intre MS si MSC. Consta din 2 sau 3 noduri. In dependent de cum sunt implementate functiile, ele sunt: Controlorul Transcodor TRC efectueaza adaptarea ratei informatiei de voce. Functia poate fi implementata fie intr-un nod hardware separate sau impreuna cu BSC in nodul BSC/TRC. Rata de bit pe fiecare canal scade de la 64kbps la 16kbps.

Controlorul Statiilor de Baza BSC controleaza toate functiile legate de radio pentru sistem. Echipamentul BSC este o aplicatie AXE.

Satia de Baza Radio RBS este un echipament radio necesar pentru a deservi una sau mai multe cellule din retea.

16. Explicati functiile conrolorului transcodorului TRC: transcodarea, adaptarea ratei.

Functiile primare ale unui TRC constau in efectuarea transcodarii si adaptarii ratei de transmisie.Functia de conversie a informatiilor codorului PCM( in urma conversiei analogo-digitale) in informatii vocale ale codorului GSM este numita transcodare. Aceasta functie este prezenta atit in MS cit si in BSS.Adaptarea ratei implica conversia informatiei, care soseste de la MSC/VLR de la o rata de 64kbps la o rata 16kbps pentru transmiterea la un BSC pentru un apel de rata integral. Acesti 16 kbps contin 13kbps de traffic si 3kbps de informative de semnalizare in aceeasi banda. Aceasta este o functie importanta. Fara adaptarea ratei legaturile catre BSC-uri ar necesita de patru ori capacitatile ratei de date. Aceste mijloace de transport constituie o parte costisitoare a retelei. Prin reducerea ratei la 16kbps este posibil sa se utilizeze doar un sfert din legaturile si echipamentele de transmisie.17. Enumerati functiile controlorului statiilor de baza.

BSC controleaza o parte importanta a retelei radio. Sarcina sa cea mai importanta este de a asigura cea mai frecventa utilizare posibila a resurselor radio. Principalele zone functionale ale BSC sunt:

Managementul retelei radio;

Managementul RBS;

TRC de manipulare;

Managementul de transmisie al retelei; Functionarea interna BSC si intretinere;

Manipularea conexiunilor MS.

18. Explicati managementul retelei radio de catre BSC.

Managementul retelei radio include urmatoarele sarcini:

Administrarea datelor in reteaua radio, inclusiv:

Date de descriere a celulei;

Sistem de date informationale;

Localizarea de date;

Schimbul de date mobile de sarcina de traffic, adica parametric pentru fortarea timpurie a handover-ului din cellule congesionate.

Masurari de proba si de traffic;

Masurarea canalului inactiv: RBS colecteaza statistici de la MS-uri cu privire la puterea semnalului si calitatea comunicatiei. Aceste statistici sunt apoi folosite in timpul procesului de alocare a canalului, astfel incit un canal cu interferenta redusa este alocat pentru o cerere de curent apel.

19. Explicati managementul RBS.

Aplicatia RBS ERICSSON este orientate spre emitator, asigurind caracteristici bune de redundant. Acest lucru inseamna tendinta cat mai putin posibil din echipament sa fie comun mai multor transmitatori. Un model logic al RBS este construit in cadrul BSC si echipamentul RBS poate fi definit, conectat sau deconectat.Pricipalele sarcini ale managementului RBS sunt:

Configurarea RBS: aceasta presupune alocarea frecventelor pentru combinatii de canal si niveluri de putere pentru fiecare celula in functie de echipamentele disponibile. In cazul in care echipamentul devine defect, ceea ce provoaca pierderea de canale importante, este activata reconfigurarea echipamentelor care ramin, inlaturind canale mai putin importante. Manipularea software RBS: acest lucru implica controlul sarcinilor de program.

Intretinerea echipamentului RBS: greselile si refuzurile RBS sunt inregistrate si monitorizate continuu.

20. Explicati manipularea TRC.

Desi TRAU-rile sunt situate intr-un TRC,BSC,ca control ale resurselor radio de o retea GSM,de fapt coordoneaza sursa unui TRAU pentru apel.

In timpul formarii unui apel,BSC intruieste TRC sa aloce un dispozitiv TRAU pentru acest apel.Daca cel putin un asemenea dispozitiv este disponibil,atunci TRC confirma alocarea unui dispozitiv TRAU.Dispozitivul TRAU este considerat a fi sub control BSC pe durata apelului.21. Explicati managementul retelei de transmisie.

Reteaua de transport pentru un dispozitiv BSC include link-uri catre si de la MSC/VLR-uri si RBS.Acest lucru implica urmatoarele:

-Manipularea interfetei de transmisie:aceasta ofera functii pentru administrare,supraveghere,testare si localizarea defecta a link-urilor de catre RBS-uri.BSC configureaza,aloca si supravegheaza circuitele de 64kbit/s de link-uri PCM la RBS.De asemenea,controleaza in mod direct un comutator in RBS de la distanta,care permite utilizarea eficienta a circuitelor de 64kbit/s.

22. Explicati functionarea si mentenanta interna a BSC.

Sarcinile de functionare si mentenata pot fi efectuate la nivel local in BSC sau la o distantade la OSS.Functionarea si mentenana intern a BSC implica urmatoarele caracteristici:

Mentenana TRH(Transceiver Handler-transceiver controlat):administrarea,supraveghereai testarea se efectueaza din BSC.TRH consta att din hardwere ct i din software.Un TRH este amplasat pe un Procesor Regional pentru Comutator de Grup(RPG-Regional Processor Group).Un RPG servete astfel mai multe transceivere.Potexista mai multe RPG-uri in BSC. Procesor al controlului de ncarcare n BSC: Aceast funcie asigur ca n timpul situaiilor de suprasarcin a procesorului un numr mare de apeluri s poat fi n continuare gestionate de BSC.Dac pra multe apeluri sunt acceptate ,cerinele,cum ar fi durata de reglare a apelului,nu pot fi ndeplinite in timp real.Pentru a preveni acest lucru,unele apeluri trebuie s fie respinse n situaii de sarcin mare.Apelurile deja acceptate de sistem se presteaz ca servicii complete i nu sunt afectate de situaia de suprasarcin. 23. Explicati manipularea conexiunii MS: la initierea apelului si in timpul duratei unui apel.Manipularea conexiunii MS la iniierea apelului:

Apelul iniiat impune efectuarea urmtoarelor procese:

Paping difuziune:BSC trimite mesaje paging la RBS-uri definite n cadrul ariei de localizare dorite.Starea de ncrcare a BSC este verificat nainte ca comanda de paging s fie transmis la RBS. Inioalizarea semnalizrii: n timpul iniierii unui apel,conexiunea MS este transferat ctre un SDCCH-Stand-alone Dedicated Control Channel-Canal de Control Dedicat alocat Autonom,alocat de ctre BSC. n cazul n care MS a iniiat conexiunea,BSC verific sarcina procesorului,naintea ca cererea s fie prelucrt ulterior. Alocarea canalului de trafic:dup atribuirea SDCCH,procesul de iniiere al apelului continu cu atribuirea unui TCH Traffic Channel-canal de trafic ,de ctre BSC.Pentru ca aceasta s aib loc , funciile de supraveghere ale canaluluio radio n BSC sunt informate cMS a fost comandat pentru a schimba canalele.Dac toate TCH-urile n celul sunt ocupate,poate fi fcut o ncercare pentru utilizarea uni TCH dintr-o celul.n timpul duratei unui apel:

Principalele funcii ale BSC n timpul unui apel sunt:

Controlul dinamic al puterii de emisie a MS i RBS: BSC calculeaza puterea adecvat de emisie a MS i BTS pe baza msurrilor primite de la legturile direct i invers.Aceste informaii sunt primate de la BTS si MS fiecare 480 ms pentru a menine o conexiune calitativ.

Localizarea: funia de localizare evalueaza continuu conexiunea radio ntre BS i MS i dac este necesar,sugereaz un transfer de comunicaie n alt celul.Aceast sugestie include o list de celule candidate de transfer al legturii n curs.Decizia se bazeaz pe rezultatele msurrii semnalelor din MS i BTS vecine.

Transfer de legtur(handover):n cazul n care funcia de localizare propune s aib loc un transfer de legtur,atunci BTS decide,care cellule pot fi utilizate pentru transferul comunicaiei n curs i ncepe procesul de handover.n cazul n care celula,pentru transferul comunicaiei,este dirijat de un alt BSC,atunci,obligatoriu,unitatea MSC/VLR trebuie s fie implicat n transfer.Cu toate acestea,n orice procedura de handover,unitatea MSC/VLR este controlat de ctre BSC. Luarea deciziei nu se realizeaz n MSC,deoarece nu are informaii n timpul real despre conexiune.

Salt de frecven:doar doua tipuri de salt de frecven sunt sustinute de BSC:

-saltul n banda de baz:aceasta implic salt pe frecvenele diferitor transmitori ntr-o celul

-saltul sintetizat:aceasta implicsalt de frecven de la acelai transmiator ntr-o celul.

24. Explicati configuratia hardware a implementarii BSC.

Fig. 4 Configuratia hardware s BSC/TRC

Este posibil a combina functiile unui TRC cu functiile unui BSC pe acelasi nod bazat pe AXE.

Subsistemele dintr-un BSC/TRC sunt la fel ca cele utilizate intr-un BSC sine statator.

Tipurile de hardware,specific pentru BSC/TRC,sunt:

-RPG/TRH

-TRAU.

25. Enumerati componentele RBS2000.

Transmiterea Discontinua DTX este utilizata impreuna cu saltul de frecventa pentru a imbunatati toleranta interferentei. Atit uplink cit si downlink DTX sunt puse in aplicare in RBS 2000.

Suport pentru Reglarea Puterii Dinamice atit in MS cit si BS este implementat in RBS 2000. Aceasta caracteristica limiteaza nivelul de interferenta in retea si economiseste consumul de energie.

Unitatea de distributie a comutatiei DXU ofera o interfata de sistem la interfata A-bis si este utilizata pentru a conecta in cruce sloturi individuale de timp la diferiti transmitatori. DXU ofera momentul de referinta de sincronizare a tuturor modulelor RBS pentru functionarea corecta si eficienta a RBS.

Unitatea transmitatorului TRU contine circuite receptor si transmitator necesare pentru manipularea a 8 sloturi de timp de informatii pe interfata aeriana. TRU contine circuite RF de masurare folosite pentru testarea proprietqatilor emitatorului si receptorului.

Unitatea de Combinare si Distributie CDU este responsabila pentru combinarea semnalelor transmise de transmitatori diferiti si distribuirea semnalelor primate de toti transmitatorii.

Unitatea de Control a Energiei ECU supravegheaza si controleaza echipamentul energetic UEP si reglementeaza conditiile de mediu din interiorul carcasei RBS.

Unitatile de alimentare UEP sunt asigurate cu tensiune de alimentare AC sau DC si furnizeaza tensiunea DC pentreu alimentarea intregului sistem.

Fig. 5 Statia de baza radio RBS 200026. Explicati managementul resurselor radio RBS 2000.

BSC prezinta in ansamblu toate partile component, actualizate in soft in timp real (care se efectueaza neintrerupt). Masurarile puterii semnalelor frecvntelor radio sunt facute atit de statia mobile cit si de BTS. Echipamentul mobil actualizeaza continuu un raport de masurare, care contine puterea semnalului sau de emisie si Rata de eroare pe Bit (REC) pentru BTS, care o deserveste si impreuna cu acesta se mai transmit si puterile semnalelor receptionate de la BTS-urile vecine. Aceste rapoarte de masurare ale MS, in cazul in care decizia handoverului are loc, sunt apoi trimise de BTS la BSC.

27. Utilizarea spectrului de frecvente RBS 2000

Spectrul de frecvente este o resursa rara. Principala sarcina a BSS este de a optimiza utilizarea frecventelor disponibile. Caracteristicile pentru aceasta sunt partial situate in BSC si partial in RBS.

Doua tipuri de salt la frecvente sunt sustinute:

1. Salt de frecventa sintetizat;

2. Salt de frecventa in banda de baza.

Salturile defrecventa servesc pentru doua scopuri:

Imbunatatirea calitatii vocii pentru statiile mobiole ce se deplaseaza lent;

Interferenta co-canal este limitata pentru toate conexiunile in retea, rezultind intr-un plan de celule cu cea mai scurta distanta de reutilizare a frecventei, profitul fiind cresterea capacitatii de apel.

4. Concluzii

n aceasta lucrare de laborator am studiat construcia staiei de baz de tipul RBS model ERICSSON. De asemenea, am analizat toate prile componente ale unei staii de baz moderne pentru sisteme de comunicaii mobile de generaia a doua, pe baza sistemului GSM, precum i interconectarea componentelor i funciile lor in regim de emisie si recepie.