Принципы работы сети сотовой связи AMPS: архитектура, управление и хэндовер

Инициирование исходящего вызова. Начало разговора с использованием сотового телефона стартует с автоматического запроса на обслуживание, который активируется при снятии трубки. Передатчик устройства занимает свободный канал управления и посылает запрос на ближайший узел сотовой связи (базовую станцию). В ответ базовая станция выделяет пару частот из пула голосовых каналов для передачи речевого сигнала и данных набора номера. Блок управления телефоном автоматически переключается на этот «разговорный» канал, после чего становится возможным установление соединения.

Процесс набора номера и установления соединения. В отличие от стационарных аппаратов, сигнал готовности (тоновый сигнал) в сотовых сетях не передается. О успешном захвате канала абоненту сообщает информационный дисплей телефона. Далее происходит стандартный набор номера: либо вручную, либо с использованием памяти аппарата. Узел сотовой связи принимает цифры номера и пересылает их на Главный коммутационный центр мобильной связи (MTSO), который осуществляет соединение через телефонную сеть. Сигналы вызова, занятости или ответа абонента передаются обратно на мобильное устройство тем же путем, инициируя разговор.

Обработка входящего вызова. При получении входящего вызова процесс происходит в обратном порядке. Стационарная АТС (Автоматическая Телефонная Станция), на которую поступил вызов, определяет, что номер принадлежит мобильному абоненту, и перенаправляет его в соответствующий MTSO. Центр мобильной связи рассылает по всем базовым станциям в зоне обслуживания специальный код искомого телефона. Устройство, распознав свой уникальный идентификатор, откликается, подтверждая готовность к связи. Затем базовая станция назначает ему голосовой канал и подает вызывной сигнал, после ответа на который начинается разговор.

Непрерывность связи: процесс хэндовера. Ключевой особенностью мобильной связи является обеспечение непрерывности разговора при перемещении абонента. Электронные схемы базовой станции постоянно, с интервалом в несколько секунд, измеряют уровень сигнала от каждого активного мобильного устройства. Эти данные передаются в MTSO, который анализирует их, сравнивая с показаниями от соседних станций. Как только уровень сигнала в текущей ячейке падает ниже критического порога, MTSO инициирует процедуру хэндовера (эстафетной передачи).

Рис. 11.11. Передача функции управления и поддержания канала связи между соседними ячейками

Принцип эстафетной передачи соединения. Процесс хэндовера, иллюстрируемый рис. 11.11, заключается в плавном переходе управления соединением от одной базовой станции к другой. Если абонент перемещается из зоны покрытия станции №1 в зону станции №2, MTSO в режиме реального времени командует телефону переключиться на новый голосовой канал, заранее выделенный станцией №2. Этот процесс выполняется за доли секунды и практически незаметен для говорящих. Аналогичным образом соединение может быть передано далее, на станцию №3, что обеспечивает мобильность без потери качества связи. Таким образом, для пользователя процесс использования сотового телефона максимально приближен к работе с обычным стационарным аппаратом, несмотря на сложность технологических процессов, обеспечивающих эту простоту.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Шемякин А. Н., Прудыус А. С. и др.

Источник: Публикации представляет собой компиляцию из открытых источников, описывающих принципы работы ранних систем беспроводной связи (DECT, PACS, PHS). Устройство, монтаж и эксплуатация контактной сети и высоковольтных линий электропередачи

Публикации предназначены для подготовки и повышения квалификации специалистов, обслуживающих электроснабжение железных дорог, студентов и начинающих специалистов в области телекоммуникаций, радиотехники и электроники.