Система сотовой подвижной связи

 

Изобретение относится к подвижной радиотелефонной связи и может использоваться при организации сотовых сетей подвижной связи. Технический результат - обеспечение возможности непосредственного подключения к телефонной сети общего пользования на местном уровне для удаленных зон обслуживаемой территории - достигается тем, что в систему сотовой подвижной связи введены контроллеры зоновой связи, которые включены между центром коммутации подвижной связи и базовыми станциями и имеют интерфейс для подключения к телефонной сети общего пользования. 1. ил.

Изобретение относится к подвижной радиотелефонной связи и может использоваться при организации сотовых сетей подвижной связи.

Известна система сотовой подвижной связи GSM (Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи, технологии электронных коммуникаций. Т. 67.-М. : 1996, с. 87-106).

Основными элементами системы GSM являются подсистема коммутации, содержащая центр коммутации подвижной связи, систему базовых станций, включающую контроллеры базовых станций, приемопередатчики базовых станций и подвижные станции абонентов.

Центр коммутации подвижной связи обеспечивает управление системой подвижной связи, все виды соединений для подвижных станций абонентов и интерфейс с телефонной сетью общего пользования.

Контроллеры базовых станций подключаются к центру коммутации подвижной связи по А-интерфейсу и обеспечивают управление группой приемопередатчиков базовых станций.

Приемопередатчики базовых станций подключаются контроллерам базовых станций по Abis-интерфейсу и обеспечивают радиосвязь с подвижными станциями абонентов в своих сотах.

Сеть приемопередатчиков станций покрывает радиосвязью определенную территорию, обслуживаемую одним центром коммутации подвижной связи. В Российской Федерации - это территория области или региона с размещением центра коммутации подвижной связи в административном центре.

Недостатком системы GSM является то, что она не обеспечивает возможности непосредственного подключения к телефонной сети общего пользования на местном уровне для удаленных зон обслуживаемой территории.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является система сотовой подвижной радиосвязи NMT (Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. Технологии электронных коммуникаций. Т. 67. - М.: 1996, с.67-75).

В состав сети NMT входят центр коммутации подвижной связи, базовые станции и подвижные станции абонентов.

Центр коммутации подвижной связи обеспечивает управление системой подвижной связи и интерфейс с телефонной сетью общего пользования.

Базовые станции подключаются по каналам связи к центру коммутации подвижной связи и обеспечивают радиосвязь с подвижными станциями.

Территория, на которой одна базовая станция обеспечивает радиосвязь, называется сотой. Сеть базовых станций, подключенная к конкретному центру коммутации подвижной связи, покрывает радиосвязью определенную территорию, обслуживаемую этим центром коммутации подвижной связи.

Система обеспечивает непрерывность связи и доступность для подвижных станций на всей обслуживаемой территории.

Обычно таковой является территория области или региона с размещением центра коммутации подвижной связи в административном центре, а базовые станции размещаются в населенных пунктах, вдоль автотрасс, в местах отдыха и т. п.

Достаточно часто одна или группа базовых станций обслуживают существенно удаленную от центра коммутации подвижной связи географическую зону - город, район или даже другой областной центр.

Недостатком системы NMT является то, что она не обеспечивает возможности непосредственного подключения к телефонной сети общего пользования на местном уровне для удаленных зон обслуживаемой территории.

Следствием этого недостатка являются: - плохое качество связи между подвижными абонентами в удаленной зоне и абонентами местной АТС за счет большой протяженности каналов; - недоступность подвижных станций абонентов со стороны абонентов местной АТС, не имеющих доступа к междугородной связи (таксофоны, учрежденческие АТС и т.д.); - необходимость использования большого количества междугородных каналов от центра коммутации подвижной связи до удаленных зон; - использование междугородной связи при соединениях между подвижными абонентами в удаленных зонах и абонентами местной АТС.

Обеспечение возможности непосредственного подключения к телефонной сети общего пользования на местном уровне для удаленных зон обслуживаемой территории достигается тем, что в систему сотовой подвижной связи введены контроллеры зоновой связи, которые включены между центром коммутации подвижной связи и базовыми станциями и имеют интерфейс для подключения к телефонной сети общего пользования.

Анализ известных технических решений показал, что указанные отличия являются существенными.

На рисунке представлена структура предлагаемой системы сотовой подвижной связи (ССПС).

В состав сети ССПС входят центр коммутации подвижной связи (ЦКПС) 1, имеющий интерфейс для подключения к телефонной сети общего пользования, контроллер зоновой связи (КЗС) 2, базовые станции (БС) 3, подвижные станции абонентов (ПС)4.

Система сотовой подвижной связи работает следующим образом.

ЦКПС 1 обеспечивает управление системой подвижной связи и интерфейс с телефонной сетью общего пользования (ТфОП).

К ЦКПС 1 через КЗС 2 подключаются БС 3, которые обеспечивают радиосвязь с ПС 4.

Территория, обслуживаемая одной базовой станцией, образует соту. Территория, обслуживаемая группой сопредельных БС 3, подключенных к одному КЗС 2, образует зону обслуживания этого КЗС 2. Контроллер зоновой связи обеспечивает управление подсистемой подвижной связи в пределах обслуживаемой зоны, замыкание внутренней нагрузки, интерфейс с местной автоматической телефонной станцией (АТС) ТфОП. К ЦКПС 1 контроллер 2 подключается на правах базовой станции, а вся обслуживаемая зона для ЦКПС 1 видится как одна сота. А базовые станции к КЗС 2 подключаются также, как к ЦКПС 1.

Сообщения, поступающие от ЦКПС 1, принимаются в контроллере, интерпретируются и, при необходимости, модифицированные сообщения поступают к наружным БС 3 и ПС 4. И, наоборот, сообщения от БС 3 и ПС 4 принимаются и интерпретируются в КЗС 2 и, при необходимости, модифицированные сообщения отправляются в ЦКПС 1.

Подвижные станции, прописанные в КЗС 2, имеют два абонентских номера.

Первый абонентский номер присваивается конкретной ПС 4 как любому абоненту ЦКПС 1, и по этому номеру он доступен на всей территории, покрытой ССПС, любому подвижному или стационарному абоненту ТфОП.

Второй абонентский номер присваивается конкретной ПС 4 как абоненту местной АТС, к которой подключается контроллер.

Предполагается целесообразным устанавливать КЗС 2 для обслуживания зон, удаленных от пункта расположения ЦКПС 1 с подключением к ТфОП в различных зонах.

При движении абонента между сотами непрерывность связи и доступность обеспечивается КЗС 2, если соты принадлежат одной зоне или ЦКПС 1, если соты не принадлежат одной зоне.

Исходящие вызовы от ПС 4 в зоне КЗС 2 проходят следующим образом: - Вызов от ПС 4 в зоне КЗС 2 к ПС 4 В этом случае КЗС 2 по номеру вызываемого подвижного абонента определяет, доступен ли он в обслуживаемой зоне, если "да" - выполняет вызов через соответствующую БС 3 и осуществляет коммутацию для разговора. Для внутреннего соединения не требуется участие ЦКПС 1 и соответственно не используются каналы связи до ЦКПС 1 и обратно, как в других системах сотовой связи. Если вызываемый подвижной абонент находится вне зоны, КЗС 2 транслирует вызов в сторону ЦКПС 1. После того, как ЦКПС 1 установило соединение с вызываемым абонентом, осуществляется разговор.

- Вызов от ПС 4 в зоне КЗС 2 к абоненту местной АТС В этом случае КЗС 2 при номеру вызываемого стационарного абонента определяет, что вызов направлен к абоненту местной АТС, и выполняет вызов соответствующего абонента по соединительным линиям с АТС, при успешном завершении вызова устанавливается соединение для разговора, такой вид соединения возможен только в системе с контроллером зоновой связи, обеспечивающим подключение к ТфОП на местном уровне.

- Вызов от ПС 4 в зоне КЗС 2 к абоненту ТфОП Если по номеру вызываемого стационарного абонента определено, что это не абонент местной АТС, то КЗС 2 выполняет трансляцию вызова к ЦКПС 1, который передает вызов в ТфОП для дальнейшего установления соединения.

В общем случае любой абонент может быть доступен как через местную АТС, так и через сеть общего пользования в точке подключения ЦКПС 1. Конкретный вариант будет определяться административными решениями и принятой системой нумерации.

Входящие вызовы к ПС 4 в зоне КЗС 2 осуществляются следующим образом: В зоне КЗС 2 могут находиться два типа абонентов. Это абоненты КЗС 2 и абоненты ЦКПС 1, не являющиеся абонентами данной КЗС 2. Абоненты обоих типов доступны через ЦКПС 1 по номеру в сети ССПС.

Это случай, когда от ЦКПС 1 поступает вызов ПС 4 в КЗС 2.

КЗС 2 транслирует вызов в обслуживаемой зоне и устанавливает соедиение через соты БС 3 нахождения абонента.

Абоненты КЗС 2 доступны еще и как абоненты местной АТС. Для этого они имеют вторую нумерацию в качестве абонентов местной АТС.

В этом случае вызов поступает через местную АТС к КЗС 2.

КЗС 2 выполняет вызов абонента в своей зоне и при успешном завершении устанавливает соединение. Если абонент находится вне зоны КЗС 2, вызов транслируется на ЦКПС 1 для дальнейшего поиска абонента и установления соединения.

Включение в сеть ССПС контроллера зоновой связи по предлагаемой схеме позволяет получить новый существенный признак: коммутацию абонентов и подключение к сети ТфОП на местном уровне, что приводит к улучшению качества связи, сокращению количества используемых каналов в сети и делает подвижных абонентов более доступными для стационарных абонентов.

Реализовать контроллер зоновой связи можно различными способами. Примером реализации контроллера зоновой связи может быть контроллер базовых станций КБС 124/NMT.

КБС 24/NMT представляет собой комплекс программно-аппаратных средств и состоит из двух блоков - блока радиоинтерфейсов и блока коммутации.

Блок коммутации содержит комплексы соединительных линий для подключения к АТС и коммутатор 8х8 ИКМ-трактов, работающий под управлением микроЭВМ на базе процессора 1810ВМ85.

Блок радиоинтерфейсов содержит управляющую ЭВМ, устройства преобразования сигналов и четырехпроводные аналоговые стыки.

Блок радиоинтерфейсов содержит управляющую ЭВМ, устройства преобразования сигналов и четырехпроводные аналоговые стыки. Управляющая ЭВМ выполняет функции управления подвижностью, управления радиосистемой, обработку протоколов на интерфейсах с базовыми станциями и центром коммутации подвижной связи.

Управляющая ЭВМ реализуется на базе процессора 1810ВМ86. Устройства преобразования обеспечивают передачу сигнализации со скоростью 1200 бит/с и реализованы на цифровых процессорах обработки сигналов TMS320C25. Четырехпроводные аналоговые стыки обеспечивают подключение базовых станций и центра коммутации подвижной связи.

Имеются интерфейсы RS232 для подключения ПЭВМ технической эксплуатации. В КБС 24/NMT реализованы протоколы интерфейсов системы NMN-450.

Экономическую целесообразность в построении сотовой системы подвижной связи согласно предлагаемому изобретению можно рассмотреть на примере использования КБС 24/NMT в г. Сызрань Самарской области.

Коммутационный центр подвижной связи сотовой системы NMT-450 Самарской области расположен в городе Самара. В г. Сызрань предполагается установка базовой станции на восемь радиоканалов. При этом затраты капитальные, эксплуатационные и за аренду каналов Сызрань - Самара в один год составляют 189,5 тысяч долларов. Если в г. Сызрань установить КБС 24/NMT, увеличатся капитальные затраты, но уменьшится плата за аренду каналов и результат почти не меняется - 187,5 тысяч долларов. Следует отметить, что местные звонки составляют 85%. В последующие годы затраты при использовании КБС 24/NMT уменьшатся со 119,5 тысяч долларов до 37,5 тысяч долларов.

Таким образом, введение в систему сотовой подвижной связи контроллера зоновой связи дает существенный экономический эффект. При этом не был учтен косвенный экономический эффект за счет улучшения потребительских качеств системы.

Формула изобретения

Система сотовой подвижной связи, содержащая центр коммутации подвижной связи, имеющий интерфейс для подключения к телефонной сети общего пользования, базовые станции, которые подключены к центру коммутации подвижной связи, и подвижные станции абонентов, имеющие радиодоступ к системе через базовые станции, отличающаяся тем, что в нее введены контроллеры зоновой связи, которые включены между центром коммутации подвижной связи и базовыми станциями и имеют интерфейс для подключения к телефонной сети общего пользования.

РИСУНКИ

Рисунок 1