Sledujeme kanály BCCH v idle režimu

17.10.2002     Šeryf

 Vítám Vás v nové sekci GSMWebu! Dnešním článkem bych rád uvedl sérii článků věnujících se problematice vzdušného rozhraní mobilních sítí GSM/DCS a lovení BTS. Budu se snažit udržet logickou výstavbu jednotlivých pojmů, ale určitě se mi stane, že vysvětlení některého pojmu přesto opomenu, proto jsem připraven zavést jakoukoli pozitivní zpětnou vazbu.
 Omlouvám se předem za používání spousty cizích slov, ale v dnešní technické době je již často zvykem, že se některé termíny nepřekládají, protože jich je tolik, že by se nemuselo také dělat nic jiného než je jen překládat, navíc je spousta dokumentace jen čistě v angličtině a vymýšlení českých ekvivalentů by způsobilo jenom zmatek.

 V první řadě musím zdůraznit, že pro sledování mobilních sítí je nezbytný telefon vybavený servisním menu, resp. tzv. netmonitorem. Tuto funkci umí zprostředkovat větší část současných i starších mobilních telefonů. Menšímu počtu typů pro její aktivování postačí zadání nějakého kódu. Ostatní vyžadují propojení s počítačem vybaveným příslušným softwarem.

 Nyní již pojďme k pojmům:
BCCH (Broadcast Control CHannel) je jedním z nejdůležitějších logických kanálů v GSM, takže dává název i fyzickému kanálu ve kterém je obsažen. Idle režim je stav, kdy telefon nekomunikuje se sítí, neboť je v ní přihlášen a na akci jako je přenos SMS, hovor nebo výměnu dat teprve čeká. Opakem Idle je Dedicated režim, který nastává, začne-li mobilní telefon komunikovat se sítí. V tomto stavu vybíhá řada dalších parametrů, kterými se můžeme zabývat někdy později.

BTS (Base Transceiver station) – tzv. základnové stanice jsou koncovými zařízeními mobilní sítě – jakýsi protipól mobilního telefonu. Základnové stanice navazují na BSC (Base Station Controler), jež řídí pod něj spadající BTSky a jejich komunikaci s mobilními telefony (MT).  Na základnové stanici jsou použity transceivery (TRXy) – zařízení umožňující vysílat a přijímat v normě GSM/DCS. Každý TRX má přidělen svůj kanál (kmitočet). Používá se modulace GMSK s kanálovým rastrem 200 kHz, v pásmech 900 a 1800 MHz, tzv. buňkové architektury. Dolní části těchto pásem jsou použity pro uplink (komunikace směr MT => BTS), horní pak pro downlink (BTS => MT).

kanály 1 - 124
890 - 915 MHz uplink
935 - 960 MHz downlink

kanály 512-885
1710 - 1785 MHz uplink
1805 - 1880 MHz downlink

Pozn. Pásmo 1800 MHz se někdy označuje jako DCS, a pro 900 MHz pak logicky zbývá GSM. Kromě použitých kmitočtů se ničím neliší.

 Vysílaný kanál je rozdělen na 8 časových úseků – timeslotů, jež jsou pak přidělovány pro jednotlivé hovory. Protože si síť musí vyměňovat s mobilními terminály různé servisní informace, musí být některé timesloty vyhrazeny čistě pro tuto komunikaci (obvykle jeden až dva na prvním TRXu). Pro tyto vysílače se používají tzv. BCCH kanály. Dalším vysílače s timesloty vyhrazenými pouze pro hovory se využívají tzv. traffic kanály.

 Servisní menu Z hlediska identifikace, vyhledávání a ukládání do seznamů je nejdůležitějším údajem identifikační číslo buňky (Cellid), které musí být jedinečné v rámci jedné oblasti LA (Local Area). Oblasti jsou označeny číslem LAC (Local Area Code). Přechod z jedné LA do druhé je následován aktualizací polohy LU (Location update), tj. opětovným přihlášením do sítě.

 V dnešním tématu bych si dovolil vyzdvihnout signálové parametry:
V servisních menu z nich obvykle najdeme hodnoty pro aktivní buňku (Active cell) a šest sousedů (Adjanced cells). Nejvíce radosti nám přinesou tyto parametry:
RXLevel – přijímaná úroveň v dBm. Jedná se o záporné hodnoty. V případě, že telefon vypisuje kladné hodnoty, které rostou se zvyšující se intenzitou pole, zobrazuje údaj vztažený k úrovni –110 dBm (obdobně jako C1)
C1 - síla signálu v dB vztažená k prahové hodnotě sítě povolující přihlášení – RXLev Access Minimum (v ČR -90 až -105 dBm). C1 říká o kolik je RXLevel vyšší proti této prahové hodnotě.
CRO (Cell Reselect Offset) - preferenční parametr, umožňuje zvýhodnit konkrétní buňku proti ostatním při výběru na pozici aktivní buňky telefonem.
C2 – údaj rozhodující o umístění té které buňky na aktivní pozici. C2 = C1 + CRO

 Pozice aktivní buňky skrývá údaje o základnovce, která splnila jisté podmínky a v případě hovoru se telefon ozývá na její frekvenci – tj. je přes ní vedena signalizace. Touto podmínkou je nejvyšší hodnota parametru C2, naplnění hysterezních podmínek a samozřejmě zdekódování BCCH. Neboť síla signálu může velmi kolísat a to jak při pohybu, tak i v čase bez pohybu, pak pokud by kritériem umístění na aktivní pozici byla pouze okamžitá síla signálu, měnily by se buňky na této pozici velmi rychle a v případě, že by telefon přijímal dvě v daném místě přibližně stejně silné buňky ze sousedních LA, byl by nucen se neustále hlásit hned tam a tu zase zpátky. Jelikož absloutní síla signálu není kromě stavu kdy se nacházíme na hranici technických možností v zásadě tím nejdůležitějším parametrem, vnáší se do výběru a změn přijímané buňky jistá hystereze – tedy údaj, o kolik a po jakou dobu musí být ta která základnovka silnější oproti té na aktivní pozici, aby ji mohla vystřídat.
 Každá buňka vysílá mimo jiné také seznam kanálů svých sousedů (Neighbourhood list), díky němuž telefon ví, na kterých dalších kanálech má poslouchat, aby měl neustále na aktivní pozici tu pokud možno nejkvalitnější základnovku. V listu sousedů bývají v pásmu 900 MHz všechny kanály určené pro BCCH vrstvu, pro pásmo 1800 MHz to pak většinou bývají pouze kanály opravdu nejbližších základnovek, u kterých je v daném okolí velká pravděpodobnost, že by mohli být slyšitelné.

 Best server – základnová stanice, která v daném místě dominuje, resp. splňuje podmínku pro zařazení na pozici aktivní buňky. Plochu pokrývaného území můžeme rozdělit na různotvaré útvary, ve kterých je vždy jedna buňka best serverem. Pro jeden sektor toto území nemusí být spojité. Pro jiné kmitočty, při přidání nové BTS, dešti, opadaném listí a jiných vlivech se hranice této oblasti okamžitě mění.

 Preferování DCSky – pokud mají vysílače pro pásmo 900 i 1800 nastaveny zhruba stejné výkonové a anténní parametry, není moc vysoká pravděpodobnost, že bude aktivní buňkou zvolena právě ta na 1800 MHz. Vlivem většího útlumu a mírně jiných vlastností šíření pro pásmo 1800 MHz bývá pro toto pásmo přijímaná výkonová úroveň přibližně o 8 dB nižší než je na 900 MHz. Protože pásmo DCS umožňuje docílit vyšší kapacitu pro provoz, někteří operátoři jej upřednostňují před GSM již v idle režimu, neboť je v tomto případě už od začátku sestavování hovoru veškerá signalizace a hovor veden na osmnáctistovce.
K upřednostnění některých buněk na úkor jiných slouží nejvíce již zmiňovaný parametr CRO, dále je však často potřeba změnit parametr RXLevAM – prahovou úroveň pro přihlášení, jehož zvýšení (je třeba mít na mobilní stanici silnější signál) předejde přihlášení mobilních stanic z míst se slabým signálem, které jsou pravděpodobně vykryty jinou BTSkou a „best serverování“ na hranici použitelného signálu může působit potíže. Výsledkem je, že mobilní stanice v případě signálu do jisté úrovně visí na DCSce a jakmile síla signálu pod tuto úroveň klesne, propadá se zpět do pásma 900 MHz. Tímto způsobem pořádá svoji síť Eurotel a Oskar na duálních BTSkách, kde preferuje 1800 MHz. T-Mobile takto preferuje pouze mikrocelly na 1800 MHz a slabě i metro, jinde směruje provoz do vyššího pásma až za hovoru.

 Jak si tak pročítám výše uvedený text, napadají mne další a další doplnění, ale ta zase až příště.



© 1997 - 2017 GSMweb.cz