Основные функции базовой сети SAE

В перечне функциональных возможностей базовой сети SAE можно выделить несколько основных функций.

а) Функция управления доступом в сеть (Network Access Control). С её помощью абонентский терминал присоединяется к базовой сети SAE. В пределах её выполняется ряд функций:

- функция выбора сети/сети доступа дает возможность абонентскому терминалу выбирать сеть мобильной связи или сеть доступа, посредством которой будет осуществляться IP-соединение абонентского терминала с сервисными платформами (серверами приложений);

- функция аутентификации и авторизации позволяет проверить подлинность абонента, определить доступность абоненту сетевых услуг в соответствии с его профилем и выполнить авторизацию мобильного терминала абонента, например назначить IP-адрес, выделить сетевые ресурсы и активировать сетевую службу передачи данных (виртуальный сетевой канал – EPS Bearer);

- функция контроля доступа для определения доступности запрашиваемых ресурсов сети и резервирования этих ресурсов согласно поступившему запросу в целях дальнейшего использования;

- функция применения сетевых политик и правил тарификации (PCEF) обеспечивает управление предоставлением услуг абоненту в соответствии с требуемым качеством услуг и тарификацию в соответствии с правилами, полученными от функции PCRF биллинговой системы;

- функция законного перехвата сообщений абонентов позволяет предоставить уполномоченным государственным организациям доступ к частной информации (например, к телефонным разговорам, передаваемым данным, сообщениям SMS, MMS и сообщениям электронной почты).

б) Функция маршрутизации и транспортировки пакетов данных (Packet Routing and Transfer). С её помощью осуществляется определение маршрута передачи и транспортировка пакетов данных как внутри одной сети мобильной связи, так и между несколькими сетями. Маршрут транспортировки пакетов данных устанавливается на основе таблиц маршрутизации и представляет собой перечень сетевых узлов: исходящий узел, промежуточные узлы и узел назначения. Сеть SAE использует стандартные механизмы маршрутизации и транспортировки данных IP-сетей. В пределах её выполняется ряд функций:

- функция сжатия IP-заголовка предназначена для оптимизации использования пропускной способности и ресурсов сети радиодоступа за счет уменьшения объема передаваемых служебных данных путем применения специальных механизмов сжатия IP-заголовка;

- функция проверки {сканирования) пакетов данных позволяет сети выполнять проверку типа IP-адреса, используемого мобильным терминалом: адреса типа IPv4, либо адреса типа IPv4 с префиксом адреса IPv6, либо адреса типа IPv6.

в) Функция управления мобильностью абонентского терминала (Mobility Management). С её помощью обеспечивается отслеживание расположения мобильного терминала в сети E-UTRAN с точностью до одной зоны местоположения терминала (Tracking Area – TА) либо группы зон местоположения в соответствии с перечнем зон местоположения (Tracking Area List – TAL). В пределах её выполняется ряд функций:

- функция управления мобильностью терминала в режиме ECM-IDLE. Режим ECM-IDLE (EPS Connection Management IDLE) характеризуется отсутствием активного соединения мобильного терминала с сетью LTE. Расположение мобильного терминала в сети E-UTRAN известно модулю ММЕ с точностью до группы зон местоположения согласно TAL;

- функция управления перечнем зон (треков) местоположения мобильного терминала в сети E-UTRAN позволяет базовой сети SAE запоминать и актуализировать не одну зону местоположения мобильного терминала ТА, а группу зон местоположения в зависимости от накопленной статистики перемещения абонента;

- функция управления хэндовером в сети E-UTRAN позволяет обеспечить непрерывность IP-сессии пользователя при перемещении мобильного терминала между базовыми станциями eNB. Управление хэндовером осуществляется сетевым элементом ММЕ;

- функция управления межсетевым хэндовером в сетях 3GPP позволяет обеспечить непрерывность IP-сессии пользователя при перемещении мобильного терминала между сетями 3GPP;

- функция уменьшения трафика сигнализации (Idle mode Signaling Reduction – ISR) мобильного терминала в режиме ECM-IDLE применительно к сети E-UTRAN и в режиме GPRS STANDBY применительно к сети GERAN/UMTS позволяет уменьшить объем служебных сообщений при обеспечении дискретной мобильности терминала («перевыборе» соты) между сетями E-UTRAN и GERAN/UTRAN одного оператора;

- функция ограничения мобильности позволяет ограничить мобильность терминала и выполняется следующими элементами сети LTE: мобильным терминалом, сетью радиодоступа E-UTRAN и базовой сетью SAE. Ограничение мобильности абонентского терминала, находящегося в режиме ECM-IDLE, реализуется мобильным терминалом на основе информации, получаемой от базовой сети SAE;

- функция индикации поддержки мультимедийных речевых услуг подсистемы IMS выполняется сетью мобильной связи и позволяет передавать мобильному терминалу идентификатор поддержки пакетной передачи речи с помощью подсистемы IMS.

г) Функция обеспечения безопасности (Security). При её выполнении в сети LTE решаются следующие основные задачи:

- защита от несанкционированного использования услуг сети LTE с помощью аутентификации пользователя и подтверждения возможности оказания запрошенной услуги;

- обеспечение конфиденциальности аутентификации абонента с помощью использования временных идентификаторов и ключей шифрования;

- обеспечение конфиденциальности абонентских данных с помощью шифрования;

- обеспечение аутентификации данных, передаваемых в сообщениях сигнализации;

- обеспечение аутентификации сети мобильным терминалом;

- идентификация мобильного терминала выполняется модулем управления мобильностью ММЕ, и/или домашним сервером абонентских данных HSS, и/или пакетным шлюзом P-GW с помощью регистра идентификации (Equipment Identity Register – EIR) и предназначена для проверки подлинности используемого оборудования мобильного терминала. Проверка подлинности мобильного терминала позволяет исключить использование в сети украденных либо дефектных мобильных терминалов. Идентификация мобильного терминала инициируется модулем ММЕ путем передачи международного идентификатора мобильного терминала IMEI регистру идентификации EIR для последующей проверки подлинности терминала, а затем анализа ответа регистра EIR для выполнения соответствующего действия.

д) Функция управление радиоресурсами сети (Radio Resource Management) связана с распределением ресурсов сети E-UTRAN между мобильными терминалами. Стратегия сети E-UTRAN по управлению радиоресурсами основывается на информации о конкретных типах абонентов, мобильных терминалов и приложений.

Для поддержки управления радиоресурсами в сети E-UTRAN модуль ММЕ обеспечивает передачу базовой станции eNB через интерфейс S1 параметра RFSP (RAT/Frequency Selection Priority), определяющего приоритет выбора радиотехнологии и приоритет выбора частоты. Параметр RFSP используется базовой станцией для реализации стратегии сети по управлению радиоресурсами. Значение параметра является индивидуальным для абонентского терминала и используется всеми службами обмена данными сети радиодоступа E-UTRAN в следующих случаях:

- для перевыбора соты мобильными терминалами в режиме IDLE в соответствии с установленным приоритетом;

- для принятия решения по переводу мобильных терминалов, находящихся в активном режиме (active mode), на другие частотные каналы или другие технологии радиодоступа.

е) Функция управление сетью (Network Management) выполняется системой поддержки эксплуатации сети (ОАМ&Р) и включает в себя несколько частных функций:

- функция распределения нагрузки между модулями ММЕ обеспечивает возможность перенаправлять управление абонентским терминалом с одного модуля ММЕ на другой для распределения нагрузки между модулями. Это достигается установкой такого весового коэффициента распределения нагрузки (weight factors) для каждого модуля ММЕ, при котором вероятность выбора модулем ММЕ базовой станции пропорциональна этому коэффициенту;

- функция перераспределения нагрузки между модулями ММЕ обеспечивает возможность передавать обслуживание мобильного терминала от одного ММЕ другому в процессе обслуживания;

- функция управления перегрузками в модуле ММЕ определяет механизмы, позволяющие избегать возникновения перегрузок в сети. Устранение перегрузки сети достигается с помощью сообщений OVERLOAD START, передаваемых модулем ММЕ базовым станциям.

ж) Функция выбора функциональных элементов сети включает в себя следующие частные функции:

- функцию выбора шлюза P-GW;

- функцию выбора обслуживающего шлюза S-GW;

- функцию выбора модуля ММЕ;

- функцию выбора сетевого узла SGSN;

- функцию выбора функционального элемента PCRF.

з) Функции, связанные с использованием в сети IP-протокола:

- функция доменных имен (Domain Name System – DNS) позволяет устанавливать соответствие между логическим именем шлюза P-GW и его IP-адресом;

- функция динамической конфигурации хостов (Dynamic Host Configuration Function – DHCP) позволяет выделять мобильным терминалам динамические IP-адреса.

Технические принципы LTE

Все современные технологии беспроводной связи двигаются в одном направлении – к системам на базе OFDM-MIMO и далее к системам 4-го поколения (или IMT-advanced в терминологии ITU). У сотовых технологий одна четкая тенденция – миграция в сторону LTE, стандарта 3GPP.

Говоря о глобальности рынка LTE, в первую очередь, подразумевается рынок сотовых сетей и в большей мере рынок LTE FDD, так как большинство сотовых операторов владеют парными полосами частот. Для LTE FDD будут востребованы частоты, уже используемые сетями 2G/3G, а также 2,6 ГГц, 700 МГц и 800 МГц.

Поскольку технические принципы LTE FDD и TDD практически во всем совпадают, развитие технологии TD-LTE не потребует существенных инвестиций, что важно, учитывая значительно меньший объем рынка TDD – рынка ШБД и сотового рынка в Китае.

Китай является первым и основным рынком для развития TD-LTE, где под технологию задействованы частоты 2,3 ГГц. Благодаря объему этого рынка гарантируется успех и лидерство технологии TD-LTE в диапазоне 2.3 ГГц. Последующее развитие рынка TD-LTE будет происходить в Индии, США, Японии и Европе в том же диапазоне и в диапазоне 2,5 ГГц. Диапазон 3,5 ГГц имеет хороший потенциал и будет востребованным во многих странах мира с учетом развернутых в этом диапазоне сетей ШБД. Рынок в этом диапазоне может стать вторым по объему, если диапазон будет стандартизован в 3GPP Rel.10. Ввиду доступности только 15 МГц в диапазоне 2,1 ГГц лицензии на этот диапазон ограничивают полосы до 5 МГц для большинства операторов в Европе (имеется небольшое количество лицензий на полосу 10 МГц).

Немаловажным фактором успеха новой технологии является наличие и разнообразие абонентских терминалов. Уже сейчас имеются производители абонентского оборудования LTE, причем производители чипсетов и терминалов LTE имеются как в нише 3GSM, так и в нише WiMax.

Радиоподсистема LTE.

Разработано конвергентное решение для построения беспроводных сетей как на базе одной, так и нескольких технологий. Подистемы радиодоступа 2G/3G/LTE строятся из универсальных мультистандартных «кирпичиков»: мультистандартных базовых станций, комбинированных контроллеров, универсальных транспортных решений с единой системой управления (рис. 5.3).

Рисунок 5.3 – Конвергентная подсистема радиодоступа

Мультистандартные базовые станции 2G/3G/LTE могут быть выполнены в

виде интегрированных макростанций и станций с распределенной архитектурой (рис. 5.4).

Рисунок 5.4 – Конвергентная базовая станция

Для реализации как интегрированного, так и распределенного решения используется один и тот же модуль цифровой обработки. В шкаф устанавливаются мультистандартные приемопередатчики MC-TRX или однорежимные TRDU. В распределенном решении используются мультистандартные выносные радиомодули MC-RRH или однорежимные RRH.

В будущем появятся полностью комбинированные решения BSC/RNC/MME для 2G/3G/LTE на платформе ATCA (Рис. 5.5). На этой платформе также реализуются другие модули PCRF, IMS, SGSN, HLR.

Рисунок 5.5 – Конвергентный контроллер

В мультистандартной сети возрастают требования к системе управления и обеспечению взаимодействия между различными сегментами и иерархическими уровнями сети.

В силу однотипности технологий LTE FDD и TDD эти же модули могут применяться и для построения радиосетей ШБД.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: