Создание (разработка) сети 3G в г. Железногорске

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

Сибирский государственный аэрокосмический  университет

имени академика М. Ф. Решетнева

(СибГАУ)

 

Кафедра электронной техники  и телекоммуникаций

 

 

 

 

Выпускная квалификационная работа бакалавра

 

Поликарпов Юрий Борисович

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ 3G В ГОРОДЕ ЖЕЛЕЗНОГОРСКЕ

 

 

 

 

 

Руководитель      ___________ Гаипов К. Э.

 

Нормоконтроль      ___________ Сухарев Е.Н.

 

Студент гр. БТК-81     ___________ Поликарпов Ю. Б.

Допущен к защите

Зав. кафедрой ЭТТ     ___________ Петров М. Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2012

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

Сибирский государственный аэрокосмический  университет

имени академика М. Ф. Решетнева

(СибГАУ)

 

Кафедра электронной техники  и телекоммуникаций

 

Утверждаю

Зав. кафедрой ЭТТ _______________

 

«____» __________________ 20 ___г.

 

 

 

ЗАДАНИЕ

на выполнение выпускной  квалификационной работы (ВКР)

 

Студенту Поликарпову Юрию Борисовичу

группы БТК 81

направления (специальности) 210400 – Телекоммуникации

 

 

1. Тема ВКР (утверждена приказом по университету № 341 от «4» мая 2012г.

2. 10.06.2012

3. 15.06.2012

4. Исходные данные.

5. Содержание (перечень  вопросов подлежащих разработке  в ВКР).

6. Перечень графического  материала с указанием обязательных  чертежей.

7. Консультанты по ВКР  с указанием относящихся к  ним глав.

8. Нормоконтроль.

 

 

 

Дата выдачи задания «___» _________ 20 ___г.

Подпись научного руководителя _____________________

Задание принял к исполнению, дата « ___» ____________ 20 ___ г.

Подпись студента ________________

 

Календарный график выполнения этапов ВКР

№ п/п	Наименование и содержание этапа	Срок выполнения	Отметка о выполнении (примечание)
1	Получение задания
2	Общие сведения о стандарте 3G
3	Расчет информационных нагрузок и  радиуса действия базовых станций
4	Расчет Расчёт энергетических и пространственных параметров сети.
5	Частотно-территориальное планирование
6	Оформление презентации
7	Оформление пояснительной записки

 

 

Дата  утверждения графика руководителем  «___» ________ 20 ___ г.

Подпись научного руководителя  _____________________

Задание принял к исполнению  _____________________

 

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

Сибирский государственный аэрокосмический  университет

имени академика М. Ф. Решетнева

(СибГАУ)

 

 

ОТЗЫВ

на выпускную квалификационную работу

студента Поликарпова Юрия Борисовича

группы БТК-81 направления  подготовки 210400 «Телекоммуникации»

на тему «Проектирование сети 3g в городе Железногорске»

 

 

Содержание отзыва:

– актуальность, теоретическая и практическая значимость темы исследования;

– соответствие содержания работы заданию (полное или неполное);

– основные достоинства и недостатки выпускной квалификационной работы;

– степень самостоятельности и  способности выпускника к исследовательской работе (владение методами сбора, хранения и обработки информации, современными методами проектирования);

– оценка умения анализировать и прогнозировать состояние и динамику объектов деятельности с использованием методов и средств анализа и прогноза;

– оценка полученных результатов при  решении задач с точки зрения их обоснованности и достоверности;

– оценка деятельности студента в период выполнения ВКР (степень добросовестности, работоспособности, ответственности, аккуратности и т. п.);

– соблюдение правил и качество оформления чертежей, достоинства и недостатки оформления текстовой части, графического, демонстрационного, иллюстративного, компьютерного и информационного материала;

– владение знаниями, умениями, навыками, применяемыми в сфере своей профессиональной деятельности;

– общее заключение и предлагаемая оценка квалификационной работы.

 

оглавление

ВВЕДЕНИЕ 6

1 Общие сведения о стандарте 3g 9

1.1 Общая характеристика цифровых систем связи стандарта 3G 9

1.2 Архитектура сети радиодоступа 16

1.3 Виды транспортных сетей 21

1.3.1 Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). 22

1.3.2 Радиорелейные системы передачи. 24

1.3.3 Технологии (PDH, SDH). 25

2 Проектирование сети 3g 27

2.1 Анализ задания 27

2.2 Расчет информационных нагрузок и радиуса действия базовых станций 28

2.2.1 Услуги, предоставляемые сетью 28

2.2.2 Оценка речевого трафика в сети UMTS 30

2.2.3 Оценка трафика данных в сети UMTS 31

2.2.4. Радиус соты по методике начального приближения. 34

2.2.5. Приближенный расчёт емкости соты при планировании сети UMTS. 35

2.3. Расчёт энергетических и пространственных параметров сети. 40

2.4 Частотно-территориальное планирование 47

2.5 Выбор оборудования 51

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58

Список литературы 59

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

3G (от английского third generation - «третье поколение»), технологии мобильной связи 3 поколения  - набор услуг, которые объединяют как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных.

Основным  плюсом 3G сети является скорость передачи данных, которая является весьма высокой  и составляет от 144 кбит/с до 2 Мбит/с (в сравнении - 64-144 кбит/с. у 2,5G). Благодаря такой скорости передачи загрузка и пересылка мультимедиа данных, является буквально секундным делом. Если в 2,5G сети для того, чтобы закачать понравившуюся 3-минутную МР3-мелодию требовалось 6-9 минут, то с сетями 3G это становится возможным всего за 11 секунд! Ещё одно важное преимущество – возможность не только слышать того, с кем говоришь, но и видеть его. То есть, возможны режимы видеоконференции и видеотрансляции.

Конечно, 3G подразумевает  переход современных технологий на новый этап развития, однако вместе с этим с появлением данных сетей  потребуется полностью менять техническое оснащение и ПО, а это связано с большими материальными затратами. Для того чтобы эту технологию отработать, как следует, открываются экспериментальные сети в некоторых районах различных стран. Основным различием между 2G и 3G сетями является необходимость в освоении частотного ресурса, то есть, сеть нового поколения требует своей частотной полосы.

Возможности в сотовых сетях 3G в первую очередь ориентированы на мультимедиа возможности современных телефонов. 3G поколение сетей основано на CDMA-сетях, только с более широким каналом, который имеет более высокую пропускную способность.

Сети 2G, прежде всего, были ориентированы на голосовую  связь,  в то время как сети 3-го поколения сделали акцент на передачу данных. Стандарт 3G, который пришел на смену сетям второго поколения, предлагает широкий спектр услуг, самыми важными из которых являются мобильный Интернет и голосовая связь.

Актуальность работы заключается в нижеследующем. Динамичное развитие систем и сетей подвижной (мобильной) связи является одной из главных составляющих мирового прогресса в сфере телекоммуникаций. Услугами подвижной связи по всему миру пользуются более 1,5 млрд. абонентов, из которых 1 млн. являются абонентами сетей общеевропейского стандарта цифровой сотовой связи (Global System for Mobile Telecommunications – GSM). При проектировании и системном анализе цифровых сетей подвижной радиотелефонной связи (СПРС-Ц) стандарта GSM должны учитываться: значительная географическая протяженность Российской Федерации; существенная концентрация пользователей в местах компактного проживания; необходимость адаптации системных параметров и ресурсов сетей к величине, пространственному распределению и плотности абонентской нагрузки.

Операторы и проектировщики сетей  подвижной связи, заинтересованы в  эффективном использовании таких  общесетевых ресурсов как ресурс производительности управляющих комплексов сети (центров коммутации подвижной  связи и контроллеров базовых  станций) и ограниченный ресурс несущих  частот радиодиапазона. Пропускная способность  сети связи и ее элементов характеризуется  интенсивностью нагрузки, которая может  быть пропущена с заданным качеством  связи. Особенностью СПРС-Ц является разделение радиоканалов на каналы трафика  и каналы управления, что позволяет  регистрировать и начинать обработку  вызовов, обслуживание которых может  быть не подкреплено наличием свободных  каналов трафика в радиоинтерфейсах базовых станций и в местах сопряжения с другими сетями связи. Интенсивное развитие услуг подвижной связи повышает требования к рациональному использованию ресурсов сети и повышению ее пропускной способности.

Цель работы: теоретическое изучение стандарта 3G и методики проектирования и расчета сети с учетом различных параметров.

Объект исследования: стандарт 3G.

Предмет исследования: расчет информационных нагрузок, энергетических параметров и частотно-территориальное планирование сети в г. Железногорске.

 Задачи исследования:

1. На основании изученной литературы описать общие сведения о стандарте 3G.
2. Проанализировать проблемы проектирования сетей подвижной радиосвязи стандарта 3G.
3. Произвести расчеты зон обслуживания и частотно-территориальное планирование с учетом исходных данных.

Методы исследования: анализ литературы и расчетно-графические методы.

Результаты работы: рассчитаны речевой трафик и трафик данных для г. Железногорска. Рассчитаны радиус и емкость соты. Рассчитаны Энергетические параметры сети и осуществлено частотно-территориальное планирование с учетом всех основных параметров.

 

 

1 Общие сведения о стандарте 3g

1.1 Общая характеристика цифровых систем связи стандарта 3G

 

Мобильная связь третьего поколения  строится на основе пакетной передачи данных. Для реализации систем третьего поколения разработаны рекомендации по глобальным унифицированным стандартам мобильной связи:

- обеспечение  качества передачи речи, сравнимого  с качеством передачи в проводных  сетях связи; 

- обеспечение  безопасности, сравнимой с безопасностью  в проводных сетях; 

- обеспечение  национального и международного  роуминга;

- поддержка  нескольких местных и международных  операторов;

- эффективное  использование спектра частот;

- пакетная  и канальная коммутация;

- поддержка  многоуровневых сотовых структур;

- взаимодействие  с системами спутниковой связи; 

- поэтапное  наращивание скорости передачи  данных вплоть до 10 Мбит/с.

Несмотря на то, что конечная цель для всей индустрии телекоммуникаций - создать единую всемирную среду мобильной связи, поддерживающую широкополосные системы и обеспечивающую глобальную мобильность, в результате, скорее всего, возникнет некоторое семейство стандартов, обеспечивающее услуги третьего поколения.

Основным  плюсом сетей 3G является большая скорость передачи больших объемов данных по радиоканалу. Самая быстрая на сегодня в сетях 2-2,5G технология EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) обеспечивает передачу данных на скорости до 473,6 Кбит/с (на практике - вдвое-втрое ниже). В сетях третьего поколения для передачи данных используется технология HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access), скорость работы которой измеряется уже мегабитами.

Сети третьего поколения 3G работают на частотах дециметрового диапазона около 2 ГГц, передавая данные со скоростью 2 Мбит/с. Они позволяют организовывать видеотелефонную связь, смотреть на мобильном телефоне фильмы и телепрограммы и т. д. В мире сосуществуют два стандарта 3G: UMTS (или W-CDMA) и CDMA2000. UMTS распространён в основном в Европе, CDMA2000 — в Азии и США.

3G стандарт был разработан Международным  Союзом Электросвязи (International Telecommunication Union, ITU) и носит название IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000). Основная цель создания стандарта — синхронизация систем третьего поколения для обеспечения глобального роуминга. Реализация сети предполагает дальнейшее слияние сотовой связи с информационными и компьютерными технологиями, радикальное обновление оборудования, и, как следствие, расширение спектра предоставляемых услуг, включая услуги высокоскоростной передачи информации, глобального роуминга и мультимедиа, независимо от местоположения абонента и скорости его передвижения. Мобильный телефон становится персональным коммуникатором, пользователь которого будет обладать практически неограниченными возможностями доступа ко всемирным информационным ресурсам, в том числе через сеть Интернет.

Для решения вопроса последней  мили, т.е. организации связи с  операторскими базовыми станциями, необходимы технические решения, позволяющие  сохранить скорости и качество передачи информации; в противном случае теряется одна из главных идей создания нового поколения мобильной сети. Основными  техническими средствами для решения  этой задачи являются оптоволоконные, радиорелейные и атмосферные  оптические системы. У тех и у  других есть свои преимущества и недостатки.

Программа IMT-2000 базируется на ряде признаков, определяющих принципы построения систем 3-го поколения и их архитектуру. Уже на первом этапе развертывания  они должны обеспечивать определенные значения скорости передачи данных для различных степеней мобильности абонента (т. е. разных скоростей его движения) в зависимости от величины зоны покрытия:

- до 2,048 Мбит/с при низкой мобильности (скорость менее 3 км/ч) и локальной зоне покрытия;

- до 144 кбит/с при высокой мобильности (до 120 км/ч) и широкой зоне покрытия;

- до 64 (144) кбит/с при глобальном покрытии (спутниковая связь).

 

Таблица 1.1 - Услуги систем 3-го поколения

Виды услуги	Скорость передачи, кБит/c	Средняя длительность сообщения, с	Режим работы	Услуги
Голосовая связь	4-32	60	Коммутация каналов	Речь, голосовая почта
Низкоскоростной обмен данными	9,6-14,4	30	Коммутация пакетов	SMS, определение местоположения
Передача к коммутируемыми данными (ISDN)	до 64	156	Коммутация каналов	Услуги сетей ISDN
Интерактивный обмен мультимедиа  данными	128-134	144	Коммутация каналов	Видеотелефонная связь, передача изображениф и больших объёмов информации
Асимметричная передача мультимедиа  данных	384-2048	14-53	Коммутация пакетов	Работа с сетями Internet и интрасетями

 

В рамках концепции IMT-2000 допустимы две стратегии  перехода к 3G-системам: постепенное (эволюционное) и "одномоментное" (революционное) (Табл.1.2).

 

Таблица 1.2 - Две стратегии внедрения услуг 3-го поколения мобильной связи

Определяющий фактор	Эволюционный подход	Революционный подход
Метод использования частотного ресурса	Работа в старых диапазонах	Освоение новых диапазонов
Принцип предоставления услуг	Постепенно расширяемый ассортимент  услуг	Новые услуги с начала развертывания
Пропускная способность	Постепенно наращиваемая	Изначально высокая
Стратегия создания сетевой инфраструктуры	Медленный и постепенный переход  от 2G к 3G по мере появления спроса на услуги	Создание опытных районов ("островков") с полным набором услуг
Технологический уровень	Новые технологии в отдельных элементах	Все технологии – новейшие
Архитектура сети	Максимальное использование существующей инфраструктуры	Новая
Коммерческий риск	Низкий	Высокий
Состав операторов	В основном те же, что и в 2G	Операторы, купившие лицензии на услуги 3G
Глобальный роуминг	С ограничениями	Без ограничений
Капитальные затраты	Незначительные	Значительные

 

При революционном подходе предполагается внедрение всех новейших технологий и новых интерфейсов и полная замена существующего оборудования и ПО, что сопряжено с большими капитальными затратами и определенным коммерческим риском. Для отработки данной стратегии в разных районах мира, в том числе и в России, созданы экспериментальные сети.

Один из важнейших  признаков, принципиально отличающих два подхода, способы освоения частотного ресурса. При революционном сценарии требуется новый частотный ресурс. Япония и Европа намерены пойти по этому пути и выделить для систем 3-го поколения "индивидуальные" полосы радиочастот.

В США подход абсолютно иной - там спектр, выделенный для IMT-2000, уже занят службой PCS и 3G-системы  будут работать в старых полосах  частот вместе с существующими сетями стандартов TDMA/AMPS.

Эволюционное  внедрение требует меньших капитальных затрат и предполагает плавную замену оборудования в зависимости от спроса на конкретные виды услуг. Такой подход позволяет максимально использовать существующую инфраструктуру сети связи, внедряя новые сетевые элементы в процессе последовательной модернизации.

Естественно, что операторы систем двух наиболее массовых технологий - TDMA/AMPS и GSM - стали  сторонниками эволюционного пути развития. Сегодня эти системы имеют  ограниченные возможности по наращиванию  пропускной способности и видам  услуг в рамках выделенного частотного диапазона. Рост их емкости без дополнительного  расширения радиочастотного спектра  возможен лишь за счет перехода на полускоростные каналы (GSM), введения многосекторных антенн или использования спектрально-эффективных методов модуляции (8PSK и др.).

 

Таблица 1.3 - Характеристики радиоинтерфейсов для IMT-2000

Показатель	IMT-DS	IMT-MC	IMT-TC	IMT-SC	IMT-FT
Авторы технических спецификаций	3GPP, ARIB, ETSI	3GPP2, TIA TR-45.3	3GPP, ETSI	3GPP2, UWCC, CWTS	ETSI TIA TR-45.3DECT EP
Базовая технология	WCDMA	cdma2000	UTRA TDD TD	UWC-136, TDMA	MC-TDMA
Метод доступа	UTRA	MC- CDMA	SCDMATDMA/ CDMA	FDD	FDD/TDD
Чиповая скорость, Мчип/с	3,84DS- CDMA	3,6884	3,84 (UTRA) 1,28 (SCDMA)	Н/д	Н/д
Скорость передачи, кбит/c	Н/д	Н/д	Н/д	384; 2048	1152; 2304; 3456
Вид модуляции	QPSK/BPSK HPSK*	QPSK/BPSK	QPSK/BPSK HPSK*	BOQAM QOQAM	GFSK; p/2-DPSK p/4-DQPSK p/8-D8PSK
Длина кадра, мс	10	5 и 20	10	4,6	10

 

Согласно  концепции IMT-2000, система нового поколения  подразделяется на две составные  части: сети радиодоступа и магистральную  базовую сеть. Подходы к их проектированию принципиально различны.

Эффективность сетей радиодоступа в значительной степени зависит от новизны технологий, которые в них используются. Смена  поколений, как правило, означает и  смену идеологии построения этих сетей. Магистральные сети более "инерционны". В них инвестированы значительные средства, которые операторы желают сохранить при переходе к 3-му поколению. Кроме того, существующие базовые  сети не являются сдерживающим фактором для внедрения современных ЗG-услуг. Поэтому их инфраструктура будет развиваться эволюционным путем, опираясь на существующие сети GSM, TDMA (IS-136), IP, IN и ISDN, что подтверждают и исследования, проведенные в рамках IMT-2000.

Сегодня в  качестве магистральных предполагается использовать сеть, базирующуюся на IP-технологии, а также усовершенствованные  опорные сети GSM MAP и ANSI-41, которые  развернуты для наиболее развитых стандартов мобильной связи 2-го поколения - европейского GSM и североамериканских TDMA (IS-136) и CDMA (IS-95). Взаимодействие между тремя магистральными сетями - GSM MAP, ANSI-41 и базовой IP-сетью - будет осуществляться через межсетевой интерфейс NNI (Network-to-Network Interface).

Стандартный модуль идентификации пользователя UIM (User Identity Module) обеспечит глобальный роуминг независимо от метода радиодоступа или типа транспортной сети в том или ином географическом регионе.

В настоящее  время важнее всего дать возможность  всем операторам действующих сетей  использовать существующую инфраструктуру при реализации набора новых услуг IMT-2000. В связи с этим МСЭ считает  необходимым начать разработки единого  протокола NNI, обеспечивающего глобальный роуминг в рамках 3G-систем.

Транспортная  сеть должна обеспечить межсетевое взаимодействие и "прозрачность" доступа к  услугам независимо от местонахождения  абонентов. Чтобы реализовать это  требование на практике, предусматривается  создание специального конвертора, или  шлюза, IWG (Interwoking Gateway), который и будет поддерживать глобальный роуминг при любом протоколе радиодоступа.

Сегодня уже  очевидно, что окончательному внедрению  систем 3-го поколения будет предшествовать очень продолжительный период их совместного существования с  системами 2-го поколения. Благодаря  различиям в наборе и стоимости  предоставляемых услуг новые  технологии будут не конкурировать  со старыми, а дополнять их.

 

1.2 Архитектура сети радиодоступа

 

Система UMTS состоит из ряда логических элементов сети, каждый из которых выполняет определенные функции. Элементы сети могут группироваться на основе близости выполняемых функций или на основе подсети, к которой они принадлежат.

По своим  функциям элементы сети группируются в сеть радиодоступа (RAN, UMTS территориального уровня = UTRAN), которая оперирует всеми функциями, относящимися к радиосвязи, и в базовую сеть (CN), которая обеспечивает коммутацию и маршрутизацию вызовов и каналы передачи данных во внешние сети. Чтобы завершить систему, определяются оборудование пользователя (UE), которое взаимодействует с ним, и радиоинтерфейс (Uu).

С точки зрения спецификации и стандартизации, как UE, так и UTRAN содержат полностью новые протоколы, построение которых основано на потребностях новой технологии радиосвязи WCDMA. И наоборот, построение CN взято из GSM. Это дает системе с новой технологией радиосвязи глобальную базу из известной и испытанной технологии CN, что способствует ускорению ее внедрения и позволяет использовать такое замечательное преимущество, как глобальный роуминг.

 

 

Рисунок 1.1 - Архитектура системы UMTS высокого уровня

 

Возможность иметь несколько  объектов одного и того же типа позволяет  делить систему UMTS на подсети, работающие либо самостоятельно, либо вместе с другими подсетями, и которые являются тождественными друг другу. Такая сеть называется UMTS PLMN (наземная мобильная сеть общего пользования). Обычно одна PLMN эксплуатируется одним оператором и соединяется с другими PLMNs также, как и с другими типами сетей, например, ISDN, PSTN, Интернет и т.д.

 

Рисунок 1.2 - Элементы сети в PLMN

UE состоит из двух частей:

• Подвижное оборудование (ME) – радиотерминал, используемый для радиосвязи через интерфейс Uu;
• Модуль идентификации абонента UMTS (USIM), представляющий собой интеллектуальную плату, которая служит идентификатором абонента, выполняет алгоритм аутентификации и шифрования и некоторые данные об услугах, которыми имеет право пользоваться абонент, необходимые при пользовании терминалом.

UTRAN также состоит из двух элементов:

• Узел B преобразует поток данных между интерфейсами Iub и Uu. Он также участвует в управлении радиоресурсами;
• Контроллер радиосети (RNC) владеет и управляет радиоресурсами в своей области (к ней подключены узлы B). RNС представляет собой точку доступа к сервису для всех услуг, которые UTRAN предоставляет CN, например, управление соединениями с UE.

Основными элементами базовой сети GSM являются следующие:

• `HLR (регистр домашнего местонахождения, по месту регистрации) – это база данных, помещаемая в домашнюю систему абонента, которая хранит в памяти основной экземпляр профиля обслуживания абонента. Профиль обслуживания содержит, например, информацию о предоставляемых ему услугах, запрещенных районов роуминга и дополнительную сервисную информацию, например, о возможности переключения телефонного вызова и номера телефона, на который производится переадресация. Профиль обслуживания создается, когда новый абонент прописывается в системе, и остается в памяти до тех пор, пока сохраняется эта прописка. Для маршрутизации входящих сообщений к UE (т.е. вызовов или коротких сообщений) HLR также записывает данные о местоположении UE на уровне MSC/VLR (узла по обеспечению услуг и/или SGSN), т. е. на уровне системы обслуживания;
• MSC/VLR – это коммутатор (MSC) и база данных (VLR), которые предоставляют услуги по текущему местоположению UE по коммутации каналов (CS). Функция MSC используется для коммутации сообщений CS, и функция VLR сохраняет экземпляр профиля обслуживания гостевого пользователя, а также более точную информацию о местоположении UE в системе обслуживания. Часть сети, к которой обеспечивается доступ через MSC/VLR, часто называют областью обслуживания CS.
• GMSC (шлюзовой MSC) – это коммутатор в точке, где UMTS PLMN соединяются с внешними сетями CS. Все входящие и исходящие соединения CS проходят через GMSC;
• Функции SGSN (узла по обеспечению услуг GPRS) подобны функциям MSC/VLR, но обычно используются для услуг с коммутацией пакетов (PS). Часть сети, к которой обеспечивается доступ через MSC/VLR, часто называют областью обслуживания CS;
• GGSN (узел по обеспечению межсетевого перехода GPRS) функционально близок к GMSC, но связан с предоставлением услуг PS.

Внешние сети можно разделить на две группы:

• Сети CS. Они обеспечивают соединения с коммутацией каналов, как это имеет место в существующей в настоящее время телефонной связи;
• Сети PS. Они обеспечивают соединения с коммутацией пакетов данных. Одним из примеров сети PS служит Интернет.

Стандарты UMTS построены таким образом, что функции внутри элементов сети подробно не определяются. Вместо этого определены интерфейсы между логическими элементами сети. Определены следующие основные открытые интерфейсы:

• Интерфейс Cu. Это электрический интерфейс между интеллектуальной платой (смарт-карточкой) USIM (модуля идентификации абонента сети UMTS) и ME. Интерфейс удовлетворяет формату стандарта для смарт-карточек;
• Интерфейс Uu. Это радиоинтерфейс WCDMA, который служит предметом рассмотрения в данной книге. Интерфейс Uu – это интерфейс, через который UE получает доступ к стационарной части системы, и поэтому, возможно самый важный интерфейс в UMTS. Представляется, что изготовителей UE будет гораздо больше, чем изготовителей элементов стационарной сети;
• Интерфейс Iu. Он соединяет UTRAN с CN. Подобно соответствующим интерфейсам в GSM, A (для коммутации каналов) и Gb (для коммутации пакетов), открытый интерфейс Iu дает операторам UMTS возможность производить закупку UTRAN и CN у разных производителей. Создание конкуренции в этой области явилось одним из факторов, обусловивших успех GSM;
• Интерфейс Iur. Открытый интерфейс Iur позволяет осуществлять мягкий хэндовер между RNCs  от различных производителей, и поэтому он дополняет открытый интерфейс Iu;
• Интерфейс Iub. Iub соединяет узел B и RNC. UMTS является первой коммерческой системой подвижной телефонной связи, где интерфейс контроллер-базовая станция стандартизован как полностью открытый интерфейс. Ожидается, что подобно другим открытым интерфейсам, открытый интерфейс Iub будет стимулировать конкуренцию между производителями оборудования в этой области. Вероятно, что на рынке появятся новые производители, сосредоточивающие усилия исключительно на изготовлении узлов B.

Архитектура UTRAN представлена на рисунке 1.3.

 

 

Рисунок 1.3 - Архитектура UTRAN

 

UTRAN включает в себя одну или несколько подсистем радиосети (RNS). RNS – это подсеть в UTRAN, состоящая из контроллера радиосети (RNC) и одного или нескольких узлов B. RNC могут соединяться друг с другом через интерфейс Iur.  RNC и узлы B соединяются с помощью интерфейса Iub.