Подсистема базовой станции

Автор: Ересько А. В. (кандидат технических наук, НИТУ МИСИС)

Проверка и редакция статьи: Габриэльян Д. Д. (доктор технических наук, 20.02.25, ФГУП Ростовский-на-Дону научноисследовательский институт радиосвязи, автор патентов: RU126519U1, RU43690U1, RU2466482C1, RU2446521C2)

Дата последней редакции: 5.12.2020

Время чтения: ~2 мин.

Подсистема базовой станции состоит из двух частей: базовая приемопередающая станция (BTS) и контроллер базовой станции (BSC). Они взаимодействуют через стандартный интерфейс Abis, который позволяет (как и в остальной системе) осуществлять совместную работу оборудования различных производителей. Базовые приемопередающие станции оснащены радиопередатчиками, которые определяют соту и поддерживают протокол радиосвязи с мобильной станцией. В больших городах и их окрестностях необходимо размещать большое количество BTS, поэтому основными требованиями для них являются: прочность, надежность, мобильность и минимальная себестоимость. Стоит упомянуть, что репитеры не создают никаких помех для работы базовых станций.

BTS или базовая приемопередающая станция иначе называется удаленной базовой станцией (RBS). В любом случае, она представляет собой радиоустройство, которое перенаправляет все входящие и исходящие звонки, поступающие от базовой станции. Базовой станцией управляет контроллер базовой станции, куда в первую очередь попадает сигнал. Контроллер базовой станции, описанный ниже, собирает звонки многих базовых станций и передает их на коммутаторы сотовых телефонов. Кроме того, на эти коммутаторы поступают звонки со стационарных телефонных аппаратов. Некоторые базовые станции имеют весьма скромные размеры, одна из таких станций, которая представляет собой устанавливаемый вне помещений блок, изображена на рисунке. В основном, GSM базовые станции и их контроллеры сильно отличаются от IS-136.

Контроллер базовой станции

Контроллер базовой станции управляет радио-сигналами, поступающими с одной или нескольких базовых приемопередающих станций. Он отвечает за установку радиоканалов, скачкообразную перестройку частоты и переключение каналов. Контроллер базовой станции является связующим звеном между мобильной станцией и центром коммутации мобильной связи (MSC). Контроллер базовой станции представляет собой ещё одно отличие между стационарной радиосвязью и мобильной связью стандарта GSM. Это устройство является «посредником» между приемопередатчиком базовой станции и мобильным коммутатором Разработчики стандарта GSM посчитали такой подход оптимальным для высокочастотных сотовых сетей.

Как написал один неизвестный автор: «Если каждая базовая станция будет непосредственно подключена к ЦКМ, то линии будут слишком перегружены. Для обеспечения качественной связи посредством управления передачей данных, беспроводные сетевые инфраструктуры используют Контроллеры Базовых Станций, как способ разделения сети на сегменты и управления перегрузками. В результате ЦКМ соединяет сеть с контроллерами, которые в свою очередь отвечают за подключение и маршрутизацию вызовов между 50-100 беспроводных базовых станций».

Контроллер базовой станции Siemens

На многих изображениях оборудования GSM-сетей присутствуют так называемые TRAU (транскодеры преобразования скорости передачи данных). TRAU, который по-другому называется блоком транскодирования, одновременно служит и компрессором, и конвертером. Сначала он сжимает данные, поступающие через контроллеры базовых станций от мобильных телефонов абонентов. Предварительно речь и другие данные уже сжимаются голосовым кодером сотового аппарата. А транскодер сжимает их ещё сильнее. Затем он переводит данные в формат, который понимает мобильный коммутатор. В этом и заключается транскодирование - код из одного формата преобразовывается в другой. Наличие TRAU не обязательно, но, по всей видимости, установка этого устройства позволяет значительно сэкономить.

Вот как Nortel Networks рекламирует свои устройства: «Установка транскодера позволяет сократить затрачиваемые ресурсы и обеспечивает экономию средств до 75%». «Устройство транскодировки (TCU), установленное между контроллером базовой станции и центром коммутации мобильной связи, позволяет сжимать речь и адаптировать скорость передачи данных в рамках сотовой радиосети. Транскодеры разработано специально для снижения затрат на передачу данных путем минимизации объема данных, передаваемых между контроллером базовой станции и центром коммутации мобильной связи. Это становится возможным за счет уменьшения количества подключений к контроллеру базовой станции, так как один его слот может справляться только с четырьмя потоками передачи данных или речи. Кроме того, модульная архитектура транскодера поддерживает все три речевых блока GSM (полноразрядный, улучшенный полноразрядный и полуразрядный) одновременно, что дает вам полный спектр вариантов его использования».
Транскодер преобразования скорости передачи данных Siemens

Голосовые кодеры или речевые блоки встроены в сотовые телефоны. Их основная цель – преобразовать речь в цифровой формат. Операторы связи сами определяют, насколько они хотят сжимать речевые данные, сильно или не очень. Этот принцип лежит в основе сотовой системы, которая включает речевые блоки мобильных телефонов и оборудование подсистемы базовой станции.

В случае, когда базовая станция находится далеко от вас или не справляется с нагрузкой, вы рискуете остаться без сотовой связи или страдать от постоянных обрывов. Установка репитера gsm легко решит эту проблему.