ड्राइविंग करते समय फोन का क्या होता है - सेलुलर नेटवर्क में गतिशीलता प्रक्रियाएं

अक्सर वे सवाल पूछते हैं: “ जब फोन किसी दूसरे बेस स्टेशन पर जाता है तो क्या होता है? "," और संक्रमण कैसा है? "," और जब यह कुछ नहीं करता है तो फोन क्या करता है? "आदि इन सवालों के जवाब मौजूद हैं, लेकिन वे कुछ हद तक सामान्य लोकप्रिय विज्ञान समीक्षाओं के दायरे से परे हैं। टेलीफोन के विकिरण के बारे में मेरे सहयोगी के विषय में कुछ सवालों का विस्तार से वर्णन किया गया था।

ऑपरेटर के नेटवर्क तत्वों के दृष्टिकोण से इस विषय को कवर करने के लिए, आपको तकनीक और मोबाइल संचार के सिग्नल में पर्याप्त रूप से गोता लगाने की आवश्यकता है। पहले आपको शब्दावली पर सहमत होने की आवश्यकता है जो बेस स्टेशनों और सेलुलर मानकों के बीच संक्रमण प्रक्रियाओं का वर्णन करने के लिए उपयोग किया जाता है।


मोबाइल नेटवर्क GSM (2G) / UMTS (3G) में मुख्य नोड्स

समुद्री मील

• बेस स्टेशन: BTS - GSM मानक, NodeB - UMTS मानक;
• नियंत्रक: BSC - GSM मानक; आरएनसी - यूएमटीएस रेडियो नेटवर्क;
• एमएससी - 2 जी / 3 जी वॉयस कॉल स्विच;
• एसजीएसएन - 2 जी / 3 जी पैकेट सेवा नोड;
• यूई - टर्मिनल, उदाहरण के लिए, एक मोबाइल फोन। अब से मैं सादगी के लिए यूई "टेलीफोन" कहूंगा;
• 3 जीपीपी टीएस 23.002 "नेटवर्क आर्किटेक्चर" मानक में वर्णित उम, एबिस, जीबी, ए - 2 जी तार्किक इंटरफेस;
• UU, Iub, IuCS, IuPS - 3GPP TS 23.002 "नेटवर्क आर्किटेक्चर" मानक में वर्णित 3 जी तार्किक इंटरफेस।

राज्यों

• निष्क्रिय मोड - उपयोगकर्ता उपकरणों की स्थिति जब यह उपयोग में नहीं है (आवाज या अन्य उपयोगकर्ता ट्रैफ़िक संसाधित नहीं है);
• व्यस्त राज्य - आवाज सेवा के साथ काम के समय फोन या अन्य यूई की स्थिति;
• रीसेलेट - आइडल मोड स्थिति में फोन की आवृत्ति, कोड या संचार मानक को बदलने की प्रक्रिया। जब यह आपकी जेब में हो तो बेस स्टेशनों के बीच फोन स्विच करना रीसेलेट प्रक्रिया का एक विशेष मामला है;
• सीएस हैंडओवर - व्यस्त राज्य में उपयोगकर्ता उपकरणों की आवृत्ति, कोड या मानक को बदलने की प्रक्रिया। जब आप बात कर रहे हों तो बेस स्टेशनों के बीच अपने फोन को स्विच करना सीएस हैंडओवर प्रक्रिया का एक विशेष मामला है।

डेटा सेवाओं के लिए गतिशीलता से जुड़ी प्रक्रियाएं आवाज की तुलना में बहुत अधिक जटिल हैं, लेकिन वे लगभग समान हैं, इसलिए हम केवल आवाज पर विचार करेंगे।

बेस स्टेशनों के बीच स्विच करें

स्टैंडबाय राज्य (आइडल) में बेस स्टेशनों के बीच एक सब्सक्राइबर को बदलने की प्रक्रिया - रेसेलेक्शन। यह प्रक्रिया किसी भी मोबाइल मानक में पूरी तरह से स्वचालित मोड में होती है। वैसे, जो लोग कम से कम सिद्धांत को जानते हैं, वे घुसपैठियों द्वारा कॉल की प्रतिक्रिया के रूप में नहीं देते हैं: "हम आपके फोन को दूसरे बेस स्टेशन पर स्विच करते हैं, और ऐसा करने के लिए, फोन पर निम्नलिखित संयोजन डायल करें ..."।

स्थिति: हमारा ग्राहक 2 जी बीटीएस 1 से 2 जी बीटीएस 2 पर जाता है। बीएससी नियंत्रक फोन को पड़ोसी आवृत्तियों की एक सूची भेजता है जिसे मापने की आवश्यकता होती है। एक मोबाइल फोन इस सूची से बेस स्टेशनों के सिग्नल स्तर को लगभग दो बार प्रति सेकंड मापता है और समय-समय पर माप के परिणामों के साथ रिपोर्ट को बेस स्टेशन पर भेजता है। इसके अलावा इन रिपोर्टों को बीएससी नियंत्रक पर एकत्र किया जाता है। यदि किसी समय में सेवारत बेस स्टेशन से सिग्नल की शक्ति या गुणवत्ता बीएससी सेटिंग्स में तय की तुलना में खराब हो जाती है, और पड़ोसी बेस स्टेशन से सिग्नल का स्तर फिर से भरना मानदंडों को संतुष्ट करता है, तो सेवारत आवृत्ति में बदलाव शुरू किया जाता है। सेल चयन मानदंड सूत्र द्वारा वर्णित है:

C1 = RLA_C – RXLEV_ACCES_MIN – max (B,0) >0, B = MS_TXPWR_MAX_CCH - P

जहां RLA_C रेडियो सिग्नल की मापा औसत शक्ति है, dBm;
RXLEV_ACCESS_MIN - सेल तक पहुंच के लिए प्राप्त सिग्नल पावर का न्यूनतम मूल्य, dBm;
MS_TXPWR_MAX_CCH - नेटवर्क तक पहुँचते समय UE की अधिकतम अनुमत आउटपुट शक्ति, dBm;
पी - यूई की अधिकतम उत्पादन शक्ति (यूई के वर्ग पर निर्भर करता है), डीबीएम;

परंपरागत रूप से, ऐसी प्रक्रियाओं को संदेश प्रवाह नेटवर्क के नोड्स के बीच एक सिग्नलिंग संदेश प्रवाह के रूप में वर्णित किया जाता है।

एक जीएसएम नेटवर्क में Reselection प्रक्रिया

आवृत्ति और सेवारत बेस स्टेशन को बदलने के बाद, स्थान क्षेत्र और (यदि आवश्यक हो) रूटिंग क्षेत्र बदल दिया जाता है। इस बिंदु पर, यह ध्यान देने योग्य है, क्योंकि यही वह है जो यूई के चार्जिंग में परिवर्तन को निर्धारित करता है। बिलिंग सिस्टम (सर्वर जो ऑनलाइन बिलिंग प्रदान करते हैं) किसी विशेष टैरिफ प्लान को चुनने के लिए ट्रिगर के रूप में सबसे अधिक बार स्थान क्षेत्र कोड का उपयोग करते हैं, हालांकि, यदि आवश्यक हो, तो ज़ोन सेल ग्लोबल आइडेंटिटी के लिए विस्तृत हो सकता है।

स्थान क्षेत्र क्या है, इसका एक मोटा अंदाजा लगाने के लिए आप LAC वितरण का एक सरल उदाहरण दे सकते हैं:


स्थान क्षेत्र कोड वितरण

हमने जो कुछ भी वर्णित किया है वह सेवा मोड की अनुपस्थिति में दो जीएसएम बेस स्टेशनों के बीच एक संक्रमण का सबसे सरल मामला है।

हम दूसरे विकल्प का वर्णन करते हैं: जीएसएम और यूएमटीएस बेस स्टेशनों के बीच संक्रमण, जबकि यूई को पहले जीएसएम में वॉयस सेवा प्रदान करनी चाहिए, और फिर (यूटीटीएस में उपभोक्ता की धारणा को प्रभावित किए बिना)। यह एक चौराहा वॉयस हैंडओवर प्रक्रिया है।

प्रारंभिक स्थिति - फोन के साथ ग्राहक ने 2 जी बीटीएस 2 के सेवा क्षेत्र में रहते हुए एक कॉल किया, और 3 जी एनओडीबी की ओर बढ़ता है जब तक कि रेडियो की स्थिति इस स्तर तक नहीं बदल जाती कि आपको वार्तालाप को बचाने के लिए वार्तालाप को 3 जी नोड पर स्विच करने की आवश्यकता है।

सेवारत बेस स्टेशन को बदलने की आवश्यकता का आकलन करने का दृष्टिकोण पहले की तरह ही है: यूई लगातार पड़ोसी 2 जी / 3 जी बेस स्टेशनों से सिग्नल के स्तर और गुणवत्ता को मापता है और बीएससी नियंत्रक को माप भेजता है। एक निर्धारित मानदंड से नीचे सेवा बेस की शक्ति या सिग्नल की गुणवत्ता में गिरावट के मामले में, बीएससी नियंत्रक इस प्रक्रिया में शामिल मोबाइल नेटवर्क के सभी नोड्स पर आवश्यक संसाधनों के प्रारंभिक आवंटन के साथ बेस स्टेशन में बदलाव की शुरुआत करता है।


UMTS (3G) नेटवर्क के लिए GSM (2G) नेटवर्क से हैंडओवर करें

बेशक, यह एक बहुत ही सशर्त संदेश प्रवाह है, जिसमें कई संदेश छोड़ दिए जाते हैं और शामिल नेटवर्क तत्वों की न्यूनतम संभव संख्या के साथ विकल्प चुना जाता है। हालाँकि, यहां तक ​​कि आप समझ सकते हैं कि यह प्रक्रिया कितनी जटिल है और ग्राहक के लिए इस तरह के ऑपरेशन के सफल समापन के लिए ऑपरेटर के नेटवर्क में कितनी सेटिंग्स सही ढंग से होनी चाहिए। यदि कोई सिग्नलिंग की दुनिया में उतरना चाहता है, तो मैं तकनीकी विनिर्देश 3GPP TS 23.009 "हैंडओवर प्रक्रियाओं" की सिफारिश कर सकता हूं, जो एक ग्राहक को स्थानांतरित करने के लिए कई जटिल विकल्पों पर विचार करता है।

जो सवाल पूछे गए थे और जिनके कारण, वास्तव में, पूरे सिद्धांत को वापस लौटा दिया गया था

- बेस स्टेशन एक ग्राहक को एक दूसरे तक कैसे पहुंचाते हैं?

• आइडल मोड में (अर्थात, सेवाएं प्रदान किए बिना) - रेडियो चैनल की शक्ति और गुणवत्ता को मापने के आधार पर बस नए बेस स्टेशन पर रेडियो चैनल को फिर से असाइन करके;
• व्यस्त मोड में (आवाज सेवा के प्रावधान के साथ) - एक ही माप के आधार पर, लेकिन मोबाइल नेटवर्क में सभी आवश्यक संसाधनों के प्रारंभिक आरक्षण के साथ;

- बेस स्टेशनों के बीच संक्रमण के दौरान चार्जिंग प्रक्रिया कैसे होती है, उदाहरण के लिए, एक होम फेम्टो एपी और एक मानक बेस स्टेशन के बीच।
UE को उसकी भौगोलिक स्थिति (स्थान क्षेत्र कोड) या, यदि आवश्यक हो, तो अधिक सटीक स्थिति के अनुसार - सेल पहचानकर्ता - सेल ग्लोबल आइडेंटिटी के अनुसार चार्ज किया जाता है। स्थान प्रक्रिया का परिवर्तन विशेष प्रक्रिया "स्थान क्षेत्र अद्यतन" का उपयोग करके किया जाता है, और यह प्रक्रिया निष्क्रिय मोड में की जाती है। जिसका अर्थ है: यदि आपने एक विशिष्ट LAC के साथ एक बेस स्टेशन (अपने घर पर Femto) पर बातचीत शुरू की और एक अलग LAC (अपार्टमेंट छोड़कर) के साथ दूसरे आधार के कवरेज क्षेत्र में चले गए, तो बेस स्टेशन के टैरिफ के अनुसार शुल्क लिया जाएगा जिस पर बातचीत शुरू हुई;

- अगर हम बातचीत को बाधित किए बिना, उदाहरण के लिए, किसी दूसरे शहर में काफी दूरी तय करते हैं, तो टैरिफिकेशन कैसे हो रहा है?
जैसा कि ऊपर बताया गया है, कॉल पूरा होने तक टैरिफिंग बेस स्टेशन के उसी टैरिफ पर की जाएगी, जिस पर कॉल शुरू की गई थी। मानक में निर्धारित एकमात्र प्रतिबंध है: विभिन्न देशों में स्थित बेस स्टेशनों के बीच हैंडओवर निषिद्ध है, इसलिए, सीमा पार करते समय, कॉल किसी भी मामले में कट जाएगा, और फोन नए नेटवर्क में नए टैरिफ के साथ पंजीकृत होगा;

- "छोटी सेल" (पोल पर माइक्रो बेस स्टेशन पर बिजली बंद होने पर, या आपके घर पर फेमटो बेस) के अचानक गायब होने की स्थिति में ग्राहक "बड़ी सेल" पर कैसे जाता है?
इस तरह की कॉल को सहेजना और जल्दी से इसे दूसरे आधार पर स्विच करना असंभव है, क्योंकि ऊपर वर्णित एक भी सिग्नल संदेश सिस्टम में नहीं भेजा गया था, और नेटवर्क "नहीं जानता" कि इस फोन को कहीं और रेडियो संसाधनों को आवंटित करने की आवश्यकता है। तो इस मामले में बातचीत बाधित हो जाएगी, फोन आइडल मोड में रीसेलेट प्रक्रिया करेगा, और वहां फिर से कॉल करना संभव होगा;

- अगर पड़ोसी आधार पंजीकृत नहीं है या सही तरीके से पंजीकृत नहीं है तो क्या होगा?
यह मामला तब होता है जब किसी कनेक्शन का टूटना हर किसी के द्वारा अपरिष्कृत होता है (ऑपरेटर की शब्दावली में - कॉल ड्रॉप)। फोन पुराने बेस स्टेशन पर बातचीत को यथासंभव लंबे समय तक रखेगा, जब तक कि रेडियो पैरामीटर वार्तालाप को बचाने के लिए पर्याप्त नहीं हैं, जिसके बाद बातचीत बाधित हो जाएगी और फोन रेसेलेट बना देगा;

- यदि हम 112 नंबर पर बचाव सेवा को कॉल करते समय होम नेटवर्क के कवरेज क्षेत्र को छोड़ दें तो क्या होगा?
आप अपने ऑपरेटर से कोई कवरेज नहीं है, भले ही आप 112 कॉल कर सकते हैं, लेकिन किसी अन्य ऑपरेटर से कवरेज है। हालांकि, एक हैंडओवर बनाने के लिए यदि आपके ऑपरेटर से दूसरे ऑपरेटर के बेस स्टेशन तक कवरेज गायब हो जाती है, तो यह लगभग निश्चित रूप से विफल हो जाएगा। वास्तव में, हैंडओवर संभव होने के लिए, हमें इस प्रक्रिया के लिए अनुमति दिए गए सभी बेस स्टेशनों को स्पष्ट रूप से पंजीकृत करना होगा, और केवल हमारे अपने बेस स्टेशनों को ऑपरेटर के नेटवर्क में आवाज स्विच करने के लिए उम्मीदवारों के रूप में माना जाएगा। इसलिए, 112 नंबर पर भी बातचीत बाधित होगी, लेकिन फिर आप "होम" ऑपरेटर से कोई कवरेज नहीं होने पर भी दोबारा नंबर डायल कर सकते हैं।