foydalanuvchi - Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti r. R. Ibraimov, D....

1
foydalanuvchi
Quvvat
Vaqt
Tashuvchilar
bloki
chastota
2
foydalanuvchi
3
foydalanuvchi
Tashuvchilar
bloki
Tashuvchilar
bloki
111
hisoblanadi. OFDMAda unumdorlikni maksimallashtirish uchun
nimtashuvchi
chastotalarni
tanlash
va
quvvatni
taqsimlash
kanallarning holatiga asoslanishi kerak.
Shunday
qilib,
OFDMA
ko‘p stansiyali ulanish tez
moslashuvchan uslubini ta’minlaydi, u ko‘plab foydalanuvchilarning
ishlashini o‘zgaradigan ilovalar, ma’lumotlarni uzatish tezliklari va
xizmat
ko‘rsatish sifati talablarining katta to‘plami bilan
muvofiqlashtirishi mumkin.
2.7. LTE standarti
LTE
standartidagi
tarmoqlarini
qurish
va
ishlash
tamoyillari. LTE radiointerfeysi ma’lumotlarni uzatish maksimal
tezligi 300 Mbit/sdan ortiq, paketlarni qayta uzatilishi kechikish vaqti
10
m/sdan
kam,
shuningdek
sezilarli
yuqoriroq
spektral
samaradorlikni ta’minlaydi. LTE tizimlari operatorlardagi yangi va
mavjud bo‘lgan chastotalar polosalarida ishlatilishi mumkin.
LTE texnologiyasi mos apparatli va dasturiy qo‘llashga ega
bo‘lish bilan abonentlar terminalini UMTS, CDMA2000, WiMAX
tarmoqlari,
shuningdek
GSM
yoki
IS-95
tarmoqlari
bilan
moslashuvchanligini ta’minlaydi [15].
LTE
tarmoqlarining
arxitekturasi
quyidagi
umumiy
tamoyillarni qoniqtiradi:
- foydalanuvchilar ma’lumotlari va xizmat ma’lumotlarini
uzatish transport nimtarmoqlari mantiqiy ajratilgan;
- radioulanish tarmog‘i va bazaviy paketli tarmoq bu
tarmoqlarda ishlatiladigan transport funksiyalari, manzillashtirish
sxemalaridan to‘liq ozod etilgan, transport funksiyalarini ishlatilishida
foydalaniladigan manzillashtirish sxemalariga bog‘liq bo‘lmasligi
kerak;
- abonentlar va foydalanuvchilar terminallarining mobilliklarini
boshqarish to‘liq radioulanish tarmog‘iga yuklangan;
- radioulanish tarmog‘i interfeyslarining funksional ajratilishi bir
necha bo‘lishi mumkin opsiyalarga ega bo‘lishi kerak;
- interfeyslar bu interfeys bilan boshqariladigan blokning
mantiqiy modeliga asoslanishi kerak;
- tarmoqning bitta fizik elementi o‘zida bir necha mantiqiy
bloklarni ishlatilishiga ega bo‘lishi kerak.
LTE tarmog‘ining arxitekturasi shunday tarzda ishlab
112
chiqilganki, u choksiz mobillik deyiladigan mobbillikli, paketlarni
etkazilishini minimal kechikishili va xizmat ko‘rsatish sifatining
yuqori ko‘rsatkichlarili paketli trafikni qo‘llanilishini ta’minlaydi.
Tarmoq funksiyasi sifatida mobillik uning ikkita funksiyalari -
diskret mobillik (rouming) va uzluksiz mobillik (xendover) orqali
ta’minlanadi. Binobarin, LTE tarmoqlari barcha mavjud tarmoqlar
bilan rouming va xendover protseduralarini qo‘llashi kerak, LTE-
abonentlar (terminallar) uchun hamma joyda simsiz keng polosali
xizmatlar qamrab olishi ta’minlanishi kerak.
Paketli
uzatish
barcha
xizmatlarni,
shu
jumladan
foydalanuvchilar ovozli trafigini uzatilishini ta’minlashga imkon
beradi. Tarmoq tugunlarining yetarlicha yuqori har xil turliligi va
ierarxikligi
kuzatiladigan
(taqsimlangan
tarmoq
javobgarligi
deyiladigan) oldingi avlodlar ko‘plab tarmoqlaridan farqli ravishda
LTE tarmoqlari arxitekturasini tekis deb hisoblag mumkin, chunki
deyarli butun tarmoq o‘zar ta’sirlashish ikkita BS (bazaviy stansiya)
va MBB (mobillikni boshqarish boki) tugunlari orasida bo‘lib o‘tadi.
BS texnik spetsifikatsiyalarda B-tugun (Node-B, eNB) deyiladi, MBB
(MME, Mobility Management Entity)esa ishlatilishi bo‘yicha SH
(GW, Gateway) shlyuzni o‘z ichiga oladi, ya’ni MME/GW
kombinatsiyalangan bloklar o‘z o‘rniga ega bo‘ladi.
Oldingi avlodlar tarmoqlarida juda sezilarli rolni o‘ynagan
radiotarmoq kontrolleri ma’lumotlar oqimini boshqarishdan ozod
etilgan (u hatto tuzilish sxemalarida mavjud bo‘lmaydi), uning
an’anaviy funksiyalari – radioresurslarni boshqarish, sarlavhalarni
siqish, shifrlash, paketlarni ishonchli uzatilishi esa to‘g‘ridan-to‘g‘ri
BSga yuklangan.
MBB faqat tarmoq signalizatsiyasi deyiladigan xizmat
ma’lumotlari bilan ishlaydi, shunday ekan foydalanuvchilar
ma’lumotlariga ega bo‘lgan IP-paketlar u orqali o‘tmaydi. Bunday
alohida signalizatsiya blokining bo‘lishi afzalligi shundan iboratki,
tarmoqning o‘tkazish qobiliyatini bog‘liq bo‘lmagan holda ham
foydalanuvchilar trafigi, ham xizmat ma’lumotlari uchun kengaytirish
mumkin. MBBning asosiy funksiyasi kutish rejimida bo‘lgan
foydalanuvchilar terminalini (FT) boshqarish, shu jumladan
chaqiruvlarni qayta yo‘naltirish va bajarish, mualliflashtirish va
autentifikatsiyalash, rouming va xendover, xizmat va foydalanuvchilar
kanallarini o‘rnatish hisoblanadi.
Barcha tarmoq shlyuzlari orasida XKSh xizmat ko‘rsatuvchi
113
shlyuz (S-GW, Serving Gateway) va paketli tarmoq shlyuzi (P-GW,
Packet Data Network Gateway) yoki paketli shlyuz (PSh) alohida
ajratilgan. XKSh BSga va u xizmat ko‘rsatadigan FTlarga tegishli
bo‘lgan ma’lumotlar paketlarini qabul qilish va qayta uzatish bilan
lokal mobillikni boshqarish bloki sifatida ishlaydi. PSh BS va turli
tashqi tarmoqlar to‘plamilari orasidagi interfeys hisoblanadi,
shuningdek IP-tarmoqlarning manzillarni taqsimlash, foydalanish
siyosatini ta’minlash, paketlarni marshrutlashtirish, filtrlash va
boshqalar kabi ayrim funksiyalarini bajaradi.
Ko‘plab uchinchi avlod tarmoqlaridagi kabi LTE tarmoqlarini
qurish tamoyillari asosiga ikkita jihatlar - alohida tarmoq bloklarini
fizik ishlatilishi va ular orasida funksional aloqalarni shakllantirishni
ajratish qo‘yilgan. Bunda fizik ajratish masalasi soha (domain)
konsepsiyasidan kelib chiqib hal etiladi, funksional aloqalar esa
qatlam (stratum) doirasida ko‘rib chiqiladi.
Fizik darajadagi birinchi ajratish tarmoq arxitekturasini
foydalanuvchilar qurilmalari sohasiga (UED, User Equipment
Domain) va tarmoq intfratuzilmasi sohasiga (ID, Infrastructure
Domain) bo‘lish hisoblanadi. Tarmoq intfratuzilmasi sohasi, o‘z
navbatida, radioulanish nimtizimiga (E-UTRAN, Evolved Universal
Terrestrial Radio Access Network) va bazaviy (paketli) nimtarmoqqa
(EPC, Evolved Packet Core) bo‘linadi.
Foydalanuvchilar qurilmalari bu LTE-xizmatlarga ulanish uchun
tarmoq abonentlari ishlatadigan turli funksional imkoniyatlari
darajalarili FTlar hisoblanadi. Bunda foydalanuvchi terminali sifatida
ham misol uchun ovozli trafikdan foydalanadigan real abonent, ham
ma’lum tarmoq yoki foydalanish ilovalarini uzatish yoki qabul qilish
uchun mo‘ljallangan egasiz qurilma bo‘lishi mumkin.
2.16-rasmda LTE tarmog‘ining umumlashtirilgan sxemasi
tasvirlangan, undan funksional aloqalarning ikkita qatlamlari –
radioulanish qatlami (AS, Access Stratum) va tashqi radioulanish
qatlami (NAS, Non-Access Stratum) ko‘rnib turibdi. 2.16-rasmda
tasvirlangan ko‘rsatkichli ovallar xizmatlarga ulanish nuqtalarini
belgilaydi.
UE foydalanuvchilar qurilmalari sohasi va UTRAN radioulanish
tarmog‘i sohasi orasidagi birlashish Uu-interfeys, radioulanish
tarmog‘i sohasi va EPC bazaviy soha orasidagi birlashish S1-interfeys
deyiladi. Uu va S1interfeyslarga kiradigan turli protokollarning tarkibi
va ishlashi foydalanish (UP, User Plane) va boshqarish (CP, Control
114
Plane) tekisliklariga bo‘lingan.
Ulanish qatlamidan tashqarida bazaviy tarmoqda mobillikni
boshqarish mexanizmi (EMM, EPC Mobility Management) ishlaydi.
2.17- rasm. LTE tarmog‘ining umumlashtirishgan tuzilish sxemasi
Foydalanish
protokolida
foydalanuvchilar
ma’lumotlarini
radiokanal bo‘yicha uzatilishini ta’minlaydigan protokollar ishlatiladi.
Boshqarish tekisligiga turli jihatlarda FT va tarmoqning ulanishini
ta’minlaydigan protokollar kiradi. Shuningdek bu tekislikka turli
xizmatlarni ko‘rsatilishiga tegishli bo‘lgan xabarlarni transparent
(ochiq) uzatilishi uchun mo‘ljallangan protokollar kiradi.
Radioulanish tarmog‘i sohasi mantiqan ikki sohalarga –
radiotarmoq darajasi (RNL, Radio Network Layer) va transport
tarmog‘i darajasiga (TNL, Transport Network Layer) bo‘linadi.
Radioulanish
tarmog‘i sohasiga kiradigan BSlarning o‘zaro
ta’sirlashishi 2.17- rasmda ko‘rsatilganidek X2-interfeys asosida
amalga oshiriladi. Bundan tashqari, bazaviy stansiyalar orasida va
bazaviy tarmoq bilan mobillikni boshqarish bloki (S1-MM-interfeys)
yoki xizmat ko‘rsatish tuguni (S1-U-interfeys) orqali tranzit bog‘lash
o‘z o‘rniga ega (2.17- rasmda ko‘rsatilmagan). Shunday qilib, S1-
interfeys BSlar va MBB/OTlar to‘plamlarini ko‘plat munosabatlarini
ta’minlaydi.
R
adi
o
-
pr
ot
o
kol
la
r
R
adi
о-
pr
ot
o
kol
la
r
Signa
li
za
tsi
y
a
pr
ot
o
kol
la
ri
Signa
li
za
tsi
y
a
pr
ot
o
kol
la
ri
115
2.18- rasm. Radioulanish tarmog‘i funksional tugunlarining ulanishi
LTE tarmoqlarida bazaviy stansiyalarga quyidagi funksiyalarni
bajarish yuklangan:
- kiruvchi va chiquvchi yo‘nalishlarda radioresurslarni
boshqarish,
radiokanallarni
boshqarish,
resurslarni
dinamik
taqsimlash;
- IP-paketlar sarlavhalarini siqish, foydalanuvchilar ma’lumotlari
oqimlarini shifrlash;
- oldingi ulanish haqida ma’lumot bo‘lmaganida foydalanuvchi
terminalini tarmoqqa ulanishida mobillikni boshqarish blokini tanlash;
- foydalanish tekisligida ma’lumotlar paketlarini xizmat
ko‘rsatuvchi shlyuz yo‘nalishi bo‘yicha marshrutlashtirish;
- MBBdan olingan chaqiruv va tarqatish ma’lumotlarini
dispetcherlashtirish yoki uzatish;
- MBBdan olingan PWS (Public Warning System, trevogali
ogohlantirish tizimi) xabarlarini dispetcherlashtirish va uzatish;
- mobillik va dispetcherlashtirishni boshqarish uchun mos
hisoblarni o‘lchash va tuzish.
Mobillikni boshqarish bloki quyidagi funksiyalarni bajarilishini
ta’minlaydi:
- xizmatlarga ulanish nuqtalari haqidagi himoyalangan
116
ma’lumotlarni uzatish va ulanish nuqtalarini himoyalangan
boshqarish;
- turli radioulanish tarmoqlari orasida mobillikni boshqarish
uchun bazaviy tarmoqqa ma’lumotlarni uzatish;
- kutish, shu jumladan chqairuvlarni qayta yo‘naltirish holatida
bo‘lgan bazaviy stansiyalarni boshqarish;
- turli standartlar radioulanish tarmoqlari uchun xizmat
ko‘rsatish shlyuzi va paketli tarmoq shlyuzini tanlash;
- xendover bajarilishida yangi mobillikni boshqarish blokini
tanlash;
- rouming;
- autentifikatsiyalash;
- radiokanalni, shu jumladan, ajratilgan kanalni o‘rnatilishini
boshqarish;
- PWS xabarlarini uzatilishini ta’minlash.
Xizmat ko‘rsatuvchi tugun quyidagi funksiyalarni bajarilishiga
javob beradi:
- xendoverda lokal joylashish o‘rnini bog‘lash nuqtasini tanlash
(Local Mobility Anchor);
- kutish rejimida bo‘lgan FTlar uchun mo‘ljallangan chiquvchi
yo‘nalishda ma’lumotlar paketlarini buferlashtirish va xizmatlar
so‘rash protsedurasini initsializatsiyalash;
- foydalanuvchilar ma’lumotlarini ruxsat etilgan qo‘lga kiritish;
- ma’lumotlar pakelarini marshrutlashtirish va qayta yo‘naltirish;
- transport darajasi paketlarini belgilash;
- tariflashtirish uchun foydalanuvchilar hisobga olish yozuvlarini
va xizmat ko‘rsatish sifati sinfi identifikatorini shakllantirish;
- abonentlarni tariflashtirish.
Paketli tarmoq shlyuzi quyidagi funksiyalarni bajarilishini
ta’minlaydi:
- foydalanuvchilar paketlarini filtrlash;
- foydalanuvchilar ma’lumotlarini ruxsat etilgan qo‘lga kiritish;
- FTlar uchun IP-manzillarni taqsimlash;
- chiquvchi yo‘nalishdatransport darajasi paketlarini belgilash;
- xizmatlarni tariflashtirish, ularni saralash.
|