Принудительная регистрация. Проблема сетей мобильной связи в международном роуминге


Сотовые операторы предоставляют услугу международного роуминга, пользуясь которой абоненты остаются на связи при пересечении границ государств. Стоимость этого сервиса выше, чем в домашнем регионе. При этом технически происходит регистрация абонентской станции (АС) в сети оператора связи иностранного государства (гостевой сети). В приграничных районах Российской Федерации есть проблема «ложного» международного роуминга. Это происходит, когда АС регистрируется в сети иностранного оператора, находясь при этом на домашней территории. В таких случаях абоненты предъявляют претензии на необоснованное списание денежных средств.

 

Потеряться на границе

«Ложный» международный роуминг затрагивает деятельность не только домашнего, но и зарубежного оператора, в сети которого регистрируется АС при обслуживании. Работу базовых станций (БС) в приграничных районах регулируют многосторонние соглашения между администрациями связи сопредельных государств по использованию полос частот РЭС различных стандартов. Специалисты радиоконтроля периодически фиксируют нарушения положений этих документов. Связано это, в первую очередь, с желанием операторов на базе существующей инфраструктуры увеличить зону покрытия, сэкономить на финансовых вложениях и получить дополнительную прибыль. В определенной степени проблема обусловлена дефицитом частотного ресурса, например, в стандарте GSM-900. Для устранения нарушений операторы обязаны приводить параметры излучения БС в соответствие с разрешительными документами.

Другая сторона проблемы затрагивает технические вопросы холостого режима функционирования АС, основными задачами которого являются:

  1. выбор сети обслуживания;
  2. выбор обслуживающей ячейки (соты);
  3. перевыбор обслуживающей ячейки;
  4. обновление местоположения АС.

Рис.1 Обобщенный алгоритм выбора сети

 

Основной принцип процесса выбора сети можно представить в виде обобщенного алгоритма, представленного на рисунке 1. В случае потери покрытия или после включения АС ищет последнюю сеть связи, в которой она была зарегистрирована. Если ее не удалось обнаружить, а абонентская станция работает в автоматическом режиме, то происходит поиск доступной сети среди тех, которые записаны на SIM-карте. Если и это не удалось, то выбирается случайная сеть среди тех, чей уровень сигнала на входе приемника выше -85 дБм.

Инициализацией процесса поиска сети является, как правило, потеря радиопокрытия домашней сети. Другой причиной может лгоритм выбора сети быть некорректная настройка служебных параметров домашней сети, необходимых для функционирования АС в холостом режиме. Тогда абонентская станция по объективным причинам выбирает гостевую сеть, то есть реализуется роуминг. Следует отметить, что в современных телефонах есть функция принудительного подключения к сети из списка доступных. Это позволяет избежать роуминга при слабом уровне сигнала. Однако при этом АС длительное время может находиться вне зоны доступа сети.

 

Рис.2 Алгоритм взаимодействия процесса выбора сети и обслуживающей ячейки

 

На холостом ходу

Если есть радиопокрытие домашней сети с уровнем напряженности поля, который все еще достаточен для обслуживания АС, то по каким причинам возможен «ложный» роуминг? На рисунке 2 представлен алгоритм, отображающий взаимодействие процесса выбора сети и обслуживающей ячейки. При потере радиопокрытия или после включения АС сканирует частотные каналы домашней сети. Если не удается обнаружить радиовещательный канал управления BCCH (broadcast control channel) ни на одной из выделенных частот, то абонентская станция начинает сканировать каналы другой сети (режим автоматического поиска сети). Определив сеть, АС вычисляет параметр выбора ячейки С1 в соответствии с выражением [1]:

С1=(PRxLev –PRxLAM)–max(PАСTxPwrmax–Pmax, 0),   (1)

где: PRxLev – уровень принимаемого сигнала, дБм; PRxLAM – минимальный уровень принимаемого сигнала для доступа в ячейку (LAM – level access minimum), дБм; PАСTxPwrmax – максимально допустимый уровень передаваемой мощности, который можно использовать АС при доступе в ячейку, дБм; Рmax – максимальная выходная мощность АС, дБм.

Как видно из рисунка 2 и выражения (1), ячейка является подходящей для обслуживания, если она принадлежит выбранной сети, если она не является запрещенной для использования и если выполняется критерий выбора ячейки С1:

С1>1,   (2)

Выбрав ячейку для обслуживания, АС начинает выполнять задачи перевыбора обслуживающей ячейки. Для наглядности на рисунке 3 представлен алгоритм, кратко отражающий эту процедуру. Для этого АС непрерывно вычисляет параметры С1i и С2i для собственной i = 0 и шести соседних ячеек, i = 1…6, получая необходимые данные для этого на BCCH несущей. Параметр С2 в общем случае определяется (3):

С2 = С1 + CRO – TO·H (PT – T),     (3)

где: CRO (Cell Reselect Offset) – смещение параметра перевыбора ячейки, т. е. искусственно смещенный параметр С2 одной ячейки по отношению к другой, дБ; PT (Penalty Time) – время действия параметра ТО, с; ТО (Temporary Offset) – сдвиг (уменьшение) параметра С2 на время РТ, дБ; Т – таймер, с.

Функция Хевисайда определяется:

Значения параметров CRO, PT, TO передаются на BCCH несущей (табл.).

Табл. Значения параметров CRO, PT, TO

При значении параметра РТ≥620 выражение (3) имеет вид:

С2 = С1 – CRO.      (4)

Далее выполняется проверка критерия и принятие решения о перевыборе ячейки:

С2i > С20, i = 1…6,     (5)

где С20 – параметр С2 для обслуживающей ячейки; С2i – параметр С2 для соседних ячеек.

Вся служебная информация, передаваемая на BCCH несущей, необходима АС для наблюдения за изменениями параметров ячейки. Абонентская станция считывает информацию, касающуюся перевыбора ячейки для шести соседних несущих. Также каждые 30 секунд АС декодирует идентификационный код базовой станции (BSIC) шести соседних ячеек для подтверждения того, что она продолжает наблюдать за теми же ячейками. Если определяется другой код BSIC, то это означает, что принимается другая несущая и, соответственно, декодируется новая информация BCCH несущей. Здесь важно, что если АС в BSIC коде определяет новую сеть, то есть новый NCC (Network Color Code), то данная несущая игнорируется.

 

Перевыборы отменяются

В общем случае параметры С1, С2 и решение задач выбора/перевыбора ячейки необходимы для использования наилучшей ячейки при установлении связи АС. Также параметры С1 и С2 используются для распределения трафика между соседними ячейками. Определение параметра С2 позволяет избавить быстродвижущиеся АС от регистрации в микроячейках. Так, если значение параметра С2 обслуживающей ячейки будет меньше на величину ТО в течение времени РТ (3), что привносит инерционность в выполнение критерия (5), то это избавит систему от ненужной регистрации АС. В определенном смысле специфика регистрации абонентской станции определяется особенностями иерархии ячеек (сот) в сети, что способствует перераспределению трафика в сети и избавлению от избыточной регистрации/перерегистрации АС, а также снижению количества хэндоверов в сети. Определенный эффект может дать оптимизация параметров С1 и С2 для ячеек в приграничных районах. Например, в случаях, когда размер приграничной ячейки позволяет снизить значение максимально допустимой мощности, используемой АС при доступе в ячейку PАСTxPwrmax. Это дает возможность избежать необходимости перевыбора ячейки. Снижение порога минимального уровня принимаемого сигнала для доступа в ячейку PRxLAM также позволяет снизить вероятность перевыбора ячейки. При этом следует учитывать, что в приграничных районах АС, находясь в центре обслуживающей ячейки, может попросту «не слышать» BCCH несущие соседних ячеек домашней сети. Тогда «некорректные» значения параметров (1) обусловливают невыполнение критерия выбора обслуживающей ячейки (2), что означает потерю сети (рис. 2). В этом случае АС начнет сканировать другие BCCH несущие домашней сети. Не обнаружив несущие соседних ячеек, АС начнет сканировать несущие гостевой сети (иностранного оператора), разрешенного для роуминга. Если параметры BCCH несущей будут удовлетворять критериям алгоритма (рис. 2), то произойдет роуминг АС. Находясь в гостевой сети, АС будет пытаться вернуться в домашнюю сеть, пока не определит для этого подходящие параметры (1), сканируя BCCH несущие домашней сети.

 

Совместные измерения

Специалисты радиочастотной службы во время плановых радиоконтрольных мероприятий проверяют выполнение условий соглашений между администрациями связи сопредельных государств по использованию полос частот станциями сухопутной подвижной связи в приграничных районах. Информацию о превышении уровней сигналов в непредпочтительных каналах радиочастотная служба передает операторам. Целесообразно также совместно с пользователями спектра определять фактические уровни сигналов в предпочтительных каналах домашних сетей связи. Данные, полученные в результате таких мероприятий, операторы используют для более корректной настройки параметров выбора обслуживающей ячейки (1) – (3) и, соответственно, домашней сети связи на базе существующей инфраструктуры при неизменных частотно-энергетических параметрах базовых станций либо для совместной их оптимизации. Но во всех этих мероприятиях должны участвовать не только сотрудники сотовых компаний, но и специалисты радиочастотной службы и операторов связи иностранных государств. Это позволит решать проблему «ложного» международного роуминга в приграничных районах более эффективно, а также уменьшит количество нарушений, связанных с использованием непредпочтительных каналов.

 


 Литература:

1. GSM 05.08. Digital cellular telecommunications system (Phase 2+). Radio subsystem link control. European Telecommunications Standards Institute. 2000.

 

 

Андрей Масаль, инженер отдела радиоконтроля управления по Калининградской области филиала ФГУП «РЧЦ


Комментарии


Наши координаты:

Москва, ул. Дербеневская, д. 20, стр. 24
Тел: /495/ 223-48-38

DMGBCAGIHCGFGGDNCCGNGBGJGMHEGPDKGNGBGJGMEAHCHDHAGFGDHEHCCOGDGPGNCCDOGNGBGJGMEAHCHDHAGFGDHEHCCOGDGPGNDMCPGBDOO

© АНО "Радиочастотный спектр" при поддержке Роскомнадзора
2012-2015

Website design by Arni Media Website design by Arni Media

×