-Ты кто? -Location Update -Вали отсюда! -Тыгдым-тыгдым-тыгдым ...

[dastapov]

Заказной пост для spamsink: "Зачем GSM-телефон делает "тыгдым-тыгдым" (звук хорошо слышен, если телефон положить рядом с колонками или радио, иногда - в самом телефоне), и как с этим бороться?"

Котороткий ответ: телефон выполняет location update (если "тыгдым-тыгдым" происходит, когда телефон ничем особенным не занят) или отвечает на paging и согласовывает с базовой станцией параметры "голосового" канала, который будет использоваться (если "тыгдым-тыгдым" происходит непосредственно перед тем, как телефон начинает звонить). Бороться с этим не надо, иначе ваш телефон перестанет быть мобильным :)

Длинный ответ:

Радиосеть мобильного оператора (Base station subsystem, BSS) должна хотя бы примерно представлять, где в настоящий момент находится каждый мобильный телефон (mobile station, MS), чтобы в случае необходимости не искать его по всей территории радиопокрытия. Информация о текущем местоположении предоставляется самим MS с помощью процедуры, называемой "location update". Посмотрим, какую информацию предоставляет телефон, куда она попадает и зачем используется.

Что такое "местоположение" или "адрес" в терминах сети GSM? Радиосеть состоит из базовых станций (BS), которые объединяются в логические группы, называемые location area (LA). Все LA пронумерованы, у каждой есть определенный числовой код - location area code (LAC). Текущий "адрес" телефона в сети - это пара (LAC, CellID), где CellID - это числовой идентификатор "соты". Пара (LAC, CellID) - уникальна в пределах всей сети.



Как определяется, с какой сотой "связан" телефон? В любой момент времени телефон "слушает в эфире" до 16 широковещательных каналов (broadcast channel, BCH) от 16 сот. На основании услышанного он выбирает 6 "лучших" сот, с которыми (по мнению телефона) у него будет максимально устойчивая связь с минимальными затратами энергии. Из этих шести сот телефон выбирает одну "самую лучшую" на основании так называем критериев C1 и C2 (если akshaal захочет - расскажу, что это такое). Именно эту соту телефон постарается использовать для получения или совершения звонка.

Так вот, про location update.

В ходе включения и регистрации в сети телефон формирует список 6 соседних сот, выбирает из них лучшую, и использует "общий канал доступа" (RACH) этой соты, чтобы сообщить о том, что его текущее местоположение - это вот эта самая сота. Информация (в виде пары (LAC, CellID)) попадает в контроллер базовых станций (BSC), который обслуживает эту базовую, а от него - коммутатору (MSC), который обслуживает эту часть сети. Коммутатор сохраняет информацию о текущем местоположении телефона в специальном "кэше", называемом VLR. В дальнейшем, телефон периодически (обычно раз в час, но зависит от настроек сети) будет выполнять "location update". Либо же, если вы куда-то идете-едете, то телефон будет выполнять "location update" при переходе в зону обслуживания соты из другого LA. Вот это и есть тот самый "тыгдым-тыгдым", который случается "сам по себе".

Так, мы разобрались, какую информацию передает телефон и куда она попадает. Разберемся, как и когда она используется.

Допустим, нам кто-то звонит. Информация о том, что нам звонят, должна каким-то образом попасть к комутатору, обслуживающему ту LA, в которой мы сейчас находимся. Происходит это следующим образом. По нашему номеру телефона определяется, в каком из HLR-ов находится информация о нашей SIM-карте. Далее из HLR-а вычитывается адрес MSC/VLR-а, в зоне ответственности которого мы последний раз делали location update. Звонок отправляется на этот MSC. Коммутатор извлекает из своего VLR информацию о LA и CellID, и поручает контроллеру базовых, который обслуживает эту LA, организовать получение звонка. Контроллер базовых дергает соты, входящие в LA, а они на частоте своего paging channel (PCCH) сообщают "мобильный такой-то, вам звонок". Дальше телефон и базовая договариваются о том, как именно звонок будет получен. Это и есть "тыгдым-тыгдым", который слышно перед получением звонка. Если телефон не отозвался, звонящий получает "ваш абонент находится за пределами зоны покрытия".

Вот, вкратце, и все :)

Литература:

• http://www.mobileshop.org/howitworks/idlemode.htm
  
• http://www.mobileshop.org/howitworks/incoming.htm
  
• http://www.mobileshop.org/howitworks/handoffs.htm
  
• http://www.eventhelix.com/RealtimeMantra/Telecom/GSM_Location_Update_Sequence_Diagram.pdf
  

Вопросы/комментарии (многа букв, нифига не понятно, мало картинок, ...)?

Comments

[zexo.livejournal.com]

1. Как телефон и базовая договариваются о том, как именно звонок будет получен? (о чем тут ещё говорить?)
2. Когда BSC сообщает "мобильный такой-то, вам звонок", это слышат другие мобильные?

[akshaal.livejournal.com]

в пределах темы почти все понятно (надеюсь надолго).
а с точки зрения физики ? почему location update или так называемый handshake между телефоном и БС наводит помехи, а разговор по телефону нет? и там и там - передача сигнала с телефона на БС по идее.

Про С1 и С2 интересно :)

Почему украинские операторы не предоставляют услугу типа как в московском МТС - заходишь на сайт, вводишь пароль и смотреть местоположение телефон с точностью до Н метров. Не востребовано или нет (программной-аппаратной) базы? Ведь если получается, что по этим 16 соседним сотам фактически телефонный аппарат мог бы и сам свое положение вычислять с хорошей точностью, а уж БС мне кажется вообще ничего не стоит ибо они свои ДЖПС координаты знают.

[kolbusa.livejournal.com]

короткий ответ понятнее чем длинный =)

[feb-13.livejournal.com]

Вопрос, насколько я понимаю, был не в том - зачем телефону регистрироваться на базах. Вопрос бы - почему от этого наводки на все динамики в пределах метра? Почему при разговоре этих наводок нет? И не страдает ли головной мозг и прочие внутренние органы от этих тыгдымов. Уши страдают точно - особенно если динамики играли красивую музыку, и тут на тебе - тыгдым посередине красивейшего гитарного пассажа... :-/

[abbra]

Вопрос в том, почему этот тыгдым-тыгдым в звуковом диапазоне?

[akshaal.livejournal.com]

могу разве что предположить, что во время тыгыдым на максимальной мощности обсуждается приемлемый уровень мощности передачи телефона, после чего передача уже идет на оговоренной мощности.

[feb-13.livejournal.com]

мощность можно ведь показывать и не демонстрацией мускулов...

[akshaal.livejournal.com]

как?
мы (телефон) демонстрируем мускулы скажев в столько-то дБ заданных по стандарту. а БС смотрит какой уровень она получила, вычитает из стандартного уровня, определяет падение...

но это догадки )

[feb-13.livejournal.com]

цифра - на то и цифра, чтобы измерять какие-то значения. или телефон просто самостоятельно не может определить, какие у него мускулы, и просто сказать об этом тихонечко на ухо БС?

[akshaal.livejournal.com]

определить может, он не может определить с какой силой его услышат, какое будет затухание

[feb-13.livejournal.com]

сравнить два числа, выражающих мощность - возможно, даже легче, чем кричать "заяц, ты меня слышишь?!"
всё равно не понимаю, почему наводки есть во время lоcation'a, а во время разговора их нет?

[igorsereda.livejournal.com]

В звуковом диапазоне, ага. :)

[igorsereda.livejournal.com]

Текущий "адрес" телефона в сети - это пара (LAC, CellID), где CellID - это числовой идентификатор "соты", уникальный в пределах всей сети.

Зачем тогда пара, если CellID уникален? MSC не может вычислить LAC по CellID? Или соты каким-то образом могут мигрировать между BSC?

[akshaal.livejournal.com]

ну смотри, если бы джсм проектировал я:
X.Y Процедура Handshake.
После получения запроса БС, мобильное устройство передает сигнал готовности. Сигнал готовности передается на частоте соты (или в нужном таймслоте.. хз) с мощность в 90дБ. БС получает сигнал готовности мобильного телефона определяя уровень сигнала, скажем 50дБ (остальное потерлось по дороге). Для уверенного приема БС сигнала с мобильника достаточно 10дБ, поэтому БС считает: сколько нужно + сколько потеряем = 10дБ + 40дБ = 50дБ. И говорит мобиле: телефончег, не губи хозяина и передавай-ка на мощности в 50дБ, я тебя услышу. И телефончег дальше передает разговор с мощностью 50дБ,

Исхожу из того, что телефон заранее не может знать с какой мощностью передать сигнал, чтобы услышали, кроме как брать договорную максимальную.

[feb-13.livejournal.com]

то есть получаем аналогию - заблудился в лесу :) громкий посыл - это что-то вроде "ау, есть здесь какая-нибудь БС поблизости, а то старую я потерял?"

[http://users.livejournal.com/_adept_/]

1. Они договариваются о том, какой тайм-слот будет использован и (по-моему) производят синхронизацию времени, чтобы обеспечить (ahem) синхронность приема-передачи
2. Да. Насколько я помню, paging - достаточно безличный. Для указания телефона-адресата используется не IMSI, а TMSI (это такое временное ID, до следующей перерегистрации в сети).

[http://users.livejournal.com/_adept_/]

На самом деле, разговор по телефон тоже наводит помехи. Проверить можно двумя способами: либо взять более чувствительный "помехометр", а не простые колонки, либо уехать с телефоном за город, где телефон будет использовать большую мощность. Там помехи будут не то, что на колонках - на телевизоре :)

Про C1/C2 и определение местоположения - внес в списочек. Ожидайте :)

[http://users.livejournal.com/_adept_/]

Да и да :)

MSC не может вычислить LAC, т.к. нету никакой базы/зависимости.

Соты могут мигрировать между BSC - приезжают инженеры и переподключают. Или перевозят соту. Или просто меняют (пересетапливают) ее LAC.

[http://users.livejournal.com/_adept_/]

Используется бОльшая мощность передатчика, чем при разговоре => сильнее интерференция.

http://answers.google.com/answers/threadview?id=121315

[http://users.livejournal.com/_adept_/]

Достаточно близко :)

Записал в списочек : "рассказать про power control"

[igorsereda.livejournal.com]

А, тогда я предположу что CellID - железнопрошитый производителем id вроде MAC адреса на старых сетевухах, скорее всего уникальный во всем мире, не только в этой сети.

Верно? :)

[http://users.livejournal.com/_adept_/]

Именно так все и есть. Но power control происходит постоянно и регулярно, в течении всего времени, пока телефон общается с базовой. Т.е. она может попросить его как увеличить, так и уменьшить можность.

Впрочем, это заслуживает отдельного рассказа :)

[http://users.livejournal.com/_adept_/]

Нет. Это не то шести-, не то пятизначное число, устанавливаемое в процессе конфигурирования базовой.

вот ведь

[igorsereda.livejournal.com]

Ладно, это уже офтопик.
Спасибо за пост, интересно. Пишите исчо :)

[http://users.livejournal.com/_nik_/]

> Почему при разговоре этих наводок нет?

Иногда есть. И при GPRSа использовании иногда есть. Зависит, видимо, от мощности сигнала, используемого для общения с ближайшей BSкой.

> Уши страдают точно - особенно если динамики играли красивую музыку

Ага. При этом, даже если телефон находится через бетонную стену от колонок, то оно не помогает :o(
Помогает только запрет на мобильники ближе, чем метров в пяти от колонок.