Mobilsamtal

När du ringer ett samtal från en mobiltelefon till en mottagare (som kan vara en annan mobil, en fast telefon eller en annan typ av enhet), passerar signalen genom flera steg och nätverkskomponenter. Dessa komponenter samverkar för att etablera, övervaka och avsluta samtalet. Processen involverar en kombination av radioöverföring, digital bearbetning, routing och signalering.

Kommunikationsprocessen sker i flera steg. Nedan följer en översikt:

1. Samtals-initiering och mobilens kommunikation med basstationen

  • Analog röst till digital signal: När du startar ett samtal, omvandlas din röst från analoga ljudvågor till digital data (ettor och nollor) via en analog-till-digital-omvandlare (ADC) som finns i telefonen. Telefonen kodar rösten med hjälp av en codec (exempelvis AMR, Adaptive Multi-Rate) för att effektivisera överföringen.
  • Modulering och sändning till basstation: Den digitala signalen moduleras på en analog radiovåg och skickas via radiofrekvens till närmaste basstation. Basstationen fungerar som en relästation, men själva konverteringen från analogt till digitalt sker redan i mobilen.
  • Basstation (BTS): Basstationen tar emot de modulerade radiovågorna, demodulerar signalen och konverterar den tillbaka till digital form. Den överför sedan samtals-informationen vidare in i nätverket.

2. Hantering i Radio Access Network (RAN)

  • Basstation Controller (BSC): Basstationen är ansluten till en Basstation Controller (BSC) i nätverket. BSC hanterar radioresurser, handover (byte av basstation) och övervakar signalstyrkan.
  • Radio Network Controller (RNC): I 3G-nät och högre generationer kan BSC kallas RNC. Den hanterar samma uppgifter som BSC men med mer avancerade funktioner för datahantering och signalstyrka.

3. Kommunikation med stamnätverket (core network)

  • Mobile Switching Center (MSC): BSC eller RNC skickar samtalet vidare till MSC, som fungerar som huvudkomponenten för samtalskoppling. MSC har flera viktiga roller:
    • Identifiering av användaren: MSC identifierar abonnenten via SIM-uppgifter och kontrollerar deras abonnemang och behörigheter.
    • Routing: MSC dirigerar samtalet baserat på mottagarens nummer, lokaliserar mottagarens position och avgör den mest effektiva vägen för att nå denne.
  • Gateway MSC (GMSC): Om samtalet behöver kopplas till ett annat nätverk (t.ex. till en fast telefon eller ett annat mobilnät), hanteras detta via GMSC, som fungerar som en brygga mellan mobilnätet och andra nätverk.

4. Koppling till mottagaren och signalering

  • Signalering (SS7): För att upprätta och övervaka samtalet används en signaleringsmetod som heter Signaling System No. 7 (SS7). SS7 hanterar:
    • Samtals- etablering och avslut: SS7 skickar signaler för att ringa upp mottagaren, övervaka samtalets status och avsluta samtalet när det är klart.
    • Handover: När användaren rör sig och samtalet måste flyttas till en ny basstation, hanterar SS7 denna överföring sömlöst (överföringen märks inte).
  • Home Location Register (HLR) och Visitor Location Register (VLR):
    • HLR: En databas som innehåller information om abonnentens hemnät, abonnemangsstatus och plats. MSC kontrollerar HLR för att verifiera samtalet.
    • VLR: En lokal databas kopplad till MSC som lagrar information om tillfälliga besökare inom ett specifikt område. Om abonnenten är utanför sitt hemområde, registreras den tillfälliga platsen i VLR.

5. Mottagarens del i samtalet

  • Om mottagaren är en mobil användare: Om mottagaren också är en mobilanvändare i samma nätverk eller ett annat mobilnätverk, sker en liknande process där signalen skickas till mottagarens MSC och vidare till en BSC/RNC och basstation, som sedan skickar signalen till mottagarens mobil.
  • Om mottagaren är en fast telefon: Samtalet skickas genom GMSC till det fasta telenätet (PSTN) där signalen dirigeras vidare till mottagarens fasta telefon.

Samtalet pågår

Under samtalet:

  • Röstkodning och dekodning: Röstdata skickas kontinuerligt fram och tillbaka mellan avsändarens och mottagarens enheter, och nätverket ser till att samtalet är stabilt.
  • Handover mellan basstationer: Om användaren rör sig, sker övergångar mellan basstationer, en process som hanteras av BSC eller RNC och styrs av MSC.
  • Signalstyrka och övervakning: MSC övervakar signalstyrkan, och om samtalet riskerar att tappa kvalitet kan handover eller andra justeringar göras.

Avslutning av samtalet

När någon av parterna avslutar samtalet:

  • Signalering för avslutning: SS7 signalerar att samtalet avslutas.
  • Frisläppning av resurser: MSC frisläpper nätverksresurser som används för samtalet (som radiokanaler, BSC/RNC-kapacitet, och allokerad bandbredd).