Standardet e komunikimit celular të gjeneratës së dytë janë të përhapura jo vetëm në Rusi, por edhe në vende të tjera. Standardi më i famshëm 2G është GSM (Sistemi Global për Komunikimet Mobile). Rreth 80% e rrjeteve celulare në mbarë botën janë ndërtuar sipas këtij standardi. Rrjetet GSM përdoren nga 3 miliardë njerëz në më shumë se 212 vende të botës. Një përdorim i tillë i përhapur lejon përdorimin e ndërkombëtarëve ndërmjet operatorëve celularë, gjë që bën të mundur që një pajtimtar të përdorë telefonin e tij pothuajse në çdo cep të botës. Për më tepër, është mundësia (përfshirë ndërkombëtare) që është tipari kryesor dallues i standardit GSM.
Zhvillimi i standardit GSM filloi në vitin 1982 nga një organizatë standardizimi. Në vitin 1991, rrjeti i parë GSM në botë u vu në funksion në Finlandë. Në fund të vitit 1993, numri i abonentëve që përdorin këtë standard kaloi një milion. Në këtë kohë, rrjetet GSM ishin vendosur në 73 vende të botës.
Rrjetet GSM lejojnë ofrimin e një game të gjerë shërbimesh:
Falë kësaj, GSM ka fituar një pozicion të fortë në tregun celular. Për më tepër, mund të themi me besim se ky standard do të jetë lider për vitet e ardhshme.
Pra, le të shqyrtojmë elementët kryesorë që përbëjnë sistemin GSM:
Rrjeti GSM është i ndarë në 2 sisteme. Secili prej këtyre sistemeve përfshin një numër pajisjesh funksionale, të cilat, nga ana tjetër, janë përbërës të një rrjeti radio komunikimi celular.
Këto sisteme janë:
Regjistri i vendndodhjes së vizitës ()
Qendra e vërtetimit ()
Regjistri i identifikimit të pajisjeve të pajtimtarëve ()
Është një bazë të dhënash që përmban informacion mbi numrat e identifikimit të telefonave celularë GSM. Ky informacion kërkohet për të bllokuar tubacionet e vjedhura. nuk është një element i kërkuar i rrjetit. Ka vetëm pak operatorë në botë që e kanë implementuar atë në rrjetin e tyre.
Ne të gjithë përdorim telefona celularë, por në të njëjtën kohë vështirë se dikush mendon - si funksionojnë? Në këtë artikull, ne do të përpiqemi të kuptojmë se si, në fakt, realizohet komunikimi në lidhje me operatorin tuaj celular.
Kur bëni një telefonatë me bashkëbiseduesin tuaj, ose dikush ju thërret, telefoni juaj lidhet nëpërmjet kanalit të radios me një nga antenat e fqinjit. stacioni bazë (BS, BS, stacioni bazë)Çdo stacion bazë i komunikimit celular (në njerëzit e thjeshtë - kulla celulare) përfshin nga një deri në dymbëdhjetë marrës. antenave me drejtime në drejtime të ndryshme për të ofruar komunikim cilësor për abonentët brenda rrezes së funksionimit të tyre. Antena të tilla quhen nga ekspertë në zhargonin e tyre "Sektorët", të cilat janë struktura drejtkëndëshe gri që mund t'i shihni pothuajse çdo ditë në çatitë e ndërtesave apo direkët e veçantë.
Sinjali nga një antenë e tillë kalon përmes një kabllo direkt në njësinë e kontrollit të stacionit bazë. Stacioni bazë është një koleksion sektorësh dhe një bllok kontrolli. Në këtë rast, një pjesë e caktuar e një vendbanimi ose territori shërbehet nga disa stacione bazë menjëherë të lidhur me një bllok të veçantë - kontrollues i zonës lokale(shkurtuar LAC, Kontrollues i Zonës Lokale ose thjesht "kontrollues"). Si rregull, një kontrollues bashkon deri në 15 stacione bazë të një zone të caktuar.
Nga ana e tij, kontrollorët (mund të ketë edhe disa prej tyre) janë të lidhur me bllokun më të rëndësishëm - Qendra e ndërrimit të shërbimeve celulare (MSC), e cila për thjeshtësinë e perceptimit zakonisht quhet thjesht "Ndërro"... Çelësi, nga ana tjetër, siguron hyrje dhe dalje në çdo linjë komunikimi - celulare dhe me tela.
Nëse e shfaqni atë që është shkruar në formën e një diagrami, ju merrni sa vijon: 
Rrjetet GSM në shkallë të vogël (zakonisht rajonale) mund të përdorin vetëm një ndërprerës. Të mëdhenjtë, si operatorët tanë të "tre të mëdhenjve" MTS, Beeline ose MegaFon, të cilët njëkohësisht u shërbejnë miliona abonentëve, përdorin disa pajisje MSC të lidhura me njëri-tjetrin menjëherë.
Le të shohim pse nevojitet një sistem kaq kompleks dhe pse është e pamundur të lidhni antenat e stacionit bazë me çelësin drejtpërdrejt? Për ta bërë këtë, duhet të flisni për një term tjetër, të quajtur në gjuhën teknike dorëzimin... Ai karakterizon dorëzimin e shërbimit në rrjetet celulare në bazë rele. Me fjalë të tjera, kur jeni duke lëvizur përgjatë rrugës në këmbë ose në një automjet dhe duke folur në telefon, në mënyrë që biseda juaj të mos ndërpritet, duhet ta ndërroni menjëherë pajisjen tuaj nga një sektor BS në tjetrin, nga zona e mbulimit të një stacion bazë ose kontrollues, zona lokale në një tjetër, etj. Prandaj, nëse sektorët e stacioneve bazë do të lidheshin drejtpërdrejt me çelësin, ai do të duhej ta kryente vetë këtë procedurë të dorëzimit për të gjithë abonentët e tij dhe switchi tashmë ka mjaft detyra. Prandaj, për të zvogëluar gjasat e dështimeve të pajisjeve që lidhen me mbingarkesat e saj, skema për ndërtimin e rrjeteve celulare GSM zbatohet sipas një parimi me shumë nivele.
Si rezultat, nëse ju dhe telefoni juaj lëvizni nga zona e mbulimit të një sektori BS në zonën e mbulimit të një tjetri, atëherë kjo lëvizje kryhet nga njësia e kontrollit të këtij stacioni bazë, pa prekur më shumë "të lartë- pajisje fund" - LAC dhe MSC. Nëse dorëzimi ndodh ndërmjet BS-ve të ndryshme, atëherë merret LAC, e kështu me radhë.
Switch nuk është gjë tjetër veçse "truri" kryesor i rrjeteve GSM, kështu që funksionimi i tij duhet të konsiderohet më në detaje. Një ndërprerës i rrjetit celular kryen afërsisht të njëjtat detyra si një PBX në rrjetet e operatorëve me tel. Është ai që e kupton se ku po bëni një telefonatë ose kush po ju telefonon, rregullon punën e shërbimeve shtesë dhe, në fakt, vendos nëse mund ta bëni thirrjen tuaj aktualisht apo jo.
Tani le të shohim se çfarë ndodh kur ndizni telefonin ose smartfonin tuaj?
Pra, ju shtypni "butonin magjik" dhe telefoni juaj u ndez. Ekziston një numër i veçantë në kartën SIM të operatorit tuaj celular, i cili quhet IMSI - Numri Ndërkombëtar i Identifikimit të Abonentit... Është një numër unik për çdo kartë SIM jo vetëm për operatorin tuaj MTS, Beeline, MegaFon, etj., por një numër unik për të gjitha rrjetet celulare në botë! Është mbi këtë bazë që operatorët dallojnë pajtimtarët nga njëri-tjetri.
Kur telefoni është i ndezur, pajisja juaj e dërgon këtë kod IMSI në stacionin bazë, i cili e transmeton atë më tej në LAC, i cili, nga ana tjetër, e dërgon atë te çelësi. Në këtë rast, dy pajisje shtesë që janë të lidhura drejtpërdrejt me çelësin hyjnë në lojë - HLR (Regjistrimi i vendndodhjes së shtëpisë) dhe VLR (Regjistrimi i Vendndodhjes së Vizitorëve)... Përkthyer në Rusisht, kjo, përkatësisht, Regjistrohen abonentët në shtëpi dhe Regjistrimi i abonentëve të ftuar... HLR ruan IMSI-në e të gjithë abonentëve në rrjetin e saj. VLR përmban informacione për ata abonentë që aktualisht përdorin rrjetin e këtij operatori.
Numri IMSI transmetohet në HLR duke përdorur një sistem enkriptimi (një pajisje tjetër është përgjegjëse për këtë proces AuC - Qendra e vërtetimit)... Në të njëjtën kohë, HLR kontrollon nëse një pajtimtar me këtë numër ekziston në bazën e të dhënave të tij dhe nëse konfirmohet fakti i pranisë së tij, sistemi kontrollon nëse aktualisht mund të përdorë shërbimet e komunikimit ose, të themi, ka një bllok financiar. Nëse gjithçka është normale, atëherë ky pajtimtar shkon në VLR dhe pas kësaj ai merr mundësinë të telefonojë dhe të përdorë shërbime të tjera komunikimi.
Për qartësi, ne do ta shfaqim këtë procedurë duke përdorur diagramin:
Kështu, ne kemi përshkruar shkurtimisht se si funksionojnë rrjetet celulare GSM. Në fakt, ky përshkrim është mjaft sipërfaqësor, pasi nëse thellojmë më në detaje detajet teknike, atëherë materiali do të kishte dalë shumë herë më voluminoz dhe shumë më pak i kuptueshëm për shumicën e lexuesve.
Në pjesën e dytë, ne do të vazhdojmë njohjen tonë me funksionimin e rrjeteve GSM dhe do të shqyrtojmë se si dhe për çfarë operatori debiton fondet nga llogaria jonë me ju.
Nëse flasim për gjenerata të komunikimeve celulare, atëherë 2G është më i zhvilluari dhe më i përfaqësuari në Rusi. Standardet kryesore të gjeneratës së dytë në Federatën Ruse janë GSM 900/1800 dhe CDMA 450. Të dy GSM dhe CDMA përdoren për thirrje zanore, mesazhe me tekst dhe akses në internet celular. Edhe pse gjenerata e dytë nuk mund të sigurojë të njëjtat shpejtësi si, të themi, 3G ose 4G, por ky është i vetmi lloj i komunikimit celular që është i pranishëm në të gjitha rajonet e Federatës Ruse, madje edhe në ato më të largëtat. Ofruesit më të mëdhenj celularë në Federatën Ruse janë MegaFon, MTS, Beeline, VimpelCom dhe Tele2. Mesatarisht, mbulimi i territorit të Federatës Ruse është 85%, por MTS, për shembull, siguron mbulim për 100% të Rusisë.
(Klikoni mbi imazhin për të parë madhësinë e plotë)
Standardi GSM në Rusi përdor frekuencat 900 dhe 1800 MHz. Meqenëse të gjithë telefonat celularë janë pajisje duplekse, dy frekuenca përdoren për komunikim në të njëjtën kohë, njëra për marrjen, tjetra për transmetimin e të dhënave. Nga rruga, me metodën e trekëndëshit mbi kullat e qelizave, përdoren këto dy frekuenca. CDMA përdor dy frekuenca në brezat 450 dhe 850 MHz, me të njëjtën shpërndarje dupleks. Ofruesi më i madh CDMA është SKYLINK. Siç kemi vërejtur, këto standarde përdoren kryesisht për thirrjet zanore, mesazhet me tekst dhe aksesin në internet celular. Qasja në internet realizohet në teknologjitë GPRS dhe EDGE.
Gjenerata e tretë e komunikimeve celulare ose 3G, e cila përdoret gjerësisht në të gjithë botën, është e përfaqësuar edhe në Rusi. Rrjetet më të mëdha 3G në vend funksionojnë me teknologjinë WCDMA dhe, sipas vendimit të SCRF, funksionojnë në frekuencat 2000-2100 MHz. 3G duhet kuptuar si 3G me të gjitha shtesat: HSUPA, HSPDA HSPA +, të cilat shpesh gabimisht quhen. Shkalla e transferimit të të dhënave në rrjete të tilla është pakrahasueshme më e lartë se në rrjetin GSM dhe varion në intervalin 2-14 Mbit / s. Ky brez i komunikimeve celulare na lejon të shijojmë internetin e shpejtë celular dhe të bëjmë thirrje video.
Operatorët më të mëdhenj të tregut të shërbimeve 3G në Rusi janë MTS, MegaFon, VimpelCom, Beeline dhe SKYLINK. Së bashku këto kompani ofrojnë funksionimin e rrjetit 3G në më shumë se 120 qytete më të mëdha të Federatës Ruse. Mbulimi i rrjeteve 3G nuk është aq i madh dhe është i përqendruar kryesisht në qytete me popullsi të dendur. 3G përdoret shpesh për të organizuar mbikëqyrje të fshehtë me valë, pasi shpejtësia e transmetimit lejon transmetimin e videos dhe konsumi i ulët i energjisë rrit kohën e funksionimit të një kamere të fshehur. Kjo shpjegon pjesërisht popullaritetin.
Rrjetet e gjeneratës së katërt po zhvillohen gjithashtu në mënyrë aktive. Kompanitë e para që filluan ndërtimin e një rrjeti të tillë janë Yota dhe Freshtel, pas së cilës gjigantë të tillë si MTS dhe MegaFon iu bashkuan zhvillimit të kësaj gjenerate të komunikimeve në Federatën Ruse. Gjithashtu në Rusi, kohët e fundit u organizuan objektet e prodhimit, të cilat zhvillojnë dhe montojnë pajisje për stacionet bazë të gjeneratës së katërt, si dhe prodhojnë të gjitha pajisjet periferike të nevojshme për këtë. Qyteti i parë ku u lançua rrjeti 4G ishte Novosibirsk, dhe pas gjeneratës së katërt të komunikimeve celulare u shfaq në Moskë. 4G përfaqësohet nga dy standarde - LTE (791-862 MHz) dhe Wi-Max (2500-2600 MHz). Sot rrjeti 4G është i vendosur plotësisht në qytete të tilla si: Moska, Shën Petersburg, Soçi, Samara, Novosibirsk, Ufa dhe Krasnodar.
Sa më sipër ishin standardet më të zakonshme për komunikimet celulare, por vlen të përmendet se Federata Ruse ka krijuar gjithashtu sistemin e vet të pozicionimit global, të quajtur. Ai u krijua për të zëvendësuar sistemin amerikan të navigimit satelitor GPS. GLONASS është shumë i ndryshëm nga GPS. Sistemi amerikan funksionon në tre kanale dhe përdor 3 frekuenca të ndryshme: 1575.42, 1227.60 dhe 1176.45 MHz dhe ndahet në sektorin civil dhe ushtarak dhe frekuenca 1575.42 MHz është e rezervuar për shërbimet e urgjencës. GLONASS, nga ana tjetër, punon me dy kanale, frekuencat e tyre: 1602-1615 dhe 1246-1256 MHz. GLONASS është më i popullarizuari në rajonet rrethpolare, pasi orbitat e satelitëve GLONASS janë më të larta se orbitat GPS dhe kanë shikueshmëri më të mirë. Megjithatë, vlen të theksohet se GPS është më i saktë në përcaktimin e koordinatave.
Në përgjithësi, mund të themi se Rusia ka mbulim të mirë me standarde dhe gjenerata të ndryshme të komunikimeve celulare, dhe normat e larta nuk mund të mos kënaqin përdoruesit aktivë të pajisjeve celulare.
Kapitulli 1. SISTEMI DIGJITAL I RADIO MOBILE CILEZOR I STANDARDIT GSM
1.1. Karakteristikat e përgjithshme të standardit GSM
Në përputhje me rekomandimin e CEPT të vitit 1980 në lidhje me përdorimin e spektrit celular në diapazonin e frekuencave 862-960 MHz, standardi GSM për sistemin celular tokësor dixhital pan-evropian (global) parashikon funksionimin e transmetuesve në dy intervale frekuencash: 890-915 MHz (për transmetuesit e stacionit celular - MS), 935-960 MHz (për transmetuesit e stacionit bazë - BTS).
Standardi GSM përdor aksesin e shumëfishtë të ndarjes me brez të ngushtë (NB TDMA). Struktura e kornizës TDMA përmban 8 pozicione kohore në secilin prej 124 transportuesve.
Për të mbrojtur kundër gabimeve në kanalet e radios gjatë transmetimit të mesazheve të informacionit, përdoret kodimi i ndërthurjes së bllokut dhe konvolucionit. Përmirësimi i efikasitetit të kodimit dhe ndërthurjes me shpejtësi të ulët të lëvizjes së stacioneve celulare arrihet me ndërrimin e ngadaltë të frekuencave të funksionimit (SFH) gjatë një seance komunikimi me një shpejtësi prej 217 kërcime në sekondë.
Për të luftuar zbehjen e ndërhyrjeve të sinjaleve të marra të shkaktuara nga përhapja me shumë rrugë e valëve të radios në kushte urbane, pajisjet e komunikimit përdorin barazues që sigurojnë barazimin e sinjaleve të pulsit me një devijim standard të kohës së vonesës deri në 16 μs.
Sistemi i sinkronizimit është projektuar për të kompensuar kohën absolute të vonesës së sinjalit deri në 233 μs, që korrespondon me diapazonin maksimal të komunikimit ose rrezen maksimale të qelizës (celulës) prej 35 km.
Në standardin GSM, zgjidhet Gaussian Frequency Shift Keying (GMSK). Përpunimi i të folurit kryhet brenda kornizës së sistemit të miratuar të transmetimit të pandërprerë të të folurit (DTX), i cili siguron që transmetuesi të ndizet vetëm në prani të një sinjali të të folurit dhe transmetuesi të fiket gjatë pauzave dhe në fund të nje bisede. Një kodek i të folurit me ngacmim të rregullt të impulsit / parashikim afatgjatë dhe kodim parashikues linear me parashikim (RPE / LTR-LTP-codec) zgjidhet si një pajisje për transformimin e të folurit. Shpejtësia totale e konvertimit të të folurit, rreth një sinjali është 13 kbps.
Standardi GSM arrin një shkallë të lartë sigurie për transmetimin e mesazheve; mesazhet janë të koduara duke përdorur algoritmin e enkriptimit të çelësit publik (RSA).
Në përgjithësi, sistemi i komunikimit që funksionon në standardin GSM është krijuar për përdorimin e tij në fusha të ndryshme. Ai u ofron përdoruesve një gamë të gjerë shërbimesh dhe aftësinë për të përdorur një sërë pajisjesh për transmetimin e mesazheve zanore dhe të të dhënave, sinjalet e thirrjeve dhe alarmeve; lidheni me rrjetet telefonike me komutim publik (PSTN), rrjetet e të dhënave (PDN) dhe rrjetet dixhitale të shërbimeve të integruara (ISDN).
Karakteristikat kryesore të standardit GSM
| Frekuencat e transmetimit të një stacioni celular dhe të marrjes së një stacioni bazë, MHz | 890-915 |
| Frekuencat e marrjes së një stacioni celular dhe transmetimit të një stacioni bazë, MHz | 935-960 |
| Hapësira dyfishe e frekuencave marrëse dhe transmetuese, MHz | 45 |
| Shkalla e transmetimit të mesazheve në kanalin e radios, kbit / s | 270, 833 |
| Shkalla e konvertimit të kodekut të të folurit, kbps | 13 |
| Gjerësia e brezit të kanalit të komunikimit, kHz | 200 |
| Numri maksimal i kanaleve të komunikimit | 124 |
| Numri maksimal i kanaleve të organizuara në stacionin bazë | 16-20 |
| Lloji i modulimit | GMSK |
| Indeksi i modulimit | BT 0.3 |
| Gjerësia e brezit të filtrit Gaussian para-modulimit, kHz | 81,2 |
| Rritjet e frekuencës për sekondë | 217 |
| Korniza TDMA e diversitetit kohor (transmetoni / merrni) për një stacion celular | 2 |
| Lloji i kodikut të të folurit | RPE / LTP |
| Rrezja maksimale e qelizave, km | deri në 35 |
| Rregullimi i kombinuar i kanaleve TDMA / FDMA |
1.2. Diagrami strukturor dhe përbërja e pajisjeve për rrjetet e komunikimit
Struktura funksionale dhe ndërfaqet e miratuara në standardin GSM janë ilustruar nga diagrami bllok i Fig, 1.1, në të cilin MSC (Qendra e Ndërrimit celular) është një qendër komutuese celulare; BSS (Base Station System) - pajisjet e stacionit bazë; OMC (Operations and Maintenance Center) - qendra e kontrollit dhe shërbimit; MS (Stacione celulare) - stacione celulare.
Ndërfaqja funksionale e elementeve të sistemit kryhet nga një numër ndërfaqesh. Të gjithë komponentët funksionalë të rrjetit në standardin GSM ndërveprojnë në përputhje me sistemin e sinjalizimit CCITT SS N 7 (CCITT SS. N 7).
Qendra e komutimit celular i shërben një grupi qelizash dhe ofron të gjitha llojet e lidhjeve që i nevojiten një stacioni celular gjatë procesit. MSC është i ngjashëm me zyrën komutuese ISDN dhe është një ndërfaqe ndërmjet rrjeteve fikse (PSTN, PDN, ISDN, etj.) dhe një rrjeti celular. Ai ofron veçori të drejtimit dhe kontrollit të thirrjeve. Përveç kryerjes së funksioneve të një stacioni komutues konvencional ISDN, MSC është përgjegjës për funksionet e ndërrimit të kanaleve të radios. Këto përfshijnë "dorëzimin", gjatë të cilit arrihet vazhdimësia e komunikimit kur një stacion celular lëviz nga qeliza në qelizë dhe ndërrimi i kanaleve të punës në një qelizë kur ndodhin ndërhyrje ose keqfunksionime.
Çdo MSC ofron shërbime për abonentët celularë të vendosur brenda një zone të caktuar gjeografike (për shembull, Moska dhe rajoni). MSC menaxhon konfigurimin e thirrjeve dhe procedurat e rrugëtimit. Për rrjetin telefonik me komutim publik (PSTN), MSC ofron sinjalizimin SS N 7, transferimin e thirrjeve ose lloje të tjera ndërfaqesh siç kërkohet nga një projekt specifik.
MSC gjeneron të dhënat e nevojshme për faturimin e shërbimeve të komunikimit të ofruara nga rrjeti, grumbullon të dhëna për bisedat e zhvilluara dhe i transferon ato në qendrën e shlyerjes (qendrën e faturimit). MSC gjithashtu përpilon statistikat e nevojshme për të monitoruar dhe optimizuar rrjetin.
MSC gjithashtu ruan procedurat e sigurisë të përdorura për të kontrolluar aksesin në lidhjet radio.
MSC jo vetëm që merr pjesë në kontrollin e thirrjeve, por gjithashtu menaxhon regjistrimin e vendndodhjes dhe procedurat e dorëzimit, përveç dorëzimit të nënsistemit të stacionit bazë (BSS). Regjistrimi i vendndodhjes së stacionit celular është i nevojshëm për të siguruar dërgimin e thirrjeve te abonentët celularë në roaming nga abonentët PSTN ose abonentë të tjerë celularë. Procedura e dorëzimit të thirrjeve lejon mbajtjen e lidhjeve dhe mbajtjen e një bisede kur një stacion celular lëviz nga një zonë shërbimi në tjetrën. Thirrjet në qelizat e kontrolluara nga një kontrollues i stacionit bazë (BSC) trajtohen nga ky BSC. Kur telefonatat transferohen midis dy rrjeteve të kontrolluara nga BSC të ndryshme, kontrolli primar është në MSC. Standardi GSM ofron gjithashtu procedura të transferimit të thirrjeve ndërmjet rrjeteve (kontrolluesve) që u përkasin MSC-ve të ndryshme. Qendra komutuese monitoron vazhdimisht stacionet celulare duke përdorur regjistrat e pozicionit (HLR) dhe regjistrat e lëvizjes (VLR). HLR ruan atë pjesë të informacionit të vendndodhjes së një stacioni celular që lejon qendrën komutuese të dërgojë thirrjen në stacion. HLR përmban Identitetin Ndërkombëtar të Pajtimtarit Mobile (IMSI). Përdoret për të identifikuar stacionin celular në Qendrën e Autentifikimit (AUC) (Fig. 1.2, 1.3).
Përbërja e të dhënave të përkohshme të ruajtura në HLR dhe VLR
Në praktikë, HLR është një bazë të dhënash referencë e abonentëve të regjistruar përgjithmonë në rrjet. Ai përmban numrat dhe adresat e identifikimit, si dhe parametrat e autenticitetit të pajtimtarëve, gamën e shërbimeve të komunikimit dhe informacione speciale të rrugës. Regjistrohen të dhënat e roaming (të humbur) të pajtimtarëve, duke përfshirë numrin e përkohshëm të identifikimit të abonentit celular (TMSI) dhe VLR-në e lidhur.
Të gjitha rrjetet MSC dhe VLR kanë qasje në distancë në të dhënat e përfshira në HLR, dhe nëse ka disa HLR në rrjet, baza e të dhënave përmban vetëm një rekord pajtimtar, prandaj çdo HLR përfaqëson një pjesë të caktuar të bazës së të dhënave të përgjithshme të pajtimtarëve të rrjetit. Baza e të dhënave të pajtimtarëve aksesohet nga IMSI ose MSISDN (numri i abonentit celular në rrjetin ISDN). Baza e të dhënave mund të aksesohet nga MSC ose VLR që i përkasin rrjeteve të tjera si pjesë e ofrimit të roaming-ut ndër-rrjet për pajtimtarët.
Pajisja e dytë kryesore që siguron kontroll mbi lëvizjen e një stacioni celular nga zona në zonë është regjistri i lëvizjes VLR. Mundëson funksionimin e stacionit celular jashtë zonës së kontrolluar nga HLR. Kur, në procesin e lëvizjes, një stacion celular kalon nga mbulimi i një kontrolluesi të stacionit bazë BSC, i cili bashkon një grup stacionesh bazë, në mbulimin e një tjetër BSC, ai regjistrohet me një BSC të ri dhe informacione rreth komunikimit. Numri i zonës futet në VLR, i cili do të sigurojë dërgimin e thirrjeve
stacion celular. Për sigurinë e të dhënave të vendosura në HLR dhe VLR, në rast të dështimeve, pajisjet e memories së këtyre regjistrave mbrohen.
VLR përmban të njëjtat të dhëna si HLR, megjithatë, këto të dhëna përmbahen në VLR vetëm për sa kohë që pajtimtari është në zonën e kontrolluar nga VLR.
Në një rrjet celular GSM, qelizat grupohen në zona gjeografike (LA), të cilave u caktohet numri i tyre i identifikimit (LAC). Çdo VLR përmban të dhëna të pajtimtarëve në shumë LA. Kur një pajtimtar celular lëviz nga një LA në tjetrin, të dhënat e vendndodhjes së tij përditësohen automatikisht në VLR. Nëse LA e vjetër dhe e re menaxhohen nga VLR të ndryshme, atëherë të dhënat në VLR-në e vjetër fshihen pasi të kopjohen në VLR-në e re. Adresa aktuale VLR e pajtimtarit që gjendet në HLR gjithashtu përditësohet.
VLR siguron gjithashtu një caktim të numrit të stacionit celular në roaming (MSRN). Kur stacioni celular merr një telefonatë në hyrje, VLR zgjedh MSRN-në e tij dhe ia transmeton atë MSC, i cili e drejton thirrjen në stacionet bazë pranë pajtimtarit celular.
VLR gjithashtu shpërndan numrat e dorëzimit kur dorëzon lidhje nga një MSC në tjetrin. Përveç kësaj, VLR menaxhon shpërndarjen e TMSI-ve të reja dhe ia dorëzon ato HLR-së. Ai gjithashtu menaxhon procedurat e vërtetimit gjatë përpunimit të thirrjeve. Me vendim të operatorit, TMSI mund të ndryshohet periodikisht për të komplikuar procedurën e identifikimit të pajtimtarit. Baza e të dhënave VLR mund të aksesohet përmes IMSI, TMSI ose MSRN. Në përgjithësi, VLR është një bazë e të dhënave lokale të abonentëve celularë për zonën ku ndodhet abonenti, e cila eliminon kërkesat e vazhdueshme HLR dhe redukton kohën e trajtimit të thirrjeve.
Për të përjashtuar përdorimin e paautorizuar të burimeve të sistemit të komunikimit, futen mekanizmat e vërtetimit - vërtetimi i pajtimtarëve. Qendra e Autentifikimit përbëhet nga disa blloqe dhe gjeneron çelësa dhe algoritme vërtetimi. Me ndihmën e tij, kontrollohet autoriteti i pajtimtarit dhe kryhet qasja e tij në rrjetin e komunikimit. AUC vendos për parametrat e procesit të vërtetimit dhe përcakton çelësat e enkriptimit të stacioneve të pajtimtarëve bazuar në bazën e të dhënave të përqendruar në Regjistrin e Identifikimit të Pajisjeve (EIR).
Çdo abonent celular për kohën e përdorimit të sistemit të komunikimit merr një modul standard të vërtetimit të abonentit (SIM), i cili përmban: një numër identifikimi ndërkombëtar (IMSI), çelësin e tij individual të vërtetimit (Ki), një algoritëm vërtetimi (A3).
Me ndihmën e informacionit të regjistruar në SIM, si rezultat i shkëmbimit të ndërsjellë të të dhënave ndërmjet stacionit celular dhe rrjetit, kryhet një cikël i plotë vërtetimi dhe lejohet aksesi i pajtimtarit në rrjet.
Procedura e kontrollit të identitetit të pajtimtarit nga rrjeti zbatohet si më poshtë. Rrjeti transmeton një numër të rastësishëm (RAND) në stacionin celular. Në të, duke përdorur Ki dhe algoritmin e vërtetimit A3, përcaktohet vlera e përgjigjes (SRES), d.m.th.
SRES = Ki * [RAND]
Stacioni celular dërgon vlerën e llogaritur të SRES në rrjet, i cili krahason vlerën e marrë SRES me vlerën SRES të llogaritur nga rrjeti. Nëse të dyja vlerat janë të njëjta, stacioni celular fillon të dërgojë mesazhe. Përndryshe, komunikimi ndërpritet dhe treguesi i stacionit celular tregon se identifikimi nuk është kryer. Për të siguruar privatësinë, SRES llogaritet brenda kartës SIM. Informacioni i paklasifikuar (p.sh. Ki) nuk përpunohet në modulin SIM.
EIR - Regjistri i Identifikimit të Pajisjeve, përmban një bazë të dhënash të centralizuar për konfirmimin e origjinalitetit të Numrit Ndërkombëtar të Identifikimit të Pajisjeve të Stacionit Celular (1ME1). Kjo bazë të dhënash vlen ekskluzivisht për pajisjet e stacionit celular. Baza e të dhënave EIR përbëhet nga lista me numra 1ME1, të organizuara si më poshtë:
LISTA E BARDHË - Përmban numra 1ME1 që dihet se u caktohen stacioneve të autorizuara celulare.
LISTA E Zezë - përmban 1ME1 numra stacionesh celulare që janë vjedhur ose refuzuar shërbimin për një arsye tjetër.
LIST GRI - përmban 1ME1 numra stacionesh celulare që kanë probleme të identifikuara nga të dhënat e softuerit, gjë që nuk është arsye për t'u përfshirë në "listën e zezë".
Baza e të dhënave EIR aksesohet nga distanca nga MSC-të e rrjetit si dhe MSC-të e rrjeteve të tjera celulare.
Ashtu si me HLR, një rrjet mund të ketë më shumë se një EIR, ku çdo EIR menaxhon grupe specifike 1ME1. MSC përfshin një përkthyes, i cili, me marrjen e numrit 1ME1, kthen adresën EIR që kontrollon pjesën përkatëse të bazës së të dhënave të pajisjeve.
IWF është një nyje funksionale në internet, e cila është një nga pjesët përbërëse të MSC. Ai u siguron pajtimtarëve akses në konvertimet e protokollit dhe shpejtësisë së të dhënave, në mënyrë që ato të mund të transferohen midis pajisjeve të tij terminale GSM (DIE) dhe pajisjeve konvencionale terminale të rrjetit fiks. Gateway gjithashtu "nxjerr" modemin nga banka e tij e pajisjeve për ndërlidhje me modemin përkatës të rrjetit fiks. IWF ofron gjithashtu ndërfaqe të llojit të lidhjes direkte për pajisjet e furnizuara nga klientët, të tilla si të dhënat e paketave PAD mbi protokollin X.25.
EC - anulues i jehonës, i përdorur nga MSC në anën PSTN për të gjitha kanalet telefonike (pavarësisht gjatësisë së tyre) për shkak të vonesave fizike në shtigjet e përhapjes, duke përfshirë kanalin radio, të rrjeteve GSM. Një anulues tipik i jehonës mund të sigurojë 68 milisekonda anulim midis daljes EC dhe telefonit të linjës fikse. Vonesa totale në kanalin GSM në drejtimet përpara dhe prapa e shkaktuar nga përpunimi i sinjalit, kodimi / dekodimi i të folurit, kodimi i kanalit, etj. është rreth 180 ms. Kjo vonesë nuk do të ishte e dukshme për pajtimtarin celular nëse transformatori hibrid me konvertimin e rrugës nga modaliteti me dy tela në katër tela nuk do të përfshihej në kanalin telefonik, i cili duhet të instalohet në MSC, pasi lidhja standarde me PSTN është me dy tela. Kur dy abonentë të një rrjeti fiks janë të lidhur, nuk ka jehonë. Pa ndezur BE-në, vonesa nga përhapja e sinjaleve në rrugën GSM do të irritojë abonentët, do të ndërpresë fjalimin dhe do të shpërqendrojë vëmendjen.
OMC - qendra e funksionimit dhe mirëmbajtjes, është elementi qendror i rrjetit GSM, i cili siguron kontrollin dhe menaxhimin e komponentëve të tjerë të rrjetit dhe kontrollin e cilësisë së punës së tij. OMC lidhet me komponentët e tjerë të rrjetit GSM nëpërmjet kanaleve të transmetimit të paketave X.25. OMC ofron funksione të trajtimit të alarmit për të njoftuar personelin e mirëmbajtjes dhe regjistron informacionin e urgjencës në komponentët e tjerë të rrjetit. Në varësi të natyrës së mosfunksionimit, OMC bën të mundur sigurimin e eliminimit të tij automatikisht ose me ndërhyrjen aktive të personelit. OMC mund të sigurojë një kontroll të gjendjes së pajisjeve të rrjetit dhe ecurinë e thirrjes në stacionin celular. OMC ju lejon të menaxhoni ngarkesën në rrjet. Funksioni efikas i menaxhimit përfshin mbledhjen e të dhënave statistikore mbi ngarkesën nga komponentët e rrjetit GSM, regjistrimin e tyre në skedarët e diskut dhe shfaqjen e tyre për analiza vizuale. OMC ofron menaxhimin e ndryshimeve të softuerit dhe bazat e të dhënave për konfigurimin e elementeve të rrjetit. Softueri mund të ngarkohet në memorie nga OMS në elementë të tjerë të rrjetit ose prej tyre në OMS.
NMC është një qendër e menaxhimit të rrjetit që lejon menaxhimin racional hierarkik të rrjetit GSM. Ai siguron operacione dhe mirëmbajtje në të gjithë rrjetin, të mbështetur nga qendrat CHI që janë përgjegjëse për menaxhimin e rrjeteve rajonale. NMC siguron menaxhimin e trafikut për të gjithë rrjetin dhe siguron kontrollin mbikëqyrës të rrjetit për emergjencat komplekse si dështimi i nyjeve ose mbingarkesa. Përveç kësaj, ai monitoron statusin e pajisjeve të kontrollit automatik të përdorur në pajisjet e rrjetit dhe shfaq statusin e rrjetit për operatorët NMC. Kjo u mundëson operatorëve të kontrollojnë problemet rajonale dhe, nëse është e nevojshme, të ofrojnë ndihmë për organet e vetëqeverisjes lokale përgjegjëse për një rajon të caktuar. Në këtë mënyrë, stafi i NMC është i vetëdijshëm për gjendjen e të gjithë rrjetit dhe mund të udhëzojë stafin e MHO të ndryshojë strategjinë e tyre për zgjidhjen e një problemi rajonal.
NMC fokusohet në rrugët e sinjalizimit dhe lidhjet ndërmjet nyjeve për të shmangur kushtet e mbingarkesës në rrjet. Gjithashtu monitorohet
rrugët e lidhjes midis rrjetit GSM dhe PSTN për të shmangur përhapjen e kushteve të mbingarkesës midis rrjeteve. Duke vepruar kështu, personeli i NMC koordinon çështjet e menaxhimit të rrjetit me personelin tjetër të NMC. NMC siguron gjithashtu aftësinë e menaxhimit të trafikut për pajisjet e rrjetit të nënsistemit të stacionit bazë (BSS). Operatorët NMC në situata ekstreme mund të përdorin procedura menaxhimi si "qasja me përparësi", ku vetëm abonentët me prioritet të lartë (shërbimet e urgjencës) mund të kenë akses në sistem.
NMC mund të marrë përsipër përgjegjësinë në çdo rajon kur MLA-ja lokale është e pambikëqyrur, me MLA që vepron si një pikë tranziti midis NMC dhe pajisjes së rrjetit. NMC u ofron operatorëve funksione të ngjashme me ato të OMC.
NMC është gjithashtu një mjet i rëndësishëm për planifikimin e rrjetit, pasi NMC monitoron rrjetin dhe mënyrën se si funksionon në nivel rrjeti, dhe për këtë arsye u siguron planifikuesve të rrjetit të dhëna që do të përcaktojnë zhvillimin e tij optimal.
BSS - pajisja e stacionit bazë, përbëhet nga një kontrollues i stacionit bazë (BSC) dhe stacionet bazë të transmetuesit (BTS). Kontrolluesi i stacionit bazë mund të kontrollojë njësi të shumta transmetimi/marrjeje. BSS menaxhon shpërndarjen e kanaleve të radios, monitoron lidhjet, rregullon sekuencën e tyre, siguron mënyrën e kërcimit të frekuencës, modulimin dhe demodulimin e sinjalit, kodimin dhe dekodimin e mesazheve, kodimin e të folurit, përshtatjen e shpejtësisë së transmetimit për zërin, të dhënat dhe thirrjet, dhe përcakton sekuencën të transmetimit të mesazheve të faqes.
BSS së bashku me MSC, HLR, VLR kryen disa funksione, për shembull: lëshimi i kanalit është kryesisht nën kontrollin e MSC, por MSC mund t'i kërkojë stacionit bazë të sigurojë lëshimin e kanalit nëse thirrja bën nuk kalon për shkak të ndërhyrjes në radio. BSS dhe MSC së bashku i japin përparësi transmetimit të informacionit për disa kategori stacionesh celulare.
TCE është një transkoder që siguron konvertimin e sinjaleve dalëse të kanalit MSC të të folurit dhe transmetimit të të dhënave (64 kbps PCM) në formën që korrespondon me rekomandimet GSM për ndërfaqen radio (Rec. GSM 04.08). Në përputhje me këto kërkesa, shpejtësia e transmetimit të të folurit dixhital është 13 kbps. Ky kanal për transmetimin e sinjaleve dixhitale të zërit quhet "frekuenca e plotë". Në të ardhmen, standardi parashikon përdorimin e një kanali zëri me gjysmë shpejtësi (shkalla e transmetimit 6.5 kbps).
Zvogëlimi i shpejtësisë së transmetimit arrihet duke përdorur një pajisje speciale për konvertimin e të folurit duke përdorur kodimin parashikues linear (LPC), parashikimin afatgjatë (LTP), ngacmimin e impulsit të mbetur (RPE - ndonjëherë i quajtur RELP).
Transkoderi zakonisht ndodhet së bashku me MSC, atëherë transmetimi i mesazheve dixhitale në drejtim të kontrolluesit të stacionit bazë - BSC kryhet me shtimin e biteve shtesë në rrjedhë me një shpejtësi transmetimi prej 13 kbit / s (mbushje) deri në një shpejtësi të transmetimit të të dhënave prej 16 kbit / s. Më pas kompresohet me një faktor prej 4 në një kanal standard 64 kbps. Kështu formohet linja PCM me 30 kanale e përcaktuar nga Rekomandimet GSM, e cila siguron transmetimin e 120 kanaleve zanore. Një kanal i gjashtëmbëdhjetë (64 kbps), një "slot kohor", ndahet veçmas për informacionin e sinjalizimit dhe shpesh përmban trafikun SS N7 ose LAPD. Kanali tjetër (64 kbit/s) mund të mbajë gjithashtu pako të dhënash në përputhje me protokollin CCITT X.25.
Kështu, shpejtësia e transmetimit që rezulton për ndërfaqen e specifikuar është 30x64 kbps + 64 kbps + 64 kbps = 2048 kbps.
MS - një stacion celular, përbëhet nga pajisje që shërbejnë për të organizuar aksesin e abonentëve të rrjeteve GSM në rrjetet ekzistuese të telekomunikacionit fiks. Në kuadrin e standardit GSM, pesë klasa stacionesh të lëvizshme janë adoptuar nga modeli i klasit 1 me fuqi dalëse 20 W të instaluar në automjet deri te modeli portativ i klasës 5 me fuqi maksimale 0,8 W (Tabela 1.1). Gjatë transmetimit të mesazheve, sigurohet një kontroll adaptiv i fuqisë së transmetuesit për të siguruar cilësinë e kërkuar të komunikimit.
Abonenti celular dhe stacioni janë të pavarur nga njëri-tjetri. Siç u përmend tashmë, çdo pajtimtar ka numrin e tij të identifikimit ndërkombëtar (IMSI) të regjistruar në kartën e tij inteligjente. Kjo qasje lejon që radiotelefonat të instalohen, për shembull, në taksi dhe makina me qira. Secilit stacion celular i është caktuar gjithashtu numri i tij i identifikimit ndërkombëtar (1ME1). Ky numër përdoret për të parandaluar hyrjen e një stacioni të vjedhur ose të paautorizuar në rrjetet GSM.
Tabela 1.1
| Klasa e fuqisë | Niveli maksimal i fuqisë së transmetuesit | Devijimet e lejuara |
| 1 | 20 vat | 1,5 dB |
| 2 | 8 vat | 1,5 dB |
| 3 | 5 vat | 1,5 dB |
| 4 | 2 vat | 1,5 dB |
| 5 | 0.8 vat | 1,5 dB |
1.3. Ndërfaqet e rrjetit dhe radios
Gjatë projektimit të sistemeve celulare dixhitale për komunikim celular të standardit GSM, merren parasysh tre lloje ndërfaqesh: për lidhje me rrjete të jashtme; ndërmjet pajisjeve të ndryshme të rrjeteve GSM; ndërmjet rrjetit GSM dhe pajisjeve të jashtme. Të gjitha ndërfaqet e brendshme ekzistuese të rrjeteve GSM janë paraqitur në diagramin bllok në Fig. 1.1. Ato përputhen plotësisht me kërkesat e Rekomandimeve ETSI/GSM 03.02.
Ndërfaqet e jashtme të rrjetit
Lidhja PSTN
Lidhja me rrjetin telefonik publik kryhet nga MSC mbi një linjë komunikimi 2 Mbit / s në përputhje me sistemin e sinjalizimit SS N 7. Karakteristikat elektrike të ndërfaqes 2 Mbit / s përputhen me Rekomandimet CCITT G.732.
Lidhja ISDN
Për t'u lidhur me rrjetet ISDN që krijohen, ofrohen katër linja komunikimi 2 Mbit / s, të mbështetura nga sistemi i sinjalizimit SS N 7 dhe që plotësojnë rekomandimet e CCITT Blue Book Q.701-Q.710, Q.711-Q.714, Q.716, Q.781, 0.782, 0.791, 0.795, 0.761-0.764, 0.766.
Lidhja me rrjetin ekzistues NMT-450
Qendra e komutimit celular lidhet me rrjetin NMT-450 nëpërmjet katër linjave standarde 2 Mbps dhe sistemeve të sinjalizimit SS N7. Në të njëjtën kohë, duhet të përmbushen kërkesat e Rekomandimeve të CCITT për Pjesën e Përdoruesit të Telefonit (TUP) dhe Pjesën e Transferimit të Mesazheve (MTP) të Librit të Verdhë. Karakteristikat elektrike të linjës 2 Mbit/s janë në përputhje me Rekomandimet CCITT G.732.
Lidhjet me rrjetet ndërkombëtare GSM
Aktualisht, rrjeti GSM në Moskë është i lidhur me rrjetet pan-evropiane GSM. Këto lidhje bazohen në Protokollet e Sistemit të Sinjalizimit (SCCP) dhe Protokollet e Ndërrimit të Internetit celular (GMSC).
Ndërfaqet e brendshme GSM
Ndërfaqja midis MSC dhe BSS (ndërfaqja A) siguron transferimin e mesazheve për kontrollin BSS, transferimin e thirrjeve, kontrollin e trafikut. Ndërfaqja A kombinon kanalet e komunikimit dhe linjat e sinjalizimit. Këta të fundit përdorin protokollin CCITT SS N7. Specifikimi i plotë i ndërfaqes A përputhet me serinë 08 të Rekomandimeve ETSI/GSM.
Ndërfaqja midis MSC dhe HLR ndahet me VLR (ndërfaqja B). Kur MSC duhet të gjejë një stacion celular, ai i referohet VLR. Nëse stacioni celular fillon procedurën e pozicionimit me MSC, ai informon VLR-në e tij, i cili regjistron të gjithë informacionin në ndryshim në regjistrat e tij. Kjo procedurë ndodh sa herë që MS lëviz nga një zonë vendndodhjeje në tjetrën. Në rast se pajtimtari kërkon shërbime të veçanta shtesë ose ndryshon disa nga të dhënat e tij, KMSH-ja informon edhe VLR-në, e cila regjistron ndryshimet dhe, nëse është e nevojshme, informon HLR-në për to.
Ndërfaqja ndërmjet MSC dhe HLR (ndërfaqja C) përdoret për të ofruar ndërveprim ndërmjet MSC dhe HLR. MSC mund të dërgojë një tregues (mesazh) në HLR në fund të seancës në mënyrë që pajtimtari të mund të paguajë për thirrjen. Kur rrjeti i telefonisë fikse nuk është në gjendje të ekzekutojë procedurën e konfigurimit të thirrjeve të pajtimtarëve celularë, MSC mund t'i kërkojë HLR-së të gjejë pajtimtarin në mënyrë që të kryejë thirrjen në MS.
Ndërfaqja midis HLR dhe VLR (ndërfaqja D) përdoret për të zgjeruar shkëmbimin e të dhënave në pozicionin e stacionit celular, për të kontrolluar procesin e komunikimit. Shërbimet kryesore të ofruara për pajtimtarin celular janë aftësia për të dërguar ose marrë mesazhe pavarësisht vendndodhjes. Për këtë, HLR duhet të plotësojë të dhënat e saj. VLR informon HLR-në për pozicionin e MS-së, duke e kontrolluar atë dhe duke i ricaktuar numrat në procesin e bredhjes, dhe dërgon të gjitha të dhënat e nevojshme për të ofruar shërbim në stacionin celular.
Ndërfaqja ndërmjet MSC-ve (E-interface) siguron ndërveprim ndërmjet MSC-ve të ndryshme gjatë zbatimit të procedurës HANDOVER - "transferimi" i një pajtimtari nga zona në zonë kur ai lëviz gjatë një sesioni komunikimi pa ndërprerje.
Ndërfaqja midis BSC dhe BTS (ndërfaqja A-bis) përdoret për komunikimin midis BSC dhe BTS dhe përcaktohet nga Rekomandimet ETSI / GSM për vendosjen e lidhjes dhe proceset e kontrollit të pajisjeve, transmetimi kryhet në rryma dixhitale me një shpejtësi prej 2.048 Mbit. / s. Është e mundur të përdoret një ndërfaqe fizike 64 kbps.
Ndërfaqja ndërmjet BSC dhe OMC (ndërfaqja O) është menduar për komunikim midis BSC dhe OMC; ajo përdoret në rrjetet CCITT X.25 me komutim të paketave.
Ndërfaqja e brendshme BSC e kontrolluesit të stacionit bazë siguron komunikim midis pajisjeve të ndryshme BSC dhe pajisjeve transkoduese (TCE); Përdor standardin e transmetimit PCM 2.048 Mbit / s dhe ju lejon të organizoni nga katër kanale me një shpejtësi prej 16 kbit / s një kanal me një shpejtësi prej 64 kbit / s.
Ndërfaqja ndërmjet MS dhe BTS (ndërfaqja radio Um) përcaktohet në seritë 04 dhe 05 të Rekomandimeve ETSI / GSM.
Ndërfaqja e rrjetit midis OMC dhe rrjetit, e ashtuquajtura ndërfaqe e kontrollit midis elementëve OMC dhe rrjetit, përcaktohet nga Rekomandimet ETSI / GSM 12.01 dhe është analoge me ndërfaqen Q.3, e cila përcaktohet në ISO OSI të hapur. modeli i rrjetit.
Lidhja e rrjetit me OMC mund të sigurohet nga sistemi i sinjalizimit CCITT SS N7 ose protokolli i rrjetit X.25. Rrjeti X.25 mund të lidhet me internetworks ose PSDN në mënyra të hapura ose të mbyllura.
GSM është një protokoll i menaxhimit të rrjetit dhe shërbimit që duhet të plotësojë gjithashtu kërkesat e ndërfaqes Q.3 siç përcaktohet në Rekomandimet ETSI / GSM 12.01.
Ndërfaqet ndërmjet rrjetit GSM dhe pajisjeve të jashtme
Ndërfaqja ndërmjet MSC dhe Qendrës së Shërbimit (SC) kërkohet për të zbatuar shërbimin e mesazheve të shkurtra. Është përcaktuar në Rekomandimet ETSI / GSM 03.40.
Ndërfaqja me OMC-në tjetër. Çdo qendër e kontrollit dhe mirëmbajtjes së rrjetit duhet të lidhet me rrjete të tjera OMC që operojnë në rajone të tjera ose rrjete të tjera. Këto lidhje sigurohen nga ndërfaqet X në përputhje me Rekomandimet e CCITT M.ZO. Ndërfaqja OMC përdoret për të bashkëvepruar me rrjetet e nivelit më të lartë.
1.4. Struktura e shërbimit dhe transmetimi i të dhënave në standardin GSM
Standardi GSM përmban dy klasa shërbimesh: shërbimet bazë dhe teleshërbimet. Shërbimet kryesore ofrojnë: transmetimin e të dhënave (në mënyrë asinkrone) në modalitetin dupleks me shpejtësi 300, 600, 1200, 2400, 4800 dhe 9600 bit/s nëpërmjet rrjeteve telefonike publike; transmetimi i të dhënave (në mënyrë sinkronike) në modalitetin e dyfishtë me shpejtësi 1200, 2400, 4800 dhe 9600 bps përmes rrjeteve telefonike publike, rrjeteve publike të komutuara të të dhënave (CSPDN) dhe ISDN; akses duke përdorur një përshtatës për të paketuar transmetimin asinkron të të dhënave me shpejtësi standarde prej 300-9600 bps nëpërmjet rrjeteve publike të të dhënave me komutim të paketave (PSPDN), për shembull, Datex-P; akses sinkron full-duplex në rrjetin e të dhënave të paketave me shpejtësi standarde prej 2400-9600 bps.
Kur transmetoni të dhëna me 9,6 kbps, përdoret gjithmonë lidhja me shpejtësi të plotë. Në rastin e transmetimit me shpejtësi nën 9,6 kbps, mund të përdoren kanale komunikimi me gjysmë shpejtësi.
Funksionet e listuara të kanaleve të transmetimit të të dhënave ofrohen për pajisjet terminale që përdorin ndërfaqet CCITT me specifikimet e serisë V.24 ose X.21. Këto specifika përcaktojnë çështjet e transmetimit të të dhënave përmes kanaleve telefonike konvencionale. Teleserviset ofrojnë shërbimet e mëposhtme:
1) komunikim telefonik (i kombinuar me një shërbim alarmi: siguria e banesës, sinjalet e fatkeqësisë, etj.);
2) transmetimi i mesazheve të shkurtra;
3) qasje në shërbimet "Videotex", "Teletex";
4) Shërbimi "Faksimile" (grupi 3).
Për më tepër, një gamë e gjerë shërbimesh speciale është standardizuar (transferimi i thirrjeve, njoftimi i tarifave, përfshirja në një grup të mbyllur përdoruesish).
Duke qenë se shumica e abonentëve pritet të përdorin shërbimet GSM për qëllime biznesi, vëmendje e veçantë i kushtohet aspekteve të sigurisë dhe cilësisë së shërbimeve të ofruara.
Blloku i shërbimeve të komunikimit në GSM PLMN është paraqitur në Fig. 1.4 (GSM PLMN - Rrjeti Mobile Tokësor Publik GSM - rrjeti i komunikimit me objekte të lëvizshme tokësore; TE (Pajisja Terminale) - pajisje terminale, MT (Terminal Celular) - terminali celular, IWF (Funksioni i Ndërveprimit) - nyja funksionale e portës). Transmetimi i të dhënave përfshin gjithashtu një lloj të ri shërbimi të përdorur në GSM - transmetimin e mesazheve të shkurtra (transmetimi i mesazheve alfanumerike të shërbimit për grupe të caktuara përdoruesish).
Transmetimi i mesazheve të shkurtra përdor gjerësinë e brezit të kanaleve të sinjalizimit. Mesazhet mund të transmetohen dhe merren nga stacioni celular. Kanalet e zakonshme të kontrollit mund të përdoren për transmetimin e mesazheve të shkurtra. Vëllimi i mesazheve është i kufizuar në 160 karaktere, të cilat mund të merren gjatë telefonatës aktuale ose në një cikël të papunë. V
kontrolli i kanaleve të radios, mbrojtja nga gabimet në kanalin e radios, kodimi dhe dekodimi i të folurit, monitorimi dhe shpërndarja e të dhënave dhe thirrjeve të përdoruesit, përshtatja e shpejtësisë së transmetimit midis kanalit të radios dhe të dhënave, sigurimi i funksionimit paralel të ngarkesave (terminaleve); duke siguruar funksionim të vazhdueshëm gjatë vozitjes.
Përdoren tre lloje të pajisjeve terminale të një stacioni celular: MTO (Mobile Termination 0) - një stacion celular shumëfunksional, i cili përfshin një terminal të dhënash me aftësinë për të transmetuar dhe marrë të dhëna dhe zë: MT1 (Mobile Termination 1) - një stacion celular. me aftësinë për të komunikuar nëpërmjet një terminali me ISDN; MТ2 (Mobile Termination 2) është një stacion celular me aftësinë për të lidhur një terminal për komunikim duke përdorur protokollin e serisë CCITT V ose X.
Pajisjet terminale mund të përbëhen nga një ose më shumë lloje pajisjesh si telefonuesi, pajisjet e transmetimit të të dhënave (DTE), teleksi, etj.
Ekzistojnë këto lloje të terminaleve: TE1 (Terminal Equipment 1) - pajisje terminale që ofrojnë komunikim me ISDN; TE2 (Terminal Equipment 2) - pajisje terminale që siguron komunikim me çdo pajisje përmes protokolleve të serive CCITT V ose X (komunikimi me ISDN nuk ofron). Terminali TE2 mund të lidhet si ngarkesë me MT1 (stacion celular me aftësi komunikimi ISDN) nëpërmjet një përshtatësi TA.
Sistemi i karakteristikave të standardit GSM, diagrami funksional i miratuar i rrjeteve të komunikimit dhe një sërë ndërfaqesh sigurojnë parametra të lartë të transmetimit të mesazheve, përputhshmëri me rrjetet ekzistuese dhe të ardhshme të informacionit dhe u ofrojnë abonentëve një gamë të gjerë shërbimesh të komunikimit dixhital.
1.6. Struktura e kornizës TDMA dhe gjenerimi i sinjalit në standardin GSM
Si rezultat i analizës së opsioneve të ndryshme për ndërtimin e sistemeve dixhitale celulare për komunikim celular (SSMS) në standardin GSM, është miratuar aksesi i shumëfishtë i ndarjes së kohës (TDMA). Struktura e përgjithshme e kornizave kohore është paraqitur në Fig. 1.6. Gjatësia e periudhës së sekuencës në këtë strukturë, e cila quhet hiperkornizë, është e barabartë me Tr = 3 orë 28 min 53 s 760 ms (12,533,76 s). Një hiperkornizë ndahet në 2048 superkorniza, secila prej të cilave ka një kohëzgjatje Te = 12533.76 / 2048 = 6.12 s.
Një superkornizë përbëhet nga shumë korniza. Për të organizuar kanale të ndryshme komunikimi dhe kontrolli në standardin GSM, përdoren dy lloje multiframesh:
1) Korniza me shumë korniza TDMA me 26 pozicione;
2) Korniza me shumë korniza TDMA me 51 pozicione.
Një superkornizë mund të përmbajë 51 multikorniza të tipit të parë ose 26 multikorniza të tipit të dytë. Kohëzgjatja e multikornizave, përkatësisht:
1) Tm = 6120/51 = 120 ms;
2) Tm = 6120/26 = 235.385 ms (3060/13 ms). Kohëzgjatja e çdo kornize TDMA
Tc = 120/26 = 235,385 / 51 = 4,615 ms (60/13 ms).
Në periudhën e sekuencës, çdo kornizë TDMA ka numrin e vet të sekuencës (NF) nga O në NFmax, ku NFmax = (26x51x2048) -1 = 2715647.
Kështu, një hiperkornizë përbëhet nga 2,715,647 korniza TDMA. Nevoja për një periudhë kaq të madhe hiperframe është për shkak të kërkesave të procesit të mbrojtjes kriptografike të aplikuar, në të cilin numri i kornizës NF përdoret si parametër hyrës. Korniza TDMA është e ndarë në tetë pozicione kohore me një periudhë
Deri në = 60/13: 8 = 576,9 μs (15/26 ms)
Çdo pozicion kohor është caktuar TN me një numër nga 0 në 7. Kuptimi fizik i pozicioneve kohore, të cilat quhen gjithashtu dritare, është koha gjatë së cilës transportuesi modulohet me një rrymë informacioni dixhital që korrespondon me një mesazh zanor ose të dhëna.
Një rrjedhë informacioni dixhital është një sekuencë paketash të vendosura në këto slota kohore (dritare). Paketat formohen pak më të shkurtra se intervalet, kohëzgjatja e tyre është 0,546 ms, e cila është e nevojshme për të marrë një mesazh në prani të shpërndarjes kohore në kanalin e përhapjes.
Mesazhi i informacionit transmetohet përmes kanalit të radios me një shpejtësi prej 270.833 kbit / s.
Kjo do të thotë që hapësira kohore e një kornize TDMA përmban 156.25 bit.
Kohëzgjatja e një biti informacioni është 576,9 μs / 156,25 = 3,69 μs.
Çdo slot kohor që korrespondon me një kohëzgjatje biti caktohet BN me një numër nga 0 në 155; intervali i fundit 1/4-bit numërohet me 156.
Për të transmetuar informacion mbi kanalet e komunikimit dhe kontrollit, për të rregulluar frekuencat e bartësit, për të siguruar sinkronizimin e kohës dhe për të hyrë në kanalin e komunikimit në strukturën e kornizës TDMA, përdoren pesë lloje intervalesh kohore (dritare):
NB përdoret për të transmetuar informacion mbi kanalet e komunikimit dhe kontrollit, me përjashtim të kanalit të aksesit RACH. Ai përbëhet nga 114 bit mesazh të koduar dhe përfshin një interval mbrojtës 8,25 bit (GP) me kohëzgjatje 30,46 μs. Blloku i informacionit 114 bit ndahet në dy blloqe të pavarura prej 57 bitësh, të ndarë nga një sekuencë trajnimi 26-bitëshe, e cila përdoret për të vendosur barazuesin në marrës në përputhje me karakteristikat e kanalit të komunikimit në një kohë të caktuar.
NB përfshin dy bit Steeling Flag që tregojnë nëse grupi që transmetohet përmban informacion zanor ose sinjalizues. Në rastin e fundit, Kanali i Trafikut “vidhet” për të dhënë sinjalizim.
Midis dy grupeve të biteve të koduar në NB, ekziston një sekuencë trajnimi 26-bitëshe e njohur për marrësin. Kjo sekuencë siguron:
Vlerësimi i shpeshtësisë së shfaqjes së gabimeve në shifra binare bazuar në rezultatet e krahasimit të sekuencave të marra dhe të referencës. Në procesin e krahasimit, llogaritet parametri RXQUAL, i cili miratohet për vlerësimin e cilësisë së komunikimit. Natyrisht, bëhet fjalë vetëm për vlerësimin e lidhjes, dhe jo për matje të sakta, pasi kontrollohet vetëm një pjesë e informacionit të transmetuar. Parametri RXQUAL përdoret kur hyni në një komunikim, kur kryeni një procedurë "dorëzimi" dhe kur vlerësoni zonën e mbulimit të radios;
Vlerësimi i përgjigjes së impulsit të kanalit të radios në intervalin e transmetimit NB për korrigjimin e mëvonshëm të rrugës së marrjes së sinjalit përmes përdorimit të një barazuesi adaptiv në rrugën e marrjes;
Përcaktimi i vonesave të përhapjes së sinjalit ndërmjet stacioneve bazë dhe atyre të lëvizshme për të vlerësuar diapazonin e komunikimit. Ky informacion është i nevojshëm në mënyrë që paketat e të dhënave nga stacione të ndryshme celulare të mos mbivendosen kur merren në stacionin bazë. Prandaj, stacionet celulare më të largëta duhet të transmetojnë paketat e tyre përpara stacioneve në afërsi të stacionit bazë. FB është krijuar për të sinkronizuar me frekuencën e stacionit celular. Të gjithë 142 bitët në këtë interval kohor janë zero, që korrespondon me një bartës të pamoduluar me një zhvendosje prej 1625/24 kHz mbi frekuencën nominale të bartësit. Kjo është e nevojshme për të kontrolluar nëse funksionon.
transmetuesi dhe marrësi i tij me një ndarje të vogël të frekuencës së kanaleve (200 kHz), që është rreth 0.022% e vlerës nominale të gjerësisë së brezit 900 MHz. FB përmban një interval mbrojtës 8,25 bit, ashtu si një vend i zakonshëm kohor. Slotet e përsëritura të kontrollit të frekuencës (FB) formojnë një kanal të cilësimit të frekuencës (FCCH).
SB përdoret për sinkronizimin e kohës midis stacioneve bazë dhe atyre celulare. Ai përbëhet nga një sekuencë sinkronizimi 64-bit, mbart informacion në lidhje me numrin e kornizës TOM dhe kodin e identifikimit të stacionit bazë. Ky interval transmetohet së bashku me intervalin e vendosjes së frekuencës. Intervalet e përsëritura të sinkronizimit formojnë të ashtuquajturin kanal sinkronizimi (SCH).
DB ofron krijimin dhe testimin e lidhjeve. Në strukturën e tij, DB është i njëjtë me NB (Fig. 1.6) dhe përmban një sekuencë beacon 26-bit. Nuk ka bit kontrolli në DB dhe asnjë informacion nuk transmetohet. DB vetëm informon se transmetuesi është duke funksionuar.
AB ofron leje për stacionin celular për të hyrë në stacionin e ri bazë. AB transmetohet nga stacioni celular kur kërkon një kanal sinjalizimi. Kjo është paketa e parë e transmetuar nga stacioni celular, prandaj koha e kalimit të sinjalit ende nuk është matur. Prandaj, paketa ka një strukturë specifike. Modeli i fundit 8-bit transmetohet së pari, i ndjekur nga sekuenca e sinkronizimit për stacionin bazë (41 bit), e cila lejon stacionin bazë të marrë saktë 36 bitët e ardhshëm të enkriptuar. Intervali përmban një interval të madh mbrojtës (68,25 bit, kohëzgjatje 252 μs), i cili siguron (pavarësisht kohës së transitit të sinjalit) ndarje kohore të mjaftueshme nga paketat e stacioneve të tjera celulare,
Ky interval mbrojtës korrespondon me dyfishin e vonesës maksimale të mundshme të sinjalit brenda një qelize dhe në këtë mënyrë vendos madhësinë maksimale të lejueshme të qelizës. Një tipar i standardit GSM është aftësia për të siguruar komunikim për abonentët celularë në qeliza me një rreze prej rreth 35 km. Koha e përhapjes së sinjalit të radios në drejtimet e përparme dhe të kundërta është 233.3 μs.
Në strukturën GSM, karakteristikat kohore të mbështjelljes së sinjalit të emetuar nga paketat në slotin kohor të kornizës TDMA dhe karakteristikat spektrale të sinjalit janë të përcaktuara rreptësisht. Maska kohore e zarfit për sinjalet e emetuara në intervalin AV të një kornize të plotë TDMA është paraqitur në Fig. 1.7, dhe maska e zarfit për sinjalet NB, FB, DB dhe SB të një kornize të plotë TDMA është paraqitur në Fig. 1.8. Format e ndryshme të zarfit të sinjaleve të emetuara korrespondojnë me gjatësi të ndryshme të intervalit AV (88 bit) në lidhje me intervalet e tjera të treguara të kornizës së plotë TDMA (148 bit). Normat për karakteristikën spektrale të sinjalit të emetuar janë paraqitur në Fig. 1.9.
Një nga veçoritë e formimit të sinjalit në standardin GSM është përdorimi i kërcimit me frekuencë të ngadaltë gjatë një seance komunikimi. Qëllimi kryesor i kërcimeve të tilla (SFH - Slow Frequency Hopping) është të sigurojë diversitetin e frekuencës në kanalet e radios që funksionojnë në kushte të përhapjes shumëpalëshe të valëve të radios. SFH përdoret në të gjitha rrjetet celulare, gjë që përmirëson efikasitetin e kodimit dhe ndërthurjes kur stacionet e abonentëve lëvizin ngadalë. Parimi i kërcimit të frekuencës së ngadaltë është që mesazhi i transmetuar në slotin kohor të kornizës TDMA (577 μs) që i është caktuar pajtimtarit, transmetohet (merret) në një frekuencë të re fikse në çdo kornizë pasuese. Sipas strukturës së kornizës, koha për rregullimin e frekuencës është rreth 1 ms.
Gjatë kërcimit të frekuencës, mbahet një ndarje e dyfishtë 45 MHz midis kanaleve të transmetimit dhe marrës. Të gjithë abonentëve aktivë të vendosur në të njëjtën qelizë u caktohen sekuenca të formësimit ortogonal, gjë që eliminon ndërhyrjen e ndërsjellë kur marrin mesazhe nga abonentët në qelizë. Parametrat e sekuencës së kërcimit të frekuencës (matrica kohë-frekuencë dhe frekuenca e fillimit) i caktohen çdo stacioni celular gjatë krijimit të kanalit. Ortogonaliteti i sekuencave të ndërrimit të frekuencës në qelizë sigurohet nga zhvendosja fillestare e frekuencës së sekuencës së njëjtë (sipas algoritmit të formimit). Sekuenca të ndryshme formësimi përdoren në qelizat ngjitur.
Skema e kombinuar TDMA / FDMA e organizimit të kanalit në standardin GSM dhe parimi i përdorimit të hopeve me frekuencë të ngadaltë gjatë transmetimit të mesazheve në korniza kohore janë paraqitur në Fig. 1.10,1.11.
Për krahasim, mund të vërehet se sipas rezultateve të studimeve eksperimentale të kryera në rrjetet ekzistuese GSM, diversiteti hapësinor i antenave marrëse në stacionin bazë jep një fitim prej 3-4 dB.
Struktura e miratuar e kornizave TDMA dhe parimet e formimit të sinjalit në standardin GSM, në kombinim me metodat e kodimit të rënies, bënë të mundur uljen e raportit sinjal-zhurmë të kërkuar për marrjen në 9 dB, ndërsa në standardet analoge. rrjetet e komunikimit celular është 17-18 dB.
Literatura për kapitullin 1
1.1 M. Mouly, M.B. Pautet. Sistemi GSM për komunikimet celulare. 1992. fq. 702.
1.2 Yu.A. Gromakov. Sistemet e radio komunikimit celular celular. Teknologjitë e komunikimit elektronik. Vëllimi 48. Eko-Trendet. Moska. 1994.
1.3 A. Mehrotra. Radio celulare: Sisteme Analoge dhe Dixhitale. Artech House, Boston-Londër. 1994. fq. 460.
1.4 Yu.A. Gromakov. Struktura e kornizës TDMA dhe sinjalizimi në standardin GSM. "Elektrosvyaz". N 10. 1993. fq. 9-12.
Akronimi për herë të parë Gsm u përdor në 1982 dhe qëndronte për Groupe Speciale Mobile - emri francez i grupit të punës CEPT (Conference des Administrations Europennes des Postes et Telecommunications - European Post and Telecommunications Administration).
Grupi i punës CEPT u ngarkua me zhvillimin e specifikimeve për një standard të ri dixhital për komunikimet celulare në intervalin 900 MHz. Me kalimin e kohës (1989) këto punime u transferuan nga CEPT në organizatën e re ETSI.
Ditëlindja e GSM konsiderohet të jetë 01.07.1991 - thirrja e parë telefonike në këtë sistem është bërë në Helsinki (Finlandë).
Akronimi GSM ka ndryshuar në kuptimin e Sistemit Global për Komunikimet Mobile.
GSM Kazakhstan është një operator celular GSM 900 që ofron shërbime nën markat Activ dhe Kcell. E themeluar më 30 shtator 1998. Aksionarë të GSM Kazakistani janë operatori kombëtar i telekomit Kazakhtelecom JSC dhe kompania finlandeze-suedeze-turke FinTur.
I pari ndër operatorët e Kazakistanit që kryen nisjen komerciale të shërbimit "Mobile Video", shërbime të bazuara në GPRS (MMS, WAP, Internet Mobile).
Rrjetet e sistemeve të komunikimit radio referohen në literaturën teknike si rrjete celulare, celulare dhe celulare. Të gjithë emrat përdoren në mënyrë të ndërsjellë, megjithatë, disa mospërputhje janë përshkruar për këtë çështje.
Teknologjitë me valë po eksplorojnë në mënyrë aktive tregun e laptopëve dhe PC-ve, përdoruesit e të cilëve kanë nevojë për shpejtësi të larta transferimi me lëvizshmëri të kufizuar, si në shpejtësinë e lëvizjes ashtu edhe në vazhdimësi të komunikimit.
Bazuar në këtë, gjithçka që mund të transferohet dhe përmes së cilës mund të hyni në rrjetin e komunikimit kudo mund të quhet celular.
Komunikimet tradicionale celulare mund të quhen një rrjet celular.
Termi celular (qelizor) nënkupton ndarjen e një rrjeti në qeliza - qeliza (zona gjeografike). Secilës qelizë i është caktuar një brez frekuence që mund të përdoret në qeliza të tjera.
Çdo qelizë ka një stacion bazë, i cili përmban pajisje radiotransmetuese dhe marrëse dhe siguron komunikim radio me telefonat celularë të vendosur në këtë qelizë.
Figura 18. Qelizat në një sistem komunikimi celular (celular).
Mbulimi i qelizave varet nga një sërë faktorësh:
fuqia e transmetuesit të stacionit bazë;
fuqia e telefonit celular;
lartësitë e antenave të stacionit bazë;
topologjia e terrenit.
Madhësitë e qelizave ndryshojnë dhe për këtë arsye çdo qelizë mund të shërbejë vetëm për një numër të kufizuar telefonash celularë, të cilët quhen terminale celularë, pajisje celulare ME, stacione celulare MS.
Numri i terminaleve celularë është 600 - 800. Qelitë po bëhen më të vogla në zonat me dendësi më të madhe të popullsisë. Mbulimi i qelizave varion nga 100 m deri në dhjetëra kilometra.
Zgjedhja e huallit gjashtëkëndor shpjegohet si më poshtë.
Një qelizë katrore (që korrespondon me blloqet e qytetit) me një anë do të ketë katër anët ngjitur me të në një distancë nga qendra e saj deri në qendrat e këtyre katër qelizave.
Qendrat e secilës prej katër qelizave ngjitur me qelizën do të vendosen në një distancë nga qendra e qelizës në fjalë.
Ky konfigurim krijon probleme kur kalon në një antenë të re për një pajtimtar që largohet nga qendra e qelizës.
Për ndërrim efektiv, është e dëshirueshme që qendrat e të gjitha qelizave të jenë në të njëjtën distancë nga njëra-tjetra. Kjo arrihet me një konfigurim gjashtëkëndor.
Me një konfigurim të qelizave gjashtëkëndore, distanca midis qendrave të qelizave do të jetë e barabartë. Antenat e stacionit bazë BS do të jenë në të njëjtën distancë nga njëra-tjetra, pavarësisht nga drejtimi i lëvizjes së abonentit celular.
Duke marrë parasysh arkitekturën dhe funksionalitetin e rrjetit GSM, do të kemi parasysh se është GSM që është themeli i një sërë teknologjish më të avancuara të gjeneratës 2.5G, GPRS.
Rrjeti GSM përbëhet nga blloqet e mëposhtme të ndërtimit:
1. Transmetues BS;
2. Kontrollues BS;
3. Njësia e Transkodimit dhe Përshtatjes së Normës (TRAU).
4. Qendra komutuese MSC.
5. Regjistri i vendndodhjes së shtëpisë HLR (Regjistri i Vendndodhjes së Shtëpisë) - një bazë të dhënash rrjeti që ruan të dhënat e referencës për abonentët e regjistruar në mënyrë të përhershme në zonën e kontrolluar nga HLR (adresat, informacionet rreth shërbimeve).
6. Regjistri i të ftuarve VLR (Regjistri i Vendndodhjes së Vizitorëve) - një bazë të dhënash rrjeti që ruan informacione për lëvizjet e abonentëve. Informacioni i grumbulluar ruhet për sa kohë që pajtimtari është në zonën e kontrolluar nga MSC.
7. Regjistri i identifikimit të pajisjeve EIR (Equipment Identity Register).
8. AuC Qendra e Autentifikimit.
Figura 18. Arkitektura e sistemit GSM 2G
Për qëllime studimi, është e përshtatshme të merret parasysh teknologjia GSM-900, pasi kjo teknologji, pas modifikimeve të vogla, përdoret në GSM-1800 dhe GSM-1900. GSM-1900 përdoret gjithashtu në SHBA me emrin PSC-1900 (Personal Communication Services). GSM-1800 ndryshon nga GSM-900 në fuqinë më të ulët të stacioneve bazë BS, terminalet celularë MS dhe madhësinë më të vogël të qelizave.
Le të shqyrtojmë parimin e funksionimit të teknologjisë GSM (Figura 18).
Terminali celular MS (stacioni celular) komunikon nëpërmjet ndërfaqes radio me stacionin bazë të transmetuesit BTS (stacioni i transmetuesit bazë).
MS përbëhet nga dy pjesë: vetë tubi, d.m.th. pajisje mobile (terminal) ME (Mobile Equipment) dhe karta SIM (Subscriber Identity Module).
Një kartë SIM është një mikrokontrollues i vendosur në një copë të vogël plastike që ruan një program për të punuar me rrjetin GSM dhe informacione rreth pajtimtarit dhe operatorit.
BTS është i lidhur me Kontrolluesin e Stacionit Bazë (BSC), i cili ofron një sërë funksionesh që lidhen me:
me menaxhimin e burimeve radio RR (Radio Resource);
me mbështetje për lëvizshmërinë MM (Menaxhimi i celularit) në zonën e mbulimit të stacioneve BTS;
një sërë funksionesh të menaxhimit operacional për të gjithë rrjetin radio.
BTS-të dhe BSC-të formojnë Nënsistemin e Stacionit Bazë (BSS). BSS ofron akses radio për terminalin celular ME.
Pjesa tjetër e elementeve të rrjetit janë përgjegjëse për funksionet e menaxhimit dhe bazat e të dhënave të nevojshme për të krijuar një lidhje në rrjetin GSM, si enkriptimi, vërtetimi dhe roaming.
Kontrolluesi i stacionit bazë BSC është elementi i rrjetit që është thelbi i nënsistemit të rrjetit celular të radios GSM (BSS).
Një kartë SIM (Moduli i Identitetit të Abonentit) është një modul identifikimi i pajtimtarëve, një kartë plastike e futur në një terminal celular ME dhe ofron akses të autorizuar në një rrjet celular (celular).
Mikroçipi i kartës SIM ka përmasa 85,5 × 54 × 0,76 mm, është universal për pajisje të ndryshme celulare. I mbrojtur me një fjalëkalim të veçantë ose numër personal identifikimi, përmban një identifikues unik ndërkombëtar të pajtimtarit IMSI (International Mobile Subscriber Identity).
Disa BS janë të lidhura me Kontrolluesin e Stacionit Bazë (BSC), i cili përmban logjikën e kontrollit për secilin prej këtyre stacioneve.
Të gjitha BSC-të janë të lidhura me Qendrën e Ndërrimit celular (MSC), e cila menaxhon vendosjen e lidhjeve me dhe nga abonentët celularë.
MSC prezanton funksionalitetin e një ndërprerës standard dhe, përveç kësaj, një numër funksionesh speciale për komunikimet celulare.
Këto funksione përfshijnë, në veçanti, funksionet e dorëzimit dhe roaming.
Funksioni i dorëzimit (dorëzimi ose transferimi) është të delegojë shërbimin e thirrjes në një qelizë të re kontrolli gjatë lidhjes së një pajtimtari celular kur lëviz nga një celular në tjetrin.
Në fakt, dorëzimi nënkupton kalimin e një abonenti nga një kanal radioje dhe/ose slot në një tjetër, pa e njoftuar pajtimtarin për këtë ndryshim.
Nëse fuqia e sinjalit bie nën një nivel të paracaktuar (përdoruesi kalon në një qelizë tjetër ose i afrohet kufirit të qelizës aktuale), atëherë kontrollohet nëse qeliza fqinje po merr një sinjal me një nivel më të lartë.
Me konfirmimin e kësaj, shërbimi i abonentit celular kalon në këtë qelizë.
Në teknologjitë moderne, për këtë përdoret metoda MAHO (Mobile Assisted Handover), në të cilën vetë terminali celular mat në mënyrë periodike fuqinë e sinjalit dhe cilësinë e sinjaleve të marra si nga BS shërbyese ashtu edhe nga ato fqinje, dhe transmeton një mesazh përkatës në rrjeti.
Natyra e këtij mesazhi përcakton nëse një dorëzim duhet të kryhet apo jo.
Në teknologjinë celulare, një pajtimtar lëviz nga qeliza në qelizë brenda një rrjeti, si dhe nga një rrjet në tjetrin. Lëvizja (vendndodhja) duhet të gjurmohet me një saktësi të caktuar në mënyrë që t'i drejtohen thirrjet (mesazhit) tek ajo.
Ky problem zgjidhet si më poshtë.
1. Abonenti fillimisht ndez terminalin e tij celular.
Pajisja dërgon automatikisht një mesazh regjistrimi te MSC lokale. Mesazhi përfshin një identifikues unik të pajtimtarit.
Mesazhi përfshin një identifikues unik të pajtimtarit.
Bazuar në këtë, MSC mund të përcaktojë HLR të cilës i përket pajtimtari dhe t'i dërgojë një mesazh regjistrimi HLR-së për ta informuar atë se cila MSC i shërben aktualisht pajtimtarit.
2. HLR - transmeton një mesazh çregjistrimi në MSC që i ka shërbyer më parë këtij pajtimtari (nëse ka një të tillë) dhe i dërgon një njohje MSC-së së re.
Çdo celular ruan 15 shifra të IMEI (International Mobile Equipment Identity) - një identifikues unik ndërkombëtar i një terminali celular ose 16 shifra IMEISV (International Mobile Equipment Identity and Software Version Number) - një identifikues unik ndërkombëtar i një terminali celular dhe numri i versionit të softuerit.
Për të zbuluar IMEI-n e telefonit tuaj celular, futni kombinimin "* # 06 #". Është e dobishme të shkruani këtë numër në rast se telefoni celular vidhet.
Regjistri EIR përmban tre lista - të zezë, gri dhe të bardhë.
Si numri i plotë IMEI ashtu edhe numri IMEISV mund të futen në listën e zezë. Nëse numri i plotë IMEI shfaqet në listën e zezë, atëherë telefonatat nga ky terminal celular janë të ndaluara.
Nëse këto vlera shfaqen në listën gri, atëherë thirrjet mund të lejohen. Por ato mund të ndalohen sipas gjykimit të Operatorit.
Kur këto vlera shfaqen në listën e bardhë, telefonatat lejohen.
Lista e bardhë përmban të gjitha seritë e numrave të identifikimit të pajisjeve për vende të ndryshme.
Lista e zezë përmban numrat e identifikimit të pajisjeve celulare që janë të ndaluara të përdorin këtë rrjet.
Lista gri përmban informacione rreth pajisjeve me defekt ose të palicencuar (të pacertifikuar).
Autentifikimi - kontrollimi se subjekti i aksesit i përket identifikuesit të paraqitur prej tij.
Autentifikimi nuk duhet të ngatërrohet me identifikimin dhe autorizimin.
