GSM مودم

GSM مودم (مودولاتور- دمودولاتور modem): وسیله ای است که به کمک آن می توان اطلاعات دیجیتال را از یک ماشین دیجیتال دریافت و به صورت (معمولا) موج فرکانسی تبدیل کرد و از طریق یک بستر (MEDIA)، این اطلاعات را انتقال داد. علاوه بر این GSM مودم، اطلاعات را بصورت فرکانسی از همان بستر دریافت و به صورت اطلاعات دیجیتالی قابل فهم برای ماشین تبدیل می کند.

از طرف دیگر GSM مودم را می توان به صورت خلاصه مانند یک مودم معمولی تصور کرد که می توان برای اتصال دو و یا چند ماشین دیجیتال اعم از کامپیوتر و یا وسایل دیگر از آن استفاده نمود. GSM مودم از طریق سیم کارت، خود را بعنوان یک پایانه به شبکه موبایل معرفی می کند و می تواند به عنوان یک مودم بیسیم، براحتی کامپیوتر شما را به اینترنت وصل کند و در جاهایی که خط تلفن وجود ندارد، براحتی می توان از آن استفاده نمود.

با گسترش شبکه موبایل (GSM/GPRS) در کشورمان به راحتی می توان از بستر این شبکه ها برای ارتباط بیسیم بین چند پایانه استفاده کرد . از آنجا که از نظر کامپیوتر این GSM مودم ها استاندارد می باشند، کاربرها نیازی به دانستن جزییات راه اندازی سیستمها در شبکه GSM/GPRS ندارند. بطور کلی می توان از این مودم ها درکابردهای زیر استفاده کرد:

 • ارتباط کامپیوتر به اینترنت از طریق سرویس دیتا شبکه

 • ارتباط کامپیوتر به اینترنت از طریق سرویس GSM

 • ارتباط دو کامپیوتر به هم از راه دور از طریق سرویس دیتا شبکه GPRS

 • ارسال و دریافت SMS از طریق کامپیوتر برای هدفهای تجاری و تبلیغاتی و یا کنترل وسایل دیگر از راه دور GSM

سه روش نخست در جاهایی که خط تلفن در دسترس نمی باشند بسیار کارایی دارند. همچنین ارزانی روش دوم در جاهایی که کاربرها نمی خواهند یک خط تلفن ثابت را دائماً به اینترنت مشغول کنند، مورد توجه و مناسب می باشد.

 جابجایی سلولی

هر تلفن یک کد شناسه‌ ی مختص خود دارد. این کد‌ها جهت شناسایی مالک تلفن و شرکت خدمات دهنده است. هنگامی‌ که گوشی روشن می‌ شود، منتظر دریافت سیگنال‌ از یک کانال کنترل می‌ماند. این کانال یک کانال ارتباطی مخصوص جهت ارتباط گوشی با نزدیکترین ایستگاه BTS است. اگر تلفن به هر دلیلی نتواند چنین سیگنالی را دریافت و شناسایی نماید، پیغام خارج از محدوده « No Service» خواهد داد. در صورت دریافت این سیگنال، گوشی آماده‌ی برقراری ارتباط می‌شود. کاربر چه در حال صحبت و چه در حال آماده باش حرکت و جابجایی داشته باشد، ممکن است از حیطه‌ی یک سلول خارج و وارد محدوده‌ی سلول دیگر شود. سامانه‌های سلولی می توانند بدون قطع ارتباط تلفنی، آن را از سلولی به سلول دیگر هدایت نمایند.

تاریخچه

سامانه ‌های آنالوگ اولیه در سال ۱۹۸۳ با عنوان “سامانه پیشرفته تلفن متحرک Amps” مجوز ایجاد خود را از کمیسیون فدرال ارتباطات آمریکا دریافت نموده و با بسامد ۸۲۴ الی ۸۹۴ مگا هرتز آغاز به کار کردند. این تلفن‌ها دارای ۸۳۲ کانال به صورت جفت بودند، ۷۹۰ کانال برای انتقال صوت و ۴۲ کانال جهت تبادل داده، در واقع هر جفت بسامد (یکی جهت ارسال و دیگری جهت دریافت) در این سامانه ‌ها تشکیل یک کانال ارتباطی را می‌دادند که پهنای باند هر کانال نیز برابر ۳۰ کیلوهرتز تعیین شده بود.

نسل جدید

تلفن‌‌های سلولی دیجیتالی مشابه نوع آنالوگ اما متفاوت از آن کار می‌کنند و قادر به ایجاد کانال‌های ارتباطی بیشتر و با کیفیت مطلوب‌تری هستند. این سامانه ‌ها اطلاعات مورد تبادل را به صورت ۰ و ۱ و فشرده شده ارسال و دریافت میکنند به این دلیل حجم سیگنال اشغالی در شبکه‌ی دیجیتالی توسط هر گوشی برابر ۱/۳ تا ۱/۱۰ سامانه آنالوگ است.

فناوری دسترسی سلولی

سه نوع روش معمول جهت انتقال اطلاعات توسط شبکه‌های تلفن سلولی عبارتند از:

  • دسترسی چند‌گانه‌ی تقسیم بسامدی(FDMA): که هر تماس را برروی یک بسامد مجزا قرار می‌دهد.
  • دسترسی چندگانه‌ی تقسیم زمانی (TDMA): هر تماس را به بخشی از یک زمان روی یک بسامد واگذار می‌کند.
  • دسترسی چندگانه‌ی تقسیم کدی (CDMA): که به هر تماس یک کد منحصر اختصاص داده و به کل طیف پخش می‌کند.

در قسمت اول هر یک از این سه روش عبارت «دسترسی چندگانه» را می‌بینیم، این بدین مفهوم است که هر سلول امکان برقراری ارتباط بیش از یک نفر را در یک زمان فراهم می ‌آورد.

  1. FDMA: در این روش کل طیف بسامد به چندین کانال تقسیم می‌شود، این روش اکثراً جهت سامانه‌های آنالوگ به کار می رود ولی قابلیت طراحی به صورت دیجیتال را نیز دارد، اما جهت سامانه ‌های دیجیتالی کارآیی موثر نخواهد داشت.
  2. TDMA: از یک پهنای باند نازک ۳۰ kHz کیلوهرتز و به طول ۶٫۷ میلی‌ثانیه جهت تقسیم زمان به سه بخش استفاده می‌کند. هر مکالمه ۱/۳ حجم زمانی معمول را در این حالت اشغال نموده و موجب فشرده‌سازی و افزایش بهره‌وری می‌گردد و باعث افزایش تعداد کانال‌های هر سلول خواهد شد. این سامانه در باند‌های ۹۰۰ و ۱۸۰۰ مگاهرتز در اروپا و آسیا و نیز ۱۹۰۰ مگاهرتز در آمریکا مورد استفاده قرار دارد. متأسفانه باند ۱۹۰۰ (GSM مودم) که در آمریکا کاربرد دارد با سامانه ‌های جهانی همساز نیست.
  3. CDMA: یک تفاوت کلی با سامانه TDMA دارد. در این روش بعد از تبدیل سیگنال‌ها به دیجیتال آن‌ها را بر روی کل پهنای باند موجود انتشار می‌دهند و همچنین به هر تماس و سیگنال‌ یک کد منحصر به فرد اختصاص می‌دهند. در این حالت گیرنده‌ نیز جهت بازیابی اطلاعات از کد مشابه مختص هر تلفن استفاده می‌نماید. بازده‌ی این سامانه ۸ الی ۱۰ برابر سامانه ‌های آنالوگ (AMPS) است و ظرفیت را به میزان چشم‌گیری افزایش خواهد داد.

ساختار و معماری شبکه GSM مودم :

 GSM یک اختصار پذیرفته شده برای استاندارد «سیستم بین‌المللی ارتباطات همراه» محسوب می‌شود که در اصل از عبارتی فرانسوی گرفته شده‌است وو همانندPALM و Mobiletex GPRS، HICAP از محبوبترین و رایجترین استانداردهای تلفن همراه در سراسر دنیا به شمار می‌رود.

این استاندارد در حال حاضر توسط بیش از ۲ میلیارد نفر در ۲۱۲ کشور استفاده می‌شود که در نوع خود یک رقم باورنکردنی است و باعث می‌شود تا کاربران با استفاده از قابلیت Roaming یا امکان حضور همزمان در دو نقطهٔ متفاوت ارتباطی، بتوانند از گوشی همراه خود در هر شهر و کشوری استفاده کنند. این استاندارد با نمونه های مشابه قبلی خود تفاوتهایی عمده دارد و از جملهٔ آنها می‌توان به کیفیت دیجیتالی برقراری مکالمات با تلفن همراه اشاره کرد که به عبارتی یک سیستم نسل دوم تلفن همراه تلقی می‌شود.

از دیدگاه اکثر مصرف کنندگان و کاربران، مزیت اصلی و عمدهٔ GSM مودم در افزایش کیفیت برقراری تماسهای تلفنی و همچنین کاهش نرخ مکالمات و نیز سرویسهای جانبی مثل پیام کوتاه یا SMS است. همچنین از دید اپراتورهای شبکه، مزیت و برتری این استاندارد، امکان به کارگیری لوازم و تجهیزات جانبی گوشیهای همراه با مارکهای مختلف در یک مجموعه‌است چرا که طراحی باز این استاندارد به عملکرد چندوجهی ارتباطی کاربر کمک می‌کند.

گسترش گوشی‌های سلولی تلفن همراه در اوایل ده هی هشتاد میلادی در اروپا، رو به زوال نهاد. عدم وجود استانداردسازی‌های تکنولوژیکی، سران اجلاس وزرای ارتباطات و فناوری اطلاعات کشورهای اروپایی را در سال ۱۹۸۲ با هدف توسع هی یک استاندارد واحد برای گوشی‌های همراه که در سراسر قاره، قابل استفاده باشد، وادار ساخت تا به ساخت گروه ویژهٔ تلفن همراه (GSM) مبادرت ورزند. شبکه GSM مودم یک سیستم ارتباطی سلولی دیجیتال است که با ایده سلولی کردن منطقه جغرافیایی و استفاده مجدد از فرکانس ۱ و GSM شبکه پوشش دادن منطقه جغرافیایی بوسیله سلولها شروع بکارکرد.

شبکه سلولی سیار را به علت اینکه مشترکین تلفن‌های متحرک معمولأ در خشکی از آن استفاده می‌کنند شبکه عمومی زمینی سیار PLMN می‌نامند. سلول سلول کوچکترین محدوده پوششی در شبکه موبایل می‌باشد و بوسیله پوشش رادیویی یک سکتور BTS مشخص می‌شود و روش تقسیم سلولی و تعیین شعاع سلولها بستگی به شرایط جغرافی ایی منطقه تحت پوشش و درنظر گرفتن ساختمانها و موانع مصنوعی، قدرت فرستنده، بهره آنتن و نوع آن و حساسیت گیرنده دارد و معمولأ برای پوشش رادیویی هر سلول از آنتنهای سکتورایز استفاده می‌کنند.

مطابق با اصول و تعاریف گفته شده  بر قراری یک ارتباط تلفنی بین ایستگاههای رادیویی متحرک, مانند تلفنهایی که در اتومبیل نصب می شوند ویا توسط اشخاص حمل و نقل می شوند به نام شبکه رادیویی سیار معروف است. در راستای تکامل و پیشرفت سریع تکنیکی شبکه های رادیویی سیار که مرهون بکارگیری روشهای ارسال دیجیتالی می باشد شبکه رادیویی GSM پدید آمده است. در این نوع ارتباط که از مدل ارتباط بین سیستمی باز (OSI) استفاده می شود , BSC تعدادی از BTS ها را کنترل می کند, HLR اطلاعات مشترکین و اطلاعات درجه سرویس و همچنین اطلاعاتی که نشانگر عدم اجازه دسترسی به سرویسهای معین است را دارا می باشد.

در ارتباط با هم MSC یک VLR وجود دارد که اطلاعات جزئی تر ,از محل واحدهای سیار فعال هر MSC را دارا می باشد. مرکز تأیید هویت (AUC) اعتبر شناسایی مشترک را کنترل می کند و در واقع بانک اطلاعاتی دیگری است که شامل پارامترهای تأییدیه و الگوریتم رمز کردن های مختلف می باشد که در هنگام اشتراک علاوه بر AUC در کارت الکتریکی به نام SIM که در دستگاه ترمینال دستی نصب می شود و نیز ذخیره می گردد.

در شبکه GSM واحد دیگری نیز وجود دارد که مسؤول نگهداری کل سیستم می باشد که به آن OMC گفته می شود. اطلاعات بین MSC و BTS با حجم زیادی رد و بدل می شوند و باتوجه به نوع اطلاعات طی ساختارهای خاصی ارسال می شوند که به آنها کانالهای منطقی می گویند. کانالهای منطقی به دو دسته اصلی کانالهای ترافیکی و کانالهای کنترلی تقسیم می شوند. سلول منطقه ای است که هر کدام از ایستگاهها ناحیه ای را پوشش می دهد. برای پوشش رادیویی هر سلول از دونوع آنتن می توان استفاده کرد.

۱- آنتن همه جهته ۲- آنتن جهت دار آنتن همه جهته پرتو یکسان در تمام جهات و بهره یکسان داشته ولی آنتن جهت دار دارای پوشش منطقه ای تحت زاویه سلولها می باشد.

در طراحی سلولی پارامترهای اصلی ذیل در نظر گرفته می شوند:

  • تعداد مشترکین سیار با پیش بینی افزایش آن در آینده
  • رفتار ترافیکی مشترکین (میزان و مدت تقاضا)
  • کیفیت سرویس دهی از لحاظ میزان سر شدن
  • – منطقه جغرافیایی در صورتیکه دو ایستگاه ثابت با آنتن های همه جهته داشته باشیم , مرز بین این دو را که در آن قدرت سیگنال دریافتی از هر دو ایستگاه برابر باشد یک خط مستقیم در نظر می گیرند. بنابراین سلولها را به صورت شش ضلعی منظم در نظر می گیرند .

رأس مشترک سه شش ضلعی مجاور به عنوان سایت در نظر گرفته می شود.از کنار هم قرار گرفتن سلولهایی که دارای فرکانس یکسانی نمی باشند دسته هایی شکل می گیرند که به آنها خوشه سلولی می گویند.

اگر دو سلول با فرکانس یکسان را در دو خوشه سلولی متفاوت در نظر بگیریم یکی از پارامترهای مهم در طراحی, نسبت فاصله دو سلول هم فرکانس (D) به شعاع سلولی ® میباشد که با q نشان می دهند و معادل است با: Q=D/R=Sqrt (3K) براساس فرمول فوق می توان فاصله دو سلول که از یک فرکانس استفاده می کنند را از فرمول ذیل محاسبه می کنند: D=Sqrt (3k) R اگر ارسال در نواحی سلولی دارای قدرت یکسان باشد و K فزایش یابد, فاصله استفاده فرکانس D نیز افزایش می یابد و این فزایش D باعث می شود تا تداخل هم کانال کاهش یابد.

شبکه GSM به ۴ قسمت اصلی تقسیم می‌شود که عبارتنداز:

  • واحد سیار MS
  • زیر سیستم ایستگاه ثابت BSS
  • زیر سیستم سوئیچینگ و شبکه NSS
  • زیر سیستم نگهداری و پشتیبانی OSS

اینترفیسهایی(Interface) بین قسمتهای مختلف شبکه GSM عبارتند از :

  • اینترفیس A بین BSC و MSC
  • اینترفیس Abis بین BTS و BSC
  • اینترفیس Um یا Air بین Air BTS و MS MS
  • واحد سیار MS شامل دو قسمت اصلی است:

1‐ ترمینال موبایل (ME) ‐

2- سیم کارت یا ماژول شناسایی مشترک(SIM)

مشترک بوسیله گوشی (MS) قادر است مکالمه و سرویسهای دیتا را انجام دهد ME به وسیله IMEI شناسایی می‌شود و کد IMSI برای SIM جهت شناسایی مشترک بکار می‌رود.

BSS:

این قسمت وظیفه رادیویی سیستم را بعهده داشته‌است و ارتباط رادیویی MSها را کنترل می‌کند BSS از دو قسمت BTS و BSC تشکیل شده‌است و اینترفیس Abis را بین BTS و BSC و همچنین اینترفیس A را بین MSC و BSC بکار می‌گیرد.

BTS:

مسئول تبادل امواج رادیویی با واحد سیار و همچنین مسئول تبادل و کنترل اطلاعات با BSC می‌باشد.
یک BTS شامل فرستنده وگیرنده‌های مستقلی می‌باشد که ارتباط هوایی و رادیویی را با واحد سیار بوجود می‌آورد و BTS کوچکترین واحد تامین کننده سرویس در شبکه رادیویی سیار می‌باشد که بوسیله امواج رادیویی می‌تواند منطقه معینی از شبکه را که سلول نامیده می‌شود تحت پوشش قراردهد و هر BTS با توجه به چگالی مشترکین در سلول می‌تواند از یک تا شش TRX آرایش شود. معمولاً برای هر BTS با توجه به طراحی پوششی برای آن منطقه می‌توان ۳ سکتور در نظر گرفت.

وظایف عمده BTS عبارتند از :

  • اجرای پرش فرکانسی
  • رمزنگاری و رمزگشایی اطلاعات روی مسیر رادیویی
  • گزارش کیفیت کانال ترافیکی خالی
  • ارسال مستقیم اندازه گیریهای توان MS به سمت BSC
  • عمل همزمانی بینذ MSها و BTS مربوطه
  • آشکار سازی قطار پالس‌های دسترسی تصادفی رسیده از MSهای مختلف
  • تطبیق نرخ بیت و اجرای کدگذاری انتقال

BSC:

دربخش رادیویی شبکه GSM مودم  قرار دارد و وظایف اصلی BSC عبارتند از :

  • مدیریت شبکه رادیویی
  • مدیریت BTSها
  • ایجاد ارتباط باMS
  • مدیریت شبکه انتقال برقراری ارتباط با MSC و MS BSC

برای ارتباط با BTS از لینکهای سرعت بالا(E۱ یا ۱ T)روی اینترفیس Abis استفاده می‌کند.برای سازگاری نرخ اطلاعات بین دو MSC و BSC واحدی به نام TRAU اطلاعات ۱۶kbps را به ۶۴kbps و برعکس تبدیل می‌کند.

NSS:

وظیفه اصلی بخش NSS مدیریت بر برقراری ارتباط بین مشترکین موبایل با هم و با مشترکهای دیگر از قبیل ISDN وتلفن ثابت می‌باشد و قسمتهای اصلی آن عبارتند از :

AUC، EIR، VLR، HLR، GMSC، MSC

MSC:

قسمت اصلی زیر سیستم شبکه، مرکز سوئیچینگ موبایل MSC می‌باشد. وظیفه سوئیچینگ برعهده MSC است وبه وسیله لینک E۱ با شبکه‌های ثابت و دیتا ارتباط برقرارمی کند و نرخ تبادل اطلاعاتی kpbs ۶۴، MSC است و وظایف اصلی ان عبارتنداز :

  • بروز کردن مکان مشترک
  • ثبت و شناسایی مشترک
  • مسیر یابی مکالمه و سوئیچینگ و کنترل مکالمات
  • مدیریت منابع رادیویی و Handoverهای بین BSCها

مشخصات فرکانسی ونواحی شبکه GSM

GSM مودم در ۳ باند ۹۰۰ ،۱۸۰۰ ، ۱۹۰۰ بکار گرفته می شود . مسیر : Downlink مسیر سیگنالینگ از طرف BTS به سمت MS می باشد. مسیر Uplink : مسیر سیگنالینگ از طرف MS به سمت BTS می باشد.

 نواحی شبکه 

کلیه شبکه های مخابراتی به منظور سرویس دهی تماسهای ورودی ، نیاز به ساختار مشخصی دارند و علت این امر تغییرپذیری و جابجایی مکانی مشترکین در شبکه موبایل می باشد.

سلول : سلول کوچکترین محدوده پوششی در شبکه موبایل میباشد و بوسیله پوشش رادیویی یک سکتور BTS مشخص میشود و روش تقسیم سلولی و تعیین شعاع سلولها بستگی به شرایط جغرافی ایی منطقه تحت پوشش و درنظر گرفتن ساختمانها و موانع مصنوعی، قدرت فرستنده ، بهره آنتن و نوع آن و حساسیت گیرنده دارد و معمولأ برای پوشش رادیویی هر سلول از آنتنهای سکتورایز استفاده می کنند.

 شبکه سلولار با تکنیک Frequency Reuse

ناحیه موقعیت (Location Area)

ناحیه ای از شبکه می باشد که دارای چندین سلول بوده و این سلولها می توانند متعلق به یک یا چند BSC باشند . هر MSC/VLR حاوی یک یا چند LA می باشد. در واقع یک LA قسمتی از ناحیه سرویس دهی است که MS بدون احتیاج به گزارش موقعیت خویش (Location Updating) میتواند درآن منطقه جابجا شود. هنگام فراخوانی مشترک سیگنال مربوط در کل LA مربوطه به MS ، از طریق BTS ها پخش می شود.

ناحیه سرویس MSC

ناحیه ای از شبکه که توسط یک مرکز سوئیچ سیار پوشش داده می شود و اطلا عات مربوط به این مشترکین در یک VLR که معمولأ متصل به MSC است ذخیره می گردد.

ناحیه تحت پوشش شبکه (PLMN)

ناحیه ای از شبکه که توسط چندین مرکز سوئیچ سیار (MSC) تحت سرویس می باشد . و به هر اپراتور می تواند یک شبکه PLMN اختصاص می دهند.

مدولاسیون در GSM نوع مدولاسیونی که در GSM استفاده میشود GMSK وتکنیک مدولاسیون QPSK می باشد ، GMSK یک نوع خاصی از مدولاسیون FM دیجیتال است .  تکنیک مدولاسیون QPSK  نرخ داده کانال GSM برابر با kbps 270/833 میباشد.

دیاگرام مدولاسیون GMSK تکنیک مدولاسیون QPSK که در GSM استفاده می شود.

 کانال های فیزیکی ومنطقی در GSM مودم

کانال فیزیکی و مشخصات آن برای یک کانال ترکیبی از تعداد شیارهای زمانی و فرکانسهای یک کانال فیزیکی، در جهت مسیر بالارونده و پائین رونده ۲۱ در نظر گرفته می شود .هر کانال فیزیکی در سیستم GSM می تواند در داخل کانالهای منطقی متفاوتی در زمانهای متفاوت نگاشت شود .

طول زمانی یک فریم ۴٫۶۴۵ میلی ثانیه است که به ۸ شیار زمانی تقسیم میشود که هر کدام از این شیارهای زمانی بوسیله یک مشترک مستقل بکار گرفته می شود . طول زمانی یک کانال مستقیم ۵۷۷ میکرو ثانیه ایست .

هر کانال فیزیکی، داده ترافیکی و کنترلی را به شکل Burst حمل می کنند .

کانالهای منطقی

بر اساس توابعی که روی کانالها انجام می شود کانالها به دو نوع کانال منطقی تقسیم می شوند.

  • کانال ترافیکی(TCH)
  • کانالهای کنترلی (CCH)

کانالهای ترافیکی

کانالهای ترافیکی به دو دسته عمده کانالهای صحبت و داده تقسیم می شوند که هرکدام آنها از نظر نرخ ارسال به دو نوع تقسیم می شوند.

  • نرخ بیت کامل (FULL RATE)
  • نرخ بیت نیمه (HALF RATE)

 کانالهای کنترلی (۲۲ CCH)

این کانالها به منظور انتقال اطلاعات سیگنالینگ و یا جهت همزمانی بکار می روند و به سه دسته تقسیم می شوند :

  • کانالهای مخابره ای
  • (BCH) کانالهای کنترل مشترک (CCCH)
  • کانالهای کنترل اختصاصی (DCCH)

کانالهای مخابره ای (BCH) :

این کانالها به سه دسته ذیل تقسیم بندی میشوند:

  • کانال تصحیح فرکانسی(FCCH)
  • کانال همزمان کننده(SCH)
  • کانال پخش (BCCH)

انتشار امواج رادیوئی:

پلاریزاسیون

موجهایی که در هو ا منتشر میشوند دارای پلاریزاسیون هستند که این پلاریزاسیون عمودی ،افقی ، دایروی باشند . امواج رادیویی در GSM مودم بصورت عمودی پلاریزه میشوند ولی پلاریزاسون امواج ممکن است درمسیر بعلت وجود موانع ، انعکاس، فیدینگ ، … تغییر کند که برای رفع این مشکل باید از دایورسیتی استفاده کنیم .

انواع پلاریزاسیون امواج

انواع انتشار برای انتشار در GSM ما انتشار امواج فضایی داریم که فرکانسهای باتر از MHZ300 از این نوع انتشار استفاده میکنند.

مشخصات این نوع انتشار عبارتست از:

فرکانسهای بالاتر از ۳۰MHZ (VHF,UHF,SHF BAND)  می باشد.در تروپسفر پائین ترین لایه اتمسفر منتشر می شود، از طریق یونسفر منعکس نمی شودو برد آن با توجه به باند انتشار درحد چند کیلومتر است. بیشتر از طریق دید مستقیم منتشر می شود.

EIR: Equipment Identity Register

GPRS :

با توجه به این که اپراتورهای GSM برای هماهنگ بودن با تقاضاهای مشترکین می باید سرویسهای مهیج و بهتری را پیشنهاد نمایند و با در نظر گرفتن این که تا اوایل سال ۱۹۹۹ تنها بخش کوچکی از مشترکین شبکه GSM به دلایلی از قبیل هزینه بالا، سرعت انتقال پایین و عدم دسترسی آسان از سرویس دیتا استفاده می نمودند، متخصصین را بر آن داشت تا نسبت به مرتفع نمودن مشکلات و ترغیب مشترکین برای استفاده از سرویس دیتا راهکار جدیدی را ارایه نمایند و به همین منظور سرویس جدیدی به نام GPRS معرفی گردید.

GPRS یا خدمات رادیویی مربوط به بسته های اطلاعات (General Packet Radio Service) با به کارگیری زیرساخت شبکه. GSM به شکل انتها به انتها سرویسهای راهگزینی بسته های داده را در اختیار ما قرار می دهد.

استانداردسازی GPRS ابتدا در سال ۱۹۹۴ توسط. ETST/SMG انجام شد و سپس در سال ۱۹۹۷ مجموعه مشخصات آن توسط SMG#25 مورد تایید قرار گرفت و سرانجام در سال ۱۹۹۹ تکمیل گردید . خدمات. GPRS در سال ۱۹۹۹ رو به توسعه و تکامل نهاد و در واقع خدمات مربوط به این پدیده از شکل رشد طولی خارج و در شکل رشد عرضی جریان یافت.

کارایی و عملکرد GPRS

شبکه هایی که دارای هسته GPRS می باشند به وسیله سیستمهای IS-136TDMA(3G) توسعه یافته اند و پیش بینی می شود که برایسیستمهای نسل سوم (۳G) به صورت شبکه مرکزی درآیند. برای این که شبکه های موجودبا سرویس GPRS سازگاری داشته باشند کانالهای رادیویی به شکل جدیدی تعریف شده و عمل تخصیص این کانالها از انعطاف پذیری بالایی برخوردار می باشند به این معنی که یک تا هشت تایم اسلات را می توان به یک کاربر و یا چندین کاربر فعال را به صورت اشتراکی به یک تایم اسلات اختصاص داد. در کنار انعطاف پذیری اختصاص کانالها عمل تخصیص Downlink , Uplink نیز به صورت جداگانه انجام می شود.

منابع رادیویی به طور دینامیکی بین سرویسهای مکالمه و دیتا می تواند به اشتراک گذاشته شود و به عنوان تابعی از، بار ترافیکی، علایق و ترجیحات اپراتور عمل نماید. در سرویس GPRS برای این که بتوان به ازای هر کاربر میزان bit rate را به جای ¹¯۹kbs تا بیش از ¹¯۱۵۰kbs ارایه نمود روشهای کدینگ گوناگونی ارایه شده و همچنین ذخیره سازی GPRS به صورت سریع (GPRS fast reservation) به شکلی طراحی شده که بتوان انتقال بسته ها را در فاصله زمانی ۰٫۵ تا ۱ ثانیه شروع نمود.

عملیات امنیتی در مورد GPRS معادل امنیت سازی در شبکه GSM می باشد به شکلی که عملیات تصدیق اطلاعات مشترکین و الگوریتمها رمزنگاری Ciphering Algorithms برای انتقال بسته های داده به شکل بهینه مشابه با GSM انجام می شود. با توجه به سرعت و کارایی بالای GPRS در تحویل اطلاعات در مقصد باید ازعان نمود که این سرویس نسبتا ارزانتر از CSD , SMS (Circuit Switched data) تمام می شود.

معماری و ساختار GPRS

در ساختار GPRS باید توجه داشت که در MSC/VIR, BSS, MS و HLR که از اجزاء شبکه GSM هستند اصلاحاتی انجام گردیده است. برای مثال اطلاعات سرویس GPRS به اطلاعات مربوط به مشترک در HIR اضافه شده است وهمچنین دو گره جدید نیز در شبکه معرفی شده است که عبارتند از:

  • گره پشتیبانی خدمات برای : GPRS که (Serving support node) SGSN نامیده می شود و برای GPRS معادل MSC است و عملیات سوییچینگ را انجام می دهد.
  • گره پشتیبانی Gateway برای : GPRS که (Gateway GPRS Support Node) GGSN نامیده می شود و برای برقراری ارتباط و انجام کنش های لازم با شبکه های خارجی راهگزین بسته های اطلاعات، بکار می رود و از طریق Backbone شبکه GPRS که بر اساس IP عمل می کند، به SGSN متصل می شود.

واسط های Gi, Gp, Gn, Gb, Um مرتبط کننده عناصر مختلف شبکه GPRS می باشند که هم برای سیگنالینگ و هم برای انتقال دیتا بکار می روند. دیگر واسط های Gc, Gr, Gs مرتبط کننده SGSN وGGSN با BSS و HLR می باشند.

پروتکلهایی که در طرح سیگنالینگ GPRS برای کنترل و پشتیبانی عملیات طرح انتقال مطرح میباشند عبارتند از :,LLC ,SNDCP BSSAP+BSSGP ,MAC ,RLC و GTP و همچنین پروتکلهای MAP, GMM/SM نیز که از پروتکلها GSM می باشند، پروتکلهای ویژه GPRS را نیز در خود دارند.

کلاسهای مشترکین GPRS

به طور کلی سه کلاس برای مشترکین GPRS (GPRS MS) مطرح می باشد.

▪ کلاس A : در این کلاس MS می تواند به طور همزمان برای GPRS و دیگر سرویسهای GSM مودم به کار گرفته شود.

▪ کلاس B : در این کلاس MS می تواند شخصا کانلها را جهت GPRS و یا دیگر سرویسهای GSM مودم کنترل نماید.

▪ کلاس C : در این کلاس MS منحصرا برای سرویس GPRS به کار گرفته می شود.

پیاده سازی شبکه GPRS

ساده ترین روش پیاده سازی GPRS استفاده از ساختار شبکه GSM می باشد.
به همبن منظور نیاز به تغییرات سخت افزاری و نرم افزاری در ساختار موجود شبکه. GSM می باشد که مهم ترین تغییر سخت افزاری اضافه نمودن یونیت (Packet Control Unit)PCU در گره BSC می باشد. در گره های BTS,HLR و MSC/VLR تنها نیاز به تغییرات نرم افزاری می باشد که با توجه به گستردگی گره های BTS اعمال تغییرات نرم افزاری را می توان به صورت Remote و بدون حضور فیزیکی در سایت انجام داد. در خصوص GPRS MS به جز تغییرات نرم افزاری مهم ترین تغییر سخت افزاری عبارت است از تغییراتی بر روی پاور MS تا بتواند سرویسهای GPRS را پشتیبانی نماید.

سرویسهای GPRS

علاوه بر سرویسهای Basic که در فاز یک GPRS وجود دارند می توان به سرویسهای زیر که در فاز دو GPRS مطرح می باشند اشاره نمود.

 فهرست اصطلاحات :

GSM: Global System for mobile

FR:Frequency Reuse

PLMN: Public Land Mobile Network

MS:Mobile Station

BSS:Base Station Subsystem

NSS: Network Switching Subsystem

OSS:Operation and Support Subsystem

BSC: Base Station Controller

BTS: Base Tranciver system

ME: Mobile Equipment

SIM: Subscriber Identity Module

IMEI: International Mobile Equipment Identity

IMSI: International Mobile Subscriber Identity

TRAU: Transcoder Rate Aduption Unit

PSTN: Public Switching Telephony Network

MSC: Mobile Switching Center

GMSC : Gateway Mobile Switching Center

HLR: Home Location Register

VLR: Visitor Location Register

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.