• Save
آشنایی با شبکه های سلولی GSM
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

آشنایی با شبکه های سلولی GSM

on

  • 2,685 views

آشنایی با شبکه های سلولی GSM

آشنایی با شبکه های سلولی GSM

Statistics

Views

Total Views
2,685
Views on SlideShare
2,684
Embed Views
1

Actions

Likes
2
Downloads
0
Comments
0

1 Embed 1

http://www.data-tcq.ir 1

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

آشنایی با شبکه های سلولی GSM آشنایی با شبکه های سلولی GSM Document Transcript

  • ‫شرکت مخابرات استان قزوین‬ ‫اداره دیتا‬ ‫تهیه و تنظیم:‬ ‫حسن سمیاری‬ ‫آذر 1392‬
  • ‫صفحه‬ ‫1‬ ‫9‬ ‫4‬ ‫6‬ ‫7‬ ‫3‬ ‫3‬ ‫22‬ ‫22‬ ‫92‬ ‫92‬ ‫92‬ ‫42‬ ‫42‬ ‫42‬ ‫12‬ ‫12‬ ‫62‬ ‫62‬ ‫72‬ ‫72‬ ‫12‬ ‫12‬ ‫12‬ ‫32‬ ‫32‬ ‫21‬ ‫11‬ ‫11‬ ‫91‬ ‫عنوان‬ ‫فهرست مطالب‬ ‫مقدمه‬ ‫مفاهیم شبکه های سلولی‬ ‫معماری شبکه ‪GSM‬‬ ‫‪MS‬‬ ‫‪BSS‬‬ ‫‪BTS‬‬ ‫‪BSC‬‬ ‫‪NSS‬‬ ‫مشخصات فرکانسی و نواحی شبکه در ‪GSM‬‬ ‫مشخصات فرکانسی ‪GSM‬‬ ‫نواحی شبکه‬ ‫سلول‬ ‫ناحیه موقعیت‬ ‫ناحیه سرویس‬ ‫ناحیه تحت پوشش شبکه‬ ‫مدوالسیون در ‪GSM‬‬ ‫کانال فیزیکی و منطقی در ‪GSM‬‬ ‫کانال فیزیکی و مشخصات آن‬ ‫کانال های منطقی‬ ‫کانال های ترافیکی‬ ‫کانال های کنترلی‬ ‫انتشار امواج رادیویی‬ ‫پالریزاسیون‬ ‫انواع انتشار‬ ‫محاسبه افت مسیر فضای آزاد‬ ‫اثر محیط روی انتشار امواج‬ ‫پیوست‬ ‫پیوست 2- آشنایی با مودم های ‪GSM‬‬ ‫منابع‬ ‫2‬
  • ‫‪ ‬مقدمه:‬ ‫در زندگی ماشینی امروز فرد انتظار دارد که از اوقات مرده خود در اتوبوس، ھواپیما، در جاده و خیابان برای انجام کار‬ ‫مفید استفاده کند و این انتظار نوعی نیاز با نام ارتباطات بی سیم را به وجود آورده است تا جایی که بیشتر تحقیقات فعلی‬ ‫در زمینه ارتباطات در این مقوله انجام می شود و روز به روز تکنولوژیهای جدیدی با پهنای باند و کیفیت متفاوت ارائه‬ ‫می گردد. مشترک قرن 21 انتظار دارد عالوه بر استفاده از تلفن به صورت بی سیم ، بتواند از اینترنت هم با سرعت باال‬ ‫برای مشا هده صفحات وب و چک کردن صندوق پستی خود استفاده کند.‬ ‫در یک طبقه بندی می توان تلفن بی سیم را به دو دسته تقسیم کرد:‬ ‫2- تلفن سیار‬ ‫1- تلفن همراه‬ ‫تلفن ھای سیار متشکل از یک گوشی سیار و یک دستگاه به عنوان ‪ Base‬است که به خط تلفن ثابت متصل می شود‬ ‫البته محدوده مکانی ارتباطی این نوع تلفن کم است و به محدوده کمتر از مساحت شهر محدود می شود. عالوه بر این‬ ‫تلفنھای بی سیم برای شبکه بندی به کار نمی روند.‬ ‫اما تلفن ھمراه که موضوع این نوشتار خواھد بود برای انتقال داده و صوت در مقیاس وسیع به کار می رود و نوعی شبکه‬ ‫اختصاصی را می توان با تکنولوژی آن ساخت که به دلیل انعطاف پذیری و سازگاری ، می توان آن را با تلفن ثابت و‬ ‫شبکه اینترنت ارتباط داد.‬ ‫شبکه ارتباطی موبایل که با نام شبکه سلولی یا ارتباطات سلولی شناخته می شود از سال 1982 در کشور ھای اروپایی‬ ‫(فرانسه، آلمان، بریتانیا و …)گسترش یافت.‬ ‫در این میان ھر کشور برای شبکه بندی از یک نوع مدوالسیون و یا پروتکل استفاده می کرد که این باعث شده بود تا‬ ‫شبکه ھا به صورت اختصاصی در آید و ایجاد ارتباط شبکه یک کشور با کشور دیگر امکان پذیر نباشد.‬ ‫برای همین در سال 1982 کنفرانس اروپایی پست و تلگراف )‪ (Cept‬یک گروه تحقیقاتی را برای تحقیق و ساخت یک‬ ‫استاندارد برای ارتباطات موبایل مامور کرد. این گروه ‪ GSM‬یا ‪ group special mobile‬نام گرفت و در سال 9982‬ ‫سازمان استاندارد ھای ارتباطی اروپایی بانام ‪ ، ETSI‬بر اساس ‪ GSM‬تشکیل شد.‬ ‫3‬
  • ‫‪ ‬مفاهیم شبکه سلولی:‬ ‫شبکه سلولی بر اساس این ایده است که منطقه ای که باید تحت پوشش شبکه موبایل قرار داده شود را به ناحیه ھایی‬ ‫کوچک و متصل به ھم با نام سلول تقسیم می کنند . بهترین مثال در این مورد کندوی زنبور عسل است که به صورت‬ ‫سلول سلول پهلوی هم چیده شده اند و فضای خالی بین سلولھا وجود ندارد. در شبکه واقعی موبایل ھم در صورتی که‬ ‫یک سلول با سلول مجاور خود دارای فضای خالی باشد )امواج در ناحیه ای به واسطه مانع نتوانند عبور کنند ( در صورتی‬ ‫که فرد در حال مکالمه از این سلول بخواھد به سلول دیگر برود و از این ناحیه عبور کند مکالمه فرد قطع خواھد شد.‬ ‫سوالی که اینجا پیش می آید این است که اصوال به چه منظور عمل سلول بندی انجام می شود ؟‬ ‫در پاسخ می توان این نکته را عنوان کرد که به دلیل محدودیت تعداد کانالھای ارتباطی و ھمچنین محدودیت تعداد‬ ‫فرکانسھا در شبکه غیر سلولی توسعه این شبکه با مشکل جدی مواجه خواھد شد. برای ھمین با سلول بندی ناحیه تحت‬ ‫پوشش این امکان به وجود می آید تا اوال بتوان از فرکانسھا مجددا استفاده کرد و ثانیا تعداد کاربران شبکه را افزایش‬ ‫داد. فرضا یک شهر را در نظر بگیرید در صورتی که این شهر سلول بندی نشود فقط از یک سری فرکانس در این ناحیه‬ ‫می شود استفاده کرد اما در صورت سلول بندی ، از فرکانسھایی که در یک سلول استفاده شده است در سلول دیگری‬ ‫در محدوده ھمان شهر می توان استفاده کرد.‬ ‫شکل 2- نمایی از یک شبکه سلولی‬ ‫4‬
  • ‫طول سلولھا در شهر ھا از 112 متر و در جاده ھا که حدودا تا 35 کیلومتر ھم می رسد بسته به تعداد کاربرانی که در‬ ‫یک ناحیه ثابت از موبایل استفاده می کنند، متغیر است. برای مثال در بازار شلوغ و پر جمعیت یک شهر که تعداد افرادی‬ ‫که از موبایل استفاده می کنند بسیار است طراح طول سلول را 112 متر انتخاب می کند و در جاده ای خلوت اما تحت‬ ‫پوشش شبکه طول سلول شاید 35 کیلومتر انتخاب شود.‬ ‫شکل سلولھا در طراحی (تئوری) به صورت شش ضلعی انتخاب می شود اما درعمل چون تشعشع مغناطیسی آنتن به‬ ‫صورت کروی است شکل سلول به دایره نزدیک است. در ھر سلول از یک آنتن استفاده می شود ( البته گاهی در‬ ‫سلولھایی با ترافیک زیاد از دو آنتن متفاوت نیز استفاده می شود).کوچک گرفتن سلول ھا عالوه بر افزایش ظرفیت و‬ ‫افزایش تعداد کاربران این مزیت را نیز دارد که توان آنتن با کاهش محدوده آنتن کاھش می یابد و از آنتن ھایی با توان‬ ‫کم می توان استفاده کرد.‬ ‫اما معایب ساختار سلولی:‬ ‫2-ھر چه طول سلولھا کمتر باشد، ‪ hand over‬بیشتر خواھد بود. (در ادامه توضیح داده خواھد شد.)‬ ‫1-ھم پوشانی سلولھا (از نظر سطح سیگنال دریافتی)‬ ‫5-تشعشع مغناطیسی : امروزه تیمھای متخصص زیادی بر روی اینکه آیا تلفن ھمراه سرطان زا است یا نه تحقیق می کنند.‬ ‫بحث مشابهی ھم در مورد آنتن ھای ھر سلول وجود دارد.‬ ‫4- و در نهایت پیچیدگی سیستم‬ ‫شکل 1- یک شبکه سلولی‬ ‫5‬
  • ‫‪ ‬معماری شبکه ‪: GSM‬‬ ‫شکل 3- معماری شبکه ‪GSM‬‬ ‫شبکه ‪ GSM‬یک سیستم ارتباطی سلولی دیجیتال است که با ایده سلولی کردن منطقه جغرافیایی و استفاده مجدد از‬ ‫فرکانس2 و پوشش دادن منطقه جغرافیایی بوسیله سلولها شروع بکارکرد. شبکه سلولی سیار را بعلت اینکه مشترکین تلفن‬ ‫های متحرک معموأل در خشکی از آن استفاده میکنند، شبکه عمومی زمینی سیار (‪ )1PLMN‬می نامند.‬ ‫تکنیک استفاده مجدد از فرکانس با در نظر گرفتن کمترین تداخل فرکانسی در‪ GSM‬بعلت کمبود فرکانس و پهنای باند‬ ‫بکار گرفته می شود. معماری شبکه ‪ GSM‬در شکل 5 آمده است.‬ ‫‪Frequency Reuse‬‬ ‫‪Public Land Mobile Network‬‬ ‫6‬ ‫1‬ ‫2‬
  • ‫شبکه ‪ GSM‬به 4 قسمت اصلی تقسیم می شود که عبارتند از :‬ ‫‪ ‬واحد سیار ‪MS‬‬ ‫5‬ ‫‪ ‬زیر سیستم ایستگاه ثابت ‪BSS‬‬ ‫4‬ ‫‪ ‬زیر سیستم سوئیچینگ و شبکه ‪NSS‬‬ ‫‪ ‬زیر سیستم نگهداری و پشتیبانی ‪OSS‬‬ ‫3‬ ‫6‬ ‫اینترفیسهای بین قسمتهای مختلف شبکه ‪ GSM‬عبارتند از:‬ ‫‪ ‬اینترفیس ‪ A‬بین ‪ MSC‬و ‪BSC‬‬ ‫7‬ ‫‪ ‬اینترفیس ‪ Abis‬بین ‪ BSC‬و ‪BTS‬‬ ‫9‬ ‫‪ ‬اینترفیس ‪ Air‬یا ‪ UM‬بین ‪ MS‬و ‪BTS‬‬ ‫‪( MS ‬واحد سیار):‬ ‫‪ MS‬شامل دو قسمت اصلی است:‬ ‫ ترمینال موبایل (8‪)ME‬‬‫ سیم کارت یا ماژول شناسایی مشترک (12‪)SIM‬‬‫مشترک بوسیله گوشی )‪ (MS‬قادر است مکالمه و سرویسهای دیتا را انجام دهد. ‪ ME‬بوسیله ‪ 22IMEI‬شناسایی می شود‬ ‫و کد ‪ 21 IMSI‬برای‪ SIM‬جهت شناسایی مشترک بکار میرود.‬ ‫‪3 Mobile Station‬‬ ‫‪4 Base Station Subsystem‬‬ ‫‪5 Network Switching Subsystem‬‬ ‫‪6 Operation and Support Subsystem‬‬ ‫‪7 Base Station Controller‬‬ ‫‪8 Base Transceiver system‬‬ ‫‪9 Mobile Equipment‬‬ ‫‪10 Subscriber Identity Module‬‬ ‫‪11 International Mobile Equipment Identity‬‬ ‫‪12 International Mobile Subscriber Identity‬‬ ‫7‬
  • ‫به ھر مشترک یک سیم کارت تخصیص داده می شود تا بتواند از شبکه‪ GSM‬استفاده کند. سیم کارت ھا به طور یکتا‬ ‫ساخته می شوند تا شناسایی مشترکین کامال دقیق باشد. سه کد شناسایی‪ 24TMSI ،25 IMSI‬و ‪23 LAI‬در سیم کارت ذخیره‬ ‫شده اند . ‪ IMSI‬کد شناسایی بین الملل مشترک موبایل، ‪ TMSI‬کد شناسایی موقت مشترک و‪ LAI‬کد شناسایی محل می‬ ‫باشند.‬ ‫عالوه براین ، 3 عدد که برای رمز گذاری داده در اینترفیس و امنیت به کار می رود در سیم کارت ذخیره می شود:‬ ‫‪PIN - Personal Identity Number‬‬ ‫‪PUK - PIN Unblocking Key‬‬ ‫‪Ki - subscriber secret authentication key‬‬ ‫‪A5 - authentication algorithm‬‬ ‫‪A9 - cipher key generation algorithm‬‬ ‫سیم کارت یک ‪ 9 CPU‬بیتی است با 62 کیلو بایت ‪ ROM‬و 631 بایت ‪ RAM‬که پایه های آن در شکل زیر نشان داده‬ ‫شده است.‬ ‫شکل 4- پایه های سیم کارت‬ ‫‪13 International Mobile Subscriber Identity‬‬ ‫‪14 Temporary Mobile Subscriber Identity‬‬ ‫‪15 Location Area Identification‬‬ ‫8‬
  • ‫‪: BSS ‬‬ ‫این قسمت وظیفه رادیویی سیستم را بعهده داشته و ارتباط رادیویی ‪ MS‬ها را کنترل می کند.‬ ‫‪ BSS‬از دو قسمت ‪ BSC‬و ‪ BTS‬تشکیل شده است و اینترفیس ‪ Abis‬را بین ‪ BSC‬و ‪ BTS‬و همچنین اینترفیس ‪A‬‬ ‫را بین ‪ BSC‬و ‪ MSC‬بکار میگیرد.‬ ‫شکل 3 – ساختار ‪BSS‬‬ ‫‪:BTS ‬‬ ‫‪ BTS‬مسئول تبادل امواج رادیویی با واحد سیار و همچنین مسئول تبادل و کنترل اطالعات با ‪ BSC‬می باشد .یک‬ ‫‪ BTS‬شامل فرستنده و گیرنده های مستقلی می باشد که ارتباط هوایی و رادیویی را با واحد سیار بوجود می آورد.‬ ‫‪ BTS‬کوچکترین واحد تامین کننده سرویس در شبکه رادیویی سیار می باشد که بوسیله امواج رادیویی می تواند منطقه‬ ‫معینی از شبکه را که سلول نامیده می شود تحت پوشش قرار دهد. هر ‪ BTS‬با توجه به چگالی مشترکین در سلول می‬ ‫تواند از یک تا شش ‪ TRS‬آرایش شود . معموال برای هر ‪ BTS‬با توجه به طراحی پوششی برای آن منطقه میتوان 5‬ ‫سکتور در نظر گرفت.‬ ‫9‬
  • ‫وظایف عمده ‪ BTS‬عبارتند از:‬ ‫‪ ‬اجرای پرش فرکانسی)‪(Frequency Hopping‬‬ ‫‪ ‬رمزنگاری و رمزگشایی اطالعات روی مسیر رادیویی‬ ‫‪ ‬گزارش کیفیت کانال ترافیکی خالی‬ ‫‪ ‬ارسال مستقیم اندازه گیریهای توان ‪ MS‬به سمت‪BSC‬‬ ‫‪ ‬عمل همزمانی بین ‪ MS‬ها و ‪ BTS‬مربوطه‬ ‫‪ ‬آشکار سازی قطار پالس های دسترسی تصادفی رسیده از ‪ MS‬های مختلف‬ ‫‪ ‬مدیریت خط سیگنالینگ بین ‪ BSC‬و‪MS‬‬ ‫‪ ‬تطبیق نرخ بیت و اجرای کد گذاری و انتقال‬ ‫شکل 6 – شمایی از یک برج ‪BTS‬‬ ‫01‬
  • ‫‪:BSC ‬‬ ‫‪ BSC‬در بخش رادیویی شبکه ‪ GSM‬قرار دارد و وظایف اصلی آن عبارتند از:‬ ‫‪ ‬مدیریت شبکه رادیویی‬ ‫‪ ‬مدیریت ‪ BTS‬ها‬ ‫‪ ‬ایجاد ارتباط با‪MS‬‬ ‫‪ ‬مدیریت شبکه انتقال‬ ‫‪ ‬برقراری ارتباط بین ‪ MS‬و‪MSC‬‬ ‫‪ BSC‬برای ارتباط با استفاده ‪ BTS‬از لینکهای سرعت باال (2‪ T‬یا 2‪ )E‬روی اینترفیس‪ Abis‬استفاده میکند. نرخ اطالعات‬ ‫روی‪ 26 kbps ، Abis‬و روی اینترفیس ‪ 64 kbps ، A‬است و برای سازگاری نرخ اطالعات بین دو ند ‪ BSC‬و ‪،MSC‬‬ ‫واحدی بنام ‪ TRAU‬اطالعات ‪ 26 kbps‬را به ‪ 64 kbps‬و برعکس تبدیل میکند.‬ ‫‪( NSS ‬زیرسیستم سوئیچینگ وشبکه):‬ ‫وظیفه اصلی بخش ‪ NSS‬مدیریت بر برقراری ارتباط بین مشترکین موبایل با هم و با مشترکین دیگر از قبیل ‪ ISDN‬و‬ ‫تلفن ثابت )‪ (PSTN‬می باشد و قسمت های اصلی آن عبارتند از:‬ ‫‪AUC, EIR, VLR, HLR, GMSC, MSC‬‬ ‫‪MSC (Mobile Switching Centre) ----- Management of all connections‬‬ ‫‪HLR (Home Location Register) -----Associated to each PLMN‬‬ ‫‪VLR (Visitor Location Register) -----Associated to each MSC‬‬ ‫‪GMSC (Gateway MSC) ----- providing interconnection to other networks‬‬ ‫‪AUC (Authentication Center) -----provide security of network‬‬ ‫‪EIR (Equipment Identity Register) -----provide absolute information of user‬‬ ‫11‬
  • ‫شکل 7 – ساختار ‪NNS‬‬ ‫قسمت اصلی زیر سیستم شبکه، مرکز سوئیچینگ موبایل ‪ MSC‬می باشد.‬ ‫وظیفه سوئیچینگ بر عهده ‪ MSC‬است و بوسیله لینک 2‪ E‬با شبکه های ثابت و دیتا ارتباط برقرار می کند. نرخ تبادل‬ ‫اطالعاتی‪ 64kpbs ، MSC‬است و وظایف اصلی آن عبارتند از:‬ ‫ بروز کردن مکان مشترک )‪(Location Updating‬‬‫ ثبت و شناسایی مشترک )‪(Registration & Authentication‬‬‫ مسیر یابی مکالمه و سوئیچینگ و کنترل مکالمات‬‫- مدیریت منابع رادیویی و ‪ Handover‬های بین‪ BSC‬ها‬ ‫21‬
  • ‫‪ ‬مشخصات فرکانسی ونواحی شبکه‪GSM‬‬ ‫‪ ‬مشخصات فرکانسی‪GSM‬‬ ‫‪ GSM‬در 5 باند 118 و 1192 و 1182 بکار گرفته می شود بطوریکه رنج فرکانسی هر یک از آنها در جدول آمده است.‬ ‫ مسیر ‪ :Downlink‬مسیر سیگنالینگ از طرف ‪ BTS‬به سمت ‪ MS‬می باشد.‬‫- مسیر ‪ :Uplink‬مسیر سیگنالینگ از طرف ‪ MS‬به سمت ‪ BTS‬می باشد.‬ ‫جدول 2 - لیست فرکانسهای ‪GSM‬‬ ‫شکل 9 - فاصله فرکانسی بین مسیر‪ Downlink‬و ‪Uplink‬‬ ‫‪ ‬نواحی شبکه‬ ‫کلیه شبکه های مخابراتی بمنظور سرویس دهی تماسهای ورودی نیاز به ساختار مشخصی دارند و علت این امر تغییر پذیری‬ ‫و جابجایی مکانی مشترکین در شبکه موبایل می باشد.‬ ‫شکل 8- نواحی شبکه ‪GSM‬‬ ‫31‬
  • ‫‪ ‬سلول:‬ ‫سلول کوچکترین محدوده پوششی در شبکه موبایل می باشد و بوسیله پوشش رادیویی یک سکتور ‪ BTS‬مشخص میشود.‬ ‫روش تقسیم سلولی و تعیین شعاع سلول ها بستگی به شرایط جغرافیایی منطقه تحت پوشش و در نظر گرفتن ساختمان ها‬ ‫و موانع مصنوعی، قدرت فرستنده، بهره آنتن و نوع آن و حساسیت گیرنده دارد و معموال برای پوشش رادیویی هر سلول‬ ‫از آنتن های سکتورایز استفاده می کنند.‬ ‫شکل 12- شبکه سلوالر با‬ ‫تکنیک ‪Frequency Reuse‬‬ ‫‪ ‬ناحیه موقعیت (‪:)LA‬‬ ‫ناحیه ای از شبکه می باشد که دارای چندین سلول بوده و این سلولها می توانند متعلق به یک یا چند ‪ BSC‬باشند . هر‬ ‫‪ MSC/VLR‬حاوی یک یا چند ‪ LA‬می باشد .در واقع یک ‪ LA‬قسمتی از ناحیه سرویس دهی است که ‪ MS‬بدون‬ ‫احتیاج به گزارش موقعیت خویش )‪ (Location Updating‬میتواند در آن منطقه جابجا شود . هنگام فراخوانی مشترک‬ ‫سیگنال مربوطه در کل ‪ LA‬مربوطه به ‪ MS‬از طریق ‪ BTS‬ها پخش می شود.‬ ‫‪ ‬ناحیه سرویس (‪:)MSC‬‬ ‫ناحیه ای از شبکه که توسط یک سوئیچ سیار پوشش داده می شود و اطالعات مربوط به این مشترکین در یک ‪ VLR‬که‬ ‫معموال متصل به ‪ MSC‬است ذخیره می گردد.‬ ‫41‬
  • ‫‪ ‬ناحیه تحت پوشش شبکه (‪:)PLMN‬‬ ‫ناحیه ای از شبکه که توسط چندین مرکز سوئیچ سیار )‪ (MSC‬تحت سرویس می باشد. به هر اپراتور یک شبکه‪PLMN‬‬ ‫اختصاص می دهند.‬ ‫‪ ‬مدوالسیون در ‪GSM‬‬ ‫نوع مدوالسیونی که در ‪ GSM‬استفاده میشود ‪ GMSK‬و تکنیک مدوالسیون ‪ QMSK‬می باشد. ‪GMSK‬یک نوع از‬ ‫مدوالسیون ‪ FM‬دیجیتال است. دیاگرام مدوالسیون ‪ GMSK‬در شکل 22 و تکنیک مدوالسیون ‪ QPSK‬در شکل 12 نشان‬ ‫داده شده است .نرخ داده کانال ‪ GSM‬برابر با ‪ 171/955 kbps‬میباشد.‬ ‫شکل 22- دیاگرام مدوالسیون ‪GMSK‬‬ ‫شکل 12- تکنیک مدوالسیون ‪ QPSK‬که در ‪ GSM‬استفاده می شود.‬ ‫51‬
  • ‫‪ ‬کانال های فیزیکی و منطقی در‪: GSM‬‬ ‫در شبکه های موبایل دو نوع کانال استفاده می شود:‬ ‫ کانال فیزیکی‬‫ کانال منطقی‬‫‪ GSM‬از کانال های منطقی برای حمل ترافیک، سیگنالینگ و ... استفاده می کند.‬ ‫کانال های منطقی از زمانبندی های تعریف شده در کانالهای فیزیکی برای انجام کارهای خود استفاده می کند.‬ ‫‪ ‬کانال فیزیکی و مشخصات آن:‬ ‫برای یک کانال ترکیبی از تعداد شیار های زمانی و فرکانسهای یک کانال فیزیکی در جهت مسیر باال رونده و پایین رونده‬ ‫در نظر گرفته می شود. هر کانال فیزیکی در سیستم ‪ GSM‬می تواند در داخل کانال های منطقی متفاوتی در زمانهای‬ ‫متفاوت نگاشت شود.‬ ‫طول زمانی یک فریم 34644 میلی ثانیه است که در شکل آمده است که به 9 شیار زمانی تقسیم میشود که هر کدام از‬ ‫این شیارهای زمانی بوسیله یک مشترک مستقل بکار گرفته می شود. طول زمانی یک کانال مستقیم 773 میکرو ثانیه است‬ ‫که در شکل زیر تصویر کامل آن آمده است.‬ ‫هر کانال فیزیکی، داده ترافیکی و کنترلی را به شکل ‪ Burst‬حمل می کنند.‬ ‫شکل 52- تصویری ازشیارهای زمانی برای کانال فیزیکی‬ ‫61‬
  • ‫قطار پالس اطالعاتی است که در طی یک شیار زمانی ارسال میشود.‬ ‫‪ ‬کانال های منطقی:‬ ‫بر اساس توابعی که روی کانالها انجام می شود کانال ها به دو نوع کانال منطقی تقسیم می شوند:‬ ‫ کانال ترافیکی (‪)TCH‬‬‫- کانال کنترلی (‪)CCH‬‬ ‫شکل 42 - ساختار کانال های منطقی‬ ‫‪‬‬ ‫کانال های ترافیکی:‬ ‫کانال های ترافیکی به دو دسته عمده کانال های صحبت و داده تقسیم می شود که هر کدام آنها از نظر نرخ ارسال به دو‬ ‫نوع تقسیم می شوند:‬ ‫ نرخ بیت کامل )‪(FULL RATE‬‬‫- نرخ بیت نیمه )‪(HALF RATE‬‬ ‫71‬
  • ‫‪ ‬کانال های کنترلی)‪:(CCH‬‬ ‫این کانال ها به منظور انتقال اطالعات سیگنالینگ و یا جهات همزمانی بکار می روند و به سه دسته تقسیم می شوند:‬ ‫ کانال های مخابره ای (‪)BCH‬‬‫ کانال های کنترل مشترک (‪)CCCH‬‬‫- کانال های کنترل اختصاصی (‪)DCCH‬‬ ‫‪ ‬انتشار امواج رادیویی:‬ ‫‪ ‬پالریزاسیون:‬ ‫موج هایی که در هوا منتشر می شوند دارای پالریزاسیون هستند که این پالریزاسیون عمودی و افقی و دایروی می باشد.‬ ‫امواج رادیویی در ‪ GSM‬بصورت عمودی پالریزه میشوند ولی پالریزاسیون امواج ممکن است در مسیر بعلت وجود موانع،‬ ‫انعکاس، فیدینگ، ... تغییر کند که برای رفع این مشکل باید از دایورسیتی استفاده کنیم.‬ ‫شکل 32- جهت انتشار امواج‬ ‫81‬
  • ‫شکل 62- انواع پالریزاسیون امواج‬ ‫‪ ‬انواع انتشار:‬ ‫در ‪ GSM‬انتشار امواج فضایی داریم که فرکانسهای باالتر از ‪ 51 MHZ‬از این نوع انتشار استفاده می کنند.‬ ‫مشخصات این نوع انتشار عبارتند از:‬ ‫ فرکانسهای باالتر از ‪)VHF,UHF,SHF( 51MHZ‬‬‫ در تروپوسفر پائین ترین الیه اتمسفر منتشر می شود.‬‫ از طریق یونسفر منعکس نمی شود.‬‫ برد آن با توجه به باند انتشار در حد چند کیلومتر است.‬‫- بیشتر از طریق دید مستقیم منتشر می شود.‬ ‫‪ ‬محاسبه افت مسیر فضای آزاد:‬ ‫ناحیه موثر یک آنتن ایزوتروپیک برابر است با:‬ ‫قدرت دریافتی برابر است با:‬ ‫91‬
  • ‫افت مسیر فضای آزاد بر حسب ‪ db‬برابر است با:‬ ‫‪ d‬برحسب کیلومتر و ‪ f‬برحسب مگاهرتز است.‬ ‫02‬
  • ‫‪ ‬اثر محیط روی انتشار امواج:‬ ‫کلیه اثرهای محیطی در شکل زیر نشان داده شده است.‬ ‫شکل 72 - اثر محیط روی انتشار امواج‬ ‫12‬
  • ‫‪ ‬پیوست:‬ ‫‪ ‬پیوست 2: آشنایی با مودم های ‪GSM‬‬ ‫بدون شک بیشتر ما با مودم تلفنی آشنایی داریم که به وسیله آن می توانیم از طریق خطوط تلفن کامپیوتر خود را به اینترنت متصل‬ ‫کنیم .اما تعریف علمی مودم به صورت زیر است:‬ ‫مودم (مودوالتور- دمودوالتور) وسیله ای است که به کمک آن می توان اطالعات دیجیتال را از یک ماشین دیجیتال دریافت و‬ ‫به صورت (معموال) موج فرکانسی تبدیل و از طریق یک بستر )‪ (MEDIA‬این اطالعات را انتقال داد. و همچنین اطالعات‬ ‫دریافتی به صورت فرکانسی از همان بستر را دریافت و به صورت اطالعات دیجیتالی قابل فهم برای ماشین تبدیل کرد.‬ ‫مودم ‪ GSM‬را هم می توان به صورت خالصه 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.‬ ‫مودم ‪ GSM‬از 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/GPRS‬در کشورمان به راحتی می توان از بستر این شبکه ها برای ارتباط بیسیم بین چند پایانه‬ ‫استفاده کرد . از انجا که از نظر کامپیوتراین مودمها استاندارد می باشند ، کاربرها نیازی به دانستن جزییات راه اندازی سیستمها در‬ ‫شبکه ‪ GSM/GPRS‬ندارند .بطور کلی می توان از این مودمها درکابردهای زیر استفاده کرد:‬ ‫‪ ‬ارتباط کامپیوتر به اینترنت از طریق سرویس دیتا شبکه‪GSM‬‬ ‫‪ ‬ارتباط کامپیوتر به اینترنت از طریق سرویس‪GPRS‬‬ ‫‪ ‬ارتباط دو کامپیوتر به هم از راه دور از طریق سرویس دیتا شبکه‪GSM‬‬ ‫•ارسال و دریافت ‪ SMS‬از طریق کامپیوتر برای هدفهای تجاری و تبلیغاتی و یا کنترل وسایل دیگر از راه دور‬ ‫سه روش نخست در جاهایی که خط تلفن در دسترس نمی باشند بسیار کارایی دارند. همچنین بعلت ارزانی روش دوم در جاهایی‬ ‫که کاربرها نمی خواهند یک خط تلفن ثابت را دایما به اینترنت مشغول کنند، نیز مناسب می باشد.‬ ‫22‬
  • ‫‪ ‬منابع:‬ ‫ ‪ ،GSM‬علیرضا چاروسایی‬‫ آشنایی با ساختار شبکه موبایل (شبکه ‪ ،)GSM‬مجید عبیری‬‫- مقدمه ای بر ساختار شبکه ‪GSM‬‬ ‫‪- www.wikipedia.org‬‬ ‫‪- www.mokhaberat88.blogfa.com‬‬ ‫‪- www.noorportal.net‬‬ ‫32‬