آشنایی با شبکه های سلولی GSM

8,242 views

Published on

آشنایی با شبکه های سلولی GSM

Published in: Education
0 Comments
19 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
8,242
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
25
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
19
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

آشنایی با شبکه های سلولی GSM

  1. 1. ‫شرکت مخابرات استان قزوین‬ ‫اداره دیتا‬ ‫تهیه و تنظیم:‬ ‫حسن سمیاری‬ ‫آذر 1392‬
  2. 2. ‫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
  3. 3. ‫‪ ‬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
  4. 4. ‫‪ ‬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
  5. 5. ‫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
  6. 6. ‫‪ ‬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
  7. 7. ‫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
  8. 8. ‫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
  9. 9. ‫‪: 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
  10. 10. ‫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
  11. 11. ‫‪: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
  12. 12. ‫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
  13. 13. ‫‪ ‬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
  14. 14. ‫‪ ‬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
  15. 15. ‫‪ ‬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
  16. 16. ‫‪ ‬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
  17. 17. ‫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
  18. 18. ‫‪ ‬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
  19. 19. ‫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
  20. 20. ‫افت مسیر فضای آزاد بر حسب ‪ db‬برابر است با:‬ ‫‪ d‬برحسب کیلومتر و ‪ f‬برحسب مگاهرتز است.‬ ‫02‬
  21. 21. ‫‪ ‬اثر محیط روی انتشار امواج:‬ ‫کلیه اثرهای محیطی در شکل زیر نشان داده شده است.‬ ‫شکل 72 - اثر محیط روی انتشار امواج‬ ‫12‬
  22. 22. ‫‪ ‬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
  23. 23. ‫‪ ‬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

×