OSNOVE GSM SISTEMAGSM - Global System for Mobile communications

GSM GSM (Global System for Mobile Communication) je evropski standard za digitalne celularne sisteme koji se koristi za prenos govora i podataka, koristei nekoliko razliitih frekventnih opsega: 900 MHz, 1800 MHz, i 1900 MHz.Osnovne prednosti ove tehnologije su te to nudi internacionalni roaming, visok kvalitet u prenosu govornog signala, poveana sigurnost u prenosu informacije, i sposobnost da se implementira veliki broj razliitih servisaGSM izvorno potie od imena grupe Group Speciale Mobile koja je 1982. godine osnovana od strane CEPT-a (Evropska konferencija za potu i telekomunikacije), u cilju definisanja pan-evropskog standarda za beini komunikacioni protokol za sistem mobilne telefonije, koji bi omoguio korisnicima da koriste istu opremu u razliitim mreama, koje do tada nisu bile meusobno kompatibilne.Definisanje specifikacija sistema trajalo je do 1990, a 1992. u Finskoj poeo je sa radom prvi GSM operator. Danas je GSM sistem prihvaen od strane velikog broja zemalja na svim kontinentima, tako da je promenio pan-evropski karakter. Posledica toga je pravac prema globalnom sistemu pa je prihvaen termin Globalni sistem za mobilne komunikacije (Global System for Mobile communications), a GSM je postao slubeno ime sistema.

GSM Za razliku od prve generacije koja se, uglavnom, bazira na prenosu govora, GSM je digitalna celularna tehnologija, koja osim govornih servisa omoguava i prenos kratkih pisanih poruka (SMS Short Message Service), glasovnih poruka (voice mail) i faksimil poruka (fax mail). Vremenom se pokazalo da je u ovom sistemu komunikacija zasnovana na tehnologiji komutacije kola relativno skupa, te da korienje mree nije ekonomino. Zato se prelazi na sistem komutacije paketa. Kod paketske komutacije koristi se princip uskladiti i prosledi. Ona se koristi u mreama tzv. 2,5 generacije (2,5G) i pogodna je za prenos podataka. Poruke se dele na manje celine pakete koji se prenose izmeu krajnjih korisnika. U meuvorovima paketi se memoriu, a kada se neki put oslobodi alju se dalje. Spojni putevi koriste se samo onoliko koliko je potrebno da se prenese poruka. Paketska komutacija koristi se u tehnologijama koje su nastale unapreivanjem GSM-a, radi efikasnijeg prenosa podataka, kao to su GPRS (General Packet Radio Service) i unapreeni prenos podataka EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution).

GSMKada se kae "GSM mrea", misli se na originalni GSM poznat kao GSM900, poto je 900 MHz originalni frekvencijski opseg namenjen za rad ovog sistema. Medjutim, isto tako rasprostranjeni su i sistemi koji rade na 1800 MHz poznati kao GSM1800 (ili DCS1800) (Evropski standard definisan 1991. godine), kao i na 1900 MHz - GSM1900 (ili PCS1900) (Severno-ameriki standard GSM 1900 definisan 1995. godine) Poslednja dva sistema se razlikuju od prvog prvenstveno po korienju drugih frekvencijskih opsega, ali i po tome to je kod njih zastupljen koncept mikroelijske strukture (manja zona pokrivanja za svaku eliju). Time je omogueno ponovno korienje frekvencija (frequency reuse) na manjim rastojanjima, odnosno poveanje gustine pretplatnika. Nedostatak im je vee slabljenje u slobodnom prostoru usled korienja vieg frekvencijskog opsega.

Frekvencijski opsezi

Frekvencijski opsezi i raspodela kanala (GSM-900)

Celokupni raspoloivi frekvencijski opseg GSM sistema je podeljen na kanale koji se dodeljuju baznim stanicama (elijama). Svakoj baznoj stanici se dodeljuje jedan ili vie RF kanala (u zavisnosti od obima saobraaja).

Dupleks rastojanje i kanalsko rastojanjeDupleks rastojanje predstavlja rastojanje izmeu para frekvencija (kanala) koji koristimo za dupleksnu (uplink i downlink) komunikaciju. Frekvencijski opseg na uplink-u (MSBS) uvek je na nioj frekvenciji u odnosu na downlink (BSMS) frekvenciju.Kanalsko rastojanje je rastojanje izmeu susednih frekvencija nosilaca (za uplink ili downlink smer). u svakom od GSM standarda (nezavisno od korienog frekvencijskog opsega) kanalsko rastojanje iznosi 200 kHz. Na ovaj nain definisano kanalsko rastojanje omoguava da svaki od pomenutih sistema ima na raspolaganju sledei broj nosilaca:GSM 900 124 nosiocaDCS 1800 - 374 nosiocaPCS 1900 - 299 nosioca

Osnovne karakteristike GSM-900 sistemakoriste se sledei frekventni podopsezi irine po 25MHz:890 do 915 MHz za uplink (od mobilne stanice ka baznoj stanici)935 do 960 MHz za downlink (od bazne stanice prema mobilnoj stanici)Primenjuje se kombinovana TDMA/FDMA tehnika viestrukog pristupa.

Koristi se 124 RF nosilaca na razliitim uestanostima, koji su meusobno pomereni za po 200kHz, a svaka frekvencija nosioca se deli na 8 kanala (vremenskih slotova) sa maksimalnim kvalitetom (full rate voice channels) ili 16 kanala sa redukovanim kvalitetom govornog signala (half rate voice channels).

Osnovne karakteristike GSM-900 sistemaTehnika viestrukog pristupa korisnika u GSM-u je zasnovana na kombinaciji viestrukog pristupa na bazi frekvencijske raspodele kanala (Frequency Division Multiple Access - FDMA) i viestrukog pristupa na bazi vremenske raspodele kanala (Time Division Multiple Access - TDMA). Viestruki pristup zasnovan na kodnom multipleksu (Code Division Multiple Access - CDMA) se ne koristi u GSM-u, ali ga koriste neki sistemi druge generacije (IS-95), kao i sistemi tree generacije

Viestruki pristup: kombinacija frekvencijskog i vremenskog (FDMA/TDMA) pristupaU GSM-900 sistemu postoji ukupno 124 dupleksna kanala (za uplink i downlink smer), tj. RF nosioci postoje na svakih 200 kHz u ospegu uestanosti irine 25MHzPo svakom nosiocu ostvaruje se istovremeno do 8 kanala, to znai da praktino postoji preko 1000 govornih kanala (ili dvostruko vie u sluaju half rate govornih kanala)

1

7

6

5

4

3

2

8

...

200 kHz

935 MHz

25 MHz

960 MHz

100 kHzzatitni opseg

Nosilac 1

Nosilac 2

Nosilac 124

Vremenski slotovi dodeljenji korisnicima po jednom nosiocu

Downlink kanali

Uplink kanali

TDMA multipleksni ram

Frekvencijsko skakanje, FH (Frequency Hopping)Svakom kanalu se dodeljuje odreeni frekvencijski opseg tokom odreenog perioda vremena.Nain korienja frekvencija u vremenu definisan je skakajuom sekvencom - HSN (Hopping Sequence Number). U GSMu je definisano 64 razliita oblika frekvencijskog skakanja koja se mogu primeniti

Frekvencijsko skakanje, FH (Frequency Hopping)Poveava privatnost, optimizuje upotrebu kanala sa veim slabljenjem i smanjuje uticaj fedinga i interferencije,Mogue je ak i tokom razgovora menjati frekvencijuOpciono se primenjuje za BS, a obavezno za MS,Jedan skok po TDMA ramu (217 skokova u sekundi),

Arhitektura GSM sistema

Osnovne komponente GSM mreeNSS MSMSBTSBSCGMSCIWFOMCBTSBSCMSCMSCAbisUmEIRHLRVLRVLRABSSPDNISDN, PSTNRSSradio cellradio cellMSAUCOMS signallngRadio Subsystem (RSS): MS: Mobile Station BSS: Base Station Subsystem - BTS: Base transiver station - BSC: Base Station Controller

Network Switching Subsystem (NSS) MSC: Mobile Switching Center HLR: Home location Register (matini registar lokacija) VLR: Visitor Location Register (registar novih lokacija) AUC: Authentication Center EIR: Equipment Identity Register

Operation Management Subsystem OMC: Operation and Maintenance Center GMSC: Gateway MSC

PDN: Public Data NetworkPSTN: Public Switched Telephone NetworkISDN: Integrated Service Digital Network

Radio podsistem (RSS radio subsystem)obuhvata:Mobilne stanice (MS, Mobile Station)Podsistem baznih stanica (BSS, Base Station Subsystem):- BTS: Base Transceiver Station - BSC: Base Station Controller

InterfejsiUm : radio interface - MS i BSS ostvaruju komunikaciju preko (Um) radio interfejsa (radio link).Abis : standardizovani, otvoreni interface sa korisnikim kanalima od 16 kbit/sA: standardizovani, otvoreni interface sa kanalima od 64 kbit/s

Mobilna stanica (MS, mobile station)Mobilna stanica moe se odnositi na runi set, portabl terminal ili mobilni ureaj tj. opremu pretplatnika (ME-Mobile Equipment) kojoj se pridruuje jedinstvena hardverska identifikacija identifikacioni broj mobilnog aparata - (IMEI - International Mobile Equipment Identity).

Mobilna stanica (MS, mobile station)MS sadri pretplatniku SIM karticu (Subscriber Identity Module) koja ima jedinstveni identifikacioni broj korisnika Internacionalni identifikacioni broj korisnika (IMSI - International Mobile Subscriber Identity).IMEI i IMSI su jedinstveni brojevi i nikada se ne menjaju. Mobilna mrea uvek koristi ova dva broja za svoj rad mada to korisnik ne vidi. IMEI i IMSI su nezavisni i usled toga dozvoljavaju slobodu korisniku (vlasniku SIM kartice) da koristi razliite mobilne terminale. SIM kartica pored IMSI broja sadri informaciju o tipu pretplate, dopunskim servisima, ogranienjima servisa, klju za autorizaciju Ki, lini identifikacioni broj (PIN - Personal Identifikation Nubmer), klju za deblokiranje PIN-a (PUK - PIN Unblocking Key). Takoe, u SIM karticu smeta se i klju kriptovanja Kc, privremeni identifikacioni broj pretplatnika (TMSI - Temporary Mobile Subscriber Identity) i identifikator oblasti u kojoj se nalazi MS (LAI - Local Area Indentification).

Podsistem baznih stanica (BSS, Base Station Subsystem) Podsistem baznih satanica (BSS) obavlja sve neophodne funkcije vezane za monitoring radio veze sa MS-om, kodiranje/dekodiranje govora, adaptaciju brzine od i ka mrei.BSS je sastavljen od 2 funkcionalne jedinice: baznih primopredajanih stanica (Base Transciever Station BTS) i kontrolera baznih stanica (Base Station Controller BSC)

Bazna primopredajna stanica (BTS, Base Tranceiver Station) Bazna primopredajna stanica (BTS) se sastoji od jednog ili veeg broja primopredajnika koji omoguuju vezu sa mobilnim stanicama. Svaki od primopredajnika opsluuje odreenu teritoriju (celu eliju u sluaju omni-direkcionog pokrivanja ili delove vie elija u sluaju sektorskog pokrivanja).BTS je zaduen za uspostavljanje radio veze sa MS i modulaciju/demodulaciju radio signala izmeu MS i BTS. Kada pretplatnik eli da uspostavi poziv, MS alje zahtev za uspostavljanjem poziva primopredajniku bazne stanice (BTS)BTS ukljuuje svu radio opremu potrebnu za radio prenos unutar elije (antene, ureaje za obradu signala, pojaavae i dr)Jedan BSC kontrolie i upravlja radom vie BTS-ova.

Kontroler bazne stanice (BSC, Base Station Controller) Kontroler bazne stanice je kontrolna komponenta radio mree koja upravlja primopredajnikom bazne stanice.Primarna funkcija BSC je uspostavljanje, nadgledanje, odravanje i raskidanje veze. On takoe vri i funkcije dodele kanala (frekvencija), kontrole kvaliteta veze, kontrole snage, signalizacije, kontrole opteg saobraaja, odluke o handoveru itd. Kontroler bazne stanice predstavlja vezu izmedju mobilne stanice i mobilnog komutacionog centra.Mobilna stanica alje kontroleru bazne stanice izvetaj o primljenim signalima svakih 480 ms i sa tom informacijom BSC odluuje o narednim funkcijama.Jedan kontroler bazne stanice (BSC) upravlja resursima nekoliko BTS stanica, a vie BSC-ova se opsluuje od strane jednog MSC.

Funkcije BTS i BSC

Functions

BTS

BSC

Management of radio channels

X

Frequency hopping (FH)

X

X

Management of terrestrial channels

X

Mapping of terrestrial onto radio channels

X

Channel coding and decoding

X

Rate adaptation

X

Encryption and decryption

X

X

Paging

X

X

Uplink signal measurements

X

Traffic measurement

X

Authentication

X

Location registry, location update

X

Handover management

X

Mreni komutacioni podsistem (NSS-Network & Switching Subsystem)Mreni komutacioni podsistem predstavlja jezgro (core) GSM mobilnog komunikacionog sistema. NSS povezuje mobilnu meu sa javnom telefonskom mreom (PSTN), izvrava handover izmeu razliitih podsistema baznih stanica (BSS), vri funkcije lociranja mobilnog korisnika i podrava tarifiranje (naplatu) i roaming izmeu razliitih operatera u razliitim zemljama. NSS podsistem se sastoji od: Mobilnog komutacionog centra (MSC-Mobile swiching center), Matinog registra lokacija - HLR registra (Home Location Register) i Registra novih lokacija -VLR registra (Visitor Location Register) - zaduen za procesiranje poziva i funkcije koje se odnose na mobilnog pretplatnika. centra za autentinost (Authorization Center - AUC) iregistra identiteta opreme (Equipment Identity Register - EIR).

Mreni komutacioni podsistemComponentsMSC (Mobile Services Switching Center):IWF (Interworking Functions)

ISDN (Integrated Services Digital Network)PSTN (Public Switched Telephone Network)PSPDN (Packet Switched Public Data Net.)CSPDN (Circuit Switched Public Data Net.)

DatabasesHLR (Home Location Register)VLR (Visitor Location Register)EIR (Equipment Identity Register)

Mobilni komutacioni centar MSC Funkcije:Izmeu ostalih funkcija, MSC vri funkcije sline klasinim fiksnim telefonskim centralama, kao to je komutacija i rutiranje.On takoe slui kao interfejs izmeu mobine i fiksne mree i kao most izmeu BSC-a pri handover-u. MSC je glavni element pri lociranju mobilnih korisnika (upravljanju mobilnosti). omoguava pristup u/iz fiksnu mreu. Na fiksne mree kao to su PSTN i ISDN MSC je povezan preko odgovarajueg Gateway MSC-a (GMSC). U cilju vrenja upravljanja mobilnou i rutiranja poziva, MSC koristi informacije iz dve baze podataka, HLR i VLR. Upravlja mrenim resursimaPrikuplja i uva informacije o naplati/tarifiranju Jedan MSC moe biti povezan sa velikim brojem kontrolera baznih stanica (BSC)

Matini registar lokacija (HLR) Baza podataka HLR je centralna baza podataka koja sadri podatke o svim mobilnim pretplatnicima jednog operatora. HLR se smatra najvanijom bazom podataka u sistemu poto se u njoj uvaju svi podaci o pretplatniku, ukljuujui podatke o dopunskim uslugama na koje je pretplatnik pretplaen, informacije o lokaciji i parametre autorizacije.Kada neko postane pretplatnik PLMN mree, potrebni podaci se registruju u bazi podataka HLR operatera. HLR moe biti instalirana zasebno ili zajedno sa MSC/VLR-om.HLR sadri: IMSI (International Mobile Subscriber Identity), MSISDN (Mobile Station ISDN Number), kategoriju korisnika, dodatne uslugena koje je korisnik pretplaen, privremene podatke o trenutnojlokaciji itd.Mrea moe imati jedan ili vie HLR, ali svaki korisnik ima podatke u samo jednom registru.

Registar novih lokacija (VLR)VLR je dinamina baza podataka koja sadri informacije o svim mobilnim pretplatnicima koji se trenutno nalaze u servisnoj zoni MSC. VLR je povezan sa svakim MSC u mrei. U njemu se smetaju (privremene) informacije vezane za MS koje se trenutno nalaze u geografskoj oblasti za koju je VLR zaduen. Ona sadri sve relevantne podatke o pretplatnicima koji su potrebni MSC-u kako bi pretplatnicima u svojoj zoni pruio zahtevane usluge. Svakom korisniku se dodeljuje privremeni identifikacioni broj, TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identification)Svaka MSC ima jedinstven VLR, vri se stalno auriranje podataka sa odgovarajuim HLR

Centar za autentinost (AUC)AuC je zatiena baza podataka, koja se pridruuje svakom HLR-u, i koja sadri kopije tajnih kljueva za autorizaciju svih postojeih SIM kartica, koji se koriste za proveru autentinosti i kodovanje radio kanala. On takoe sadri algoritme za autorizaciju i kriptovanje. Koristi se za zatitu mree od neutorizovanog pristupa. AuC omoguava dodatnu sigurnost protiv obmana. De facto, AUC titi operatera od prevara.

Registar identiteta opreme (EIR)Registruje GSM mobilne stanice i prava korisnikaOva baza podataka (EIR) sadri podatke o identitetu mobilne opreme koji pomau u blokiranju pristupa mrei ukradene, neautorizovane ili neispravne mobilne stanice. EIR sadri bazu podataka sa listom sve validne mobilne opreme u mrei, gde je svaka mobilna stanica identifikovana svojim IMEI brojem. EIR sadri tri liste podataka: Bela lista: lista svih MS sa dobrim IMEI brojem, Crna lista: lista neispravnih i ukradenih handset-ove, Siva lista: za handset-ove/IMEI-ove koji su neizvesni.

Operativni podsistem za upravljanje(OMS Operation Management System)Upravlja hardverom i softverom GSM mreeOMC je upravljaki sistem koji nadgleda GSM-ove funkcionalne blokove. OMC asistira mrenom operatoru u odravanju zadovoljavajueg rada GSM mree. OMC je zaduen za kontrolu i odravanje MSC, BSC i BTS-a. esto se naziva operativni podsistem za podrku planiranju, nadgledanju, odravanju i inenjeringuFunkcije OMC-a se mogu kombinovati zajedno u istom fizikom postrojenju na jednoj lokaciji ili razdvojeno, na zasebnim lokacijama.

GSM logiki kanali

GSM LOGIKI KANALI

SAOBRAAJNI KANALI

KONTROLNI KANALI

Broadcast kanali

Zajedniki kontrolni kanali

Rezervisani kontrolni kanali

PUNA BRZINA

BRZINE

Saobraajni kanali (TCH- Traffic Channel)prenose korisnike podatke/govorTCH/F (Full rate TCH) saobraajni kanal kojim se vri prenos punom brzinom (13kbit/s) i koji zauzima jedan fiziki kanalTCH/H (Half rate TCH) saobraajni kanal kojim se vri prenos brzine (6,5kbit/s); 2 TCH/H kanala zauzimaju jedan fiziki kanal i na taj nain poveavaju kapacitet elije

Kontrolni (signalizacioni) kanali(CCH Control Channel)prenose signalizacione i sinhronizacione poruke izmeu MS i BSBroadcast kanali (Broadcast Channels) prenos preko ovih kanala je jednosmeran, u smeru od BS ka MS (downlink). Koristi ih BS da bi omoguila MS da se sinhronizuje sa mreomZajedniki kontrolni kanali (Common Control Channels) koriste se pri uspostavljanju poziva, od strane mree ili od strane MSRezervisani kontrolni kanali (Dedicated Control Channels)

Uspostavljanje veze i prenos Veza izmedju mobilne jedinice i BS-a se uspostavlja po sledea dva tipa kanala: Kontrolni (signalizacioni-setup) kanali - koriste se za razmenu informacija koje se odnose na uspostavljanje i odravanje veze kao i odredjivanje odnosa izmedju mobilne jedinice i najblie BS. Kanal za saobraaj - koristi se za prenos govora i podataka izmedju korisnika. 4 kanala [saobraajni kanali i kontrolni/setup kanali]FVC: Forward Voice ChannelRVC: Reverse Voice ChannelFCC: Forward Control ChannelRCC: Reverse Control Channel

Pozivanje mobilnog korisnika (MTC - Mobile Terminating Call) Mobilni korisnik se poziva biranjem njegovog MSISDN broja (1).Kada PSTN ustanovi (na osnovu nacionalnog odredinog koda) da se radi o mobilnom korisniku, ona prosleuje zahtev za uspostavljanjem poziva Gateway-u date GSM mree (2).GMSC identifikuje HLR pretplatnika (koji je kodiran u broju telefona) i signalizira mu zahtev za uspostavljanje poziva (3).

HLR proverava da li dati broj postoji i da li je korisniku dozvoljeno korienje datog servisa i zahteva dodeljivanje MSRN-a od VLR-a na ijoj teritoriji se nalazi MS (4).Posle dodeljivanja MSRN-a (5), HLR odreuje koji MSC je nadlean za datu MS i prosleuje ovu informaciju GMSC-u (6), koji datom MSC-u prosleuje zahtev za uspostavljanjem poziva (7). Nadalje, MSC preuzima kontrolu poziva. Najpre, zahteva od VLR-a informacije o tekuem statusu MS (8). Ako je MS dostupna, MSC inicira pejding mobilne stanice na teritoriji svih elija u njegovoj nadlenosti (10), poto proces traenja tane elije moe biti veoma zahtevan vremenski. Pri tome se koristi IMSI ili dodeljeni TMSI broja BTS stanice svih baznih podsistema emituju pejding signal mobilnoj stanici (11).Ako mobilna stanica odgovori (12 i 13), VLR izvrava siguronosne provere (autorizacija i ifrovanje). VLR signalizira MSC-u da uspostavi vezu sa MS (15-17).

Pozivanje mobilnog korisnika (MTC - Mobile Terminating Call)

Mobilni korisnik se poziva biranjem njegovog MSISDN broja (1). Kada PSTN ustanovi (na osnovu nacionalnog odredinog koda) da se radi o mobilnom korisniku, ona prosleuje zahtev za uspostavljanjem poziva Gateway-u date GSM mree (2).GMSC identifikuje HLR pretplatnika (koji je kodiran u broju telefona) i signalizira mu zahtev za uspostavljanje poziva (3).HLR proverava da li dati broj postoji i da li je korisniku dozvoljeno korienje datog servisa i zahteva dodeljivanje MSRN-a od VLR-a na ijoj teritoriji se nalazi MS (4). Posle dodeljivanja MSRN-a (5), HLR odreuje koji MSC je nadlean za datu MS i prosleuje ovu informaciju GMSC-u (6), koji datom MSC-u prosleuje zahtev za uspostavljanjem poziva (7). Nadalje, MSC preuzima kontrolu poziva. Najpre, zahteva od VLR-a informacije o tekuem statusu MS (8). Ako je MS dostupna, MSC inicira pejding mobilne stanice na teritoriji svih elija u njegovoj nadlenosti (10), poto proces traenja tane elije moe biti veoma zahtevan vremenski. Pri tome se koristi IMSI ili dodeljeni TMSI broja BTS stanice svih baznih podsistema emituju pejding signal mobilnoj stanici (11).Ako mobilna stanica odgovori (12 i 13), VLR izvrava siguronosne provere (autorizacija i ifrovanje). Dalje, VLR signalizira MSC-u da uspostavi vezu sa MS (15-17).

Poziv od strane mobilnog korisnika (MOC - Mobile Originating Call)

Kada mobilna stanica poziva (zahteva neki servis), ona svojoj baznoj stanici alje zahtev za uspostavljanje poziva (1). BSS prosleuje ovaj zahtev MSC-u (2).MSC proverava da li je korisniku dozvoljeno korienje zahtevanog servisa (3 i 4) i proverava dostupnost resursa preko GSM mree i u okviru PSTN (5-8). Ako su resursi dostupni, MSC uspostavlja vezu izmeu MS i fiksne mree (9-10).

Lociranje mobilnog korisnikaU cilju lociranja mobilnih korisnika potrebno je nekoliko brojeva: Internacionalni ISDN broj mobilnog korisnika (MSISDN - Mobile Station ISDN).MSISDN je jedini broj koji je vaan za samog korisnika GSM-a. To je u stvari broj koji se koristi za njegovo pozivanje i on je nezavisan os mobilnog ureaja, a pridruen je SIM kartici. Ovaj broj se sastoji od koda zemlje (CC - Counntry Code), nacionalnog odredinog koda (NDC - National Destination Code), tj. koda provajdera i pretplatnikog broja (SN - Subscriber Number). Internacionalni identifikacioni broj korisnika (IMSI - International Mobile Subscriber Identity). GSM koristi IMSI za jednistvenu identifikaciju korisnika. Sastoji se od mobilnog koda zemlje (MCC - Mobile Country Code), koda mobilne mree (MNC - Mobile Network Code) i identifikacionog broja mobilnog korisnika (MSIN - Mobile Subscriber Identification Number). Priveremni identifikacioni broj korisnika (TMSI - Temporary Mobile Subscriber Identity). TMSI broj se dodeljuje korisniku u cilju skrivanja njegovog tanog identiteta pri prenosu korz air inteface. TMSI broj se dodeljuje u VLR-u i validan je samo na teritoriji datog VLR-a dok je mobilni korisnik u okviru nje. Dodatno VLR, periodino menja TMSI mobilnom korisniku. Roaming broj mobilne stanice (MSRN - Mobile Station Roaming Number). MSRN je, takoe, vrsta privremene adrese mobilne stanice koja prikriva njegovu adresu i lokaciju. VLR, na zahtev MSC-a, generie datu adersu koja se zatim smeta u HLR. MSRN se sastoji od koda zemlje u kojoj se MS trenutno nalazi (VCC - Visitor Country Code) i nacionalog odredinog koda teritorije gde se nalazi MS, identifikacije MSC-a i korisnikog broja. Stoga MSRN pomae HLR-u da nae pretplatnika koji je pozvan.

HandoverU GSM sistemu hendover je realizovan na nain da mobilna stanica prekida komunikaciju sa baznom stanicom, i nakon kratkog prekida uspostavlja komunikaciju sa drugom baznom stanicom Ovakva realizacija hendovera se naziva koncept prekida pre uspostave (break before make concept) ili tvrdi (hard) hendover.

HandoverOdluka o hendoveru se donosi na osnovu merenja signala koje sprovodi mobilna stanica. Merenja obuhvataju opsluujuu eliju i est susednih elija, koje su definisane u listi susednih elija. Lista susednih elija se definie za svaku eliju, i bazna stanica obavetava mobilnu stanicu o elijama koje su definisane kao susedne i koje treba obuhvatiti merenjima. Mobilna stanica alje merni izvetaj na svakih 480 ms. U mernom izvetaju se nalaze rezultati merenja nivoa prijemnog signala opsluujue i susednih elija, kao i rezultati merenja greaka u prenosu podataka. Na osnovu rezultata merenja kontroler baznih stanica (BSC) donosi odluku o hendoveru. Kada je odluka o hendoveru doneta, sistem obavetava mobilnu stanicu o eliji i kanalu na kome e komunikacija biti nastavljena.

Handover 2 osnovna razloga za handover-om su sledea:Prelazak mobilne stanice iz jedne u drugu eliju ili prelazak iz sektora u sektor elije. Udaljavanjem MS od BTS signal koji ona prima kontinualno postaje slabiji, sve dok ne padne ispod minimalnih zahteva potrebnih za komunikaciju. Takoe, greka (Error Rate) pri komunikaciji moe porasti i usled interferencije ili usled prevelikog rastojanja od BTS (max. 35 km) - svi ovi efekti mogu umanjiti kvalitet radio linka i onemoguiti radio transmisiju. MSC ili BSC mogu odluiti da je saobraaj u jednoj eliji preveliki, pa prebacuju neke MS u elije koje su manje optereene (naravno ako je to mogue), pa stoga handover moe posluiti za balansiranje intenziteta saobraaja.

Handover procedura

Vrste handover-a u GSM sistemuPostoje 4 razliita tipa handover-a u GSM-u: Intra-elijski handover: Promena nosee frekvencije (kanala, tj. vremenskih slotova) u okviru iste elije kada se ustanovi da je su usled uskopojasne interferencije prevelike smetnje na datoj frekvenciji. Inter-elijski, intra-BSC handover: Ovo je najei tip handover-a, deava se kad MS prelazi iz elije u eliju, pri emu su elije pod kontrolom istog BSC-a. U ovom sluaju, BSC izvrava handover , dodeljivanjem novog radio kanal u novoj eliji i oslobaanjem starog kanala. Inter-BSC, intra-MSC handover: Deava se kad MS prelazi u eliju koja je pod kontrolom razliitog BSC-a od tekue elije, pri emu su oba BSC-a pod kontrolom MSC-a. Ovde MSC kontrolie proces handovera. Inter- MSC handover: Deava se pri prelasku u eliju koja je pod kontrolom drugog MSC-a. u ovom sluaju oba MSC-a uestvuju u procesu kontrole handover-a.

Prva dva tipa handover-a se odvijaju pod kontrolom BSC-a na ijoj teritoriji se odigrava handover. MSC-a pri tome ne igra nikakvu ulogu ve se samo obavetava o kompletiranju handover-a.

Proces prenosa signala u GSM sistemuGMSK modulacija: Gausovska MSK (Minimum Shift Keying)

Obrada govornog signalaJedan od osnovnih zadataka mobilne stanice je da konvertuje analogni govorni siganl u digitalni A/D konverzija govora se vri primenom impulsne kodne modulacije (PCM, Pulse Code Modulation) koja se sastoji iz 3 koraka:Vremensko odabiranje (semplovanje)KvantizacijaKodovanje

OdabiranjeOdabiranje podrazumeva uzimanje uzorka analognog signala u odreenim vremenskim trenutcima.Preciznost pretvaranja analognog signala u digitalni signal zavisi od toga koliko esto se uzorci uzimaju (frekvencija odabiranja)Teorema odabiranja govori da ukoliko elimo da reprodukujemo analogni signal bez izoblienja, onda neophodna frekvencija odabiranja fs treba da bude barem dva puta vea od max frekvencije u spektru analognog signala fm , tj.:

KvantizacijaU ovom procesu se amplitudi odabiranog signala dodeljuje vrednost iz skupa konanih vrednosti, i tom prilikom se unosi greka (um) kvantizacije

KodovanjeKodovanje podrazumeva konvertovanje kvantizovane vrednosti u binarnu sekvencu U GSM-u se koristi 13 bita za kvantizaciju (to odgovara vrednosti 2^13=8192 )Na primer vrednost 2157 odgovara sledeoj povorci bita: 0100001101101

Obrada govornog signala: korak 1A/D KonverzijaAnalogni govorni signal se odabira sa uestanou od 8kHzSvaki odbirak se koduje sa 13 bita to na izlazu daje brzinu od 8 x 13 = 104 kb/s

Obrada govornog signala: korak 2Kodiranje govoraZa kodiranje govora koristi se LP-RPE (Linear Predictive Encoding with Regular Pulse Excitation) koder koji na izlazu daje protok od 260 bita / 20ms = 13 kbit/s (u praksi se koriste brzine od 12kb/s, 9.6kb/s, 6 kb/s, 4.8kb/s i 2.4kb/s

Obrada govornog signala: korak 3Zatitno (kanalno) kodovanje i InterlivingZatitno kodovanje dodaje zatitne bite, na osnovu kojih se mogu detektovati i ispraviti greke.Prilikom zatitnog kodovanja dodaju se redundantni (zatitni) biti, koji e omoguiti dekoderu da odredi da li u poruci postoje pogreni biti, i ukoliko je u stanju, i da ih ispravi.to je vie zatitnih bita, vea je mogunost otkrivanja i korekcije greke, ali je i manja koliina prenetih informacija.Umesto 260 bita / 20 ms, posle zatitnog kodovanja dobija se 456 bita / 20 ms = 22.8kbit/s.Interliving premeta redosled bita,tako da se u sluaju smetnje izbegne niz oteenih bita.

Obrada govornog signala: korak 3InterlivingBitske greke se jako esto dogaaju u sekvencama, usled dubokog fedinga i pokrivaju vie uzastonih bita. Kanalno kodovanje je efikasno u sluaju malog broja uzastopnih greaka, ali ne i za due nizove pogrenih bita kada je vrlo teko uraditi korekciju greaka.Usled toga je uveden interliving koji razbija grupu uzastopnih greaka na pojedinane greke Interliving unosi kanjenje u obradi signala na predaji i na prijemuNa predaji se radi interliving, tj. ueljavanje bita, a na prijemu se radi inverzna operacija, tj. deintreliving, kojom se biti raeljavaju i vraaju u originalni redosled

Interliving

Obrada govornog signala: korak 4Formiranje BURST-aPomenutih 456 bita se pakuje u 4 BURST-a po 114 (informacionih) bita u 2 bloka po 57 bita.Svaki burst sastoji se od ukupno 148 bita dobijenih tako to se informacionim bitima dodaje tzv.trening sekvenca (26 bita) za potrebe sinhronizacije, granini biti i zatitna margina (8.25bita), tako da na izlazu imamo 33.75 kbit/s, odnosno 270 kbit/s za 8 vremenskih slotova (po jednom RF nosiocu)

Radio Interejs u GSM-u

Geografska struktura GSM celularne mree

elijaelija - osnovna jedinica elijskog sistema i definie se kao zona pokrivanja jedne bazne stanice. Razliite elije u mrei se identifikuju pomou globalnog identifikacionog broja elije CGI (Cell Global Identity - CGI). GSM je projektovan za brzine kretanja MS manje od 250 km/h i maksimalno kanjenje usled viestruke propagacije jednog kanala manje od 16 s, na osnovu ega maksimalna dimenzija elije iznosi 35 km (praktino najvie do 10 km zbog ogranienja u pogledu slabljenja signala).

Zona lokacije (Location Area LA)Zona lokacije (LA) - definisana je grupom elija. Zona lokacije je deo mree u kojem se pretplatnik moe slobodno kretati bez potrebe da mrei prijavljuje svoj poloaj. Sistem koristi zonu lokacije kako bi pronaao pretplatnike u aktivnom stanju.

Zona lokacije (Location Area LA)Razliite zone lokacije se u mrei identifikuju korienjem LAI (Location Area Identity) broja (identiteta oblasti lokacije)

Servisna zona MSC/VLRServisna zona MSC/VLR - Vie lokacijskih zona (LA) je obuhvaeno jednom servisnom zonom MSC/VLR (MSC/VLR Service Area).Ova zona predstavlja geografsko podruje koje opsluuje jedan MSC. Put kojim se poziv rutira do pretplatnika prolazi kroz MSC/VLR podruje u kojem se pretplatnik trenutno nalazi.Po prijavljivanju mobilne stanice u mreu, njeni podaci se uvaju u bazi podataka VLR. MSC i VLR se mogu, ali i ne moraju, nalaziti u istom voru (u praksi ei je sluaj da su locirane zajedno).

Podruje javne zemaljske mobilne mreePodruje javne zemaljske mobilne mree (Public Land Mobile Network Service Area PLMN Service Area) - pokriva geografsku zonu koju opsluuje jedan mreni operator.Zona PLMN se definie kao zona koju operator pokriva radio signalom i u kojoj je mogue pristupiti mrei.

Zona GSM servisaZona GSM servisa obuhvata kompletno geografsko podruje u kome mobilni pretplatnik moe pristupiti mrei. Ova zona prelazi granice PLMN podruja pod uslovom da su razliiti operatori sklopili ugovor o saradnji. to je njih vie, to je i zona GSM servisa vea.

Servisi u GSM mrei Telekomunikacioni servisi u GSM mrei se mogu podeliti na osnovne i dopunske servise. Osnovni servisi su dostupni svim pretplatnicima PLMN mree, dok su dopunski dostupni na bazi pretplate. Osnovni servisi su podeljeni u 2 glavne kategorije:servisi prenosa teleservisi.

Servisi prenosa Servisi prenosa predstavljaju komunikacije izmeu odreenih pristupnih taaka mree. Ovi servisi obuhvataju Prenos govora redukovanog kvaliteta i paketski prenos podataka, asinhroni i sinhroni prenos podataka brzinom do 9.6 kbit/s,Prenos saobraaja ka PSTN mreiPrenos saobraaja ka ISDN mrei

Teleservisi Teleservisi omoguuju mobilnom pretplatniku komunikaciju sa drugim pretplatnikom putem glasa, podataka ili SMS (Short Messages Service - SMS) poruka. U teleservise spadaju:Prenos govora (telefonija) - najvaniji servis u GSM mrei. Hitni poziviFaksimil grupe 3Servis kratkih porukaServisi zajednikih poruka Govorna i faks pota

Dopunski servisi Dopunske usluge su dostupne mobilnim pretplatnicima samo putem pretplate. Dopunske usluge su nastale modifikovanjem i dopunom teleservisa i servisa prenosa. Preusmeravanje pozivaUsluga koja omoguava mobilnom pretplatniku da dolazei poziv preusmeri na drugi broj (koji je pretplatnik unapred definisao) u sledeim sluajevima:mobilna stanica nije dostupna,mobilna stanica zauzeta,mobilna stanica ne odgovara ibezuslovno preusmeravanje.

Dopunski servisiOgranienje pozivaOgranienje poziva omoguava mobilnom pretplatniku da sprei odreene pozive. Postoje dve vrste ogranienja:ogranienje slanja poziva postoji mogunost ogranienja slanja svih vrsta poziva, ogranienja slanja meunarodnih poziva i ogranienja slanja svih vrsta poziva osim onih upuenih matinoj PLMN i ogranienje prijema poziva postoji mogunost ogranienja prijema svih vrsta poziva i ogranienja prijema svih poziva kada se mobilni pretplatnik kree van matine PLMN mree.Dobra strana ogranienja pojedinih vrsta poziva jeste mogunost da se ne prihvate pojedini pozivi, jer se u nekim sluajevima mobilnom pretplatniku naplauje i deo dolaznog poziva, na primer tokom meunarodnog rominga.

Dopunski servisiObavetenje o ceniUsluga obavetavanja o ceni AoC (Advice of Charge - AoC) omoguava mobilnom pretplatniku da proceni koliko e kotati poziv. Informacije su dostupne prilikom uspostavljanja veze, tokom poziva (kada se poziv upuuje sa mobilne stanice) ili za roming deonicu (kada se poziv zavrava na mobilnoj stanici). Zadran pozivPoziv koji je u toku moe biti zadran kako bi se odaslao novi ili prihvatio dolazei poziv. Veza sa zadranim pozivom moe biti ponovno uspostavljena po zavretku novog poziva.

Dopunski servisi Poziv na ekanjuOvom uslugom se obavetava zauzeti mobilni pretplatnik o njemu upuenom pozivu, koji moe da prihvati, odbije ili ignorie. Dolazei poziv moe biti bilo kog tipa osnovne usluge, ali obavetenja nema (usluga ne vai) za hitne pozive i servis kratkih poruka.Multipozivni servisUsluga kojom se veza istovremeno uspostavlja sa 3-6 pretplatnika. Mobilni pretplatnik, koji je aktivan na jednom pozivu moe, na primer, zadrati taj poziv, napraviti dodatni poziv treem, prebaciti se sa jednog na drugi, ili da udrui dva poziva zajedno u konverzaciju.

Dopunski servisi Usluga identifikacije dolazeeg pozivaOve dodatna usluga se odnosi na identifikaciju i/ili zabranu identifikacije dolazeeg poziva. Pozvanom pretplatniku se prikazuje ISDN ili MSISDN (Mobile Subscriber ISDN - MSISDN) broj pozivaoca. Usluga zabrane identifikacije omoguuje pozivaocu da zabrani prikazivanje identifikacije na drugoj strani veze. Zabrana ima prioritet nad identifikacijom.

Dopunski servisiUsluga identifikacije pozvanog brojaOvom uslugom se pozivaocu ini dostupnim broj pozvane stranke. Usluga je korisna kada se poziv prosleuje ili ako se povezuje preko centrale sa lokalima (kune centrale). Zabrana i u ovom sluaju ima prioritet. Zatvorene grupe korisnikaUsluga kojom se omoguuje grupi korisnika PLMN/ISDN mree da formiraju grupe kojima je pristup ogranien. Usluga omoguava grupama korisnika da samo meusobno komuniciraju.

Dopunski servisi Signalizacija jednog korisnika drugom korisnikuSignalizacija jednog korisnika drugom korisniku omoguava mobilnom pretplatniku da poalje ili primi ogranienu koliinu informacija od strane drugog korisnika preko signalnog kanala.

Parametri GSM sistema

Evolucija GSM servisaGSM faza 1: prenos govora protoka do 9,6 kb/s; prenos govora (Full Rate Speech) je bio od centralne vanosti. Prenos podataka je definisan protocima od 0.3 do 9.6 kbps. Samo nekoliko dopunskih servisa (prosleivanje i zabrana poziva) je podrano u ovim standardima. GSM faza 2: prenos govora i podataka; dopunski servisi poredivi sa servisima koje nudi fiksna digitalna mrea sa integrisanim servisima ISDN odluka da se obezbedi kompatibilnost svih prethodnih faza sistema sa svim buduim fazama evolucije GSM sistema.GSM faza 2+ (2,5 G HSCSD, GPRS,EDGE): vei protoci, povezivanje sa drugim mreama, novi servisi, aplikacije inteligentne mree; pruanje novih servisa za prenos podataka sa visokim binarnim protocima, aplikacije inteligentne mree (IN) kao i povezivanje sa drugim mreama, posebno onim paketskog tipa.

Evolucija GSM sistema/servisa

Evolucija GSM-a ka 3G sistemimaGSM sistem je doiveo izmene u vidu novih sistema koji predstavljaju korak blie sistemima tree generacije (2.5G).HSCSD (High Speed Circuit Switched Data)GPRS ( General Packet Radio Service ) EDGE (Enhanced Data-rates for Global Evolution)

Evolucija GSM servisa2nd Generation Data transmission rate standardized with only 9.6 kbit/s advanced coding allows up to 14,4 kbit/snot enough for Internet and multimedia applications

2.5 Generation HSCSD (High Speed ckt Switched data)Data rate : 57.6 Kbps GPRS (General Packet Radio service)Data rate: 14.4 - 115.2 Kbps (8*14.4)EDGE (Enhanced data rate for GSM Evolution)Data rate: 384 Kbps 3 GenerationWCDMA(Wide band CDMA)Data rate : 0.384 2.0 Mbps

HSCSD (High Speed Circuit Switched Data)1999. godinePrenos podataka se vri komutacijom kolaBrzina prenosa podataka do max. 57.6 Kb/s, odnosno 64 Kb/s ukoliko se koriste filtriranje i kompresija Prenos podataka obavlja se istovremenim korienjem nekoliko vremenskih slotova (obino 4) pri emu se koristi dinamika alokacija vremenskih slotovaHSCSD ima jako dobre mogunosti rada u realnom vremenu pa je pogodan, na primer za video konferencije. On garantuje kvalitet prenosa, jer ima dodeljen ceo komutacioni kanal, tako da je pogodan za aplikacije osetljive na kanjenje. Ovaj sistem se na jednostavan nain dograuje na postojeu GSM strukturu, samo softverski. Medjutim, u odnosu na GPRS ima brojne nedostatke (loije korienje resursa mree) pa je trenutno mnogo manje zastupljen.

GPRS Opti servis za paketski prenos podataka radio putem

GPRS (General Packet Radio Service)

GPRS (General Packet Radio Service)Uveden 2000. godineGPRS sistem predstavlja ekstenziju arhitekture GSM mree. Koristi se postojea struktura GSM-a i isti radio interfejs. Prenos podataka na principu paketske komutacije - efikasnije korienje spektra.U ovom sistemu se uspostavlja IP konekcija sa kraja na kraj, izmeu MS i ISP (Internet Service Provider) servera. Teorijska brzina prenosa (u zavisnosti od primenjene kodne eme) je do 171.2kb/s (uz korienje 8 vremenskih kanala po 21.4kb/s)U praksi, brzina prenosa zavisi od vie faktora: karakteristika MS, zauzetosti resursa na radio interfejsu (broj raspoloivih vremenskih slotova), jaine signala, udaljenosti MS od BS. Omoguava se tarifiranje na osnovu koliine prenesenih podataka, a ne na osnovu trajanja veze

GPRS (General Packet Radio Service)Koristi se ista modulacija kao kod GSM (Gaussian Minimum Shift Keying)GPRS se veoma lako nadograuje na postojeu strukturu, uglavnom dodavanjem softvera koji podrava GPRS uz minimalne hardverske promene - potreban je odgovarajui hardverski dodatak BSC-u i softverski dodaci kod vie delova mree.GPRS je zasnovan na principu prenosa paketa podataka koji se ponavljaju sve dok ne stigne potvrda o ispravnom prijemu. Veoma malo novog hardvera je potrebno da bi se na postojeu GSM mreu dogradio GPRS. Poto GPRS sistem u prenosu podataka koristi paketsku komutaciju, paketski prenos podataka se odvija po IP backbone mrei i odvojen je od postojeeg GSM jezgra mree koje se koristi za saobraaj na principu komutacije kola. Potrebna su dva nova logika vora za podrku, koji izvravaju komutaciju paketskih podataka.

Arhitektura GPRS sistemaGPRS podsistem bazne stanice GPRS terminaliGPRS vorovi podrke GPRS interfejsi

GPRS podsistem bazne staniceBSC zahteva instalaciju hardverske opreme - jedinice za kontrolu paketa (PCU, Packet Controll Unit), kao i odgovarajuu sofversku nadogradnju. PCU obezbeuje fiziki i logiki interfejs za paketski saobraaj podsistemu bazne stanice. Na izlazu iz BSC saobraaj se razdvaja tako da govor ide ka MSC, a podaci ka novouvedenom servisnom voru za podrku SGSN, preko PCU. PCU opsluuje jedan BSC, odnosno postoji jedan PCU po BSC-u.Za BTS nije potrebna hardverska nadogradnja.

GPRS vorovi podrke (Support Nodes)SGSN (Serving GPRS Support Node) - GPRS servisni vor koji omoguava paketski radio interfejs preko postojee GSM mree. Ovaj vor isporuuje pakete mobilnim stanicama u okviru podruja opsluivanja GGSN (Gateway GPRS Support Node) - ulazni GPRS vor koji obezbeuje interfejs prema spoljnim IP paketskim mreama. Jedan GGSN moe da podrava vie SGSN.

Serving GPRS Support Node (SGSN)Funkcije:Zatita i autentifikacijaUpravljanje logikim linkovimaUpravljanje mobilnou (handover)Informacije o lokaciji pretplatnikaInformacije o naplatiInformacije o pretplatnikim profilimaPovezivanje sa ostalim elementima mree

Gateway GPRS Support Node(GGSN)Obezbeuje:Interfejs ka eksternim IP paketskim mreamaFunkcije povezivanja korisnika sa SGSN-omUpravljanje sesijom

Kodne eme Kod GPRS-a su definisane etiri razliite CS kodne eme.

Coding scheme1 slot2 slots3 slots4 slots5 slots6 slots7 slots8 slotsCS-19.0518.227.1536.245.2554.363.3572.4CS-213.426.840.253.66780.493.8107.2CS-315.631.246.862.47893.6109.2124.8CS-421.442.864.285.6107128.4149.8171.2

GPRS aplikacijeTaka taka i taka vie taaka servisiAplikacije: e-mailInternet chatTekstualne i vizuelne informacije Mirne slikePokretne slike Prenos fajlova (file transfer)Odreivanje lokacije vozilaElektronska trgovinaBankarsko poslovanje

Prednosti GPRS-aProirenje postojee GSM mree za podrku servisima prenosa podataka velikim brzinama,GPRS komunikacija je znatno jeftinija, obzirom da je tarifiranje zasnovano na koliini prenetih podataka, a ne na vremenu trajanja konekcije,Always on-line,Podrka bursty aplikacijama (e-mail, broadcast servisi, pretraivanje...)

Ogranienja GPRS sistemaOgranien kapacitet elije govorni i GPRS pozivi koriste iste mrene resurse; ono to se koristi u jednu svrhu nemogue je koristiti i u drugu; zavisi od broja vremenskih slotova koji su rezervisani za iskljuivu GPRS upotrebuProtoci su mnogo manji - u stvarnosti max je oko 53.6 kb/s uz primenu kodne eme 2, a realno 20-30 kb/s ( max protok od 171.2 kb/s samo kada bi jedan korisnik zauzeo svih 8 vremenskih slotova)Problem modulacije koristi se GMSK kao GSM a morae da se pree na 8PSK (EDGE i UMTS)Tranzitna kanjenja razliiti putevi paketa

EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution)Predstavlja prelaz ka 3G sistemima i irokopojasnim multimedijalnim uslugama baziranim na IP: prenos i snimanje zvuka i slike, multimedijalne poruke, irokopojasni pristup Internetu, mobilni e-mail .Poetak primene 2003EDGE moe biti posebno interesantan GSM operatorima koji jo uvek nemaju licencu za UMTS sisteme ali ele da ponude mobilnim korisnicima multimedijalne aplikacije. Takodje, EDGE sistemi mogu koegzistirati sa UMTS, npr. oni mogu da obezbede multimedijalne servise u redje naseljenim oblastima dok UMTS pokriva urbane hot spot-ove. U osnovnoj verziji, EDGE sistemi omoguavaju protok podataka od 384 kb/s, to je oko 3 x vie nego kod GPRS. Za EDGE se specificira maksimalni teorijski protok od 384 kb/s jer je ITU definisao ovu brzinu kao graninu da bi se ispunio IMT-2000 standard. Ovo odgovara 48 kb/s po vremenskom slotu, podrazumevajui terminal sa 8 vremenskih kanala.Medjutim, najnovijim standardima (iz 2007, Q4) uvedena je poboljana verzija EDGE koja omoguava bitske brzine do 1Mb/s.

EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution)EDGE tehnologija koristi istu TDMA strukturu, logike kanale, irinu kanala od 200kHz i frekvencijski opseg kao i GSM mree (800/900, 1800/1900MHz).U optem sluaju, uvoenje EDGE tehnologije zahteva promene na mobilnoj stanici (MS), baznoj stanici (BTS) i kontroleru bazne stanice (BCS), dakle kako sofversku tako i hardversku nadogradnju u delovima mree za komutaciju kola i paketsku komutaciju. To omoguava operatorima uvoenje ove tehnologije bez promene u strukturi mree i dobijanja novih licenci, a korisnicima lak prelazak na novu tehnologiju. Generalno, EDGE moe da prui tradicionalne GPRS servise sa veim protokom podataka, osiguravajui bolji QoS.Servisi koje podrava EDGE ukljuuju mobilni Internet, MMS, mobilna TV i video streaming, interaktivne igre i mogunost daljinskog pristupa.

EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution)EDGE uvodi novu tehniku modulacije i novi tip kanalskog kodiranja. Kod GSM se koristi GMSK (Gaussian minimum shift keying) modulaciona tehnika, koja je vrsta fazne modulacije. Jednim faznim stanjem (jednim simbolom) prenosi se jedan bit.Kod EDGE sistema, pored GMSK, koristi se novi tip modulacije, 8-PSK modulacija (8-phase shift keying), za 5 od ukupno 9 modulacionih i kodnih ema. Karakteristika 8-PSK modulacije je da ona ima 8 faznih stanja. Jednim faznim stanjem (jednim simbolom, tj. svakom promenom faze nosioca) mogue je predstaviti 3 bita. Iz ovoga je jasno da je bitska brzina tri puta vea od one koja se nudi kod GSM / GPRS sistema.EDGE koristi algoritam za adaptaciju bitske brzine koji prilagodjava modulacionu i kodnu emu, a samim tim i bitsku brzinu, zavisno od trenutnih uslova pri prenosu.

Brzine prenosa i tehnike modulacija

EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution)Sa druge strane, 8-PSK modulacija je manje otporna na uticaj umova i smetnji. Pod loim uslovima prostiranja to moe dovesti do veih greaka na prijemu. Zato se primenjuje kodovanje koje uvodi dodatne (redundantne) bitove u cilju korekcije greaka na prijemu. EDGE kodne eme su meavina GMSK i 8PSK kodnih ema. U stvari, za GPRS su razvijene 4 razliite kodne eme, koje su prilagodjene za razliite uslove prostiranja signala, a za EDGE je definisano ukupno 9 kodnih ema. Kod EDGE je nainjeno poboljanje u smislu mogunosti da se paket koji zbog nekih smetnji nije valjano dekodovan, retransmituje koristei drugu, pogodniju kodnu emu. Ovo nije mogue kod GPRS-a.

GPRS vs EDGE * Bitska brzina za korisnika je manja od bruto bitske brzine zbog toga to kod bruto protoka postoje tzv. hederi paketa podataka. Bruto bitska brzina po jednom vremenskom slotu je 69,2 kb/s, to je tri puta vee od od bruto bitske brzine po jednom vremenskom slotu u GSM-u, koja je 22,8 kb/s.

EDGE kanaliKod EDGE postoje 4 tipa kanala (vremenskih slotova): Kanal za GSM govor i GSM podatke na principu komutacije kola, Kanal za GPRS paketski komutirane podatke,Kanal za GSM govor, podatke koji se prenose komutacijom kola i poboljanom komutacijom kola (Enhanced CSD - ECSD),Kanal za EDGE paketske podatke (EGPRS), koji dozvoljava simultano meanje GPRS i EDGE korisnika.

EDGE kanaliDok standardni GSM primopredajnici podravaju jedino kanale tipova 1 i 2, EDGE podrava sva etiri tipa. Fiziki kanali se dinamiki dodeljuju prema mogunostima terminala i potrebama u eliji. Na primer, ako je nekoliko pretplatnika koji koriste uslugu govora aktivno, broj tipova kanala 1 e porasti na raun GPRS i EDGE kanala.

Implementacija EDGE tehnologijeU EDGE-u je zadrana ista irina frekvencijskog spektra od 200 kHz. Pod pretpostavkom da je ve implementiran GPRS, potrebno je izvriti hardverske izmene u radio delu (baznim stanicama i kontrolerima baznih stanica). Kod EDGE sistema bazne stanice moraju da imaju novu primopredajnu jedinicu koja podrava EDGE modulaciju, tj. pored standardnog GSM primopredajnika, moraju da imaju i EDGE primopredajnik.Takodje, moraju da imaju novi softver koji e omoguiti odgovarajui protokol za prenos paketa podataka. GPRS i EDGE imaju razliite protokole u delu baznih stanica, dok se u preostalom delu mree koriste isti protokoli. Najee je potrebno i izvesno replaniranje mree (snaga,pokrivenost, raspodela frekvencija, upravljanje GSM kanalima).

Implementacija EDGE tehnologijeZbog jednostavne nadgradnje, EDGE se moe uvesti uz relativno male investicije i za kratko vreme. Veoma je vano da se EDGE-a moe uvoditi postepeno. U poetku uvoenja EDGE primopredajnici dopunjavaju standardne GSM primopredajnike u onim elijama u kojima se zahteva pokrivanje EDGE signalom. Na taj nain postoji koegzistencija GSM, GPRS i EDGE korisnika u istom frekvencijskom opsegu. Da bi se minimizirali napori i trokovi operatora, implementacija EDGE-a ne bi trebalo da zahteva velike modifikacije radio-mrenog plana