Global System for Mobile communications (GSM)
-
Upload
erin-fletcher -
Category
Documents
-
view
57 -
download
0
description
Transcript of Global System for Mobile communications (GSM)
Global System for Mobile communications (GSM)
• GSM je najrasprostranjeniji digitalni komunikacioni sistem koji se danas koristi i spada u mobilne komunikacione mreže druge generacije (2G).
• GSM je osmislila grupa formirana 1982. godine sa zadatkom da razvije standard za Pan-evropsku celularnu mobilnu mrežu, a prva komercijalna GSM mreža podignuta je 1992. godine.
• Sistem je trebao da zadovolji sljedeće kriterijume:- Dobar subjektivni kvalitet prenešenog govora,- Niska cijena terminala i usluga,- Podrška međunarodnom roaming-u,- Mogućnost upotrebe džepnih terminala,- Podrška širokom dijapazonu novih servisa,- ISDN kompatibilnost.
Karakteristike fizičkog sloja GSM mreže
Višestruki pristup TDMA/FDMA
Tip dupleksa FDD
Širina kanala 200 kHz
Broj korisnika po kanalu 8
Digitalni protok po korisniku 13 kb/s
Modulaciona tehnika (glas) GMSK (BT=0.3)
Digitalni protok po kanalu (uplink/downlink)
270.833 kb/s
Udio zaglavlja u frame-u 27 %
Spektralna efikasnost 1.35 b/s/Hz
Tip ekvilajzera Adaptivni
• Mobilna stanica - MS (Mobile Station)
• Podsistem bazne stanice - BSS (Base Station
Subsystem)
• Mrežni i komutacioni podsistem - NSS (Network
and Switching Subsystem)
• Podsistem upravljanja i podrške - OSS
(Operation and Support Subsystem)
Arhitektura GSM mreže(glavni elementi)
Mobile Station (MS)
MS se sastoji od dva glavna elementa:• Mobile Equipment or Terminal
Mobilna stanica je prenosni (20W ili 8W) ili mobilni terminal (2W ili 0,8W), tj. oprema pretplatnika kojoj se pridružuje jedinstvena hardverska identifikacija (IMEI - International Mobile Equipment Identity).
• Subscriber Identity Module (SIM) SIM je “pametna”kartica koja se ubacuje u mobilni terminal i koristi se za identifikaciju specifikacija korisnika koje se odnose na njegovu adresu i tip servisa koji se opslužuje. Zaštićena je četvorocifrenim PIN (Personal Identification Number) kodom. SIM kartica sadrži IMSI (International Mobile Subscriber Identity) broj korisnika.
BSS se sastoji od dva glavna elementa:• Base Transceiver Station (BTS)
Bazna stanica se sastoji od jednog ili više primo-predajnika (uključujući kombajnere i druge elemente) i antenskog sistema koji omogućuju vezu sa mobilnim stanicama. Javlja se u jedno ili više-sektorskoj konfiguraciji, pri čemu svaki sektor može da predstavlja zasebnu ćeliju.
• Base Station Controller (BSC)Kontroler baznih stanica (BSC) upravlja resursima više BTS-ova. Primarna funkcija BSC-a je uspostavljanje i održavanje poziva, a vrši i funkcije dodjele kanala, kontrole kvaliteta veze, kontrole snage, signalizacije, kontrole opšteg saobraćaja, odluke o frekvencijskom skakanju i handover-u.
Base Station Subsystem (BSS)
Network and Switching Subsystem (NSS)
• NSS se sastoji od jednog hardverskog i četiri softverska elementa.
• Hardverski elemenat NSS-a je Mobile services Switching Center (MSC)
Mobilni komutacioni cenar vrši funkciju centrale u GSM mreži i
obezbjeđuje konekciju sa drugim mrežama. Ta konekcija se ostvaruje
preko Gateway Mobile services Switching Center (GMSC) koji
predstavlja interfejs između GSM i PSTN, odnosno PLMN (Public
Land Mobile Network) mreža.
• Softverski elementi NSS-a su:
- Home Location Register (HLR)
HLR je baza podataka u kojoj se čuvaju podaci o korisnicima kao što su adresa, tip usluge, trenutna lokacija, stanje na računu i dr. Jedan HLR može da opslužuje više MSC-ova.
- Visitor Location Register (VLR)
VLR je dinamička baza podataka koja se pridružuje svakom od MSC-a. U njemu se smeštaju informacije vezane za MS koje se trenutno nalaze u geografskoj oblasti koju kontroliše taj MSC.
Network and Switching Subsystem (NSS)
- Authentication Center (AuC)AuC je zaštićena baza podataka, koja se pridružuje svakom HLR-u, i koja sadrži kopije tajnih ključeva za autorizaciju svih postojećih SIM kartica, koji se koriste za proveru autentičnosti i kodovanje radio kanala. On takođe sadrži algoritme za autorizaciju i kriptovanje.
- Equipment Identity Register (EIR)EIR sadrži bazu podataka sa listom svih validnih mobilnih terminala u mreži, gde je svaka mobilna stanica identifikovana svojim IMEI brojem.
Network and Switching Subsystem (NSS)
Operation and Support Subsystem (OSS)
• OSS je povezan sa svim elementima NSS-a i sa
BSC-om i vrši kontrolu i monitoring GSM mreže.
Takođe, vrši kontrolu saobraćajnog opterećenja
BSS-a.
• Često se označava kao OMC (Operation and
Maintenance Center)
Interfejsi u GSM mreži
• Um (Radio)-Interface ---- između MS-a and BSS-a• Abis-Interface ---- između BTS-a i BSC-a• A-Interface ---- između BSC-a i MSC-a• B-Interface ---- između MSC-a i VLR-a• C-Interface ---- između MSC-a i HLR-a• D-Interface ---- između HLR-a i VLR-a• E-Interface ---- između MSC-ova• F-Interface ---- između MSC-a i EIR-a
GPRS
• GPRS (General Packet Radio Service) predstavlja nadgradnju GSM sistema u cilju omogućavanja data servisa.
• Osnovna razlika izmedju GSM-a i GPRS-a je u tome što GSM koristi tehniku sa komutacijom kola (circuit switching) dok GPRS koristi paketsku komutaciju (packet switching).
• Kod GPRS mreža prenos podataka je zasnovan na paketskoj komutaciji, dok je prenos govora baziran na konceptu komutacije kola.
• Teorijski GPRS može da obezbijedi binarni protok od 115 kb/s.
Novi mrežni čvorovi kod GPRS-a
• Gateway GPRS Support Node (GGSN)GGSN predstavlja tačku pristupa spoljnoj mreži za prenos podataka i vrši funkciju rutiranja paketa ka tekućoj lokaciji mobilnog korisnika. Zbog ovoga GGSN mora da ima pristup HLR-u sa ciljem da dobije informaciju o lokaciji mobilnog korisnika kome se prosleđuje paket.
• Serving GPRS Support Node (SGSN)SGSN opslužuje potrebe mobilne stanice i zadužen je za upravljanje radom MS-a sa tačke gledišta mobilnosti.
Novi mrežni čvorovi kod GPRS-a
• Packet Control Unit (PCU)Glavna funkcija PCU bloka je usmeriavanje prenosa govora ka MSC-u, odnosno prenosa paketa prema SGSN-u.
• GPRS register (GR)
GR obavlja funkciju HLR-a za data servise.
• SGSN location register (SLR)SLR obavlja funkciju VLR-a za data servise.
Mobilne mreže treće generacije (3G)
Cilj 3G mreža je objedinjavanje voice, data, multimedijalnih i interaktivnih servisa kroz jedinstvenu mrežu.
UMTS opsezi
1850 1900 1950 2000 2100 2150 2200
1885 1980 2010 2025 2110 2170
IMT-2000 IMT-2000MSS MSS
MSS MSS
MSS MSS
GSM1800
DE
CT
TD
D
TD
D
FDD-UL FDD-DL
PCS Reserved
MD
S
UMTS-FDD: 1920 - 1980 MHz (uplink) / 2110 - 2170 MHz (downlink)UMTS-TDD: 1900 - 1920 MHz + 2010 - 2025 MHz
NorthAmerica
Europe/Asia Pacific
ITU-T
MHz
1920
Karakteristike fizičkog sloja UMTS mreže
Višestruki pristup (Widebend) CDMA
Tip dupleksa FDD/TDD
Širina kanala 5 MHz
Chip rate 3,84 Mchip/s
Digitalni protok prema korisniku 384 kb/s (izvorni UMTS)1,8 Mb/s do 14.4 Mb/s
(HSxPA)
Modulacija QPSK (16QAM, 64QAM)
• Oprema korisnika – UE (User Equipment)UE predstavlja korisnički terminal koji može biti moilni terminal, PDA uređaj ili računar
• Podsistem radio mreže – RNS (Radio Network Subsystem)
• Mrežno jezgro – CN (Core Network)
Arhitektura UMTS mreže(glavni elementi)
Radio Network Subsystem
• Podsistem radio mreže (RNS) je interfejs između korisničke opreme (UE) i jezgra mreže (CS)
• RNS predstavlja radio-pristupni dio UMTS mreže i često se označava sa UTRAN (UMTS Radio Access Network)
• RNS se satoji od dvije glavne komponente:- Kontrolera radio mreže (RNC – Radio Network
Controler) koji obavlja slučnu funkciju kao BSC u GSM mreži
- Node-ova B (UMTS primo-predajne bazne stanice)
Core Network
• Obzirom da se kod UMTS mreža koristi komutacija kola za govorni saobraćaj, a komutacija paketa za saobraćaj podataka, slično kao kod GPRS mreža, UMTS jezgro mreže je podijeljeno na dva logička i funkcionalna dijela:
- Elementi za komutaciju kola (Circuit switched elements),
- Elementi za komutaciju paketa (Packet switched elements).
• Elementi u oba domena (MSC, GMSC, GGSN, SGSN, HLR, AUC, EIR) obavljaju slične funkcije kao u GSM/GPRS mreži.