Новости

GSM ұялы байланыс стандарты

Работа добавлена:






GSM ұялы байланыс стандарты на http://mirrorref.ru

КІРІСПЕ

Қазақстанныңұялы байланыс операторы GSMҚазақстан — Қазақстанның байланыс нарығындағы GSM-900 стандарты бойынша көш бастаушы оператор. Компания 1998ж. құрылып, Kcell және Actіv сауда белгілерімен жұмыс істеп келеді. Қазақстан Республикасының 1058 қаласы мен елді мекенінде Kcell ұялы байланысының қызметтері көрсетіледі, ол негізгі автомагистралдардың 85%-ын қамтыған. Базалық станциялар халықтың 66%-ы тұратын аумағында сигналдың сапалы қабылдануы мен жеткізілуін қамтамасыз етеді. Kcell 113 елдің 236 операторымен автоматты роуминг, 32 елдің 48 операторымен GPRS-роуминг қызметімен байланысқан. Қазақстанда сондай-ақ, Bеelіne, Pathword, Neo, т.б. байланыс жүйелері қызмет көрсетеді

Ұялы байланыс желілері өз атауын ұйымдастырудың ұялық принциптеріне сәйкес алған. Осыған сәйкес қызмет көрсету аймағы (қала территориясы немесе регион) ұяшықтардың кейбір стандартына бөлінеді. Ұяшықтарда әдетте дұрыс алтыбұрыш түрінде бейнелейді, себебі бұлар аралардың ұяшықтарына ұқсағандықтан бұл жүйені біз ұялы деп атаймыз. Желінің ұялы құрылымы жиіліктерді екінші реттік қолдану негізімен тікелей байланысты. Осыған байланысты бірдей жиіліктер бір-бірінен белгілі бір ара қашықтықта орналасқан ұящықтарда қайталануы мүмкін.Әрбір ұяшықтың центрінде негізгі базалық станция орналасқан(БС). Бұл БС өз ұяшығының шегінде барлық жылжымалы станцияларға қызмет етеді.     

 Байланыс станциялардың арналардың коммутациясы коммутация центрінде жүзеге асады (КЦ). Бұл УПАТС немесе ақырғы құқықтары негізінде ортақ қолданыстағы телефондық желіге (ОҚТС) қосылады.Шын мәнінде ұяшықтар қатаң геометриялық пішінде болмайды. Ұяшықтардың шынайы шекаралары дұрыс емес қисық түрінде болады .Олар радиотолқындардың өшуі мен таралу шарттарына тәуелді. Демек, қызмет ететін террмoторияның жерінің рельефіне салулардың тығыздығына және басқа факторларға тәуелді. Сонымен қатар, сенімді қабылдаудың зонасының шегінде сигналды қабылдауға мүмкін болмайтын облыстарда болады(көлеңке аймақтар). Осыған сәйкес базалық станцияның орналасуы ұяшық центрімен шамамен ғана сәйкес келеді. Бұны бірмағыналықпен анықтау қиынға соғады. Егер базалық станция бағытталған антенналарды қолдамаса, онда БС ұяшық шекараларында болады.

Цифрлық жүйедегі ұялы байланыс (мысалы GSM)”базалық станциясының жүйесі” (БСЖ) деген мағына қолданылады. Бұған базалық станцияларының контролері (БСК) кіреді және бірнеше базалық қабылдау берілістер станциялары (БҚБС) кіреді.Бір контроллер бірнеше БҚБС-ті басқара алады және келесі функцияларды орындайды: радиоканалдардың таратып үлестірулерін басқарады, қосылыстарды бақылап, кезектерін ретке келтіріп отырады.

  1. GSMұялы байланыс стандарты

  1. Ұялы байланыс жүйесінің құрылу принциптері

Ұялы байланыс желілері өз атауын ұйымдастырудың ұялық принциптеріне сәйкес алған. Осыған сәйкес қызмет көрсету аймағы (қала территориясы немесе регион) ұяшықтардың кейбір сандартына бөлінеді. Ұяшықтарда әдетте дұрыс алтыбұрыш түрінде бейнелейді, себебі бұлар аралардың ұяшықтарына ұқсағандықтан бұл жүйені біз ұялы деп атаймыз. Желінің ұялы құрылымы жиіліктерді екінші реттік қолдану негізімен тікелей байланысты. Осыған байланысты бірдей жиіліктер бір-бірінен белгілі бір ара қашықтықта орналасқан ұящықтарда қайталануы мүмкін.

Әрбір ұяшықтың центрінде негізгі базалық станция орналасқан(БС). Бұл БС өз ұяшығының шегінде барлық жылжымалы станцияларға қызмет етеді. Абонент бір ұяшықтан басқа ұяшыққа орын ауыстырған кезде бір байланыс станциясынан басқа байланыс станциясы оған қызмет көрсете бастайды. Байланыс станциялардың арналардың коммутациясы коммутация центрінде жүзеге асады (КЦ). Бұл УПАТС немесе ақырғы құқықтары негізінде ортақ қолданыстағы телефондық желіге (ОҚТС) қосылады.

1-cурет. Көпұялы жүйе құрылымы

Бір ортақ ұяны қоршайтын ұялар жүйесін кластер(Cluster) деп атайды.Үлкен жүйенің кластерлерге бөлінуінің себебі бір кластердің жиіліктерінің басқа кластерлерде қолданылуында. 3, 4, 7, 9 және 12 ұялардан тұратын кластерлер қолданылады.Жетіұялы жүйе стандартты болып есептеледі.Жылжымалы байланыс жүйесінде қолданылатын жиіліктер диапазоны онша үлкен болмайды және кластерлердің ішінде орналасады.Әр үядағы пайдаланушылар санын (жүйе сыйымдылығын) ұлғайту үшін жиілікті жобалау кезінде бүкіл бөлінген жиіліктер диапазонының тек бір ғана бөліктерін бөліп алады.Осындай жолмен, бір кластердің жиіліктері басқа кластерлерде қолданыла алады.Мысалы, бірдей жиіліктер ұяларда 1.1. суретіндегідей бірдей сандармен бола алады.

Шын мәнінде ұяшықтар қатаң геометриялық пішінде болмайды. Ұяшықтардың шынайы шекаралары дұрыс емес қисық түрінде болады. Олар радиотолқындардың өшуі мен таралу шарттарына тәуелді. Демек, қызмет ететін террмoторияның жерінің рельефіне салулардың тығыздығына және басқа факторларға тәуелді. Сонымен қатар, сенімді қабылдаудың зонасының шегінде сигналды қабылдауға мүмкін болмайтын облыстарда болады(көлеңке аймақтар). Осыған сәйкес базалық станцияның орналасуы ұяшық центрімен шамамен ғана сәйкес келеді. Бұны бірмағыналықпен анықтау қиынға соғады. Егер базалық станция бағытталған антенналарды қолдамаса, онда БС ұяшық шекараларында болады.

Цифрлық жүйедегі ұялы байланыс (мысалы GSM)”базалық станциясының жүйесі” (БСЖ) деген мағына қолданылады.

Бір контроллер бірнеше БҚБС-ті басқара алады және келесі функцияларды орындайды: радиоканалдардың таратып үлестірулерін басқарады, қосылыстарды бақылап, кезектерін ретке келтіріп отырады; сигналдардың модуляция  мен демодуляцияларын, хабарлардың кодалау мен декодалауларын, қозғалғыштық жиілікті және жұмыс режимін қамтамасыз етеді. Бір ортақ БСК-ға қосылған үш БҚБС, әрбір 120-градустық секторында жұмыс істей алады, ал бір ортақ БСК-ға қосылған алты БҚБС – әрбір 60-градустық секторында жұмыс істей алады. TDMA(GSM-900)әдісі – уақыт бойынша байланыс арналарын бөлетін көп реттік жеткізу, жиіліктік әр арна пайдаланушылар арасында уақыт бойынша бөлінеді - жиіліктік арна кезекпен бірнеше пайдаланушыларға белгілі бір уақыт аралығына беріледі, яғни іске асырылады, мысалы, бірнеше физикалық арналар бір жиілікте. Мысал ретінде 2-суретте әр жиіліктік арна үш пайдаланушы арасында бөлінетіні ұсынылған.

Осы сұлба таза TDMA-ға сәйкес келмейді, FDMA және TDMA сәйкестігін білдіреді, өйткені мұнда бір жағдай емес, бірнеше жиіліктік арналар қарастырылады, олардың әрқайсысы бірнеше пайдаланушылар арасында уақыт ішінде бөлінеді. Дәл мұндай сұлба ұялы мобильдік байланыс желілерінде тәжірибесін қолдануды табады және оны TDMA сұлбасы деп атайды.

TDMA әдісін тәжірибелік іске асыру аналогтық сөйлеу сигналын цифрлік бірізділікке түрлендіруді талап етеді, ол кодтауға және шифрлауға ұшырайды, бұл тарату және қабылдау кезінде ақпаратты қателіктен сақтау үшін керек.

2 – cурет. Байланыс арналарын жиіліктік болумен көпреттік жеткізу

3– сурет. Байланыс арналарын уақыттық болумен көп реттік жеткізу

1.2  GSM жүйесінің архитектурасы

GSM жүйесіндегі бір ұяның архитектурасын 4-суретінде көрсетілген түрде көруге болады.

4 - cурет. Бірұялы жүйе архитектурасы

MS (Mobile Station) – мобильді станция; BTS (Base Transceiver Station) –базалық станция трансивері ; BSC (Base Station Controller) – базалық станцияның контроллері; BSS (Base Station Subsystem) – жүйе астындағы базалық станцияның (радиожиіліктік бөлігі) ; MSC (Mobile services Switching Center) –жылжымалы байланыстың коммутаторы; HLR (Home Location Register) – « үй »  регистрі; VLR (Visitor Location Register) – « қонақ »  регистрі; AuC (Authentification Center) – авторизация (аутентификация)  орталығы; EIR (Equipment Identity Register) – құрал – жабдықтар идентификациясының регистрі; NSS (Network and Switching Subsystem) – жүйе астындағы желі және коммутация.

Көптеген ұяшықтар жиынтығының архитектурасы әлдеқайда қиынырақ.Осындай жүйеге мысал ретінде 5-суретті көруімізге болады.

5 -cурет.GSM жүйесінің архитектурасы

1.3 Көпарналық қолжеткізу әдісі

«Көпшіліктік жеткізу» (multiple access) түсінігі көптеген пайдаланушылармен шектелген жиіліктік спектрдың телімін ұйыммен бірге пайдалануға байланысты. Қазіргі кезде көбірек жеткізудің бес нұсқасы белгілі:

- FDMA (Frequency Division Multiple Access) – байланыс арналарын жиіліктік бөлумен көп реттік жеткізу;

- TDMA (Time Division Multiple Access) – байланыс арнасын уақыттық бөлумен көп реттік жеткізу;

- CDMA (Code Division Multiple Access) – байланыс арнасын кодалық бөлумен көп реттік жеткізу;

- SDMA (Space Division Multiple Access) – байланыс арнасының кеңістіктік бөлумен көп реттік жеткізу;

- PDMA (Polarization Division Multiple Access) – байланыс арнасын поляризациялық бөлумен көп реттік жеткізу.

Ұялы мобильдік байланыс үшін олардың бірінші үшеуі ғана қызықты.

Төртінші әдіс негізінен бағытталған антенналарды пайдаланумен ұяларды секторларға бөлу кезінде жиілікті қайта пайдалану принціпін іске асыру кезінде пайдаланылады..

GSM стандартында TDMA пайдалангандықтан, FDMA мен бірге көп реттік жеткізудің бірінші екі әдісін қарастырамыз:

1. FDMA әдісі - жиілік бойынша байланыс арналарын бөлетін көп реттік жеткізу іске асыру кезінде қарапайым, өйткені бұл әдісте әр пайдаланушыға байланыс сеансы кезінде өзінің жиілік жолағы бөлінеді. ∆f (жиіліктік арна), оны ол барлық уақытта пайдаланады (1.6 - сурет).

FDMA әдісі барлық аналогтық ұялы байланыс желілерінде пайдаланылады (бірінші ұрпақ), сонымен бірге бөлінетін жиілік жолағы ∆f 10...30 кГц құрайды. FDMA негізгі кемшілігі – байланыс үшін бөлінетін жиілік жолағын тиімді пайдаланбау.

2.TDMA әдісі – уақыт бойынша байланыс арналарын бөлетін көп реттік жеткізу, жиіліктік әр арна пайдаланушылар арасында уақыт бойынша бөлінеді - жиіліктік арна кезекпен бірнеше пайдаланушыларға белгілі бір уақыт аралығына беріледі, яғни іске асырылады, мысалы, бірнеше физикалық арналар бір жиілікте. Мысал ретінде 1.7 суретте әр жиіліктік арна үш пайдаланушы арасында бөлінетіні ұсынылған.

6 - сурет. Байланыс арналарын жиіліктік болумен көпреттік жеткізу

7 – сурет. Байланыс арналарын уақыттық болумен көп реттік жеткізу

Осы сұлба таза TDMA-ға сәйкес келмейді, FDMA және TDMA сәйкестігін білдіреді, өйткені мұнда бір жағдай емес, бірнеше жиіліктік арналар қарастырылады, олардың әрқайсысы бірнеше пайдаланушылар арасында уақыт ішінде бөлінеді. Дәл мұндай сұлба ұялы мобильдік байланыс желілерінде тәжірибесін қолдануды табады және оны TDMA сұлбасы деп атайды.

TDMA әдісін тәжірибелік іске асыру аналогтық сөйлеу сигналын цифрлік бірізділікке түрлендіруді талап етеді, ол кодтауға және шифрлауға ұшырайды, бұл тарату және қабылдау кезінде ақпаратты қателіктен сақтау үшін керек.

Мобильді байланыс жүйесінің нарық анализі мобильді байланыс жүйелерінің технологиялары мен стандарттары бойынша әлемде абоненттердің үлестірілуі 1998/1999 жылдың күйі бойынша келесілерді көрсетеді:

  • GSM (44%) стандарты үстем болды (сонымен қатар GSM 900 – барлық әлемде пайдаланылды, GSM 1800 - Европада және Африкада, aл GSM 1900  АҚШ және Канадада),
  • екінші орынды аналогтық стандарттар алды (30%),
  • цифрлық жүйелерде екінші орындыD-AMPS (негізінен АҚШ-та) алатын,
  • үшінші орындыPDCстандарты алатын(Жапонияда ғана пайдаланылатын),төртінші орынды CDMA стандарты алатын (негізінен АҚШ-та).

1.4  Радиоарнаның ерекшеліктері

GSM стандартында пайдаланатын цифрлық әдістерінің артықшылықтары:

  • сөйлеуді төмен жылдамдықпен цифрлы кодалау; Төмен жылдамдықпен сөйлеуді кодалау цифрлы модуляция әдістерімен үйлесімді болғандықтан бір тасымалдаушы жиілік арқылы бірнеше сөйлеу арнасын  жіберуге мүмкіндік береді, сонымен спектрді пайдалану тиімділігін жоғарылатады;
  • аналогтық әдістермен салыстырғанда цифрлы модуляция арқасында жиіліктік спектрін пайдалану тиімділігі жоғарыланады;
  • иілгіш өзгеретін жиілік жолағының ені;
  • жоғары бөгетке тұрақтылық. Цифрлы жүйелер аналогты жүйелермен салыстырмалы арналық немесе ішкі бөгеттер (CCI, Co-Channel Interference) және шектес арна бөгеттер (ACI, Adjacent Channel Interference) жағдайында жоғары сипаттамаларына ие. Ұялы цифрлы жүйелер арналық бөгеттер ортасында қызмет көрсетеді, сонымен жобалаушыларға соталар мөлшерін кішірейтуге (мысалы, микро/пикосоталар ұйымдастыру) және бір жиіліктерді пайдаланатын соталар арасындағы арақашықтығын қысқартуға мүмкіндік береді. Бұл параметрлер және көрсетілген геометриялық өзгерістер ұялы желілерінің жалпы сыйымдылығын жоғарылатады;
  • жеткізу мен шақыруды жіберу басқарудың жоғары тиімділігі.  Белгіленген спектрдің жиіліктер таралуы үшін сыйымдылықты кеңейту сәйкесінше соталар мөлшерлері кішіреуін білдіреді. Бұл сигнализация арналарына түсетін жүктемесі жоғары болуын анықтайды, себебі шақыруды жіберу өте жиі болады.

Жалпы, GSM стандартты ұялы байланыс жүйесі сауда сферасында пайдалануға арналған. Пайдаланушыларға кең қызметтер спектрі мен хабарламалар және деректерді беруге әртүрлі жабдықтауын ұсынады, сонымен бірге жалпы қолданыстағы желісіне және қызметтер интеграциясымен цифрлы жүйелерге қосылуға мүмкіндік береді;

Басқа кең тарлаған цифрлы стандарттарымен салыстырса GSM стандарты қамтамасыздандырады:

  • жақсы энергетикалық сипаттамаларын;
  • жоғары байланыс сапасын;
  • байланыс қауіпсіздігін және құпиялығын.

GSM стандартында қабылдаушының кірісінде сигнал/шуыл қатынасы  С/N = 9 дБ (D-AMPS стандарты үшін C/N= 1 дБ) сөйлеу сигналдар сапасы өте жоғары болады, ал байланыс арналарда D-AMPS (АҚШ) стандартымен салыстырса энергетикалық шығындар 6... 10 дБ төменірек.

GSM стандартының ерекше қызметтері:

  • арналар мен байланыс қызметтеріне жету үшін SIM-картаны пайдалану;
  • жіберетін хабарламаларды шифрлау;
  • абоненттің аутентификациясы мен криптографиялық алгоритметр арқылы абоненттік жабдықтауын идентификациялау;
  • тыңдап шығудан қорғалған радиоинтерфейс;
  • сигнализация арналармен жіберілетін қасқа хабарламалар SMS (Short Message Services) қызметін пайдалан;
  • ұлттық және халықаралық масштабында әртүрлі GSM желілерінің абоненттерінің автоматты роуминг;
  • желілер арасындағы GSM абоненттері DCS 1800, PCS 1900 стандарттарының абонеттерімен, сонымен қатар спутниктік байланыс желілерімен (Globalstar, Inmarsat-P, Iridium).

СЕРТ кепілдемелеріне сәйкес GSM стандарты таратқыштардың екі жиіліктер диапазонында жұмыс жасауны қарастырады:

  • 890...915 МГц жиіліктер жолағы – хабарламаларды мобильдік станциялардан базалық станцияға беру үшін;
  • 935...960 МГц жиіліктер жолағы – хабарламаларды базалық станциядан мобильдік станцияға беру үшін.

Сеанс кезінде арналар ауысқанда бұл жиіліктер айырымы тұрақты және  45 МГц тең. Шектес байланыс арналар арасындағы айырымы 200 кГц тең.

1.5 GSM Қазақстан

GSM Қазақстан ұялы байланыс операторы — Қазақстанның байланыс нарығындағы GSM 900, GSM 1800, UMTS/WCDMA (2100 МГц) стандарты бойынша көш бастаушы оператор, және өз қызметін «Activ», «Kcell және Vegaline» брендтері арқылы көрсетеді. Компания 1998 жылы 30 қыркүйекте құрылып, Kcell және Actіv сауда белгілерімен жұмыс істеп келеді. Қазақстан Республикасының 1058 қаласы мен елді мекенінде Kcell ұялы байланысының қызметтері көрсетіледі, ол негізгі автомагистралдардың 85%-ын қамтыған. Базалық станциялар халықтың 66%-ы тұратын аумағында сигналдың сапалы қабылдануы мен жеткізілуін қамтамасыз етеді. Kcell 113 елдің 236 операторымен автоматты роуминг, 32 елдің 48 операторымен GPRS-роуминг қызметімен байланысқан. Қазақстанда сондай-ақ, Bеelіne, Pathword, Neo, т.б. байланыс жүйелері қызмет көрсетеді.

GSM Қазақстан/Kcell ірі скандинавиялық телекоммуникациялық холдинг Turkcell and TeliaSoneral құрамына кіреді, компанияның 49% «Қазақтелеком» АҚ-на тиесілі.

Қазіргі уақытта GSM Қазақстан/Kcell GSM-900/1800 стандартындағы ұялы байланыс қызметтерін ұсынатын ұялы байланыс операторы. Компания міндеті – ұялы байланысты Қазақстан тұрғындарына қолжетімді ету, өзінің абоненттеріне барынша көп пайда әкеліп, әрі ең жоғары сапалы байланыс қызметтерімен қамтамасыз ету.

GSM Қазақстан компаниясы 1998 жылы құрылып, 1999 жылдың ақпанында Kcell сауда белгісімен ұялы байланыс қызметтерін көрсете бастады, сол жылдың қыркүйегінде нарыққа Activ ұялы бренді шығарылды. Жақсы жоспарланған маркетингтік стратегияның арқасында 2000 жылдың басында компанияның абоненттік базасы 100 000 адамнан асып, сол жылдың аяғына қарай екі есе көбейді. Бүгінгі таңда компанияның абоненттік базасы 7 миллион адамнан асады.

GSM ұялы байланыс стандарты на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Ұйымның қызметімен, басқару және шаруашылық байланыс құрылымымен танысу. Мәдениет дамыту бөлімнің стратегиялық жоспарын талдау

2. Стандарты ERP и MRPII

3. Стандарты цифрового вещания

4. Введение в документирование. Стандарты в документации

5. Образовательные стандарты зарубежных стран

6. Стандарты. Штрих-код. Метки RFID

7. Основные стандарты документирования программных средств

8. Стандарты оказания неотложной помощи в хирургии

9. Международные стандарты в области прав человека

10. Международные стандарты аудита, раздел Обязанности