|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ GSM şebekelerinin çalışma prensibi. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi /Mobil İletişim GSM (veya Mobil İletişim için Küresel Sistem) 1990 yılında geliştirildi. 1991 yılında abone kabul eden ilk GSM operatörü; 1994 yılı başında söz konusu standarda göre abone sayısı 1.3 milyona ulaşmış, 1995 yılı sonunda ise bu sayı 10 milyona çıkmıştır! En karmaşık ve belki de sıkıcı olan ağ blok şemasıyla başlayalım. Açıklamada uluslararası kabul görmüş İngilizce kısaltmalar kullanılacaktır. Yapısal diyagramın en basit kısmı, iki bölümden oluşan taşınabilir bir telefondur: "ahizenin" kendisi - ME (Mobil Ekipman - mobil cihaz) ve bir SIM akıllı kart (Abone Kimlik Modülü - abone tanımlama modülü), bir sonuçlandırma sırasında elde edilir operatörle sözleşme yapın. Tıpkı herhangi bir arabanın benzersiz bir gövde numarasıyla donatılmış olması gibi, bir cep telefonunun da kendi numarası vardır - IMEI (Uluslararası Mobil Ekipman Kimliği), talep üzerine ağa iletilebilir. SIM, IMSI (Uluslararası Mobil Abone Kimliği - uluslararası abone kimlik numarası) olarak adlandırılan bilgiyi içerir. Dolayısıyla IMEI belirli bir telefona, IMSI ise belirli bir aboneye karşılık gelir. Ağın “merkezi sinir sistemi” NSS (Ağ ve Anahtarlama Alt Sistemi), “beyin” fonksiyonlarını yerine getiren bileşene ise MSC (Mobil Servisler Anahtarlama Merkezi) adı verilmektedir. Herkesin "anahtar" dediği ve ayrıca iletişim sorunları durumunda tüm ölümcül günahlardan sorumlu tutulduğu ikincisidir. Ağda birden fazla MSC bulunabilir. MSC, çağrı yönlendirme, faturalandırma sistemi için veri oluşturma ve birçok prosedürü yönetmeyle ilgilenmektedir; anahtarın sorumluluğunda olmayan şeyleri söylemek, tüm işlevlerini listelemekten daha kolaydır. Yine NSS'de yer alan bir sonraki en önemli ağ bileşenlerini HLR (Ev Konumu Kaydı - kendi abonelerinin kaydı) ve VLR (Ziyaretçi Konumu Kaydı - hareketlerin kaydı) olarak adlandıracağım. Bu kısımlara dikkat edin, ileride bunlara sık sık değineceğiz. HLR, kabaca söylemek gerekirse, söz konusu ağ ile sözleşme imzalayan tüm abonelerin yer aldığı bir veri tabanıdır. Kullanıcı numaralarıyla ilgili bilgileri (sayılar ilk olarak yukarıda bahsedilen IMSI ve ikinci olarak MSISDN-Mobil Abone ISDN'si, yani her zamanki anlamıyla bir telefon numarası anlamına gelir), mevcut hizmetlerin bir listesini ve çok daha fazlasını saklar. - metnin ilerleyen kısımlarında HLR'de bulunan parametreler sıklıkla açıklanacaktır. Sistemde tek olan HLR'den farklı olarak, birden fazla VLR bulunabilir; bunların her biri ağın kendi bölümünü kontrol eder. VLR, kendi (ve yalnızca kendi!) Bölgesinde bulunan aboneler hakkında veriler içerir (ve yalnızca kendi abonelerine değil, aynı zamanda ağda kayıtlı dolaşımdaki kullanıcılara da hizmet eder). Bir kullanıcı bir VLR'nin kapsama alanından çıktığı anda, onunla ilgili bilgiler yeni VLR'ye kopyalanır ve eskisinden silinir. Aslında, VLR'de ve HLR'de abone hakkında mevcut olan şeyler arasında pek çok ortak nokta vardır; aboneler hakkında saklanan uzun vadeli (Tablo 1) ve geçici (Tablo 2 ve 3) verilerin listesini gösteren tablolara bakın. bu kayıtlarda. Bir kez daha HLR ve VLR arasındaki fark hakkında: birincisi, konumlarına bakılmaksızın tüm ağ aboneleri hakkında bilgi içerir ve ikincisi, yalnızca bu VLR'nin yetki alanı altındaki bölgede bulunanlar hakkındaki verileri içerir. HLR'de, her abone için her zaman kendisiyle (abone) birlikte çalışan VLR'ye bir bağlantı vardır (VLR'nin kendisi, örneğin Dünyanın diğer tarafında bulunan başka birinin ağına ait olabilir) . HLR ve VLR'de saklanan uzun vadeli veriler 1. Uluslararası Abone Kimliği (IMSI)
HLR'de saklanan geçici veriler
VLR'de saklanan geçici veriler
NSS iki bileşen daha içerir - AuC (Kimlik Doğrulama Merkezi) ve EIR (Ekipman Kimlik Kaydı). İlk blok abone kimlik doğrulama prosedürleri için kullanılırken, ikincisi adından da anlaşılacağı gibi ağda yalnızca yetkili cep telefonlarının çalışmasına izin vermekten sorumludur. Hücresel ağın deyim yerindeyse yürütme kısmı BSS'dir (Baz İstasyonu Alt Sistemi). Analojiyi insan vücuduyla sürdürürsek bu alt sisteme vücudun uzuvları denilebilir. BSS birkaç "kol" ve "bacak" - BSC (Baz İstasyonu Denetleyicisi - baz istasyonu denetleyicisi) ve ayrıca birçok "parmak" - BTS'den (Baz Alıcı-Verici İstasyonu - baz istasyonu) oluşur. Baz istasyonları her yerde - şehirlerde, tarlalarda - gözlemlenebilir, aslında bunlar birden on altıya kadar yayıcı içeren cihazları alıp iletiyorlar. Her BSC, tüm bir BTS grubunu kontrol eder ve kanal yönetimi ve tahsisinden, baz istasyonu güç seviyelerinden ve benzerlerinden sorumludur. Genellikle ağda tek bir BSC değil, bütün bir set bulunur (genellikle yüzlerce ve binlerce baz istasyonu vardır). Ağ operasyonu OSS (İşletim ve Destek Alt Sistemi) kullanılarak yönetilir ve koordine edilir. OSS, işleyişi ve trafiği kontrol eden her türlü hizmet ve sistemden oluşur. Bir şebeke seçtikten sonra telefonunuzu her açtığınızda kayıt işlemi başlar. En genel durumu ele alalım - ev ağında değil, başka birinin sözde misafir ağında kayıt (aboneye dolaşım hizmetine izin verildiğini varsayacağız). Ağın bulunmasına izin verin. Şebekenin talebi üzerine telefon, abonenin IMSI'sini iletir. IMSI, sahibinin ülke koduyla başlar, ardından ev ağını tanımlayan numaralar gelir ve ancak o zaman belirli bir abonenin benzersiz numarası gelir. Örneğin, IMSI 25099'un başlangıcı... Rus operatör Beeline'a karşılık gelir. (250-Rusya, 99 - Beeline). Konuk ağının VLR'si, IMSI numarasını temel alarak ev ağını tanımlar ve HLR'si ile iletişim kurar. İkincisi, abone hakkında gerekli tüm bilgileri talepte bulunan VLR'ye iletir ve bu VLR'ye bir bağlantı yerleştirir, böylece gerekirse aboneyi "nereye bakacağını" bilir. Bir abonenin gerçekliğini belirleme süreci çok ilginçtir. Kayıt sırasında ev ağı AuC, telefona gönderilen 128 bitlik rastgele bir sayı (RAND) üretir. SIM'in içinde, Ki anahtarı (kimlik anahtarı - IMSI gibi, SIM'de bulunur) ve A3 tanımlama algoritması kullanılarak, SRES = Ki * formülü kullanılarak 32 bitlik bir yanıt hesaplanır - SRES (İmzalı SONUÇ) RAND. AuC'de tamamen aynı hesaplamalar eş zamanlı olarak gerçekleştirilir (kullanıcının HLR'den seçilen Ki'sine göre). Telefonda hesaplanan SRES, AuC tarafından hesaplanan SRES ile eşleşiyorsa, yetkilendirme süreci başarılı kabul edilir ve aboneye bir TMSI (Geçici Mobil Abone Kimliği) atanır. TMSI yalnızca abonenin ağ ile etkileşiminin güvenliğini artırmaya hizmet eder ve periyodik olarak değişebilir (VLR'nin değiştirilmesi dahil). Teorik olarak kayıt sırasında IMEI numarasının da iletilmesi gerekiyor ancak Minsk operatörünün abonelerin kullandığı telefonların IMEI'sini takip ettiği konusunda ciddi şüphelerim var. GSM yaratıcılarının amaçladığı şekilde çalışan belirli bir "ideal" ağı ele alalım. Böylece, IMEI ağ tarafından alındığında, EIR'ye gönderilir ve burada sözde "sayı listeleri" ile karşılaştırılır. Beyaz liste, kullanıma izin verilen telefon numaralarını içerir, kara liste IMEI'den oluşur, çalıntı veya başka bir nedenden dolayı kullanım için onaylanmamış telefonlardan ve son olarak gri liste - çalışması sorunlu "telefonlar" sistem tarafından izin verilen, ancak bunun için Sürekli izleme gerçekleştirilen. Konuk VLR'nin kimlik belirleme prosedürü ve evdeki HLR ile etkileşiminden sonra, herhangi bir iletişim oturumu olmadığında yeniden kayıt anını ayarlayan bir zaman sayacı başlatılır. Genellikle zorunlu kayıt süresi birkaç saattir. Şebekenin, telefonun hâlâ kapsama alanı içinde olduğuna dair onay alabilmesi için yeniden kayıt gereklidir. Gerçek şu ki, bekleme modunda "ahize" yalnızca ağ tarafından iletilen sinyalleri izler, ancak kendisi hiçbir şey yaymaz - iletim süreci yalnızca bir bağlantı kurulduğunda ve ayrıca ağa göre önemli hareketler sırasında başlar ( bu aşağıda ayrıntılı olarak ele alınacaktır) - bu gibi durumlarda, bir sonraki yeniden kayda kadar geri sayım yapan zamanlayıcı yeniden başlar. Bu nedenle, telefon ağdan "düşerse" (örneğin, pil bağlantısı kesilmişse veya cihazın sahibi telefonu kapatmadan metroya girmişse), sistem bunu bilmeyecektir. Tüm kullanıcılar rastgele 10 eşit erişim sınıfına (0'dan 9'a kadar numaralandırılmış) ayrılır. Ek olarak, 11'den 15'e kadar sayıları olan birkaç özel sınıf vardır (çeşitli acil durum ve acil durum hizmetleri, ağ servis personeli). Erişim sınıfı bilgileri SIM'de saklanır. Özel bir 10. erişim sınıfı, kullanıcının izin verilen herhangi bir sınıfa ait olmaması veya IMSI'ye (SIM) sahip olmaması durumunda acil durum çağrıları (112'ye) yapmanıza olanak tanır. Acil durumlarda veya ağın aşırı yüklenmesi durumunda, bazı sınıfların ağa erişimi geçici olarak engellenebilir. Daha önce de belirtildiği gibi, ağ birçok BTS - baz istasyonundan (bir BTS - bir "hücre", hücre) oluşur. Sistemin işleyişini basitleştirmek ve hizmet trafiğini azaltmak için BTS, LA (Konum Alanı) adı verilen alan adları olan gruplar halinde birleştirilir. Her LA'nın kendi LAI (Konum Alanı Kimliği) kodu vardır. Bir VLR birden fazla LA'yı kontrol edebilir. Mobil abonenin konumunu ayarlamak için VLR'ye yerleştirilen LAI'dir. Gerekirse, abonenin aranacağı yer ilgili LA'da (ve ayrı bir hücrede değil) aranacaktır. Bir abone bir LA içinde bir hücreden diğerine geçtiğinde, VLR/HLR'de yeniden kayıt ve girişlerde değişiklik yapılmaz, ancak kendisi (abone) başka bir LA'nın bölgesine girer girmez telefonun şebeke ile etkileşimi başlar. başlar. Bir LA değiştirildiğinde, eski alan kodu VLR'den silinir ve yeni bir LAI ile değiştirilir, ancak bir sonraki LA başka bir VLR tarafından kontrol ediliyorsa, VLR değiştirilir ve HLR'deki giriş güncellenir. Genel olarak konuşursak, bir ağı LA'ya bölmek, her bir ağı ayrı ayrı oluştururken çözülen oldukça zor bir mühendislik problemidir. Çok küçük LA, telefonların sık sık yeniden kaydedilmesine ve bunun sonucunda çeşitli servis sinyallerinin trafiğinin artmasına ve cep telefonu pillerinin daha hızlı boşalmasına yol açacaktır. LA'yı büyük yaparsanız, bir aboneyle bağlantı kurmanız gerekiyorsa, çağrı sinyalinin LA'deki tüm hücrelere gönderilmesi gerekecektir, bu da servis bilgilerinin iletiminde haksız bir artışa ve aşırı yüklemeye yol açar. dahili ağ kanalları. Şimdi handover denilen çok güzel bir algoritmaya bakalım (bu, bağlantı işlemi sırasında kullanılan kanalın değiştirilmesine verilen addır). Cep telefonuyla yapılan bir görüşme sırasında çeşitli nedenlerden dolayı (telefonun baz istasyonundan çıkarılması, çok yollu girişim, abonenin gölge bölgeye hareketi vb.) gücü (ve kalitesi) sinyal bozulabilir. Bu durumda, mevcut bağlantıyı kesmeden daha iyi sinyal kalitesine sahip bir kanala (belki başka bir BTS) geçiş meydana gelecektir (kural olarak ne abonenin ne de muhatabının meydana gelen devir teslimi fark etmediğini ekleyeceğim). Devir teslimler genellikle dört türe ayrılır: 1. bir baz istasyonundaki kanalları değiştirin
Genel olarak devir teslim MSC'nin görevidir. Ancak dahili aktarım olarak adlandırılan ilk iki durumda, anahtar ve servis iletişim hatlarındaki yükü azaltmak amacıyla, kanal değiştirme süreci BSC tarafından kontrol edilir ve MSC yalnızca olup bitenler hakkında bilgilendirilir. Bir görüşme sırasında cep telefonu, komşu BTS'lerden gelen sinyal seviyesini sürekli olarak izler (izlenmesi gereken kanalların listesi (16'ya kadar) baz istasyonu tarafından belirlenir). Bu ölçümlere dayanarak, en iyi altı aday seçilir ve olası bir geçişin organize edilmesi için veriler sürekli olarak (saniyede en az bir kez) BSC ve MSC'ye iletilir. İki ana devir şeması vardır: "En düşük anahtarlama modu" (Kabul edilebilir minimum performans). Bu durumda iletişim kalitesi bozulduğunda cep telefonu vericisinin gücünü mümkün olduğu kadar artırır. Sinyal seviyesinin artmasına rağmen bağlantı düzelmezse (veya güç maksimuma ulaşırsa) aktarma gerçekleşir. "Enerji tasarrufu modu" (Güç bütçesi). Aynı zamanda cep telefonunun verici gücü değişmeden kalır ve kalite bozulursa iletişim kanalı (transfer) değişir.
Şimdi gelen cep telefonu aramalarının nasıl yönlendirildiğinden bahsedelim. Daha önce olduğu gibi, abonenin konuk ağının kapsama alanı içinde olduğu, kaydın başarılı olduğu ve telefonun bekleme modunda olduğu en genel durumu ele alacağız.
MSC, abonenin numarasını (MSISDN) HLR'ye gönderir. HLR ise abonenin bulunduğu misafir ağının VLR'sine bir talepte bulunur. VLR, MSRN'lerden (Mobil İstasyon Dolaşım Numarası) birini kendi emrine tahsis eder. MSRN atamasının ideolojisi, çevirmeli İnternet erişiminde modem aracılığıyla IP adreslerinin dinamik olarak atanmasına çok benzer. Ev ağının HLR'si, aboneye atanan MSRN'yi VLR'den alır ve buna kullanıcının IMSI'si ile birlikte ev ağı anahtarına iletir. Bağlantı kurmanın son aşaması, çağrıyı IMSI ve MSRN eşliğinde, abonenin bulunduğu LA boyunca PAGCH (PAGer Kanalı) üzerinde iletilen özel bir sinyal üreten ziyaret ağ anahtarına yönlendirmektir. Giden çağrıların yönlendirilmesi ideolojik açıdan yeni veya ilginç bir şeyi temsil etmez. Bağlantı kurmanın imkansızlığını gösteren ve kullanıcının bağlantı kurma girişimine yanıt olarak alabileceği teşhis sinyallerinden sadece bazılarını vereceğim. Bağlantı kurulurken temel tanılama hatası sinyalleri Abone numarası meşgul - 425±15 Hz - 500ms bip, 500ms duraklama
Yayın: cxem.net
Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu
05.05.2024 Primium Seneca klavye
05.05.2024 Dünyanın en yüksek astronomi gözlemevi açıldı
04.05.2024
▪ Açlık ve merak arasındaki bağlantı ▪ APD-CMOS görüntü sensörü 0,01 lüks aydınlatmada çekim yapar ▪ Bir kredi aracının uzaktan ateşleme kilidi ▪ Ay toprağından güneş panelleri
▪ Sitenin Araba bölümü. Makale seçimi ▪ makale İşletme başkanının sekreteri. İş tanımı ▪ makale Lamba kaskadlarının akrobasi. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi ▪ makale Silindirlerle oturum (birkaç numara). Odak sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri