دانلود مقاله سيستم GSM

در اوايل دهه 1980 تعداد زيادي شبكه راديويي مستقل با استانداردهاي مربوط به خود در كشورهاي مختلف اروپايي توسعه يافته بودند. از نظر مشتركين سرويس هاي اين شبكه ها گران و از كيفيت خوبي برخوردار نبودند. بطوريكه CEPT در سال 1982 تصميم گرفت يك شبكه سلولي راديويي را در … پیشنهاد می کنیم ادامه این مطلب مفید و ارزشمند را در مقاله سيستم GSM دنبال نمایید. این فایل شامل 99 صفحه و در قالب word ارائه شده است.

مشخصات فایل سيستم GSM

عنوان: سيستم GSM
فرمت فایل : word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 99
حجم فایل : 122 کیلوبایت

بخشی از  مقاله سيستم GSM را در ادامه مشاهده خواهید نمود.

1 .3 تاريخچه

در اوايل دهه 1980 تعداد زيادي شبكه راديويي مستقل با استانداردهاي مربوط به خود در كشورهاي مختلف اروپايي توسعه يافته بودند. از نظر مشتركين سرويس هاي اين شبكه ها گران و از كيفيت خوبي برخوردار نبودند. بطوريكه CEPT در سال 1982 تصميم گرفت يك شبكه سلولي راديويي را در سطح اروپا پياده سازي كند. بدين منظور يك گروه كاري تحت عنوان گروه مخصوص سيار(GSM) زير نظر CEPT تشكيل شد. تصميم بر اين بود كه گروه GSM يك شبكه سلولي تحت عنوان GSM را با تكنولوژي هاي جديد مخابراتي معرفي و به استاندارد سازي آن بپردازد. گروه GSM تعدادي سيستم راديويي سلولي ديجيتالي را مورد آزمايش قرار داد و در سال 1987 به اين نتيجه رسيد كه استانداردي را معرفي كند كه تركيبي از مشخصات سيستم هاي مختلف را در بر گرفته است. در اين راستا يك جدول زمانبندي جهت اجراي طرح ها مشخص گرديد. در همان سال با امضاء Mou  ، سيزده كشور مشاركت كننده در طرح، تعهد خود را جهت پايه گذاري يك سيستم راديويي براساس توصيه هاي GSM تائيد كردند. با تاسيس موسسه ETSI در سال 1988 كه هدف ان بهبود و گسترش استانداردهاي مخابراتي در اروپا بود، گروه كاري GSM نيز تحت نظارت ETSI قرار گرفت و سرانجام در سال 1990 اولين مجموعه جامع از مشخصات سيستم GSM معرفي گرديد.

2 .3 خصوصيات سيستم GSM

خصوصيات عمده سيستم GSM عبارتند از :

1-سيستمي كاملا ديجيتالي در باند فركانسي MHz 900 .

2-بازه فركانسي MHz 935 تا MHz 980 براي لينك رو به پايين يعني براي ارسال اطلاعات از ايستگاه پايگاه به واحد سيار و بازده فركانسي MHz 890 تا MHz 915 براي لينك رو به بالا، يعني براي ارسال اطلاعات از واحد سيار به ايستگاه پايگاه .

3-پهناي باند KHz 200 براي كانالهاي فركانسي يعني قرار گرفتن حاملهاي فركانسي به فواصل KHz 200 .

4-تقسيم زماني هر كانال مخابراتي (شكاف زماني) به هشت قسمت .

5-كد كردن صوت و داده در مسير راديويي .

6-توانايي تحرم پذيري وسيع واحد سيار.

7-امكان سرويس هاي داده سرعت پايين .

8-سازگار بودن با ISDN  و امكان سرويس پيغام كوتاه .

توجه طراحان شبكه GSM عمدتا بر روي سرويس هاي تلفني بوده است. سرويس هاي گرفته شده از سرويس هاي تلفني نيز كه در سيستم GSM در نظر گرفته شده اند عبارتند از پيغام صدا، مكالمات ضروري .

سرويس هاي حامل كه در سيستم GSM در نظرگرفته شده است سرويس هاي داده سنكرون و آسنكرون براي انتقال  داده بين GSM و ديگر شبكه ها ( …,ISDN,PSTN ) در سرعت نسبي 300 تا Kbit/s 9600 مي باشد . يكي از سرويس هايي كه بر اين اساس پايه گذاري شده است سرويس پيغام كوتاه مي باشد.

امروزه توانايي انتقال داده در سيستم GSM گسترش يافته است و سرويس هاي پيشرفته اي از قبيل سرويس داده سرعت بالا براساس سوئيچينگ خط (HSCSD ) و سرويس راديويي بسته اي كلي (GPRS ) معرفي گرديده است. نسخه ديگري از GSM در MHz 1800 تحت عنوان DSC1800  در اروپا بصورت استاندارد درآمده است. استاندارد DSC1800   در ايالات متحده نيز براساس استانداردهاي اروپايي DSC1800   ايجاد شده است.

3 .3 ساختار سيستم GSM

ساختمان سيستم GSM به سه بخش عمده تقسيم مي شود. كه عبارتند از: بخش سيستم راديويي( RSS ) بخش سيستم سوئيچينگ و شبكه (NSS ) بخش سيستم هاي عملياتي( OSS ) .

3 .3 .1 سيستم راديويي

اين بخش از دو قسمت عمده تشكيل شده است:

1-واحد سيار (MS )

2-ايستگاه پايگاه (BS ) يا (BSS ) مي باشد .

3. 3. 1 .1 واحد سيار

واحد سيار به کليه تجهيزاتي كه يك مشترك براي ارتباط با شبكه نياز دارد اتلاق مي شود. اين تجهيزات شامل يك ترمينال سيار كه شامل اجزاي سخت افزاري و نرم افزاري است و يك رابطي كه به مشترك امكان استفاده از سرويس هاي شبكه از طريق  ترمينال سيار را مي دهد و تحت عنوان مدول شناسه مشترك (SIM ) شناخته مي شود مي باشد. SIM کليه اطلاعات شخصي مشترك را در خود ذخيره مي نمايد. SIM يا در داخل ترمينال از قبل نصب شده و يا بصورت  يك كارت هوشمند قابل نصب بر روي ترمينال است. مشترك واحد سيار از ظطريق اين كارت خود را به شبكه سيار معرفي مي نمايد. علاوه براين هر واحد سيار داراي يك شناسنامه اي است كه تحت عنوان هويت تجهيزات شناخته مي شود. تعدادي شماره شناسه جهت نظارت بر واحد سيار در شبكه GSM به واحد سيار اختصاص مي يابد كه عبارتند از:

شناسه بين المللي مشترك سياره                            IMSI

شناسه موقت مشترك سيار                                   TMSI

شماره ISDN  بين المللي واحد سيار               MSISDN

شماره سياحتي واحد سيار                                 MSRN

واحدهاي سيار بر حسب قدرت فرستنده شان به پنج كلاس عمده دسته بندي مي شوند. كه در سيستم GSM از توان حدود 8/0 تا W 20 را پوشش مي دهد. عمده واحدهاي سيار در كلاس چهار كه توان (W 2 -8/0 ) را پوشش مي دهد قرار دارند .

 اطلاعاتي كه بطور دائم در SIM  كارت قرار مي گيرند، عبارتند از:

1-نوع SIM  كارت

2-مشخصات IC مربوط به SIM  كارت، شماره سريال .

3-ليستي از سرويس هاي كلي كه مشترك مي تواند استفاده كند .

4-TMSI

5-شماره مشخصه شخصي (PIN )

6-كليد باز كردن قفل PIN ( PUK )

7-كليد تصديق صحت K_i

يكسري اطلاعات پويا نيز در SIM  تعريف شده است كه هنگام روشن شدن واحد سيار مدام بروز مي شوند. اين اطلاعات عبارتند از:

1. اطلاعات موقعيت شامل TMSI و LAI
2. كليد رمز كردن K_c براي از كد خارج كردن اطلاعات و شماره سريال آن

3 . اطلاعات BCCH : ليستي از فركانس هاي حامل براي انتخاب سلول مناسب طي عمل تحويل دهي .

4. ليستي از شبكه ها PLMN قدغن شده .

PIN

اگر SIM كارت در واحد سيار نباشد، ترمينال سيار هيچ سرويسي را بجز مكالمات ضروري آن هم در صورتي كه شبكه امكان آن را فراهم سازد، نمي تواند ارائه دهد. اگر SIM كارتي براي اولين بار نصب گردد، امكان دستيابي به شبكه در صورتي فراهم مي گردد كه مشترك شماره كد PIN را وارد كند. اين شماره بين چهار تا هشت رقم است  كه مشترك مي تواند آن را تغيير دهد. وجود چنين كدي، ريسك دزديده شدن واحد سيار را كم مي نمايد. چرا كه اگر واحد سيار خاموش شود، پس از روشن كردن نياز به  PIN  كد مي باشد. با سه بار اشتباه وارد كردن اين كد، SIM كارت بلوكه شده و مشترك نياز به كليد از قفل در آمدن يا PUKرا دارد. بعضي ازSIM كارت هاي استفاده از PIN  كد دومي را نيز امكان پذير مي سازند كه در صورت وارد كردن اين شماره، نام ها، شماره تلفن هاي شخصي در دسترس استفاده كننده قرار مي گيرد.

PUK

SIM كارتي كه بلوكه شده، فقط با PUK باز مي شود. PUK  يك عدد هشت رقمي است. مشترك مجاز است، حداكثر 10 بار تلاش نمايد تا PUK  درست را وارد كند در غير اين صورت SIM كارت بطور دائم بسته مي شود .

3 . 3. 1 .2 ايستگاه پايگاه (BS )

ايستگاه پايگاه کليه عمليات راديويي را انجام مي دهد. اين بخش شامل دو قسمت عمده مي باشد:

ايستگاه ارسال و دريافت (BTS )

كنترل كننده ايستگاه پايگاه (BSC )

Ÿ BTS

BTS شامل امكانات ارسال و دريافت از قبيل آنتن ها و همه سيگنالينگ هاي مربوط به ارتباط راديويي بين BTS و BSC مي باشد. قدرت فرستنده BTS محدود بوده وسطح يك سلول را پوشش ميدهد .

3 .3 . 2 سيستم سوئيچينگ و شبكه (NSS )

اين سيستم پل ارتباطي بين BSC با شبكه هاي مختلف از قبيل شبكه سوئيچ تلفن عمومي (PSIN )، شبكه سرويس هاي ديجيتال  مجتمع (ISDN ) و شبكه سوئيچ داده عمومي (PSDN ) مي باشد.

اجزاي اصبي اين شبكه عبارتند از مركز سوئيچ سرويس سيار (MSC ) ، ثبات موقعيت خانگي (HLR ) و ثبات موقعيت ديد(VLR ) .

Ÿ مركز سوئيچينگ سرويس هاي سيار (MSC )

اين بخش مسئوليت سوئيچ كردن و مديريت شبكه را بر عهده دارد. هر مركز سوئيچ مي تواند چند BSC را سرويس دهي كند. بنابراين، اين مركز عمل ارتباط واحدهاي سيار مختلف را در موقعيت هاي مختلف جغرافيايي انجام مي دهد. از طرف ديگر اين مركز امكان ارتباط با شبكه هاي با سيم مخابراتي از قبيل PSIN ، PSDN ، ISDN و نيز شبكه هاي مخابراتي سيار ديگر را فراهم مي سازد. تمام سيگنالهاي لازم براي برقراري، نگهداري و خاتمه ارتباط براساس CCS7 انجام شده و تصحيح و آزاد سازي كانال راديويي و نيز مسير يابي مجدد هنگامي كه سيگنال تداخل قوي است(بخشي از فرآيند تحويل دهي) از وظايف اين بخش است. يكي ديگر ازوظايف MSC  ارائه سرويس هاي تكميلي است كه اين سرويس ها از ISDN  گرفته شده است.

عمليات انتقال داده در سرويس هاي داده نيز از طريق واحد عمليات بين شبكه اي (IWF ) كه در MSC قرار گرفته است انجام مي شود. عمليات مربوط به كانالهاي مخابراتي توسط واحد DSU  انجام مي شود. اين واحد عملياتي از قبيل تطبيق سرعت، مدولاسيون و دمدولاسيون، كد و دكدكردن را فراهم مي سازد .

Ÿ ثبات موقعيت خانگي (HLR )

تمام اطلعات مهم مربوط به مشترك واحد سيار از قبيل شماره تلفن ، شماره شناسه MS ، نوع تجهيزات سرويس هاي تكميلي، اولويت هاي دستيابي به سرويس ها و كليد رمز نگاري در بانك اطلاعاتي كه تحت عنوان ثبات موقعيت خانگ ناخته مي شود نگهداري مي گردد. داده هاي مربوط به موقعيت مشتركين از قبيل موقعيت محلي (LA ) ، شماره سياحتي مشترك سيار(MSRN ) كه براي برقراري ارتباط لازم است نيز در اين بانك ذخيره مي شود. هنگاميكه واحد سيار موقعيت محلي خود را تغيير مي دهد، داده هاي HLR به روز مي شود. معمولا در هر شبكه GSM فقط يك HLR وجود دارد و اطلاعات تمام مشتركين فقط در يك HLR ذخيره مي شود .

Ÿ ثبات موقعيت ديد(VLR )

اين واحد تحت نظارت MSC  مي باشد. HLR اطلاعات لازم مربوط به واحد سياري را كه وارد ناحيه تحت پوشش يك VLRمي شود به VLR مربوطه ارسال مي كند. اين اطلاعات عبارتند از: شماره تلفن، محوزهايي كه واحد سيار دارد، شماره بين المللي مشترك سيار(IMSI ) .همچنين VLR كنترل تخصيص شماره هاي سياحتي (MSRN ) و TMSI  را بر عهده دارد. فرآيند خاصي جهت به روز كردن VLR ، هنگامي كه واحد سيار بين چندين LA  تغيير مكان مي دهد صورت مي گيرد.

3 .3 . 3 سيستم عملياتي (OSS )

وظايف اين بخش عبارتند از :

1-مديريت آبونمان

2-مديريت عمليات و پشتيباني شبكه

3-مديريت تجهيزات واحد سيار

Ÿ مديريت آبونمان

اطلاعات مربوط به مشترك در HLR  و اطلاعات مربوط به امنيت داده در AuC ذخيره مي گردد. گاهي واحد AuC در داخل HLR  در نظر گرفته مي شود. مديريت آبونمان امكان بررسي اعتبار مشترك را با استفاده از داده هايي كه در HLR  و AuC ذخيره شده است، فراهم مي سازد. سرويس هايي كه مشترك مجاز است از شبكه دريفات كند، نيز از اين طريق مشخص مي گردد .

Ÿمديريت عمليات وپشتيباني شبكه

واحد كنترل عمليات و پشتيباني شبكه، جهت اتصال به عناصر عملياتي شبكه از شبكه سوئيچ جداگانه اي استفاده مي نمايد. اين شبكه براساس شبكه مديريت مخابرات راه دور (TMN ) كه توسط ITU-T معرفي شده پايه گذاري شده است. TMN  يك شبكه مجتمع با يكسري پايگاه اطلاعاتي است كه انتخاب هايي را براي مجري شبكه جهت كنترل و نظارت فراهم مي سازد .

Ÿمديريت تجهيزات واحد سيار

مديريت تجهيزات واحد سيار از اطلاعات مربوط به تجهيزات واحد سيار و نيز مالكان آن كه در پايگاه هاي اطلاعاتش (EIR )قرار دارد استفاده مي نمايد و مي تواند تجهيزات معيوب و دزديده شده را جستجو نمايد  .

بخش هاي عمده سيستم عملياتي (OSS ) عبارتند از:

1-مركز پشتيباني و عمليات (OMC )

2-مركز تصديق صحت (AuC )

3-ثبات شناسه تجهيزات (EIR )

3 .3 .3 . 1 مركز عمليات  و پشتيباني (OMC )

نظارت و كنترل عنصار شبكه بر عهده OMC  مي باشد. اين واحد بهترين كيفيت سرويس دهي ممكن را تضمين مي كند. اين واحد توسط رابط O ( يك رابط در X.25 ) با کليه عناصر شبكه ارتباط برقرار مي كند. وظايف مديريتي OMC  شامل نظارت بر مشتركين و تجهيزات، صورتحساب و توليد داده هاي آماري براساس ميزان استفاده از عناصر شبكه ميباشد .

3 .3 .3 2 مركز تصديق صحت (AuC ) .

اين مركز تمام اطلاعات لازم جهت حفاظت شناسه هاي مشترك و جلوگيري از استراق سمع ارتباطات مخابراتي مشترك را نگهداري مي نمايد. از آنجايي كه ارتباط راديويي مي تواند مورد دستيابي غير مجاز قرار گيرد. روش هاي خاصي جهت جلوگيري از اين عمل در نظر گرفته شده است. بطور مثال پارمترهايي تحت عنوان كليد تصديق صحت و پارمترهايي در مورد كد كردن اطلاعات به هر مشترك اختصاص مي يابد. الگوريتم تصديق صحت، و كدهاي رمزنگاري در اين واحد ذخيره مي شود و روش هاي بسيار پيچيده اي براي دستيابي به اين اطلاعات اعمال مي گردد .

3 .3 .3 .3 ثبات شناسه تجهيزات ( EIR )

اين مركز پايگاه داده اي است كه شماره هاي مشتركين و تجهيزات آنها (IMEI ) را در خود نگهداري مي كند. اين پايگاه داراي سه ليست سفيد، سياه و خاكستري است. ليست سفيد شامل ليستي از IMEI هاي واحدهاي سيار مجاز است. ليست سياه شامل تمام IMEI هاي دزديده شده و يا ممنوعه مي باشد.  ليست خاكستري شامل ليستي IMEI هايي كه ناكارا هستند و سرويسي را دريافت نمي كنند مي باشد.

3. 3. 4 آدرس ها و شناسه ها

سيستم GSM بطور كاملا مشخص بين تجهيزات و كاربران شبكه تمايز قايل مي شود. بنابراين تجهيزات سيار و كاربران ، شناسه هاي مجزا و يكتايي را خواهند داشت. شناسه كاربر بوسيله SIM كارت مشخص مي شود. SIM  كارت قابل انتقال به واحدهاي سيار مختلف مي باشد. بنابراين تحرك پذيري تجهيزات و تحرك پذيري مشترك از هم جدا مي شود. يعني مشترك مي تواند از طريق SIM  كارتش كه مي تواند در واحدهاي سيار مختلف قرار گيرد، در شبكه در دسترس باشد. براي تجهيزات ، شناسه تجهيزات (IMEI ) تعريف شده است. اين شماره مشخص كننده سازنده و تاريخ ساخت مي باشد.

علاوه بر شناسه هاي مشترك و تجهيزات ، شناسه هايي ديگر نيز در سيستم GSM تعريف شده اند كه جهت مديريت تحرك پذيري مشترك و آدرس دهي همه عناصر شبكه نياز مي باشند.

 Ÿ  MSISDN

شماره تلفن واقعي يك واحد سيار تحت عنوان شماره بين المللي ISDN  واحد سيار (MSISDN ) شناخته مي شود. اين شماره به SIM  كارت شخص اختصاص مي يابد. يعني يك ترمينال با توجه به اين كه مي تواند SIM  كارتش را تعويض نمايد شماره تلفن آن هم تغيير خواهد كرد. MSISDN شامل كد كشوري (CC ) و كد ملي ناحيه (NDC ) و شماره مشترك(SN ) مي باشد .

Ÿ IMSI

GSM تمايز بين شماره تلفن سيار MSISDN و شناسه بين المللي مشترك (IMSI ) ايجاد مي كند. برخلاف شماره MSISDN كه در اختيار همگان قرار مي گيرد. شناسه IMSI مي تواند عمومي نباشد. افراد نيز نمي توانند به راحتي از روي MSISDN شماره IMSI متناظر آن را بدست آورند. اين عمل جهت بالا بردن امنيت اطلاعات، مورد استفاده قرار گرفته است. شناسه IMSI شامل ميدان كد كشوري سيار(‌MCC ) ، كد شبكه اي سيار(MNC ) و شماره شناسه مشترك سيار ( MSIN ) مي باشد .

Ÿ MSRN

VLR محلي، با درخواست MSC ، يك آدرس موقتي تحت عنوان شماره سياحتي واحد سياره(MSRN ) جهت مشخص كردن موقعيت واحد سيار به واحد سيار اختصاص مي دهد. ( اين آدرس در HLR  ذخيره مي شود). اين شماره جهت ايجاد ارتباط شبكه ثابت يا واحد سيار نياز مي باشد.

MSRN داراي ساختماني شبيه به MSISDN است اين آدرس شامل ميدان كد كشوري كه واحد سيار فعلا در آن قرار دارد (VCC ) ، كد محلي (ناحيه اي كه فعلا واحد سيار در آن قرار دارد) (VNDC ) و شناسه MSC  اي كه فعلا با آن ارتباط است (VMSC ) و شماره مشترك كه VLR  آن محل به واحد سيار اختصاص داده است(VSN ) مي باشد. اين شماره هويت و موقعيت واحد سيار را روي كانال ترافيكي مخفي نگه مي دارد.

Ÿ TMSI

اگر واحد سياري بخواهد سيگنالي را به شبكه ارسال كند. از شماره شناسه موقتي واحد سيار (TMSI) استفاده مي نمايد. با استفاده از اين شناسه، شماره بين المللي مشترك (TMSI) محفوظ مي ماند .

TMSI توسط VLR محلي تعرف و كد شده، همراه با شناسه ناحيه محلي(LAI ) براي واحد سيار ارسال مي گردد. بنابراين TMSI فقط در ناحيه VLR  محلي معتبر است و دائما جهت تضمين حفاظت اطلاعات كاربران تغيير داده مي شود .

Ÿ LAI

هر ناحيه محلي داراي يك شناسه مي باشد. اين شناسه بطور پيوسته بوسيله ايستگاه پايگاه (BS ) ، روي كانال BCCH ارسال مي گردد. بدين صورت واحد سيار مي تواند دريابد كه در كدام ناحيه محلي قرار دارد. اگر واحد سيار دريابد كه موقعيت محلي اش تغيير كرده، درخواست بروز كردن اطلاعات موقعيت محلي را به VLR  و HLR  مي دهد. بدين ترتيب اين واحد سيار است كه مسئول تعيين موقعيت خود در شبكه است .

در صورت تمایل شما می توانید مقاله سيستم GSM را به قیمت 25900 تومان از سایت فراپروژه دانلود نمایید. اگر در هر کدام از مراحل خرید یا دانلود با سوال یا ابهامی مواجه شدید می توانید از طریق آدرس contact-us@faraproje.ir و یا ارسال پیامک به شماره: 09382333070 با ما در تماس باشید. با اطمینان از وب سایت فراپروژه خرید کنید، زیرا پشتیبانی سایت همیشه همراه شماست.