سیستم GSM

بازه فركانسی MHz 935 تا MHz 980 برای لینك رو به پایین یعنی برای ارسال اطلاعات از ایستگاه پایگاه به واحد سیار و بازده فركانسی MHz 890 تا MHz 915 برای لینك رو به بالا، یعنی برای ارسال اطلاعات از واحد سیار به ایستگاه پایگاه

سیستم GSM

سیستم GSM

1 .3 تاریخچه

در اوایل دهه 1980 تعداد زیادی شبكه رادیویی مستقل با استانداردهای مربوط به خود در كشورهای مختلف اروپایی توسعه یافته بودند. از نظر مشتركین سرویس های این شبكه ها گران و از كیفیت خوبی برخوردار نبودند. بطوریكه CEPT در سال 1982 تصمیم گرفت یك شبكه سلولی رادیویی را در سطح اروپا پیاده سازی كند. بدین منظور یك گروه كاری تحت عنوان گروه مخصوص سیار(GSM) زیر نظر CEPT تشكیل شد. تصمیم بر این بود كه گروه GSM یك شبكه سلولی تحت عنوان GSM را با تكنولوژی های جدید مخابراتی معرفی و به استاندارد سازی آن بپردازد. گروه GSM تعدادی سیستم رادیویی سلولی دیجیتالی را مورد آزمایش قرار داد و در سال 1987 به این نتیجه رسید كه استانداردی را معرفی كند كه تركیبی از مشخصات سیستم های مختلف را در بر گرفته است. در این راستا یك جدول زمانبندی جهت اجرای طرح ها مشخص گردید. در همان سال با امضاء Mou  ، سیزده كشور مشاركت كننده در طرح، تعهد خود را جهت پایه گذاری یك سیستم رادیویی براساس توصیه های GSM تائید كردند. با تاسیس موسسه ETSI در سال 1988 كه هدف ان بهبود و گسترش استانداردهای مخابراتی در اروپا بود، گروه كاری GSM نیز تحت نظارت ETSI قرار گرفت و سرانجام در سال 1990 اولین مجموعه جامع از مشخصات سیستم GSM معرفی گردید.

2 .3 خصوصیات سیستم GSM

خصوصیات عمده سیستم GSM عبارتند از :

1-سیستمی كاملا دیجیتالی در باند فركانسی MHz 900 .

2-بازه فركانسی MHz 935 تا MHz 980 برای لینك رو به پایین یعنی برای ارسال اطلاعات از ایستگاه پایگاه به واحد سیار و بازده فركانسی MHz 890 تا MHz 915 برای لینك رو به بالا، یعنی برای ارسال اطلاعات از واحد سیار به ایستگاه پایگاه .

3-پهنای باند KHz 200 برای كانالهای فركانسی یعنی قرار گرفتن حاملهای فركانسی به فواصل KHz 200 .

4-تقسیم زمانی هر كانال مخابراتی (شكاف زمانی) به هشت قسمت .

5-كد كردن صوت و داده در مسیر رادیویی .

6-توانایی تحرم پذیری وسیع واحد سیار.

7-امكان سرویس های داده سرعت پایین .

8-سازگار بودن با ISDN  و امكان سرویس پیغام كوتاه .

توجه طراحان شبكه GSM عمدتا بر روی سرویس های تلفنی بوده است. سرویس های گرفته شده از سرویس های تلفنی نیز كه در سیستم GSM در نظر گرفته شده اند عبارتند از پیغام صدا، مكالمات ضروری .

سرویس های حامل كه در سیستم GSM در نظرگرفته شده است سرویس های داده سنكرون و آسنكرون برای انتقال  داده بین GSM و دیگر شبكه ها ( …,ISDN,PSTN ) در سرعت نسبی 300 تا Kbit/s 9600 می باشد . یكی از سرویس هایی كه بر این اساس پایه گذاری شده است سرویس پیغام كوتاه می باشد.

امروزه توانایی انتقال داده در سیستم GSM گسترش یافته است و سرویس های پیشرفته ای از قبیل سرویس داده سرعت بالا براساس سوئیچینگ خط (HSCSD ) و سرویس رادیویی بسته ای كلی (GPRS ) معرفی گردیده است. نسخه دیگری از GSM در MHz 1800 تحت عنوان DSC1800  در اروپا بصورت استاندارد درآمده است. استاندارد DSC1800   در ایالات متحده نیز براساس استانداردهای اروپایی DSC1800   ایجاد شده است.

3 .3 ساختار سیستم GSM

ساختمان سیستم GSM به سه بخش عمده تقسیم می شود. كه عبارتند از: بخش سیستم رادیویی( RSS ) بخش سیستم سوئیچینگ و شبكه (NSS ) بخش سیستم های عملیاتی( OSS ) .

3 .3 .1 سیستم رادیویی

این بخش از دو قسمت عمده تشكیل شده است:

1-واحد سیار (MS )

2-ایستگاه پایگاه (BS ) یا (BSS ) می باشد .

 3. 3. 1 .1 واحد سیار

واحد سیار به کلیه تجهیزاتی كه یك مشترك برای ارتباط با شبكه نیاز دارد اتلاق می شود. این تجهیزات شامل یك ترمینال سیار كه شامل اجزای سخت افزاری و نرم افزاری است و یك رابطی كه به مشترك امكان استفاده از سرویس های شبكه از طریق  ترمینال سیار را می دهد و تحت عنوان مدول شناسه مشترك (SIM ) شناخته می شود می باشد. SIM کلیه اطلاعات شخصی مشترك را در خود ذخیره می نماید. SIM یا در داخل ترمینال از قبل نصب شده و یا بصورت  یك كارت هوشمند قابل نصب بر روی ترمینال است. مشترك واحد سیار از ظطریق این كارت خود را به شبكه سیار معرفی می نماید. علاوه براین هر واحد سیار دارای یك شناسنامه ای است كه تحت عنوان هویت تجهیزات شناخته می شود. تعدادی شماره شناسه جهت نظارت بر واحد سیار در شبكه GSM به واحد سیار اختصاص می یابد كه عبارتند از:

شناسه بین المللی مشترك سیاره                            IMSI

شناسه موقت مشترك سیار                                   TMSI

شماره ISDN  بین المللی واحد سیار               MSISDN  

شماره سیاحتی واحد سیار                                 MSRN

واحدهای سیار بر حسب قدرت فرستنده شان به پنج كلاس عمده دسته بندی می شوند. كه در سیستم GSM از توان حدود 8/0 تا W 20 را پوشش می دهد. عمده واحدهای سیار در كلاس چهار كه توان (W 2 -8/0 ) را پوشش می دهد قرار دارند .

 اطلاعاتی كه بطور دائم در SIM  كارت قرار می گیرند، عبارتند از:

1-نوع SIM  كارت

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

3-لیستی از سرویس های كلی كه مشترك می تواند استفاده كند .

4-TMSI

5-شماره مشخصه شخصی (PIN )

6-كلید باز كردن قفل PIN ( PUK )

7-كلید تصدیق صحت K_i

یكسری اطلاعات پویا نیز در SIM  تعریف شده است كه هنگام روشن شدن واحد سیار مدام بروز می شوند. این اطلاعات عبارتند از:

1. اطلاعات موقعیت شامل TMSI  و LAI

2. كلید رمز كردن K_c  برای از كد خارج كردن اطلاعات و شماره سریال آن

3 . اطلاعات BCCH : لیستی از فركانس های حامل برای انتخاب سلول مناسب طی عمل تحویل دهی .

4. لیستی از شبكه ها PLMN  قدغن شده .

PIN

اگر SIM كارت در واحد سیار نباشد، ترمینال سیار هیچ سرویسی را بجز مكالمات ضروری آن هم در صورتی كه شبكه امكان آن را فراهم سازد، نمی تواند ارائه دهد. اگر SIM كارتی برای اولین بار نصب گردد، امكان دستیابی به شبكه در صورتی فراهم می گردد كه مشترك شماره كد PIN را وارد كند. این شماره بین چهار تا هشت رقم است  كه مشترك می تواند آن را تغییر دهد. وجود چنین كدی، ریسك دزدیده شدن واحد سیار را كم می نماید. چرا كه اگر واحد سیار خاموش شود، پس از روشن كردن نیاز به  PIN  كد می باشد. با سه بار اشتباه وارد كردن این كد، SIM كارت بلوكه شده و مشترك نیاز به كلید از قفل در آمدن یا PUKرا دارد. بعضی ازSIM كارت های استفاده از PIN  كد دومی را نیز امكان پذیر می سازند كه در صورت وارد كردن این شماره، نام ها، شماره تلفن های شخصی در دسترس استفاده كننده قرار می گیرد