Proiectarea Unei Retele Inteligente Celulare de Comunicatii Mobile in Sistemul GSM-900

8/10/2019 Proiectarea Unei Retele Inteligente Celulare de Comunicatii Mobile in Sistemul GSM-900

1/13

1

1 NOIUNI GENERALEALE SISTEMULUI GSM900.

1.1 CARACTERISTICILE TEHNICE DE BAZ.

Sistemul GSM a fost elaborat ca un sistem pan-european, dar n ziua de azi seutilizeaz larg n toat lumea. Reprezint un sistem de generaia a 2-a digital, a fost

implementat n 1991.

GSM are o capacitate de pn la 10 ori mai mare dect sistemelede comunicaiimobile analogice din urmtoarele cauze:

1) nlocuirea transmisiunii semnalului vocal, ce efectueaz o modulaie analogicpurttoare cu modulaia digital a purttoarei canalului, aceasta a permis de a micorarelaia semnal/zgomot pentru transmiterea calitativ a semnalului i de asemenea a

permis de a micora cu mult distana de reutilizare a frecvenei

2)

Introducerea controlului puterii de emisie la ME i BS, transmisiunea discontinue asemnalului, utilizarea saltului de frecvene3) Utilizarea metodei de acces TDMA, ce presupune iniial divizarea benzii alocate de

frecvene n benzile de canal i divizarea funcionrii acesteia , de obicei fiecare sloteste acordat pentru comunicaie ntr-un singur sens unui singur abonat.

GSM extinde funciade mibilitate la nivelul abonatului i efectueaz cteva etapede securizare a informaiei.

1 etap cifrarea informaiei pe canalul radio dup un algoritm i o cheie special2 etap utilizarea obligatorie n reelele GSM a cartelei SIM(modul de identificare aabonatului) accesul la care se face printr-un cod PIN(numrul de identificare aabonatului).

n GSM se efectueaz controlul echipamentelor mobile utilizate n reea pentruaceasta la fiecare acces al reelei reeaua controleaz IMEI (Interntional MobileEquipmrnt Identity).

Sistemul GSM este realizat n 2 variante: GSM 900 i GSM 1800.


2/13

2

1.2 ARHITECTURA REELEI GSM.

Arhitectura reelei GSM are urmtoare structur:

Sistemul GSM const din 3 subsisteme:

1. RSSRadio Subsystem2.NSSNetwork and Switching Subsystem3. OMSOperating and Switching Mentinance Subsystem

La rndul su RSS conine urmtoarele elemente:1) MEobligatoriu trebuie s aib cartela SIM2) BTSBase Transiever System (sistem de emisie/recepie de baz)3) BSCBase Station Controler (controlerul BS)

La rndul su NSS conine urmtoarele elemente:

1) MSCla care se conecteaz

a)

XCtranscoderul ce efectueaz conversia semnalului radiob) IWFInterworking Functionfuncie de interconectarec) ECEchoCancelersuprimator de ecou2) EIREquipment Identity Register3) VLRVisitor Locaton Regiter (registru de localizare a vizitatorilor)4) HLRHome Location Register (registru de localizare a abonailor proprii)5) AuCAutentification Center (centru de autentificare)

La rndul su OMC conine urmtoarele elemente:

1) OMC

Operating and Mentinance Center2)

NMCNetwork Management Center

OMC NMC

OMS

BTS

BTS

BTS

BSC

BSS

ME

SIM

BSS

BSS

RSSEIR VLR HLR

MSC AuC

MSC

NSSX.25

Abis

A

F B

E

PSTN


3/13

3

1.3 PARAMETRII DE BAZ AI STANDARDULUI GSM 900.

Principalii parametrii ce caracterizeaz standardul de comunicaii mobile celulare

GSM sunt prezentai n tabelul de mai jos.

Denumirea parametrului u/m GSM 900Banda de frecven alocat transmisiunii de la MS

ctre BTS (up-link)MHz 1710-1785

Banda de frecven alocat transmisiunii de la BTSctre MS (down-link)

MHz 1805-1880

Diapazonul duplex dintre frecvenele de emisie icele de recepie

MHz 95

Banda de frecven, atribuit n corespundere cuplanul de distribuie a frecvenelor la transmisiuniMHz 75

Viteza de transmisiune a mesajelor prin canalul deradiodifuziune

kbps 270,833

Viteza de transformare a codecului vocal (viteza detransmisiune a semnalului vocal)

kbps 6,5

Banda de frecven alocat unui canal decomunicaii

kHz 200

Numrul maxim de canale fizice 374

Numrul maxim de canale, organizate la o BTS 8

Tipul modulaiei GMSK

Indexul modulaiei BT 0,3

Banda de frecven a canalului nainte de a traversafiltrul Gauss

kHz 81,2

Numrul salturilor de frecven ntr-o secund 217

Distribuia intervalelor temporare ale cadruluiTDMA (de emisie/recepie) pentru MS

2

Tipul codecului RPE/LTP

Raza (maxim) a celulei km 35

Numrul de intervale temporare ntr-un canal fizic 16

Modurile de organizare a canalelor TDMA/FDMA


4/13

4

1.4 AVANTAJELE SISTEMULUI GSM.

1. Eficien mrit a spectrului radio permite o capacitate crescuta reelei.

2. Permite o sofisticat autentificare a utilizatorului, reducnd posibilitatea fraudelor.

3. Previne interceptarea conversaiilor prin tehnici sofisticate de incriptare care sunt

aproape n totalitate sigure.

4. Permite o mai bun claritate i consistent a conversaiei prin eliminarea

interferenei n timpul transmisiei digitale.

5. Simplific transmisia de date, permind conectarea calculatoarelor portabile la

telefoanele celulare GSM.

6. Un singur standard ce permite deplasri internaionale ntre reelele GSM din

lume.

1.5 PERFORMANELE GSM.

Multe din sistemele analogice pot oferi performane bune, dar GSM-ul a fost

proiectat s fie mai bun dect orice sistem analogic. Calitatea convorbirii GSM este

de semnal slab sau interferene, sistemul GSM se comport mult mai bine.

Calitatea radio, mrimea i timpul de viaa al bateriei sunt de asemenea

parametri importani de performana. Deoarece se utilizeaz un standard digital, se

nregistreaz un nivel ridicat de implementare a noilor tehnologii, ducnd la

micorarea mrimii i greutaii telefoanelor mobile. Utilizarea puternicului mod

"sleep" automat duce la o semnificativ cretere a timpului de viaa al bateriei.


5/13

5

1.6 SECURITATEA SISTEMULUI GSM.

GSM ofer trei niveluri de securitate:

Nivelul de securitate I

1 Datele utilizatorului GSM sunt nregistrate n cartela SIM .

2 Cartela SIM poate fi inserat n orice terminal GSM.

3 Tariful este nregistrat pentru proprietarul cartelei SIM.

4 Sistemul GSM verifica validitatea utilizatorului.

Nivelul de securitate II

1 Sistemul GSM identific localizarea utilizatorului.

2 Terminalele furate pot fi depistate sau folosirea lor invalidat.

3 Utilizatorul poate fi identificat nainte de acceptarea convorbirii.

Nivelul de securitate III

1

Sunt utilizate tehnici avansate de incriptare pentru a face aproape imposibilinterceptarea convorbirii.

Recordul electric de telefonie mobila GSM se va realiza de la tabloul electric

general al blocului. Puterea electrica instalat necesar alimentrii obiectivului este

intre 10 kW si 16 kW curent alternativ 380/220 V la 50 Hz. In cazul intreruperii

alimentrii cu energie electric, se preconizeaz utilizarea unui grup electrogen mobil


6/13


7/13

7

2.4 Calculam numarul total al canalelor de trafic in retea

94

unde, fc - frecvena canalului, care pentru sistemul GSM 900 este

200kHz=0,2MHz.

n sistemul GSM 900 un canal se utilizeaz pentru formarea benzilor de

protecie de aceia numarul canalelor de trafic se calculeaza dupa formula:

=-1=941 = 93

2.5

Calcularea numrului de celule ntr-un cluster

k=+ij+= =21

Clusterul obinut este format din 21 celule.

2.6Formm setul de canale pentru fiecare celula a clusterului

Tabelul 1 Repartizarea canalelor n seturi pe celule


8/13

8

2.7 Calculul numrului de canalede trafic ntr-o celula clusterului

M=

=

= 4.42

Setul de canale 3 conine: 3, 24, 45, 66, 87.n celule trebuie de utilizat un numr ntreg de canale, deci n unele din ele se

vor utiliza cte 5 canale, n altele cte 4 canale. Astfel, obinem ca n celulele 1...9 se

folosesc cte 5 canale, iar n celulele 10...21 se folosesc cte 4 canale.

2.8Determinarea distanei de reutilizare a frecvenei (prin dou metode):

Distana minim dintre centrele a 2 celule cu acelai set de canale din clustere vecinese numete distana de reutilizare a frecvenei i ea se calculeazprin 2 metode:

I metod:

Conform razei celulei din datele iniiale i numrului de celule ntr-un cluster

avem distana de reutilizare a frecvenei:

3D R k

=km

II metod:

Utiliznd coordonatele punctelor P1i P2obinem:

P1(x1,y1) = P1(2, 6 )

P2(x2,y2) = P2(7, 2)

Utiliznd formula:

])())(()[(3 22121212

21 yyyyxxxxRD

Calculam distana de reutilizare a frecvenei pentrucazul variantei propuse:

[( ) ( ) ( ) ( )]= km


9/13


10/13

10


11/13

11

2.10 REPREZENTAREA PLANULUI DE FRECVEN

Reprezentarea planului de frecvene, a canalului duplex cu setul de canale 2 se

prezint n figura 2:

93

93

ME BS

BS ME

Duplex 3

........

.....

f, MHz

f, MHz

f, MHz Fd=45 MHz

883 928

959.5940.7

914.5895.7

21

21

33

f p124MEBS= 914.3 MHz

f p1MEBS= 895,9 MHz

f p1BS ME

= 940.9 MHz f p124BS ME= 959.3MHz

BP1= fc/2 = 0.1MHz

BP2= fc/2 = 0.1MHz

BP3= fc/2 = 0.1MHz

BP4= fc/2 = 0.1MHz

3

3

f p2MEBS= 896,1 MHz

f p3MEBS= 896.3 MHz

f p2BS ME= 941.1 MHz

f p3BS ME= 941.3 MHz

Figura 2 Planul de frecvenesi canalul duplex nr. 3


12/13

12

CONCLUZII:n lucrarea dat au fost analizai parametri unei reele mobile cu standardul

GSM 900. Am calculat numrul total de canale in reea i am obinut 93 de canale,unde un canal se folosete pentru benzile de protecie. Mai departe am calculat

numrul de celule ntr-un cluster dupa formula k= +ij+ i am obinut 21 de

celule ntr-un cluster. Apoi am format setul de canale pentru fiecare celul aclusterului, am calculat numrul de canale de trafic ntr-o celul a clusterului i amobinut c n celulele 1.9 se folosesc cte 5 canale iar n celulele 10.21 sefolosesc cite 4 canale. Mai departe am determinat distana de reutilizare a frecvenei

prin 2 metode: , ])())(()[(3 2

212121

2

21 yyyyxxxxRD ambele

rezultate au fost egale. Am construit planul de frecven folosit in reea i canalulduplex corespunztor.

3D R k


13/13

13

BIBLIOGRAFIE

1. Ion Bnic, Reele de comunicaii ntre calculatoare, Bucureti,

Teora 1998.

2.Iancu Ceap, Sisteme numerice de transmisiuni prin fibra optic,Bucureti, Matrix Rom 1998.

3. Borcoci Eugen, Sisteme de comutaii digitale, Bucureti, Europa

Nova 1995.

4. Tatiana Rdulescu, Telecomunicaii, Bucureti, Matrix Rom 1999.

Documents

Proiectarea Unei Retele Inteligente Celulare de Comunicatii Mobile in Sistemul GSM-900