proiectarea retelei inteligente de tlc in sistemul gsm
DESCRIPTION
sistemul GSMTRANSCRIPT
CUPRINS
Date iniţiale ……………………………………………………………2
Introducere……………………………………………………………..
1 Partea teoretică……………………………………………………...
1.1 Arhitectura reţelei GSM 900……………………………
1.2 Parametri, caracteristici si protocoale…………………………
1.3 Servicii………………………………………………………………...
1.4 Avantajele sistemului GSM………………………………
1.5 Performantele sistemului GSM………………………………
1.6 Securitatea sistemului GSM…………………………………
2 Partea practica……………………………………………………………
2.1 Calcularea numărului canalelor de trafic in reţea……………
2.2 Calcularea numărului de celule intr-un cluster………………
2.3 Calcularea numărului de canale de trafic pentru fiecare celulă
a clusterului…………………………………………
2.4 Repartizarea canalelor in seturi pe celule………………………
2.5 Repartizarea celulelor in cluster şi in afara lui (7 clustere) …
2.6 Determinarea distanţei de reutilizare a frecvenţei (2 metode) ..
2.7 Reprezentarea planului de frecvenţe a canalului duplex cu
setul de canale 1……………………….……………………………
Concluzii…………………………………………………………………………
Bibliografie………………………………………………………………………
INTRODUCERE
GSM (Global System for Mobile Communications: iniţial de la Groupe
Spécial Mobile) este un sistem de telefonie mobilă digital și este cel mai popular
standard pentru sistemele de telefonie mobilă în lume. GSM funcţionează în
frecvenţele 900 MHz (GSM 900), 1800 MHz (GSM 1800), si un sistem mai nou cu
banda 1900 MHz (GSM 1900), pe baza unei cartele cu memorie proprie, numită
cartelă SIM (Subsriber Identity Module), ce ofera identitatea utilizatorului în reţea cu
un numar de telefon propriu atribuit.
Reţeaua GSM este concepută ca o reţea inteligentă (IN - Intelligent Network).
Reţelele de radiocomunicaţii mobile numerice, din care face parte şi GSM ca
standard european, dispunand de o mare varietate de mesaje de semnalizare,
simplifică şi imbunătăţesc funcţiile legate de mobilitate. Aceasta se realizează prin
procedeele de localizare şi inregistrare automată in reţea.
GSM oferă în primul rând calitate maximă a convorbirilor si transmisiilor de
date, şi, mai mult decât atât, oferă posibilitatea folosirii aceluiaşi telefon mobil (cu
aceeasi cartela SIM, şi implicit acelaşi numar) şi în alte retele, pe tot globul
(roaming), astfel că utilizatorul poate fi găsit chiar dacă nu se află în ţară.
Reţeaua GSM propriu-zisă se constituie din celule telefonice. Fiecărei celule îi
corespunde o anumită antenă (staţie de bază), amplasată pe turnuri sau clădiri înalte,
pentru a se evita accesul într-o apropiere imediata a acestora, al persoanelor publice.
Astfel, dacă un anumit telefon efectuează o convorbire, aflându-se în mişcare
el poate trece de la o celulă la alta; zonele de acoperire ale acestor celule se
întrepătrund, tocmai pentru a se asigura o calitate superioara a convorbirii, fără
bruiaje sau întreruperi, cauzate de lipsa de semnal.
În viitor se urmăreşte înlocuirea sistemului GSM 900 cu cel pe 1800 MHz, sau
chiar 1900 MHz, deoarece puterea acestora fiind mai mare, zonele în care nu există
semnal (prin sistemul GSM 900), vor deveni utilizabile (lifturi, beciuri, subsoluri).
Reţeaua GSM este formata din mai multe sute de amplasamente de celule,
dispuse suprapus una peste cealalta, in asa fel incat sa rezulte o acoperire cu radio-
emisie continua, neintrerupta. Pe parcursul convorbirii, terminalul GSM se
conecteaza prin unde radio la statia radio plasata in zona in care se gaseste abonatul.
La trecerea dintr-o celula intr-alta, apelul este trimis fara ca utilizatorul sa realizeze
procesul de trecere de pe un canal intr-altul. Statia radio are o raza de acoperire ce
poate varia de la cel putin 1 km, daca este vorba de o zona urbana, pana la cel mult 30
de km in altfel de zone. Reteaua GSM este compusa din trei parti principale, statia
mobila (MS), statia baza de emisie - receptie (BTS) care controleaza conectarea cu
statia mobila, statia baza de control (BSC) care controleaza statia baza de emisie -
receptie si oficiul central de schimbare (MSC).
Reţelele de generaţia întîi posedau celule mari (de ordinul a 50 km raza), în
centrul cărora se situa o staţie de bază (antena de emisie). La început, acest sistem
aloca o bandă de frevenţă de tip static fiecărui utilizator, chiar dacă acesta nici nu
avea nevoie de ea la un moment oarecare. Deci, sistemul permitea furnizarea
serviciului la un număr de utilizatori numeric egal cu numărul benzilor de frecvenţă
disponibile. Prima ameliorare a constat în faptul că banda de frecvenţă era alocată
utilizatorului doar în momentul cînd acesta avea nevoie de ea. Astfel, a fost posibilă
mărirea numărului de utilizatori pe baza principiului că nu toţi telefonează în acelaşi
moment de timp. Totuşi, acest sistem necesita staţii mobile cu o putere de emisie
importantă (aproximativ de 8 W) şi deci şi aparate mobile de talie şi greutate
respectivă.
1 PARTEA TEORETICA
1.1 ARHITECTURA SISTEMULUI GSM
Arătată în figura 3, arhitectura reţelei GSM 900 cuprinde următoarele
subsisteme ale reţelei GSM:
a) subsistemul de comutare, cunoscut şi sub denumirea de subsistemul reţea (NSS
- Network and Switching Sub-system),
b) subsistemul radio (RSS - Radio Sub-system),
c) subsistemul de exploatare şi întreţinere (OMS - Operation and Maintenance
Sub-system).
Fiecare subsistem este format din mai multe elemente conectate între ele prin
diverse interfeţe. Astfel, subsistemul de exploatare şi întreţinere este format din unul
sau mai multe centre de exploatare şi întreţinere (OMC), conectate la un centru de
administrare al reţelei (NMC - Network Management Center).
Subsistemul reţea (NSS) are în compunere: centrala pentru abonaţi mobili MSC,
centrul de verificare a autenticitătii (sau centrul de autentificare) AUC
(Authentication Center), baza de date primară a abonaţilor mobili (HLR), baza de
date temporară a abonaţilor mobili în vizită (VLR), baza de date pentru identificarea
echipamentelor (EIR), module de eliminare a ecoului telefonic (EC - Echo
Canceller), module pentru integrarea de funcţii cu alte reţele (IWF -Inter Working
Function), transcodoare (XC). Acest subsistem asigură comunicaţia între: staţiile de
bază, centrala pentru abonaţi mobili (MSC) şi centralele aparţinând reţelei telefonice
publice comutate.
Subsistemul radio (RSS) grupează: sistemul staţiilor de bază şi al echipamentelor
mobile. Fiecare staţie de bază, este constituită din: echipamentul radio de emisie-
recepţie al staţiei de bază (BTS - Base Transceiver System) şi echipamentul de
comandă/control (BSC - Base Station Controller) al acestora. Prin echipament mobil
se înţelege ansamblul format dintr-un terminal mobil, adaptoare, echipamente
terminale şi un modul de identitate al abonatului (SIM). Din subsistemul radio fac
parte echipamentele mobile şi sistemul staţiilor de bază. Comunicaţia între ele se face
prin interfaţă radio.
Un subsistem de staţii de bază (BSS) este o combinaţie de echipamente
numerice şi de radiofrecvenţă realizat cu scopul de a asigura conectarea canalelor
radio (interfaţa radio) şi liniilor terestre (interfaţa terestră). Prin BSS se înţelege
ansamblul format dintr-un controlor al staţiilor de bază (BSC) şi echipamentele de
emisie/recepţie (BTS) controlate de acesta. Componentele acestui sistem pot fi
amplasate sau nu în acelaşi loc. Legătura dintre centrală şi subsistemul staţiilor de
bază se face prin linii PCM de 2Mb/s (interfaţa A) folosind sistemul de semnalizare
SS7. Formatul mesajelor de semnalizare este detaliat în recomandările ETSI/TC
GSM 08.xx. Standardizarea protocolului permite utilizarea de echipamente produse
de fabricanţi diferiţi, cu condiţia ca acestea să fie compatibile la nivel de interfaţă.
Comunicaţia prin interfaţa radio, la nivel fizic, se face folosind modulaţia
numerică GMSK şi o metodă de acces multiplu cu diviziune în timp (TDMA).
BTS are funcţii legate de comunicaţia radio: modulare, demodulare, egalizare,
codare de canal etc. BTS administrează întreg nivelul fizic: multiplexare TDMA, salt
de frecvenţă, secretizare etc., şi realizează toate măsurările necesare pentru a controla
calitatea unei comunicaţii în curs de desfăşurare. Rezultatele măsurărilor sunt
transmise la controlorul staţiei de bază. În cadrul nivelului de comunicaţie de date,
BTS se ocupă de semnalizarea între mobil şi infrastructură (LAPDm - Link Acces
Protocol for the Dm Channel) ca şi de legătura de date cu BSC (LAPD - Link Acces
Protocol for the D Channel).
BTS conţine câte o unitate emisie-recepţie distinctă pentru fiecare canal radio
alocat. Capacitatea maximă a unui BTS este de 16 purtătoare. O configuraţie uzuală
pentru o zonă urbană are 4 purtătoare, permiţând în jur de 28 de conexiuni simultan.
Mai multe BTS se pot conecta în serie folosind o interfaţă PCM standard de 2 Mbs.
Echipamentul inteligent al BTS numit şi controlor care răspunde de:
- administrarea canalelor radio din subordine,
- analizarea rezultatelor măsurărilor făcute de către staţia de bază şi staţia mobilă
pentru a controla puterea lor de emisie şi a lua decizia asupra necesităţii procesului de
transfer;
- transferul mesajelor de control între staţia mobilă şi centrală prin intermediul staţiei
de bază.
Canalele de control şi de comunicaţie sunt totdeauna sub controlul BSC. Cu
toate acestea, o serie de mesaje de semnalizare, asociate unei conexiuni stabilite, nu
sunt afectate, în mod direct, de BSC. Pentru acestea controlorul este transparent, un
simplu releu de transfer. Nu există o alocare fixă a canalelor radio utilizate de staţia
de bază la circuitele telefonice terestre care ajung la controlorul acesteia. Dacă
selectarea unui canal radio cade în sarcina controlorului, selectarea liniei terestre este
realizată de centrală; cele două circuite sunt conectate în matricea de comutare din
controlorul staţiei de bază.
GSM este un sistem de telefonie celulară cu inteligenţă distribuită în sensul că
nu toate activităţile sunt coordonate de centrala abonaţilor mobili. Matricea de
comutare proprie controlorului staţiilor de bază permite transferul (pe durata
convorbirii) între două echipamente de emisie/recepţie din subordine, fără a implica
centrala.
Legătura dintre controlor şi BTS se face printr-o interfaţă PCM de 2 MBs sub
protocolul LAPD (protocol de acces pentru canalul D). Mai multe BTS se conectează
la controlor fie înlănţuit fie în stea (figura 4). Controlorul se poate amplasa în acelaşi
loc cu unul dintre echipamentele de emisie-recepţie (BTS) din subordine. De la caz la
caz, amplasamentul unei staţii de bază poate avea un singur BTS (configuraţie
specifică zonelor rurale, folosind o antenă omnidirecţională) sau mai multe
(configuraţie specifică zonelor urbane sau autostrăzilor, folosind o antenă directivă).
MSC (Centrala pentru abonaţi mobili) realizează interfaţa dintre reţeaua
telefonică publică (PSTN) şi sistemul staţiilor de bază al reţelei celulare fiind, în
acelaşi timp, centrală de comutaţie pentru apelurile cu originea şi destinaţia în reţeaua
de comunicatii mobile. O reţea are de obicei mai multe centrale dintre care, acelea
care asigură interfaţa către PSTN sau ISDN, realizează şi funcţia de poartă de
interconectare (GMSC). Această funcţie o poate avea, în principiu, orice MSC, ea
fiind activată la începutul unui apel din reţeaua fixă către reţeaua mobilă.
Ca şi în cazul reţelelor telefonice publice comutate, MSC supraveghează
stabilirea apelurilor şi procedurile de rutare. Alte funcţii de control specifice sunt:
conversia numerotării şi rutarea apelurilor, alocarea trunchiurilor de ieşire, funcţii
legate de taxare, calcularea statisticilor etc. Funcţii tipice pentru reţeaua celulară sunt:
- menţinerea unei liste cu abonaţii angajaţi în comunicaţie,
- asigurarea unor proceduri de protecţie contra utilizatorilor neînregistraţi folosind
funcţii ca: verificarea identităţii abonatului şi secretizarea comunicaţiei de date,
- iniţierea şi supravegherea procedurilor de localizare şi transfer (cu excepţia celor
care se încheie la nivelul sistemului staţiilor de bază).
Funcţiile de înregistrare şi reactualizare a localizării (folosind informaţiile de
localizare transmise de staţiile mobile) permit realizarea automată a comunicaţiilor
care au ca destinaţie o staţie mobilă. Un ansamblu MSC-VLR poate prelua mai multe
zeci de mii de abonaţi mobili în cazul unui trafic mediu pe abonat de 0,025 Erlang.
1.2 Parametri, caracteristici şi protocoale
Standardul GSM 900 prevede ca telefonul mobil GSM să ocupe 2 benzi de
frecvenţă în jurul valorii de 900 MHz:
- Banda de frecvenţă 890 – 915 MHz, pentru comunicaţiile ascendente (de la
mobil spre staţia de bază);
- Banda de frecvenţă 935 – 960 MHz, pentru comunicaţiile descendente (de
la staţia de bază spre mobil).
Deoarece fiecare canal frecvenţial utilizează pentru o comunicaţie o lărgime a
benzii de frecvenţă de 200 kHz, este posibil de a utiliza 124 de canale frecvenţiale, ce
pot fi împărţite între diferiţi operatori. Însă, deoarece numărul de utilizatori era în
continuă creştere, s-a decis atribuirea unei benzi suplimentare în jurul valorii de 1800
MHz. Acesta este sistemul GSM 1800 sau DCS 1800 (Digital Communication
System), a cărui caracteristici sunt cuazi indentice cu cele ale GSM 900 în ceea ce
priveşte protocoalele şi serviciile.
În continuare, în tabelul 2 sunt prezentate principalele caracteristici ale GSM
900 şi DCS 1800 în comparaţie.
Tabelul 2 Comparaţie între sistemele GSM 900 şi DCS 1800
GSM 900 DCS 1800
Banda de frecvenţă (↑)
Banda de frecvenţă (↓)
890,2 – 915 MHz
935,2 – 960 MHz
1710 – 1785 MHz
1805 – 1880 MHz
Numărul de intervale de timp
pe cadru (TDMA)
8 8
Debit total pe un canal 271 kb/s 271 kb/s
Debitul parolei 13 kb/s 13 kb/s
Debitul maximal de date 12 kb/s 12 kb/s
Tehnici de multiplexare Multiplexare frecvenţială şi
temporală
Multiplexare frecvenţială şi
temporală
Raza celulelor 0,3 – 30 km 0,1 – 4 km
Puterea terminalelor 2 – 8 W 0,25 – 1 W
Sensibilitatea terminalelor -102 dB
Sensibilitatea staţiei de bază -104 dB
În figura 6 sunt reprezentate protocoalele GSM 900 a diferitelor elemente de
reţea. La nivel aplicativ se disting următoarele protocoale care, la nivelul diferitelor
elemente de reţea, fac legătura mobilului cu un centru de comunicaţie (MSC):
- Protocolul Call Control (CC) este responsabil de apeluri (stabilirea legăturii,
finisarea şi supervizarea);
- Protocolul Short Message Service (SMS) este responsabil de posibilitatea
trimiterii unui mesaj de 160 caractere de 7 biţi, andică 140 byte;
- Protocolul Supplementary Service (SS) este responsabil de servicii
complementare. Lista acestor servicii este lungă, însă se poate de enumerat
cele mai importante: Calling Line Identification Presentation (CLIP),
Calling Line Identification Restriction (CLIR), Call Forwarding
Unconditional (CFU).
- Protocolul Mobility Management (MM) este responsabil de identificare,
autentificare în reţea şi localizarea unui terminal. Această aplicaţie se
găseşte în subreţeaua de comutare (NSS) şi în mobil, deoarece ei trebuie
ambii să cunoască poziţia mobilului în reţea.
- Protocolul Radio Resource management (RR) se ocupă de legătura radio. El
interconectează un BTS şi un BSC.
Primele trei protocoale aplicative (CC, SMS şi SS) sunt implementate doar în
terminalele mobile şi în comutatoare; mesajele lor călătoresc transparent prin BSC şi
BTS.
Fig. 6 Protocoale în subsistemele reţei GSM 900
Să caracterizăm pe scurt şi cele 3 interfeţe prezentate în figura 6, care fac
legătura dintre BSC şi respectiv, staţia de bază (interfaţa A-bis), comutatorul
(interfaţa A) şi centrul de exploatare şi menţinere (interfaţa X25).
Pentru interfaţa A-bis, stratul fizic este definit de legătură PCM de 2 Mbit/s
(recomandarea seriei G a ITU) şi stratul legătură de date este format din protocolul
Link Access Protocol D-channel (LAPD).
Deoarece canalul de legătură PCM are un debit unitar de 64 kbit/s şi că
debitul prin canalul radio GSM este de 13 kbit/s, trebuie de adaptat debitul. Această
funcţie se numeşte transcodare şi este realizată de o unitate numită Transcoding Rate
and Adaptation Unit (TRAU). Două soluţii tehnice sunt posibile şi întîlnite în reţelele
GSM 900:
- A multiplexa 4 canale de 13 kbit/s pentru a produce unul singur de 64
kbit/s.
- A face trecerea debitului fiecărui canal la 64 kbit/s.
Avantajul primei soluţii este de a diminua debitul între staţia de bază şi BSC,
unde traficul este foarte concentrat. Avantajul celei de a doua soluţie este în a banaliza
echipamentul sistemului, aducîndu-l în întregime la 64 kbit/s. Deseori, a doua soluţie
este utilizată la nivel de comutatoare, iar prima la nivel de BSC.
Pentru interfaţa A stratul fizic este definit, de asemenea, de o legătură PCM de
2 Mbit/s, însă pentru stratul legătură de date este utilizat protocolul CCITT nr. 7.
Interfaţa X25 realizează legătura între BSC şi Centrul de exploatare şi
menţinere (OMC). Interfaţa dată posedă structura celor 7 nivele ale modelului OSI.
1.3 Servicii
De le început, proiectanţii GSM au căutat să asigure compatibilitatea reţelor
GSM şi ISDN în dependenţă de serviciile oferite. În conformitate cu definiţiile ITU-T
(International Telecommunication Union – Telecommunication Standardization
Sector), reţeaua GSM 900 poate oferi următoarele tipuri de servicii:
- servicii de transport de informaţii (bearer services);
- servicii de comunicaţii (teleservices);
- servicii suplimentare (supplementarz services).
Cînd în 1991 au apărut primele reţele GSM 900, totul se axa pe oferirea de
servicii „voice” la nivel înalt, în comparaţie cu sistemul celular analog existent
atunci. Dar, chiar de la începuturi tehnologia GSM oferea cîteva servicii noi, care au
atras imediat atenţia unei anumite categorii de utilizatori. Cele mai semnificative
inovaţii au fost: posibilitatea de criptare a informaţiei şi serviciul de roaming în
Europa. Aceasta înseamnă că, spre deosebire de reţelele fixe, în care terminalul
abonatului este legat la oficiul central prin cabluri, abonatul reţelei GSM poate circula
atît în interiorul acestei reţeli, cît şi în afara hotarelor ţării.
Pentru a apela un abonat al reţelei mobile este nevoie de a forma numărul,
numit număr al abonatului reţelei digitale mobile cu cu integrare de servicii. Acest
număr conţine codul ţării şi codul naţional de destinaţie, care indentifică operatorul
care furnizează serviciile. Primele cîteva cifre identifică Home Location Register
(HLR) a abonatului în reţeaua de comunicaţii mobile.
Apelul de intrare a abonatului reţelei de telefonie mobilă este trimis pentru
prelucrare porţii de acces GSMC (Gateway SMC). În principal, GSMC este un
comutator care solicită HLR abonaatului datele necesare şi de dirijare, şi de aceea
conţine tabelul de legătură a numerelor MSISDN cu HLR corespunzătoare. Numărul
roaming a staţiei mobile MSRN (Mobile Station Roaming Number) defineşte
complet traseul, se referă la planul de numerotare geografică şi nu este în nici un fel
legat cu abonaţii. În acelaşi timp, în regiunea de bază a serviciilor vocale, GSM a
propus 2 grupuri de servicii noi: redirecţionarea şi interzicerea de apeluri.
Cea mai cunoscută ramură a activităţii GSM este telefonia. Deoarece GSM
900 este în esenţă un sistem digital de transfer de date, vocea este codificată şi este
transmisă sub forma unui flux digital. Un alt exemplu de serviciu este asistenţa de
urganţă (numerele serviciilor de urgenţă pot fi apelate gratuit). În plus, există o
varietate de servicii de transmisiuni de date. Abonaţii GSM pot să realizeze schimb
de date cu abonaţii ISDN, ale reţelelor telefonice obişnuite, reţelelor cu comutare de
pachete, reţelelor cu comutare de canale, folosind diverse metode şi protocoale de
acces (de ex., X.25 sau X.32). Este posibil transferul mesajelor faximile, utilizînd un
adaptor corespunzător pentru un aparat fax. O oportunitate GSM este transmiterea
bidirecţională a mesajelor scurte (SMS). Orice abonat poate transmite un mesaj, după
care va primi o confirmare de primire.
Mesajele scurte pot fi folosite în regim de difuzare, spre exemplu, pentru a
informa clienţii despre o eventuală schimbare a condiţiilor de trafic în regiune, etc.
1.4 AVANTAJELE SISTEMULUI GSM
1. Eficienţă mărită a spectrului radio permite o capacitate crescută a reţelei.
2. Permite o sofisticată autentificare a utilizatorului, reducând posibilitatea fraudelor.
3. Previne interceptarea conversaţiilor prin tehnici sofisticate de incriptare care sunt
aproape în totalitate sigure.
4. Permite o mai bună claritate şi consistentă a conversaţiei prin eliminarea
interferenţei în timpul transmisiei digitale.
5. Simplifică transmisia de date, permiţând conectarea calculatoarelor portabile la
telefoanele celulare GSM.
6. Un singur standard ce permite deplasări internaţionale între reţelele GSM din
lume.
1.5 PERFORMANŢELE GSM
Multe din sistemele analogice pot oferi performanţe bune, dar GSM-ul a fost
ptat să fie mai bun decât orice sistem analogic. Calitatea convorbirii GSM este de
semnal slab sau interferenţe, sistemul GSM se comportă mult mai bine.
Calitatea radio, mărimea şi timpul de viaţa al bateriei sunt de asemenea
parametri importanţi de performanţa. Deoarece se utilizează un standard digital, se
înregistrează un nivel ridicat de implementare a noilor tehnologii, ducând la
micşorarea mărimii şi greutaţii telefoanelor mobile. Utilizarea puternicului mod
"sleep" automat duce la o semnificativă creştere a timpului de viaţa al bateriei.
1.6 SECURITATEA SISTEMULUI GSM
GSM oferă trei niveluri de securitate:
Nivelul de securitate I
1 Datele utilizatorului GSM sunt înregistrate în cartela SIM .
2 Cartela SIM poate fi inserată în orice terminal GSM.
3 Tariful este înregistrat pentru proprietarul cartelei SIM.
4 Sistemul GSM verifica validitatea utilizatorului.
Nivelul de securitate II
1 Sistemul GSM identifică localizarea utilizatorului.
2 Terminalele furate pot fi depistate sau folosirea lor invalidată.
3 Utilizatorul poate fi identificat înainte de acceptarea convorbirii.
Nivelul de securitate III
1 Sunt utilizate tehnici avansate de incriptare pentru a face aproape imposibilă
interceptarea convorbirii.
Recordul electric de telefonie mobila GSM se va realiza de la tabloul electric
general al blocului. Puterea electrica instalată necesară alimentării obiectivului este
intre 10 kW si 16 kW curent alternativ 380/220 V la 50 Hz. In cazul intreruperii
alimentării cu energie electrică, se preconizează utilizarea unui grup electrogen mobil
2 PARTEA PRACTICA
Proiectarea unei retele celulare de comunicatii mobile se efectueaza conform
algoritmului urmator:
2.1 Calculam numarul canalelor de trafic in retea.
Conform instructiunilor determinam daca :
Initial calculam nr. total de canale de trafic
canale.
unde, ∆fc - frecvenţa canalului, care pentru sistemul GSM 1800 este
200kHz=0,2MHz.
In sistemul GSM se scade un canal de trafic din nr total de canale utilizat pentru
formarea benzii de protectie care se amplaseaza la extremitatile benzilor si .
Banda de protectie are latimea egala cu .
Astfel , canale trafic.
2.2 Calculam numarul de celule intr-un cluster
celule.
Clusterul obţinut este format din 39 celule.
2.3 Calculam numarul canalelor de trafic pentru fiecare celula a clusterului
canale intr-o celula
In acest caz , in unele celule a clusterului se va utiliza un număr de canale egal cu
partea intreaga a lui ,adica 2 canale, iar in altele se va utiliza partea intreaga
+1 a lui ,adica canale . Astfel in celulele se vor folosi cite
canale , iar in celulele cite canale .
2.4 Repartizarea canalelor in seturi pe celule
Construim un tabel în prima linie a căruia în fiecare celulă, numerotăm celulele
consecutive dintr-un cluster, consecutiv, din a doua linie, numerotăm fiecare celulă a
tabelului cu un număr al canalului, formînd setul de canale al fiecărei celule a unui
cluster, prezentată în Tabelul 2.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
3
0
3
1
3
2
3
3
3
4
3
5
3
6
3
7
3
8
3
9
2.5 Repartizarea celulelor in cluster si in afara lui (7 clustere).
Formarea clusterilor si repartizarea seturilor de canale in celulele clusterului
constă în procedurile:
1 Se alege o celulă oarecare de pe teritoriul ce trebuie acoperit şi acestei celule
iniţiale i se atribuie un oarecare set de canale.
2 Cele mai apropiate 6 celule care vor utiliza acelaşi set de canale se determină
deplasîndu-se din centru celulei iniţiale perpendicular pe fiecare din laturile
celulei iniţiale cu i unităţi (sub unitate se subînţelege distanţa dintre 2 celule
vecine).
3 Sub un unghi pozitiv în sens geometric(de la o linie contra acelor de ceasornic)
de 60º se deplasează cu j celule. Celulei obţinute i se atribui setul iniţial de
canale 1.
4 Se alege o oarecare celulă ce se află între celulele ce au primit deja un set de
canale şi se repetă 1÷3.
Procedura se termină atunci cînd toate celulele cuprinse între celulele cu setului
1 au primit cîte 1 set de canale (toate seturile trebuie să fie diferite; diferite seturi de
canale nu pot utiliza unul şi acelaşi canal).
Figura 2 Repartizarea celulelor în cluster şi în afara lui
2.6 Determinarea distanţei de reutilizare a frecvenţei (prin două metode)
Distanţa minimă dintre centrele a 2 celule cu acelaşi set de canale din clustere
vecine se numeşte distanţa de reutilizare a frecvenţei şi ea se calculează prin 2
metode:
I metodă:
Conform razei celulei din datele iniţiale şi numărului de celule într-un cluster
avem distanţa de reutilizare a frecvenţei:
= = (km)
II metodă:
Utilizînd coordonatele punctelor P1 şi P2 din figura 3 obţinem:
P1(x1,y1) = P1(6;0)
P2(x2,y2) – P2(11;2)
Utilizînd formula:
Calculam distanţa de reutilizare a frecvenţei pentru cazul variantei propuse:
(km)
2.7Reprezentarea planului de frecvenţe,a canalului duplex cu setul de canale
1 se prezintă în figura 1:
ME BS
fp1ME-BS=890,2MHz
fp109ME-BS=911,8 MHz
BP1 BP2
f,MHz
890 MHz 912 MHz fp1BS-ME=935,2 MHz
fp109BS-ME=956,8 MHz
BP1 BP2
BS ME
f,MHz 935 MHz 956 MHz
Duplex
=45 Mhz f,MHz
890,4MHz 935,4 MHz
Figura 1 Reprezentarea planului de frecvenţe, a canalului duplex 1.
CONCLUZII
1 109
1
1 2
109
Efectuarea proiectului de an mi-a oferit posibilitatea sa studiez mai detailat
structura reţelei GSM 900, proiectarea retelei inteligente celulare de comunicatii şi
realizarea unei analize generale asupra acesteia.
În prima parte a proiectului am realizat o descrire detailată a reţelei GSM 900
la următoarele capitole: arhitectura reţelei, parametrii, caracteristicile, protocoalele,
serviciile oferite,securitatea, şi performanţele reţelei GSM 900. De asemenea, am
constatat diferenţele şi asemănările între reţelele GSM 900 şi GSM 1800. Am
observat că serviciile oferite de acest standard de telecomunicaţii sunt necesare
omenirii şi faptul că după invenţia acesteia se tinde tot mai mult spre perfecţionarea
calităţii serviciilor. Un alt pas realizat a fost determinarea necesităţii introducerii
acestui standard şi avantajele lui faţă de o reţea de telefonie mobilă analogică.
Studierea aprofundată a standardului GSM 900 este necesară, deoarece în Republica
Moldova este utilizat pe larg in domeniul telefoniei.
In partea a doua a proiectului , pe baza acestui sistem telefonic am proiectat o
reţea celulară determinînd parametrii de bază: numărul de canale de trafic-109,
numărul de celule în cluster -39, distanţa de reutilizare a frecvenţei fiind de km.
Am prezentat repartizarea planului de frecvenţe cu evidenţierea canalului
duplex 1, care include setul de canale 1, 40 şi 79. Repartizarea celulelor în cluster
este prezentată avînd în vedere repartizarea uniformă a abonaţilor – cu aceeaşi rază a
celulelor.
Telecomunicaţiile evoluează înspre comunicaţiile personale, a căror obiectiv
este disponibilitatea tuturor serviciilor, oricând, către oricine şi oriunde, printr-un
singur număr de identitate şi un terminal de comunicaţii portabil.
Sistemul GSM 900, reprezintă o abordare al unui adevărat sistem personal de
comunicaţii. Cartela SIM reprezintă o abordare nouă ce implementează o mobilitate
personală în plus faţă de mobilitatea terminalului şi suportul pentru o gamă largă de
servicii cum ar fi telefonia, transferul de date, serviciul fax, serviciul de mesaje scurte
şi alte servicii suplimentare.GSM este primul sistem care utilizează extensiv
conceptul de reţea inteligentă, în care servicii ca numerele 800 să fie concentrate şi
controlate de câteva centre, în loc de a fi distribuite pe fiecare centrală din ţară.
BIBLIOGRAFIE
1 Îndrumar metodic „Comunicaţii Mobile”, editura UTM, 2008.
2 www.scritube.com/tehnica-mecanica/.php
3 Tisal Joachim - GSM. Reteaua si Serviciile - Editura TEORA, Bucuresti 2000
4 Hammuda Hushi - Sisteme radio mobile celulare - Editura TEORA, Bucuresti
2002
5 www.comm.pub.ro/curs/rrc/cursuri/
6 http://facultate.regielive.ro/cursuri/electronica/comunicatii_mobile_satelit-
68436.html?in=all&s=comunicatii%20mobile%20satelit
7 „Основы сотовой связь”
8 http://click4trick.com/gsm-cdma-si-telecomunicatii/1566-tehnologia-gsm.html