Przetwarzanie danych na platformach mobilnych

Prezentacja na temat: "Przetwarzanie danych na platformach mobilnych"— Zapis prezentacji:

1 Przetwarzanie danych na platformach mobilnych
Sieć GSM – architektura systemu, zagadnienia transmisji danych Andrzej Chybicki

2 Wstęp Pierwsze systemy łączności bezprzewodowej
Lata 50-te XX wieku – policja, straż pożarna, organizacje, korporacje szwedzka firma Ericsson zaprezentowała pierwszy telefon komórkowy, który jak na tamte czasy był szczytem techniki. kosztował tyle co średniej klasy samochód, ważył 40kg, Sztokholm był pierwszym miastem w którym powstała siec komórkowa (zasięg 30 km – 1000 abonentów) Do lat 70-tych praktycznie wszystko było analogowe

3 Systemy pierwszej generacji (lata 70-te XX wieku)
Połączenie sieci przewodowej i telefonii mobilnej Radiocom 2000 opracowany w 1980 roku we Francji i w pełni funkcjonujacy od roku 1986 NMT opracowany w koncu lat 70-tych i uruchomiony w 1981 roku na terenie państw skandynawskich AMPS opracowany w połowie lat 70-tych i uruchomiony w 1978 roku w Stanach Zjednoczonych

4 Polska – lata 90-te NMT 450i - system analogowy 450 MHz
wykorzystania przesunięcia 20 (z oferowanych 180) kanałów częstotliwościowych w inny zakres, modyfikacji protokołów sygnalizacji w kanale radiowym, wyświetlania w terminalu kodu obszaru centralowego, wprowadzenia kompandorów zapewniających poprawę jakości transmisji sygnałów mowy, zastosowania procedury identyfikacji abonenta.–

5 System NMT Elementy składowe systemu stanowią:
centrala systemu radiokomunikacyjnego MTX - odpowiedzialna za sterowanie ruchem w podsystemie obsługującym abonentów ruchomych i dołączenie do publicznej sieci telefonicznej, stacje bazowe BS - zapewniające komunikacje central MTX ze stacjami ruchomymi MS poprzez interfejs radiowy, stacje ruchome MS – terminale będące urządzeniem abonenckim.

6 NMT - własności Zakres usług oferowanych przez system NMT jest w porównaniu do nowoczesnych systemów cyfrowych bardzo ubogi i obejmuje: transmisje głosu, take trójstronna, transmisje danych i faksów 600 bit/s, przesyłanie sygnalizacji DTMF, realizacje połaczen priorytetowych (kosztem zajetosci zasobów), poczte głosowa, wymianę wiadomości SMS (bez wyzwalania po zmianie statusu abonenta na aktywny) i prezentacje numeru abonenta wywołującego (wybrane terminale), obsługę kodów sieci (zarządzanie przekazywaniem połaczen).

7 Systemy GSM drugiej generacji
Na świecie od końca lat 80-tych, w Polsce od 1996 (tzw. faza 2 rozwoju).Własności: oddzielenie funkcji telefonu od uprawnien uytkownika (karta SIM), kodowanie cyfrowe głosu, integracje podstawowych usług z siecia (przesyłanie faksu, krótkich wiadomosci tekstowych, poczta głosowa, identyfikacja numeru dzwoniacego abonenta), rozszerzenie możliwosci usługi transmisji krótkich wiadomosci (EMS), wprowadzenie dodatkowych elementów infrastruktury sieci odpowiedzialnych za przechowywanie i śledzenie informacji o położeniu terminala, pomocne w utrzymywaniu odpowiedniej jakości transmisji podczas przemieszczania sie abonenta, zapewnienie możliwości korzystania z usług w obcych sieciach GSM (roaming), zwiększenie efektywności wykorzystania pasma (FDMA+TDMA oraz moliwosci pracy w szczelinach połówkowych - do 16 rozmów na jednej częstotliwości), wprowadzenie procedur zwiększających bezpieczeństwo (szyfrowanie transmisji w kanale radiowym, kontrola numeru IMEI, zabezpieczenie dostępu poprzez PIN).

8 Elementy składowe systemu fazy 2 stanowia [1]:
centrala systemu MSC lub centrala z funkcja sprzegu tranzytowego i obsługi rejestrów abonentów obcych GMSC - odpowiedzialna za zestawianie połaczen i koordynacje współpracy pomiedzy elementami sieci oraz współprace z publiczna siecia telefoniczna, rejestr stacji własnych HLR - przechowujacy informacje o abonentach, którzy nalea do danej sieci (numer IMSI, MSISDN, informacje o wykupionych usługach, informacje o centrali MSC, które aktualnie obsługuje abonenta i informacje o jego statusie), rejestr stacji obcych VLR - przechowujacy informacje o abonentach, którzy w danym momencie znajduja sie na obszarze obsługiwanym przez centrale nie bedaca centrala macierzysta, centrum uwierzytelniania AuC – przechowujace dane abonentów sieci, na podstawie których dokonuje uwierzytelnienia numeru IMSI, centrum obsługi komunikatów SMSC - biorące udział w przesyłaniu komunikatów SMS i EMS pomiędzy abonentami oraz przechowujące wiadomości, które nie mogły być w danej chwili dostarczone, sterowniki stacji bazowych BSC - odpowiedzialne za zarzadzanie parametrami poszczególnych stacji bazowych, przydział zasobów radiowych oraz sledzenie jakosci rozmowy, a take transmisje danych pomiedzy stacjami bazowymi i pozostałymi elementami sieci, stacje bazowe BS - zapewniajace komunikacje ze stacjami ruchomymi MS poprzez interfejs radiowy, stacje ruchome MS – terminale bedace urzadzeniem abonenckim.

9 Faza 2+ - obsługa pakietowej transmisji danych
SGSN (Serving GPRS Support Node) kontrolujacy ruch i uwierzytelnianie terminali od strony sieci IP GGSN (Gateway GPRS Support Node) - działajacy jako router łaczacy siec GPRS z otoczeniem IP. W sterowniki stacji bazowych wbudowano jednostki PCU (ang. Packet Control Unit) przydzielajace terminalom GPRS kanały radiowe, odpowiedzialne za prawidłowa obsługę ruchu pakietowego w radiowej części sieci. dostep do sieci Internet, • serwisy WAP, • informacje o lokalizacji abonenta, • usługi strumieniowej transmisji video, • lokdalne serwisy informacyjne, • wiadomosci MMS, • realizacje płatnosci elektronicznych.

10 Komunikacja w systemie GSM (1)
W telefonii analogwej (1 generacja) system przypisuje dla każdej prowadzonej rozmowy oddzielny kanał częstotliwościowy dupleksowy każdy kanał częstotliwościowy ma odpowiadające jemu urządzenie nadawczo-odbiorcze w stacji bazowej: FDM(ang.Frequency Division Multiplex) Zwielokrotnienie z podziałem częstotliwościowym.

11 Komunikacja w systemie GSM (2)
W systemie cyfrowym transmisja może być wykonywana przy użyciu jednego nadajnika i jednego odbiornika. Każdy przesyła jednocześnie wiele niezależnych od siebie rozmów nadawanych okresowo jedna po drugiej, każda z tych rozmów ma przeznaczoną dla siebie szczelinę czasową w skrócie TDM(ang. Time Division Multiplex) - zasadą dostępu do usług w przypadku zwielokrotnienia czasowego TDMA (TDM ang. Time Division Multiplex Access).

12 Komunikacja w systemie GSM (3)
W praktyce wykorzystuje się rozwiązania mieszane, w których wykorzystuje się zbiór częstotliwości nośnych, każda z nich do transmisji wielu naraz sygnałów zwielokrotnionych czasowo czyli systemy TDMA i FDMA. Podczas transmisji sygnałów cyfrowych każdy bit informacji nadawany jest wielokrotnie za pośrednictwem wielu częstotliwości nośnych przypisywanych kolejno w rożnym czasie w czasie trwania danego bitu, według kodu ustalonego dla każdego abonenta. Na podstawie tego kodu można po stronie odbiorczej wyodrębnić potrzebny sygnał pomiędzy wieloma innymi sygnałami nadawczymi prowadzonymi w tym samym czasie i w tym samym paśmie częstotliwościowym. Taką metodą jest CDM(ang. Code Division Multiplex) W systemie GSM wykorzystuję się rozwiązanie TDMA od strony stacji ruchomych i TDM od strony stacji bazowej. Każdy z kanałów obsługuje do ośmiu rozmów podczas pełnej przepływności a szesnaście rozmów podczas połówkowej przepływności, jednak w celach powiększenia zdolności transmisyjnych istnieje możliwość ze skorzystania z wielu kanałów FDMA.

13 Komunikacja w systemie GSM(5) - ramki
Kanały 200 kHz Każdy kanał 8 różnych szczelin czasowych 576,9µs(7500/13µs) bity które są przesyłane w czasie jednej szczeliny nazywa się „Pęczkiem” pęczek obejmuje 2 grupy po 58 bitów informacyjnych czyli razem 116 bitów pomiędzy którymi nadawana jest tak zwana sekwencja treningowa 26 bitowa. Początek i koniec pęczka opatrzony jest 3 bitami skrajnymi, razem czas przewidziany dla 147 bitów jest równy 542,8µs (7056/13µs) Uformowana ramka może być przesłana w jednej szczelinie czasowej (ang. time slot) na przyznanej przez Kontroler Stacji Bazowych częstotliwości. Odstęp pomiędzy częstotliwościami wynosi 200 KHz i w tym paśmie musi zmieścić się transmisja. Jedna ramka to 148 bitów, szczelina czasowa ma długość odpowiadającą czasowi przesyłania 156,25 bita. Ten dodatkowy czas przesłania 8.25 bita jest nazywany guard period i jest zabezpieczeniem, przed "nadpisaniem" rozmowy w sąsiedniej szczelinie czasowej. Każda szczelina czasowa to ms. W ośmiu kolejnych szczelinach czasowych jest 8 różnych rozmów, więc w tym czasie (8*0.577 ms) telefon prześle 33.8 Kb/s ( [bit]/ (0.577[ms]*8)). Ponieważ na jednej częstotliwości kodowanych jest 8 rozmów, daje to transfer 270,9 Kb/s (8*33.8 Kb/s). Aby zmieścić tą ilość bitów w 200 KHz paśmie stosowana jest modulacja GMSK (ze współczynnikiem BT = 0.3).

14 . Transmisja „w górę” W górę W dół
Transmisji w „dół, od centrali radiowej i stacji bazowej do stacji ruchomej: występuje zwielokrotnienie czasowe sygnałów TDM to znaczy ze sygnały które były przypisane do ośmiu różnych odbiorców nadawane będą kolejno przy pomocy jednego nadajnika. Transmisja w „górę”, kiedy osiem różnych stacji ruchomych (8 nadajników) muszą dotrzeć do odbiornika w ściśle określonej kolejności tak aby nie występowały problemy przy zachodzeniu na siebie sygnałów. Ponieważ w systemie GSM stacja ruchoma może znajdować się w polu stacji bazowej bądź tez w każdym innym miejscu aż do końca zasięgu około 35km,konieczne jest wprowadzenie dodatkowego opóźnienia w stacji abonenckiej tak dobranego by każdy sygnał docierający do odbiornika stacji bazowej był opóźniony dokładnie o trzy szczeliny czasowe w porównaniu do sygnału nadawanego z tej stacji bazowej do rozpatrywanej stacji ruchomej. Opóźnienie mierzone na stacji bazowej a wynik wysyłany jest do stacji ruchomej która może je korygować. Opóźnienie jest miarą odległości pomiędzy stacjami pozwala ocenić optymalny wybór stacji bazowej do prowadzenia łączności. Maksymalny zasięg stacji bazowej wyznacza minimalna wartość opóźnienia. Zasięg w systemie GSM jest ograniczony do 35km.W przypadku gdy zasięg ma być większy rezygnuje się z korzystania co drugiej szczeliny czasowej to znaczy po dwukrotnym zmniejszeniu liczby transmitowanych sygnałów. Trzeba jednak dostosować siec do takich warunków co wiąże się ze zmianą oprogramowania jest to stosowane np. w stacji brzegowej obsługującej abonentów na morzu.-Rys. 1.6 [1 W górę W dół

15 Komunikacja w systemie GSM – problemy i pojęcia
Dyspersja czasowa 1000 m -> ok. 3mikrosekundy „rozbicie” sygnału Zjawisko Dopplera Dochodzenie do odbiornika sygnałów wysłanych w różnym czasie (InterSymbol Interference) Odbiór zbiorczy 2 anteny odbiorcze, wzmocnienie sygnału, przeciwfaza, zwiększenie zasięgu

16 Komunikacja w systemie GSM – problemy i pojęcia (2)
Kanały ruchu Kanał TCH/F – 22,8kbit/s (mowa) oraz 9,6 kbit/s dane TCH/H połowa ale dla 16 szczelin czasowych! Ramka TDMA - przepływowość pełna Ramka TDMA – przepływowość połowkowa

17 Kanały ruchu w GSM – schemat ideowy
124 nośne (częstotliwość) 8 szczelin czasowych -> 992 połączenia logiczne w danych medium fizycznym!

18 Komunikacja w systemie GSM – problemy i pojęcia (2)
Kanały sterowania i sygnalizacji Kanały rozsiewcze BCH (do wszystkich MS) FCCH(ang. Freq. Corr. Channel) SCH ( Synchronization Channel) BCCH (Broadcast Control Channel) parametry transmisji CBCH (Cell BroadCast Channel) – do specyficznej komórki Kanały sterowania wspólne CCCH Kanał wywoławczy – PCH (do transmisji w dół) RACH (Random Acces Channel) służy do zgłaszania zapotrzebowania na SDCCH (Standard alone dedicated Control Channel) – tylko przy transmisji w górę Kanały sterowania dedykowane DCCH Dedykowane dla operatora GSM – kontrola urzadzeń, jakośc itp...

19 Architektura GSM trzeciej generacji (UMTS)
Zespół stacji bazowych BSS (ang. Base Station Subsystem) pełni funkcje transmisyjne i sterujące. Cześć komutacyjno-sieciowa NSS (ang. Network and Switching Subsystem). Stacje ruchome MS(ang. Mobile Station). System GSM podzielony jest na fragmenty obsługiwane przez centrale radiokomunikacyjne MSC(ang. Mobile Switching Centre). Centrala spełnia kluczową role w całym systemie GSM, kieruje ona pracą sieci na danym obszarze obsługując wszystkie zgłoszenia połączeń. Prawidłowa praca MSC wymaga jednak aby w każdej komórce każdy komplet urządzeń nadawczo odbiorczych BTS był podłączony linia odseparowaną z MSC. Linia taka powinna transmitować sygnały rozmów nadawane od i do abonentów ruchomych oraz sygnały sterowania i nadzoru niezbędne do prawidłowej pracy systemu, wymaga to kosztownej budowy wydzielonych linii ale pozwala to na szybki dostęp i w pełni wykorzystanie kanałów radiowych cieci GSM. Najczęściej stosowane linie stacjonarne to światłowody. [5] MSC(ang. Mobile Switching Centre) Wyspecjalizowane centrale radiokomunikacyjne. BTS(ang. Base Transceiver stadion) Stacja nadawczo odbiorcza

20 Zespół stacji bazowych
Zespół Stacji bazowych BSS(ang.Base Station System) zapewnia komunikacje ze stacjami ruchomymi MS poprzesz interfejs radiowy. Obejmują one całość sprzętu oraz oprogramowanie konieczne do zapewnienia zasięgu radiowego. Dodatkowo pełni funkcję współpracy miedzy protokołami używanymi na sygnalizacji. Odpowiednie funkcje realizowane są w BSSMAP (ang Base Station System Management Application Proces), BSSMAP(ang. Base Station System Management Application Proces)- Proces zarządzania korzystania z BSS i DTAP(ang. Direct Transfer Application process)-Proces użytkowy bezpośredniego BSSMAP jest stosowany do realizacji wszystkich procedur pomiędzy MSC i BSS wymagających interpretacji i potwierdzania informacji i dotyczących pojedynczych połączeń i zarządzania zasobami radiowymi. W zasadzie BSSMAP jest procesem wewnętrznym BSS który steruje zasobami radiowymi zgodnie ze wskazówkami otrzymywanymi od MSC. W tym sensie że BSSMAP jest używany przy przydzielaniu i przełączaniu kanałów radiowych w czasie zestawienia połączenia i w czasie procesu przekazywania połączenia z jednej drogi radiowej do innej.[2]

21 Anteny Najczęściej stacja bazowa wyposażona jest w jedna antenę dla wszystkich urządzeń nadawczo – odbiorczych i ewentualnie drugą do odbioru zbiorczego. Do umieszczenia stacji bazowej na danym obszarze sieci, stosuje się antenę o charakterystyce dookólnej - stacja w środku komórki lub przy umieszczeniu razem trzech stacji w miejscu styku trzech komórek – trzy anteny kierunkowe sektorowe o charakterystykach kierunkowych 120°. Czasami jednak w jednym punkcie może znajdować się sześć stacji bazowych obsługujących sześć rozmieszczonych dookoła komórek przy użyciu sześciu anten kierunkowych sektorowych o kącie promieniowania 60°. Pionowo charakterystyka anteny jest bardzo płaska (dzięki temu uzyskuje się pewien zysk) i skierowana dokładnie pionowo. W przypadku stacji o małym zasięgu w celu zmniejszenia zakłóceń wspólnokanałowych w urządzeniach otaczających stację wykorzystujących ten sam kanał radiowy, stosuje się anteny o charakterystyce pionowej pochylonej nieco w dół. Wiele anten w dzisiejszych czasach posiada możliwość regulacji konta pochylenia zdalnie już po zainstalowaniu anteny. Zysk anteny jest stosunkiem energii wypromieniowanej przez antenę w danym kierunku, do energii wypromieniowanej w tym samym kierunku przez antenę odniesienia. Zysk możemy wykorzystać jako równoważna liczba decybeli. zysk podawany dla anteny izotropowej podawany jest w decybelach a oznaczany jako dBi , natomiast zysk podawany dla dipola półfalowego w dB. Przy przeliczaniu stosunku dipola półfalowego do anteny izotropowej przyjmujemy ze jest on równy 2.2dBi. [2]

22 Sterownik stacji bazowych BSC
Sterownik BSC (ang Base Station Controller), jest węzłem radiowym który może sterować i nadzorować jeden lub kilka BTS-.ów. Kontroler posiada następujące funkcje: Sterowanie mocą stacji bazowych i ruchomych, Sterowanie mocą podległych stacji bazowych, Sterowanie połączenia kanałów w trakcie zmiany komórki przez terminal, Sprawdzanie stopy błędów, Komunikacja łączy, Realizacja protokołów sygnalizacyjnych A i A-bis Zarządzanie procedurą szyfrowania transmisji radiowej, Zarządzanie przydzielaniem zasobów radiowych, Przechowywanie konfiguracji sieci radiowej

23 Stacja nadawczo - odbiorcza BTS .
Stacja nadawczo – odbiorcza jest częścią zespołu stacji bazowych. - BTS zapewnia komunikacje stacji ruchomych (terminali) poprzez łącze radiowe. - składa się z konstrukcji nośnej wraz z antenami,oraz pomieszczenia w którym zainstalowany jest sprzęt nadawczo – odbiorczy. - maksymalnie do dziewięciu anten sektorowych, dodatkowo są trzy anteny dookolne. Anteny umieszczone są równolegle do siebie na obrzeżach konstrukcji nośnej. Dodatkowo na konstrukcji nośnej instaluje się paraboliczne anteny linii radiowych. Anteny połączone są z zespołem sprzętowym umieszczonym w wydzielonym pomieszczeniu za pomocą Parametry elektryczne BTS: regulacja mocy wypromieniowanej - zmiana regulacji mocy do 2dB do poziomu 13dBm, - poziom sygnału zakłócającego, będący efektem regulacji mocy w paśmie odbijanym sygnału 103dBm w zakresie częstotliwości MHz emisja poza pasmem Tryb nadawczy - mniejsza niż - 30dBm dla częstotliwości 1Ghz – 12,75GHz, - mniejsza niż - 36dBm dla częstotliwości 9Khz – 1GHz, Tryb odbiorczy - mniejsza niż - 47dBm dla częstotliwości 1Ghz – 12,75GHz, - mniejsza niż - 57dBm dla częstotliwości 9Khz – 1GHz. Pozostałe parametry elektryczne - stabilność częstotliwości 5* 10-8 , - zakres dynamiki 92dB, - zdolność odbioru sygnałów: 10dBm ÷104dBm. Funkcje oraz wyposażenie stacji BTS - wykrywanie zgłoszeń stacji ruchomych, - zapewnianie synchronizacji pomiędzy stacją bazowa a ruchomą, - przetwarzanie sygnałów w kierunku nadawczym i odbiorczym, - wzmacnianie łączne sygnałów, filtracja sygnału, kodowanie i dekodowanie mowy, - szyfrowanie i rozszyfrowywanie sygnałów, - „skakanie” po częstotliwościach, - anteny i układy przetwarzania, - nadajniki odbiorniki sygnałów radiowych. [2,4]

24 Stacje ruchome MS Stacja ruchoma systemu MS(ang Mobile Station) GSM, nazywana potocznie telefonem GSM, używana jest poprzez abonenta do dwustronnej komunikacji z innymi użytkownikami systemu GSM oraz użytkownikami sieci zewnętrznych (PSTN i ISDN). Stacje ruchome możemy podzielić ze względu na typ mobilności stacje przewoźne, stacje przenośne, stacje ruchome(ang. Handheld) bezprzewodowe automaty wrzutowe bezprzewodowe centrale abonenckie PABX Funkcje stacji ruchomych wymagają często współpracy pomiędzy terminalem i karta SIM, dlatego nazywa się je funkcjami stacji ruchomych MS. Funkcje te możemy podzielić na : Funkcje podstawowe – bezpośrednio związane z obsługą podstawowych usług telekomunikacyjnych: rozmowy głosowe, krótkie wiadomości tekstowe SMS). Funkcje dodatkowe - związane bezpośrednio z obsługą dodatkowych usług telekomunikacyjnych: wyświetlanie numeru osoby dzwoniącej (CLIP), rozmowy konferencyjne, przekserowania rozmów. Funkcje uzupełniające – często funkcje pomocnicze z punktu wudzenia użytkownika, nie związane bezpośrednio z funkcjami podstawowymi i dodatkowymi zawsze są opcjonalne. Terminal GSM charakteryzuję się wieloma parametrami technicznymi. - Przetwarzanie sygnału nadawanego i odebranego (kodowanie i dekodowanie mowy), przeplot, filtracja, wzmocnienie sygnału). - maksymalna moc transmisji (regulacja mocy), - czułość, możliwość komunikacji wielokanałowej (skakanie po częstotliwościach, pomiary jakości odbieranego sygnału). Parametry elektryczne terminalu: Regulacja mocy wypromieniowanej: - zmiana regulacji mocy ci 2dB do poziomu 12dBm - poziom sygnału zakłócającego będący efektem regulacji mocy w paśmie odbieranym: -76 dBm dla klasy pierwszej i -84 dBm dla pozostałych klas w zakresie częstotliwości MHz, Emisja poza pasmem - mniejsza niż -30 dBm dla częstotliwości 1 GHz – 12,75 GHz, - mniejsza niż -36 dBm dla częstotliwości 9 KHz – 1 GHz, Pozostałe parametry: - stabilność częstotliwości 3* (stabilność częstotliwości stacji ruchomej jest dostrajana do częstotliwości stacji bazowej), - zakres dynamiki 92 dB, - zdolność odbioru sygnałów: -10 dBm ÷ -102 dBm. [2,3,5]

25 Stacje ruchome MS (2) Terminal GSM charakteryzuję się wieloma parametrami technicznymi. - Przetwarzanie sygnału nadawanego i odebranego (kodowanie i dekodowanie mowy), przeplot, filtracja, wzmocnienie sygnału). - maksymalna moc transmisji (regulacja mocy), - czułość, możliwość komunikacji wielokanałowej (skakanie po częstotliwościach, pomiary jakości odbieranego sygnału). Parametry elektryczne terminalu: Regulacja mocy wypromieniowanej: - zmiana regulacji mocy ci 2dB do poziomu 12dBm - poziom sygnału zakłócającego będący efektem regulacji mocy w paśmie odbieranym: -76 dBm dla klasy pierwszej i -84 dBm dla pozostałych klas w zakresie częstotliwości MHz, Emisja poza pasmem - mniejsza niż -30 dBm dla częstotliwości 1 GHz – 12,75 GHz, - mniejsza niż -36 dBm dla częstotliwości 9 KHz – 1 GHz, Pozostałe parametry: - stabilność częstotliwości 3*10-8 (stabilność częstotliwości stacji ruchomej jest dostrajana do częstotliwości stacji bazowej), - zakres dynamiki 92 dB, - zdolność odbioru sygnałów: -10 dBm ÷ -102 dBm. [2,3,5]

26 Rejestr abonentów własnych HLR
HLR-(ang. Home Location Register), jest to tak zwany rejestr stacji własnych, stacje ruchome związane z nim (umieszczone w bazie) przypisane są na stałe przez danego operatora który obsługuje dany obszar sieci. Centralny rejestr pozwala na identyfikacje użytkowników zawiera cenne informacje zapisane na stałe w nim o każdym z abonentów związanym z daną siecią GSM. HLR pozwala na wytyczanie drogi połączeniowej danemu abonentowi nawet gdy znajduje się on na terenie zarządzającym przez innego operatora sieci. W systemie może istnieć więcej niż jeden HLR jednak dane konkretnego abonenta zapisane są tylko raz i tylko w jednej bazie HLR, abonent zapisany w jednej bazie nie może być przypisany do drugiej bazy. Rejestr udostępnia użytkownikowi również usługi które wcześniej zostały przez niego wykupione od operatora GSM. Tak wiec w HLR jest przechowywany aktualny status abonentów ,ich czasowe numery wywoławcze w sieci oraz adresy stowarzyszonego z odpowiednim obszarem rejestru VLR. (ang.Visitor Location Registers).[2,3,5]

27 Rejestr VLR VLR (ang.Visitor Location Registers) - Rejestr zawierający informacje o abonentach na danym obszarze obsługiwanym przez dana centralę MSC. Rejestr VLR wymienia informacje z rejestrem HLR dotyczące o aktualnie znajdujących się na danym terenie abonentów, znalezienie poruszającego się w obszarze danego systemu abonenta poprzez odszukanie informacji w rejestrze HLR i skierowanie połączenia do odpowiedniej na danym terenie centrali MSC mającej do dyspozycji dane o poszukiwanym w swoim rejestrze VLR i HLR abonencie, zawiera również dane potrzebne do inicjacji połączenia przez stację ruchomą.[2,3,5]

28 Rejestr identyfikacji wyposażenia EIR
EIR-(ang. Equipment Identification Register), jest to rejestr identyfikacji wyposażenia Baza danych w której zawarte są numery seryjne używanych stacji ruchomych, Przy użyciu Rego rejestru blokowane są telefony które zostały skradzione, nie posiadają homologacji bądź też znajdują się na czarnej liście i nie mogą być wykorzystywane. Na żądanie MSC dokonuje się weryfikacja statusu numeru identyfikacyjnego terminala za pomocą rejestru EIR. Centrala MSC wysyła do EIR numer IMEI aparatu abonenta, w rezultacie powstaje krótki raport: Brak informacji Brak restrykcji –dostęp zabroniony Dostęp warunkowy Raport zwracany w takie postaci do centrali MSC decydującej o kontynuacji bądź też zerwaniu połączenia. Nie wszyscy operatorzy korzystają z bazy EIR jest ona opcjonalna i zazwyczaj nie jest implementowana w pierwszej fazie komercyjnego działania sieci.[2,3,5]

29 Centrum autoryzacji AUC
AUC-(ang.Authenntication Centre), centrum identyfikacji baza danych służąca do kontroli czy dany abonent posiadający kartę SIM, będzie dopuszczony do wykonywania i odbierania połączeń. Realizuje on funkcje związane z bezpieczeństwem systemu przed niepowołanym dostępem: Zabezpiecza przed podsłuchaniem transmisji danych przesyłanych w kanale radiowym Kontroluje i zapobiega próbom połączeń na koszt innych abonentów Zawiera klucze szyfrujące Ki, algorytmy szyfrowania, oraz generator liczb losowych RAND [2,3,5] SIM (ang. Subscriber Identity Module) Moduł identyfikacji abonenta, chipowa karta umieszczana w urządzeniu abonenckim połączenia sie z siecią GSM

30 Centrum krótkich wiadomości SMSC .
SMSC(ang. Short Message Service Center) – centrum obsługi krótkich wiadomości tekstowych. Działa w oparciu o zasadę „zachowaj i pokaż” , zapewniającym realizację usługi krótkich wiadomości tekstowych SMS. Centrum odbiera, przechowuje i przekazuje wiadomości od i do abonentów komórkowych. SMSC może być węzłem sieci, jednak nie należy do żadnej z trzech części GSM(komutacyjno-sieciowej, zespołu stacji bazowych, zespołu eksploatacji i utrzymania) [2,3,5]

31 Zespół eksploatacji i utrzymania OMS .
Zespół OMS(ang. Operation and Maintenance System) umożliwia operatorowi administrowanie i wgląd w prace systemu. Składa się najczęściej z pewnej liczby połączonych ze sobą centrów eksploatacji i utrzymania OMC(ang. Operation and Maintenance center), które wspólnie realizują jego funkcje. Do najważniejszych funkcji centrum eksploatacji i utrzymania należy zarządzanie rejestrem HLR. Dodatkowo OMC zajmuje się: konfiguracją systemu tworzy nowe komórki określa obszary przywołań administruje zasobami radiowymi wprowadza zmiany w architekturze sieci monitoruje natężenie ruchu sprawdza przyłączanie liczby kanałów prowadzi statystykę połączeń skutecznych Zespół eksploatacji i utrzymania połączony jest częścią komutacyjno sieciową poprzez transmisję danych, wykorzystując Protokół X25 lub SS7. Jednocześnie za jej pośrednictwem połączony jest ze stacjami bazowymi i ruchomymi. Centrala eksploatacji i utrzymania umożliwia zdalne pomiary parametrów urządzeń sieciowych, istnieje również możliwość zdalnego wprowadzania nowego oprogramowania. Do zadań OMS należy: sporządzanie bilingów połączeń prowadzenie statystyk i pomiar ruchu telekomunikacyjnego prowadzenie bazy danych o abonentach oraz jej aktualizację wydawanie abonamentów lokalizację uszkodzeń naliczanie opłat [2,3,5]

32 Część komutacyjno-sieciowa NSS .
NSS(ang. Network and Switching Subsystem) jest elementem architektury spełniającym następujące funkcje: podstawowe funkcje komutacyjne, pozwala na współpracę z innymi sieciami telekomunikacyjnymi, przechowywanie informacji: -o użytkownikach systemu, -informacji niezbędnych do zarządzania przemieszczaniem się abonentów, -informacji sprawdzanych w momencie identyfikacji uprawnień użytkownika,[2,3,5]

33 Centrala systemu ruchomego MSC .
MSC(ang. Mobile Services Switching Center) –central system ruchomgo. Może być uważana za serce system komórkowego, gdyż jej głównym zadaniem jest przesyłanie informacji użytkownika przez sieć: rozmowy, transmisje danych, wysyłanie odbieranie krótkich wiadomości tekstowych SMS, Do jej zadań należą wszystkie typowe funkcje centrali telekomunikacyjnej takie jak: realizacja połączeń (komunikacja) i ich kierowanie (routing), sterowanie połączeniami i nadzorowanie w czasie ich trwania, taryfikacja połączeń, zapewnianie usług telekomunikacyjnych dla abonentów ruchomych, Centrala MSC dodatkowo w różnorakie funkcje zarządzania ruchomością abonentów i funkcje zabezpieczeń przez nieuprawnionym dostępem do sieci. Funkcje te umożliwiają obsługę sieci ruchomych(telefonów komórkowych) znajdujących się na obszarze geograficznym obsługiwanym przez centrale MSCi obejmują m. in.: weryfikację terminala (sprawdzanie numeru seryjnego) sprawdzanie tożsamości (identyfikację) abonenta zarządzanie położeniem (aktualizacje położenia abonenta w sieci) przy pomocy rejestrów danych HLR i VLR

34 Centrala dostępowa systemu ruchomego GMSC
GMSC(ang. Gateway MSC) – dostępowa centrala systemu ruchomego. Jej zadanie polega na kierowaniu przychodzących do sieci GSM połączeń do odpowiedniej centrali MSC, tej która w danym momencie obsługuje wzywanego abonenta. Działając GMSC polega na wysyłaniu zapytania do głównej bazy danych HLR i uzyskaniu wstępnej informacji o położeniu wzywanego abonenta. Obsługuję połączenia przychodzącego przez GMSC. Funkcjonalność GMSC nie przydaje się w momencie połączenia wychodzącego z sieci GSM do stacji stałych np. (połączenie z telefonu komórkowego do sieci stałych telefony domowe). W tym momencie którakolwiek centralaMSC może skierować połączenie do odpowiedniej centrali tranzytowej w sieci stałej. centrala MSC może być wyposażona w funkcjonalność GMSC. Realizowane jest to poprzez dodawanie odpowiedniego oprogramowania. W wielu przypadkach przyjęto iż centrala MSC jest również centrala dostępową sieci GSM. Ruchomość użytkowników sieci GSM powoduje, że połączenia wewnętrzne musza być kierowane przez centrale dostępową GMSC. Fakt ten wynika z tego że węzeł sieci posiada możliwość wysyłania zapytania do bazy HLR o aktualne położenie wzywanego abonenta.