GSM_Info(Lyras)

GSM GSM

PresentationPresentation

Λύρας Κωνσταντίνος

Παρουσίαση GSM

Τι είναι το Τι είναι το GSM;GSM;

Είναι ένα ψηφιακό κυψελωτό σύστημα για τις κινητές επικοινωνίες.

Κυψέλη – Διαθέσιμο Φάσμα Συχνοτήτων.

Μικρό Εύρος Ζώνης Συχνοτήτων .

Περιοχή 900MHz και 1800MHz.

Ιστορία Ιστορία GSMGSM.. Το 1982, το Ευρωπαϊκό Τηλεπικοινωνιακό Συμβούλιο (CEPT) άρχισε

μελέτη, με την ονομασία GSM (Group Special Mobile), με σκοπό την δημιουργία ενός πανευρωπαϊκού συστήματος κινητής τηλεφωνίας.

Το 1989, το Ευρωπαϊκό Τηλεπικοινωνιακό Ινστιτούτο Προτύπων (ETSI), αναλαμβάνει την υλοποίηση του GSM, όπου μετονομάζεται σε Global System for Mobile Communication.

Το Ιούλιο του 1991, ξεκινά η εμπορική του εκμετάλλευση. Το 1995 εισήχθη και στην Βόρεια Αμερική.

Σήμερα αποτελεί ένα παγκόσμιο πρότυπο καθώς το έχουν υιοθετήσει περίπου 170 χώρες (Ευρώπη, Ασία, Αφρική, Αμερική).


Φάσμα του Φάσμα του GSM 900.GSM 900.

Καθορισμός από την Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών του φάσματος GSM 900MHz σε δυο μπάντες.

2. UpLink (κινητό-σταθμό βάσης): 890 – 915 ΜΗz

3. DownLink (σταθμό – κινητό) : 935 – 960 ΜΗz.


Τι θα αναφέρουμε για το Τι θα αναφέρουμε για το GSM.GSM.

Κυψελωτό Σύστημα – Παρεμβολή

Εγκατάσταση Κλήσης

Διαδικασία Διαπομπής

Κυψελωτό Σύστημα (1).Κυψελωτό Σύστημα (1). Συμφόρηση στο φάσμα συχνοτήτων –

μεγάλη χωρητικότητα στο δίκτυο.

Φάσμα συχνοτήτων είναι ένα πολύ ακριβό αγαθό. Πρέπει να βρεθεί τρόπος για να χρησιμοποιείται με το πλεόν αποδοτικό τρόπο.

Επαναχρησιμοποίηση της διατιθέμενης

ζώνης συχνοτήτων σε διαφορετικές περιοχές.

Κυψελωτό Σύστημα (2).Κυψελωτό Σύστημα (2). Σε κάθε κυψέλη κατανέμεται ένα μέρος του φάσματος

συχνοτήτων. Δημιουργία βασικής ομάδας επαναχρησιμοποίησης

κυψελών .

z

z

z

z

z

z

z

Αύξηση χωρητικότητας χωρίς επιπρόσθετη αύξηση του διατεθέντος φάσματος.

Κυψελωτό Σύστημα (3).Κυψελωτό Σύστημα (3).

Παρεμβολή(1)Παρεμβολή(1) Η Παρεμβολή είναι ο κυριότερος περιοριστικός

παράγοντας που επηρεάζει την επίδοση του GSM.

Ομοδιαυλικές Κυψέλες => Ομοδιαυλική Παρεμβολή.

Διαφορετικές κυψέλες που χρησιμοποιούν την ίδια ομάδα συχνοτήτων.

Η παρεμβολή προκαλεί σημαντική υποβάθμιση ποιότητας.

Παρεμβολή(2)Παρεμβολή(2) Αμοιβαία Παρεμβολή διαύλων ίδιας συχνότητας

που λειτουργούν σε διαφορετικές περιοχές κάλυψης.

z

z

z

z

z

z

z

Σε αντίθεση με το θόρυβο που αντιμετωπίζεται με την αύξηση της ισχύς του σήματος, η παρεμβολή δεν μπορεί να καταπολεμηθεί με την άυξηση της εκπεμπόμενης ισχύος.

Παρεμβολή(3)Παρεμβολή(3)

Στόχος στο GSM είναι ο λόγος σήματος προς ομοδιαυλική παρεμβολή να μην υπερβαίνει τα 18dB.

Comm. Tow erComm. Tow er

10*log(P1/P2)>18.

P1=P2*63

Τρόποι Περιορισμού Παρεμβολής(1)Τρόποι Περιορισμού Παρεμβολής(1)

Αύξηση του αριθμού των κυψελών στην ομάδα επαναχρησιμοποίησης.

Χρησιμοποίηση Κατευθυντικών κεραιών.

Χρησιμοποίηση περιοχών κάλυψης - Μικροκυψέλες.

Τρόποι Περιορισμού Παρεμβολής(2)Τρόποι Περιορισμού Παρεμβολής(2)

Χρήση μεγάλου συντελεστή επαναχρησιμοποίησης Κ, ώστε να αυξηθεί η απόσταση μεταξύ των ομοδιαυλικών κυψελών.

z

z

z

z

z

z

z

Επιτυγχάνεται αμελητέα ομοδιαυλική παρεμβολή αλλά μειώνεται η χωρητικότητα του δικτύου καθώς μειώνεται η πυκνότητα των διαύλων ανά μονάδα επιφανείας.

Τρόποι Περιορισμού Παρεμβολής(Τρόποι Περιορισμού Παρεμβολής(33)) Χρήση κατευθυντικών κεραιών (αντί για ισοτροπικές),

όπου κάθε μια ακτινοβολεί σε καθορισμένο τμήμα της κυψέλης.

Ο αριθμός των κυψελών που παρεμβάλλουν περιορίστηκε από 6 σε 2.

Ομαδοποίση των διαύλων μειώνει την χωρητικότητα.Αυξάνεται ο αριθμός των διαπομπών.

Κατευθυντική Κεραία (3 Τομείς).Κατευθυντική Κεραία (3 Τομείς).

Τρόποι Περιορισμού Παρεμβολής(4)Τρόποι Περιορισμού Παρεμβολής(4) Ένας μεγάλος σταθμός αντικαθίσταται από πομποδέκτες

μικρής ισχύος τοποθετημένους στα όρια της κυψέλης. Δεν υφίσταται ομαδοποίηση διαύλων.Δεν απαιτείται

διαπομπή.

Συμπεράσματα – Κυψέλη, Παρεμβολή(1).Συμπεράσματα – Κυψέλη, Παρεμβολή(1).

Κυψελωτό Σύστημα – Επαναχρησιμοποίηση Συχνότητας.

z

z

z

z

z

z

z

Συμπεράσματα – Κυψέλη, Παρεμβολή(2).Συμπεράσματα – Κυψέλη, Παρεμβολή(2).

Το μεγαλύτερο πρόβλημα στο GSM, αναφορικά με την ποιότητα της παρεχόμενης υπηρεσίας είναι η ύπαρξη ομοδιαυλικής παρεμβολής.

z

z

z

z

z

z

z

Πολυπλεξία στο Πολυπλεξία στο GSMGSM Στο GSM χρησιμοποιείται πολυπλεξία FDM-TDM. UpLink Frequency (κινητό-σταθμό βάσης): 890-915 MHz DownLink Frequency (σταθμό βάσης-κινητό): 935-960 MHz Η μπάντα των 25MHz χωρίζεται σε 125 κανάλια των 200KHz. Το κανάλι χωρίζεται σε 8 χρονoθυρίδες. Ο αριθμός των χρηστών που εξυπηρετούνται ταυτόχρονα είναι: (8 * 25ΜΗz) / 200 KHz = 1.000 χρήστες.

Ο χρήστης καταλαμβάνει κάποια συγκεκριμένη συχνότητα και σε αυτήν εκπέμει σε ορισμένα συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα(timeslots).

Φυσική Αρχιτεκτονική στο Φυσική Αρχιτεκτονική στο GSMGSM(1).(1).

Κινητό Τερματικό (Mobile Terminal,MT)

Σύστημα Πρόσβασης, που περιλαμβάνει τον ελεγκτή σταθμών βάσης (BSC) και τον αντίστοιχο σταθμό βάσης(BST).

Ενσύρματο Δίκτυο, που περιλαμβάνει το κέντρο μεταγωγής κινητών (MSC) και τη βάση δεδομένων (DataBase,DB).

Φυσική Αρχιτεκτονική στο Φυσική Αρχιτεκτονική στο GSMGSM((22).).

Είναι η φυσική συσκευή που περιέχει την κάρτα SIM και εξασφαλίζει πρόσβαση στο κινητό δίκτυο.

Αποτελείται από διατάξεις εκπομπής και λήψης.

Διαχείριση διαύλων και διαπομπών.

Δρομολόγηση – έλεγχο κλήσεων από και προς τα κινητά.

Εικόνες Εικόνες

Κλήση στο Κλήση στο GSM(1).GSM(1). Στο GSM, ο αριθμός κλήσης δεν υποδεικνύει τον σημείο

σύνδεσης (Point of Attachment,PoA) της συσκευής του καλούμενου με το δίκτυο.

Για την εγκατάσταση κλήσης πρέπει αρχικά να εντοπιστεί η ακριβής θέση του καλούμενου, δηλαδή να προσδιοριστεί ο σταθμός βάσης που καλύπτει ασυρματικά την περιοχή που βρίσκεται ο καλούμενος χρήστης / τερματικό.

Κλήση στο Κλήση στο GSM(GSM(2)2) Το GSM διαιρεί την περιοχή κάλυψης του συστήματος σε

Περιοχές Εντοπισμού( Location Area). Κάθε περιοχή εντοπισμού αποτελείται από μια ομάδα

κυψελών, όπου οι σταθμοί βάσεις εκπέμπουν περιοδικά την ταυτότητα αυτού.

Κλήση στο Κλήση στο GSM(GSM(33).). Για την διαχείριση της κινητικότητας το GSM χρησιμοποιεί δυο

κατηγορίες λειτουργιών.

3. Λειτουργίες που δεν σχετίζονται με την κλήση.

10. Λειτουργίες που σχετίζονται με την κλήση.

Διαδικασία Ενημέρωσης Θέσης όπου το δίκτυο παρακολουθεί τις κινήσεις του κάθε χρήστη, και καταγράφει στην βάση δεδομένων σε ποία περιοχή εντοπισμού ανήκει κάθε φορά.

Ο Σταθμός Βάσης εκπέμπει συνεχώς την ταυτότητα της LA στην οποία υπάγεται. Το κινητό τερματικό όταν διαπιστώσει αλλαγή της LA, ενημερώνει το δίκτυο για την νέα περιοχή εντοπισμού και η πληροφορία αυτή καταχωρείται στην DB.

Διαδικασία Εντοπισμού Δεδομένων όπου προσδιορίζεται η περιοχή εντοπισμού του καλούμενου κινητού τερματικού. Αφορά επερώτηση στην DB και απόκριση αυτής ποία είναι η ταυτότητα της LA.

Διαδικασία Αναζήτησης περιλαμβάνει μηνύματα αναζήτησης σε όλη την περιοχή εντοπισμού, με σκοπό να βρεθεί ο κατάλληλος σταθμός που θα καλύψει ασύρματα το καλούμενο τερματικό.

Συμπεράσματα -Κλήση στο Συμπεράσματα -Κλήση στο GSM(1).GSM(1). Ύπαρξη Βάσης Δεδομένων για την αποθήκευση της

πληροφορίας θέσης. Η πληροφορία θέσης ανασύρεται από την βάση σε περίπτωση εισερχόμενης κλήσης και χρησιμοποιείται για την δρομολόγηση της κλήσης.

Μεγάλο φορτίο σηματοδοσίας τόσο για την ενημέρωση θέσης όσο και για την διαδικασία αναζήτησης.

Συμπεράσματα -Κλήση στο Συμπεράσματα -Κλήση στο GSM(2).GSM(2). MT – BTS – BSC – MSC

PBXPBX

Data

HANDOVER(1).HANDOVER(1). Μετά την εγκατάσταση της κλήσης σκοπός είναι η

διατήρηση αυτής.

Ο χρήστης / τερματικό βρίσκεται σε συνεχή κίνηση.

Όταν ο κινητός/χρήστης απομακρύνεται από τον σταθμό βάσης το σήμα που λαμβάνει από αυτόν εξασθενεί.

HANDOVER(HANDOVER(22).).

Όταν το κινητό αρχίζει μια κλήση στην κυψέλη C1 και στη συνέχεια κινείται στην C2, η κλήση αυτόματα μεταφέρεται στη νέα συχνότητα F2.

Διαπομπή είναι η διαδικασία αλλαγής συχνότητας, αυτόματα από το δίκτυο, όπου η επικοινωνία του MT μεταφέρεται από έναν σταθμό βάσης στο γειτονικό του.

HANDOVER(HANDOVER(33).). Η απόφαση για να ξεκινήσει η διαδικασία της

διαπομπής βασίζεται στην ισχύ του λαμβανόμενου σήματος.

Η απόφαση διαπομπής βασίζεται στην στάθμη λήψης Τ από τον τρέχοντα σταθμό. Αν Τ<Τ1 το σύστημα προσπαθεί να κάνει διαπομπή σε σταθμό για τον οποίο η στάθμη του σήματος είναι >Τ2.Αν Τ<Τ3 το δίκτυο κάνει διαπομπή σε οποιοδήποτε σταθμό με στάθμη >Τ.

Πρέπει Τ2>Τ1 για να περιοριστούν οι μη αναγκαίες διαπομπές(υστέρηση στο νόμο απόφασης διαπομπής).

HANDOVER(4).HANDOVER(4).

Η διαδικασία της διαπομπής απαιτεί μεγάλο φορτίο σηματοδοσίας.

Ο ΜΤ πρέπει να αναφέρει μετρήσεις όχι μόνο για την κυψέλη που τον εξυπηρετεί αλλά και για τις γειτονικές κυψέλες.

Ο ΜΤ χρησιμοποιεί τα μεσοδιαστήματα σιωπής (TDM) μεταξύ των μεταδόσεων για να κάνει αυτές τις μετρήσεις.

Η απόφαση για την τελική διαπομπή λαμβάνεται από τον BSC.

HANDOVER(5).HANDOVER(5). Εσωτερική Διαπομπή: Αν ο παλιός και ο νέος BTS βρίσκονται στο ίδιο BSS,

o BSC αναλαμβάνει την διαπομπή χωρίς τη μεσολάβηση του MSC. Εξωτερική Διαπομπή:Αν ο παλιός και νέος BTS δεν βρίσκονται στο

ίδιο BSS, τότε ο MSC συντονίζει τη διαπομπή και πραγματοποιεί μεταγωγή μεταξύ του παλιού και νέου BTS.

PBX

PBX PBX

HANDOVER(HANDOVER(66).).

Ο τερματισμός των κλήσεων που βρίσκονται σε εξέλιξη είναι πολύ λιγότερος επιθυμητός από το μπλοκάρισμα των νέων κλήσεων.Για αυτό η εκχώρηση των πόρων δίνει προτεραιότητα στην διαπομπή των κλήσεων.

Κράτηση Διαύλων (channel reservation) αποκλειστικά για χρήση διαπομπών.

Ν-πλή προσπάθεια (N- times retry) όπου οι αιτήσεις για διαπομπή ξαναυποβάλονται για ένα ορισμένο αριθμό φορών. Περισσότερες προσπάθειες θα δίνουν στις διαπομπές περισσότερες ευκαιρίες για πρόσβαση στον δίαυλο από ότι στις νέες κλήσεις.

Δίκτυα Δεύτερης Γενιάς.Δίκτυα Δεύτερης Γενιάς. GSM: Κυψελωτό Σύστημα, Πολυπλεξία FDM/TDM. (Ευρώπη, Ασία, Αφρική, Αμερική).

PDC/JDC: Personal – Japanese Digital Cellucar. Έχει κοινά χαρακτηριστικά με το GSM(κυψέλη, πολυπλεξία) αλλά ακολουθεί διαφορετικό τρόπο διαμόρφωσης τους σήματος. Χρησιμοποιείται αποκλειστικά στην Ιαπωνία.

CDMA: Code Division Multiple Access. Διαφέρει ριζικά με τις άλλες δυο τεχνολογίες διότι βασίζεται στην πολυπλεξία διαίρεσης κώδικα. Προτυποποιήθηκε μόλις το 1993 και εφαρμόζεται κυρίως στην Αμερική.

Κατάταξη Σύστημα

1 GSM

2 CDMA

3 PDC


Το Το GSM GSM στην Ελλάδα.στην Ελλάδα.

Εταιρεία Ημερομηνία

Εισαγωγής

Φάσμα UpLink

Freq.

DownLik

Freq.

Panafon Ιούνιο 1993 900 MHz 905 – 915 950 – 960

Telestet Ιούνιο 1993 900 MHz 890 – 900 935 - 945

Cosmote Ιανουάριο 1998 1800 MHz 1760-1785 1855 –1880

Τον καλοκαίρι του 2002 εισήλθε και τέταρτη εταιρεία, η Q-Telecom.

Το Το GSM GSM στον Κόσμο (1).στον Κόσμο (1).

Σήμερα το GSM χρησιμοποιείται από 170 χώρες και συνολικά υπάρχουν 445 operators GSM.

GSM is in more countries than McDonalds

Το Το GSM GSM στον Κόσμο (2).στον Κόσμο (2).

Το Το GSM GSM στον Κόσμο (στον Κόσμο (33).).



Προβλέπεται ότι μέχρι το έτος 2004, το GSM θα έχει παγκοσμίως 1.000.000.000 πελάτες.

Ο Δρόμος προς τα δίκτυα 3Ο Δρόμος προς τα δίκτυα 3G.G. Κύριος στόχος η αύξηση της ταχύτητας μεταφοράς δεδομένων (384Kbps

– 2Mbps) . Ήδη στο GSM έχουν εφαρμοστεί δύο τεχνολογίες που αυξάνουν την

ταχύτητα:

1)CSD:Αποδίδει περισσότερες χρονοθυρίδες ανά χρήστη(28,8Κbps).

2)GPRS: Σύνδεση τύπου μεταγωγής πακέτου. Καταλαμβάνει περισσότερες χρονοθυρίδες ανά χρήστη μόνο κατά την αποστολή και λήψη δεδομένων.


Δίκτυα 3Δίκτυα 3G.G.

WCDMA: Αποτελεί σημαντική βελτίωση του CDMA και εγκρίθηκε από τον ETSI το 1998. Θα παρέχει ταχύτητες στην περιοχή κάλυψης 384kbps, δηλαδή 40 φορές πιο γρήγορο από το GSM και 6 φορές πιο γρήγορο από μια γραμμή ISDN.

EDGE: Αποτελεί σημαντική βελτίωση του GSM και υπόσχεται και αυτό ταχύτητες μέχρι 384kbps.

UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems): Στάνταρ που περιέχει τα βασικά χαρακτηριστικά των δικτύων 3 γενιάς.

GSM_Info(Lyras)

Technology

Transcript of GSM_Info(Lyras)