51
2 Mod Coala N.Document Semnat Data A elaborat Controlat Control n. A aprobat Carpenco Ana Beregoi E. Litera Coală Coli 32 UTM FRT TLC-022 UTM FRT SOE- 082 Cuprins INTRODUCERE…………………………………….……….…………........2 1.REŢELE DE COMUNICAŢII MOBILE……………………………………4 1.1 Arhitectura reţelei GSM 900……………………………………………....4 1.2 Organizarea canalelor radio................................................. ........................8 1.3 Clasificarea canalelor logice............................................... .......................11 1.3.1 Canale de trafic……………………………………………….. …..13 1.3.2 Canale de semnalizare/control………………………………….…14 1.3.3 Canale de control de tip BCCH……………………………………14 1.3.4 Canale comune de control.............................................. ..................15 1.3.5Canale de controldelicat....................................... .............................16 SOE 2051 .082.024 P A Proiectarea rețelei de comunicații mobile GSM 900 pentru orașu Chișinău

Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Embed Size (px)

DESCRIPTION

aceasta lucrare permite de a studia cum se proiecteaza o retea de telefonie mobila in sistemul GSM 900

Citation preview

Page 1: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

2

ModCoala N.Document Semnat Data

A elaborat

Controlat

Control n.

A aprobat

Carpenco Ana

Beregoi E.

Litera Coală Coli

32

UTM FRT TLC-022

UTM FRTSOE- 082

Cuprins

INTRODUCERE…………………………………….……….…………........2

1.REŢELE DE COMUNICAŢII MOBILE……………………………………4

1.1 Arhitectura reţelei GSM 900……………………………………………....4

1.2 Organizarea canalelor radio.........................................................................8

1.3 Clasificarea canalelor logice......................................................................11

1.3.1 Canale de trafic………………………………………………..…..13

1.3.2 Canale de semnalizare/control………………………………….…14

1.3.3 Canale de control de tip BCCH……………………………………14

1.3.4 Canale comune de control................................................................15

1.3.5Canale de controldelicat....................................................................16

1.4 Parametri, caracteristici si protocoale........................................................17

1.5 Tipologia pachetelor....................................................................................19

1.6 Adresarea şi rutarea pelurilor…………………..…………………………22

1.6.1 Apeluri naţionale din reţeaua fixă…….………………………….22

1.6.2 Apeluri internaţionale din reţeaua fixă……………………….….23

1.6.3 Apeluri naţionale din interiorul reţelei mobile..............................23

1.6.4 Adresarea altor componente ale reţelei mobile.............................24

1.7 Servicii.......................................................................................................24

2. PROIECTAREA REŢELEI DE COMUNICAŢII MOBILE GSM 900..26

2.1 Calculul razei celulei................................................................................26

2.2 Amplasarea teritorială a staţiilor de bază pe teritoriul or. Chişinău…...29

CONCLUZIE.....................................................................................................30

BIBLIOGRAFIE...............................................................................................31

ANEXE...............................................................................................................32

SOE 2051 .082.024 P A

Proiectarea rețelei de comunicații mobile GSM 900

pentru orașu Chișinău

Page 2: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

INTRODUCERE

GSM (Global System for Mobile Communications: inițial 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

frecvențele 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).

2SOE 2051 .082.024 P A

Page 3: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

Rețeaua 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.

3SOE 2051 .082.024 P A

Page 4: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

1. RȚEAUA DE COMUNICAȚII MOBILE

1.1 Arhitectura reţelei GSM 900

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

4SOE 2051 .082.024 P A

Page 5: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

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

5SOE 2051 .082.024 P A

Page 6: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

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.

6SOE 2051 .082.024 P A

Page 7: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

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

7SOE 2051 .082.024 P A

Page 8: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

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 Organizarea canalelor radio

În GSM 900, accesul multiplu are la bază o structură TDMA implementată

pe mai multe canale radio (TDMA/FDMA). Sistemul GSM 900 are alocat un

domeniu de frecvenţă de 25 MHz în care se constituie 124 de canale radio cu o

bandă de 200 kHz fiecare. Fiecare canal radio, având o altă frecvenţă purtătoare,

este utilizat de 8 abonaţi folosind metoda de acces multiplu cu diviziune în timp

(TDMA). Fiecare abonat are acces la canalul radio pe durata unui segment de

timp (TS). Astfel, în reţeaua GSM, un canal fizic este reprezentat de o pereche (

fp,TSk ), 1 < p 124, 0 < k < 7. GSM 900 prevede posibilitatea de a lucra cu doi

8SOE 2051 .082.024 P A

Page 9: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

abonaţi într-un segment de timp, odată cu introducerea codoarelor vocale cu

debit binar redus la jumătate.

Un cadru este format din 8 segmente de timp şi are o durata de 4,615 ms

(figura 5). Fiecare canal fizic este alocat fie unui canal de trafic (TCH -Traffic

Channel) fie unui canal de semnalizare/control. În ambele cazuri se realizează o

comunicaţie de date sub formă de pachete. Durata unui segment de timp este de

0,577 ms. În figura 10.14 sunt prezentate structurile principalelor tipuri de

pachete de date transmise într-un canal temporal elementar. Pentru a elimina

suprapunerea peste canalul temporal următor, datorită timpului de propagare, în

cazul unei celule cu raza de 35 km, pachelul de acces este mai scurt cu durata

corespunzătoare a 68,25 biţi.

Cadrele sunt, la rândul lor, organizate în multicadre formate din 26 cadre şi

având o durată de 120 ms. Un supercadru este format din 51 multicadre de trafic

sau 26 multicadre de control. Un hipercadru este constituit din 2048 super-cadre,

ceea ce înseamnâ 2715648 cadre.

Durata unui hipercadru este 3h28’53,76”. Pentru organizarea informaţiei

transmise, GSM 900 defineşte diverse intervale de timp începând de la 0,9 S

(un sfert din durata unui bit, valoare care apare în stabilirea intervalul de gardă

corespunzător unui cadru) până la aproximativ 3 ore (durata unui hipercadru).

În canalele fizice constituite ca mai sus sunt instalate canale logice care pot

fi împărţite în canale de trafic (TCH) şi canale de semnalizare/control. Folosind

aceste canale, nivelul fizic realizează transmiterea informaţiei şi susţine celelalte

niveluri.

Principala funcţie a canalelor de semnalizare şi control este de a transfera

informaţiile de semnalizare. Aceste canale sunt divizate în trei categorii:

- canale folosite de mai mulţi utilizatori:

• canale de difuzare de informaţii (BCCH - Broadcast Control Channel);

• canale comune de control (CCCH - Common Control Channel);

- canale de control dedicate unui utilizator, asociate pe o durată de timp finită

acestuia.

9SOE 2051 .082.024 P A

Page 10: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

Fig. 5 Structura TDMA pentru GSM 900.

Canalele de trafic sunt folosite exclusiv pentru comunicaţia propriu-zisă,

prin ele transmiţându-se două tipuri de informaţii: voce sau date. Canalele de

trafic, la rândul lor, pot fi:

- de viteză maximă (TCH/F), viteză binară de 22,8 kb/s,

- de viteza redusă la jumătate (TCH/H), viteza binară de 11,4 kb/s.

10SOE 2051 .082.024 P A

Page 11: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

Tabelul 1 Canalele logice folosite în GSM

Canale logice

Canale TCH duplex Canale de control şi semnalizare (S)

Vocale(cu FEC)

Date(cu

FEC)

BCCH(BS

MT)

CCCH USCCH (BSMT)

ACCH (BSMT)

0 1 2 3 4 5TCH/F

22,8 kb/sTCH/

F9.6 TCH/F4.8 TCH/F2,4 22,8 kb/s

FCCH PCH(BSM

T)

SDCCH/4 (cu4

subcanale)

Rapide FACCH/F FACCH/H

TCH/H 11,4kb/s

TCH/H4.8

TCH/H2,4 11,4kb/s

SCH RACH (MTBS)

SDCCH/8 (cu 8

subcanale)

Lente SACCH/TF, SACCH/TH SACCH/C4, SACCH/C8

BCCH AGCH (BSMT)

Un canal fizic preia fie un singur canal TCH/F fie două canale TCH/H. În

primul caz, canalul de trafic ocupă un canal temporal, cadru de cadru. În cel de-

al doilea caz, cele două canale de trafic sunt instalate în acelaşi canal temporal

dar îl folosesc în mod alternativ, în cadrele impare unul iar în cadrele pare

celălalt.

GSM 900 prezintă o mare varietate de canale de trafic, de viteză maximă sau

redusă, pentru comunicaţie vocală sau de date. În tabelul 2 acestea sunt notate

prin TCH/, unde litera indică tipul de canal, fiind înlocuită cu F sau H, iar

indică tipul de comunicaţie prin canal: S în cazul comunicaţiei vocale, sau una

dintre valorile 9,6, 4,8 sau 2,4 kb/s, în cazul comunicaţiei de date.

1.3 Clasificarea canalelor logice

Subsistemul radio asigură un anumit număr de canale logice care pot fi

impărţite in canale de trafic (TCH) şi canale de semnalizare/control. Folosind

aceste canale, nivelul fizic realizează transmiterea informaţiei şi susţine celelalte

nivele.

11SOE 2051 .082.024 P A

Page 12: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

Canalele logice sunt

- dedicate (rezervat unei singure MS);

- nondedicate (comune), care este utilizat de mai multe MS.

Tabel .2 Tipurile de canale logice

12SOE 2051 .082.024 P A

Page 13: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

1.3.1 Canale de trafic

Canalele de trafic sunt folosite exclusiv pentru comunicaţia propriuzisă,

prin ele transmiţandu-se două tipuri de informaţii: voce sau date.

Canalele de trafic, la randul lor, pot fi:

- de viteză maximă (TCH/F), viteză binară de 22,8 kb/s,

- de viteza redusă la jumătate (TCH/H), viteza binară de 11,4 kb/s.

Un canal fizic preia fie un singur canal TCH/F fie două canale TCH/H. In

primul caz, canalul de trafic ocupă un canal temporal, cadru de cadru. In cel de

al doilea caz, cele două canale de trafic sunt instalate in acelaşi canal temporal

dar il folosesc in mod alternativ, in cadrele impare unul iar in cadrele pare

celălalt. GSM prezintă o mare varietate de canale de trafic, de viteză maximă

sau redusă, pentru comunicaţie vocală sau de date.

Pe baza primului canal logic TCH/F pot fi formate canale de comunicaţie

de următoarele tipuri:

1. TCH/FS (Full rate traffic channel for speach) - canal pentru transmiterea

vocii cu viteza deplină;

2. TCH/F 9,6 (Full rate traffic channel for 9,6 kbiţi/s user data) - canal

pentru transmiterea datelor cu viteza deplină de 9,6 kbiţi/s.;

3. TCH/F 4,8 (Full rate traffic channel for 4,8 kbiţi/s user data) - canal

pentru transmiterea datelor cu viteza deplină de 4,8 kbiţi/s.;

4. TCH/F 2,4 (Full rate traffic channel for 2,4 kbiţi/s user data) - canal

pentru transmiterea datelor cu viteza deplină de 2,4 kbiţi/s.

Pe baza la al doilea canal logic TCH/H pot fi formate canale de

comunicaţie de următoarele tipuri:

1. TCH/HS (Half rate traffic channel for speach) - canal pentru transmiterea

vocii cu o viteză redusă pe jumătate;

2. TCH/H 4,8 (Half rate traffic channel for 4,8 kbiţi/s user data) - canal

pentru transmiterea vocii cu o viteză redusă pe jumătate de 4,8 kbiţi/s.;

13SOE 2051 .082.024 P A

Page 14: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

3. TCH/H 2,4 (Half rate traffic channel for 2,4 kbiţi/s user data) - canal

pentru transmiterea vocii cu o viteză redusă pe jumătate de 2,4 kbiţi/s.;

1.3.2 Canale de semanalizare/control

Principala funcţie a canalelor de semnalizare şi control este de a transfera

informaţiile de semnalizare. Aceste canale sunt divizate in trei categorii:

- canale de difuziune (BCCH - Broadcast Control Channel),

- canale comune de control (CCCH - Common Control Channel, canale

folosite

de mai mulţi utilizatori)

- canale de control dedicate unui utilizator, asociate pe o durată de timp

finită

unui singur utilizator.

1.3.3 Canalele de control de tip BCCH

Canalele de control de tip BCCH sunt folosite in faza anterioară stabilirii

unei conexiuni de comunicaţie. Ele sunt canale unidirecţionale staţii de

bază→staţie mobilă. Din această categorie fac parte următoarele canale logice:

- de difuziune la nivelul celulei (BCCH),

- de corecţie a frecvenţei (FCCH - Frequency Correction Channel)

- de sincronizare (SCH - Synchronization Channel).

Canalul logic BCCH este folosit pentru a transmite către toţi abonaţii

mobili informaţii generale de sistem referitoare la celula in care se află staţia

mobilă şi celulele invecinate (maxim 16). Aceste informaţii sunt folosite in

procesul de selecţie a celulei, sau pentru a cunoaşte configuraţia canalelor de

control din celula curentă.

Canalul logic FCCH este folosit pentru corecţia de frecvenţă astfel incat

staţia mobilă să fie acordată corect pe frecvenţa purtătoare a staţiei de bază.

14SOE 2051 .082.024 P A

Page 15: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

Informaţia transmisă prin FCCH este echivalentă cu o purtătoare nemodulată

decalată cu o valoare fixă faţă de frecvenţa nominală a purtătoarei utilizate.

Prin canalul logic SCH se transmit: numărul cadrului (FN) şi codul de

identi-ficare al staţiei de bază (BSIC). Aceste informaţii fac posibilă

sincronizarea de cadru la nivelul staţiei mobile şi identificarea staţiei de bază.

1.3.4 Canalele comune de control

Canalele comune de control (CCCH) sunt folosite de toţi utilizatorii in

faza de ac

ces. Aceste canale sunt bidirecţionale şi permit realizarea a două tipuri

distincte funcţii: paging şi acces. Funcţia de paging este folosită pentru apelurile

din reţea destinate

unei staţii mobile iar funcţia de acces este folosită pentru apelurile iniţiate de

o staţie mobilă. Din categoria CCCH fac parte:

- canalele logice de paging (PCH - Paging Channel) care utilizează numai

sensul staţie de bază→staţie mobilă al unui canal radio duplex;

- canalele logice de acces aleator (RACH - Random Acces Channel)

- canalele logice de confirmare a accesului (AGCH-Acces Grant

Channel);

Ultimele două tipuri de canale logice sunt instalate fiecare pe un sens al unui

canal radio duplex. Sensul staţie mobilă→staţie de bază este folosit de RACH

cand staţia mobilă solicită un canal dedicat de semnalizare. Deoarece solicitarea

este permisă la orice moment de timp, accesul are un caracter aleator pentru

reţea. Sensul staţie de bază→staţie mobilă este folosit de AGCH, confirmarea

accesului fiind succedată de alocarea unui canal de semnalizare dedicat.

Comunicaţia prin aceste canale nu prevede confirmare. Pe un canal GSM fizic

se poate instala un canal comun de control, acesta fiind folosit fie pentru funcţia

de paging fie pentru funcţia de acces aleator. Evident, pe sensul staţie de

15SOE 2051 .082.024 P A

Page 16: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

bază→staţie mobilă nu se vor transmite simultan mesaje de paging şi de

confirmare a accesului.

1.3. 5 Canalele de control dedicate

Canalele de control dedicate pot fi:

- autonome (SDCCH - Standalone Dedicated Channel)

- asociate unui canal dat (ACCH - Associate Control Channel).

Ambele tipuri sunt bidirecţionale.

La randul lor, canalele autonome se clasifică după numărul de subcanale

in:

- canale cu 4 (SDCCH/4) subcanale,

- canale cu 8 (SDCCH/8) subcanale.

Canalele de control autonome sunt folosite in procesul de stabilire a unui

canal de comunicaţie in conformitate cu serviciul solicitat de utilizator. Această

activitate include interogarea staţiei mobile cu privire la serviciul cerut,

verificarea disponibilităţilor de la staţia de bază şi, in final, alocarea unui canal

de trafic.

Se deosibesc două tipuri de ACCH:

1. FACCH (Fast Associated Control Channel) - canal de dirijare asociat

rapid; se utilizează pentru transmiterea comenzilor în timpul trecerii staţiei

mobile dintr-o celulă în alta, adică transmiterea prin estafetă a staţiei mobile;

2. SACCH (Slow Associated Control Channel) - canal de dirijare asociat

lent; în sensul "jos" transmite comenzi de instalare nivelului de intrare a puterii

emiţătorului staţiei mobile. În sensul "sus" staţia mobilă transmite date privind

nivelul puterii de ieşire instalat, măsurat de receptor a nivelului radiosemnalului,

şi calităţile lui.

16SOE 2051 .082.024 P A

Page 17: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

1.4 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 MHz935,2 – 960 MHz

1710 – 1785 MHz1805 – 1880 MHz

Numărul de intervale de timp pe cadru (TDMA)

8 8

Debit total pe un canal 271 kb/s 271 kb/sDebitul 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 kmPuterea 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

17SOE 2051 .082.024 P A

Page 18: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

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

18SOE 2051 .082.024 P A

Page 19: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

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.

1.5 Tipologia pachetelor

Fiecare cadru este format dintr-un număr oarecare de biţi. Aceşti biţi

sunt organizaţi după o structură care diferă în dependenţă de protocolul aplicativ

a fiecărui slot, însă şi de starea intermediară a protocolului considerat.

19SOE 2051 .082.024 P A

Page 20: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

Durata unui pachet (0,577 ms) corespunde emisiei a 156,25 bit, deci 114

bit de mesaj “net”. Admiţînd că slot-urile se succes fără întrerupere, un simplu

calcul arată că debitul maxim este de 270 kbit/s. În practică, debitul

maxim util (în mod full-rate) nu depăşeşte 13 kbit/s, din cauza biţilor necesari

corecţiei erorilor. Pentru transmisiunea datelor această limită descreşte chiar şi

pînă la 9,6 kbit/s, graţie supraprotecţiei necesare garanţiei unui procentaj de erori

admisibile.

Norma defineşte 5 tipuri de pachete funcţionale, numite burst-uri în

terminologia GSM:

- Burst de acces, care sunt transmise de telefoanele mobile atunci cînd

acestea vor să intre în contact cu reţeaua;

- Burst de sincronizare, care conţin informaţii asupra localizării şi

frecvenţelor utilizate;

- Burst normal, care transportă mesajele;

- Burst de corecţie de frecvenţă;

- Burst dummy packet, care sunt plasaţi în spaţii vide şi datele nu trebuie

să fie trimise.

Toate tipurile de burst-uri au o forma similară. Ei sunt formaţi din:

- biţi de antet (tail bit, TB), necesari sincronizării. Ei corespund

întotdeauna codului 000 (excepţie fac burst de acces);

- 148 biţi utili, a căror format depinde de tipul burst-ului;

- biţi finali, numiţi de asemenea tail bit, terminaţi de o perioadă de timp

de gardă necesară emitorului pentru a reduce puterea sa de 70 dB. Ea

serveşte şi pentru compensarea duratei de transmisie, care este

variabilă pentru recepţia de la un pachet la altul, dacă mobilul s-a

mişcat.

Structura celor 5 tipuri de burst este prezentată în figura 7.

Burst-ul de acces este emis pe un canal dedicat, atunci cînd ea doreşte să

intre în contact cu reţeaua, fie pentru stabilirea unei legături, fie pentru un

handover. El este mai scurt decît celelalte 4 tipuri, deoarece conţine numai 77

20SOE 2051 .082.024 P A

Page 21: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

biţi (41 de sincronizare şi 36 de informaţie). Timpul său de gardă este de 68,25

biţi, adică 0,252 ms. Acest timp de gardă permite de a ţine cont de celulele mari

şi de a stabili o comunicare cu un mobil distant pînă la 35 km.

Fig. 7 Structura a 5 tipuri de burst definiţi în standardul GSM 900

Pentru burst-ul de sincronizare, 78 biţi de informaţie sunt vehiculaţi de

staţiile mobile. Aceşti biţi conţin informaţii asupra frecvenţelor ce pot fi utilizate

şi a localizării (identitatea staţiei de bază, a zonei, a celulei).

Burst-ul normal transportă 2*57=114 biţi de informaţie separată de 26

biţi, care este o secvenţă destinată reglării parametrilor de recepţie.

Burst-ul corecţiei de frecvenţă are un fromat mai simplu. Staţia de bază

transmite 142 biţi de date, care servesc în a preveni interferenţele posibile cu

frecvenţele vecine.

Atunci cînd un telefon mobil este conectat, terminalul testează nivelul

puterii frecvenţelor celulelor apropiate, pentru a determina staţia de bază la care

aceste trebuie să fie atribuit. Dummy burst este, deci, o secvenţă predefinită,

21SOE 2051 .082.024 P A

Page 22: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

care serveşte ca etalon de putere. El este, de asemenea, utilizat pentru a forţa o

decizie de handover.

1.6 Adresarea şi rutarea apelurilor

Numărul MSISDN (Numărul ISDN al abonatului mobil) este folosit

pentru rutarea apelurilor în reţelele PSTN/ISDN. Detalii legate de cerinţele de

rutare în GSM sunt specificate în recomandarea 03.04.

Sunt posibile următoarele cazuri: apeluri naţionale din reţeaua fixă, apeluri

internaţionale din reţeaua fixă, apeluri naţionale din interiorul reţelei mobile,

adresarea altor componente din reţeaua mobilă.

1.6.1 Apeluri naţionale din reţeaua fixă

În figura 8 este prezentat schimbul de informaţii între entităţile reţelei

GSM, prin reţeaua de semnalizare, pentru a ruta apelul către abonatul mobil

chemat. Se pot remarca următoarele etape:

- Numărul MSISDN este format de către abonatul chemător din exteriorul

reţelei mobile. 0 centrală locală sau de tranzit rutează apelul destinat unui mobil

către cea mai apropiată centrală pentru abonaţi mobili, care va îndeplini funcţia

de GMSC (la nivel naţional) sau, către centrala (naţională) pentru abonaţi mobili

care are funcţia de poartă de acces. În această fază se foloseşte codul de

destinaţie la nivel naţional (NDC).

- GMSC interoghează HLR (de înregistrare al staţiei mobile) pentru a

afla centrala către care să fie rutat apelul, adică centrala în aria căreia se află

abonatul mobil la momentul respectiv.

- HLR traduce MSISDN în numărul IMSI; cu acesta este interogat VLR,

în a cărui arie de localizare se află staţia mobilă, în vederea obţinerii numărului

flotant (MSRN).

- VLR curent atribuie abonatului numărul flotant de rutare (MSRN) pe

care-1 transmite către HLR.

- HLR transmite numărul flotant către centrala-poartă.

- Centrala-poartă rutează apelul către centrala vizitată, procedând ca în

22SOE 2051 .082.024 P A

Page 23: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

cazul unui apel telefonic normal către un abonat cu numărul MSRN.

- Centrala vizitată apelează staţia mobilă folosind TMSI alocat în

momentul reactualizării ariei de localizare sau în momentul înregistrării în reţea

pentru o nouă sesiune de comunicaţie.

1.6.2 Apeluri internaţionale din reţeaua fixă

Apelurile cu prefix internaţional, primite de o centrală locală sau de

tranzit, sunt dirijate către cel mai apropiat centru de comutaţie internaţională

(ISC). Pe baza NDC acesta recunoaşte că este un apel către o reţea de

comunicaţii mobile şi, dacă poate interoga HLR (are funcţii de semnalizare cu

HLR), obţine numărul flotant al staţiei mobile, MSRN. Cu ajutorul acestuia

apelul este rutat către centrala vizitată de abonatul mobil apelat. În caz contrar,

apelul este rutat către centrul de comutare internaţional propriu al reţelei de

comunicaţii mobile de origine a abonatului mobil apelat.

1.6.3 Apeluri naţionale din interiorul reţelei mobile

Dacă o centrală pentru abonaţi mobili (MSC) recepţionează un apel

destinat unui abonat mobil, aceasta va interoga HLR de origine al abonatului

apelat pentru a obţine MSRN, folosit în continuare după cum s-a mai arătat.

23SOE 2051 .082.024 P A

Page 24: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

1.6.4 Adresarea altor componente ale reţelei mobile

Alte componente ale unei reţele celulare mobile care pot fi adresate pentru

rutarea diferitelor mesaje de semnalizare sunt centrala de comutare pentru

abonaţi mobili (MSC) şi registrele de localizare (HLR şi VLR). Dacă aceste

elemente sunt adresate din interiorul aceleiaşi reţele celulare, atunci se pot folosi

codurile punctuale (scurte) ale SS7. Altfel, pentru rutarea între reţele celulare,

sunt necesare titluri globale (GT) obţinute, de exemplu, din codul ţării

abonatului mobil (MCC) şi NDC.

1.7 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

24SOE 2051 .082.024 P A

Page 25: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

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.

25SOE 2051 .082.024 P A

Page 26: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

2. PROIECTAREA REŢELEI DE COMUNICAŢII MOBILE

GSM 900

2.1 Calculul razei celulei

La proiectarea unei reţele celulare este important de a determina raza

celulei, pentru aceasta este necesar de a determina mărimea cluster-ului K;

numărului zonelor de deservire într-o celulă M; numărului staţiilor de bază NBTS;

este necesar de a cunoaşte următorii parametri a reţelei, pe care îi luăm din

datele iniţiale:

F=25 MHz (banda de frecvenţă, atribuită în corespundere cu planul de

distribuţie a frecvenţelor la transmisiunea semnalelor de la BTS a reţelei

proiectate; pentru standardul GSM 900, ea este egală cu 25 MHz);

FK=200 KHz (banda de frecvenţă, ocupată de un canal de frecvenţă al

sistemului comunicaţiei mobile);

na =8 (numărul abonaţilor, care concomitent pot utiliza un canal de

frecvenţă);

Na= 150000 (numărul abonaţilor, care trebuie deserviţi de reţeaua

celulară);

= 0.02 Erl (activitatea unui abonat în ora de vârf);

PB= 0.03 (probabilitatea admisibilă de blocarea a apelului în reţeaua

celulară);

Pt= 9% – Intervalul de timp pe parcursul căruia raportul semnal/zgomot la

intrarea receptorului poate fi mai mic decât raportul de protecţie ;

S0=161000 km2 (aria localităţii în care se planifică reţeaua celulară, adică

aria Chişinăului);

= 5 dB (fluctuaţiile aliatoare a nivelului semnalului în punctul de

recepţie);

De asemenea, pentru a efectua calculele, trebuie să alegem mărimea

clusterului K=7 şi antena la staţia de bază cu lăţimea diagramei de directivitate

de 120o (M=3).

26SOE 2051 .082.024 P A

Page 27: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

În contiunare, efectuăm calculele:

După formula (2.1),

(2.1)

Calculăm numărul general de canale de frecvenţă.

Apoi, se determină numărul de canale, necesare pentru deservirea

abonaţilor într-o zonă din fiecare celulă:

(2.2)

Cunoscînd această valoare, putem calcula numărul total de canale, după

formula (2.3): (2.3)

Deoarece se respectă condiţia (0.03<0.12), determinăm sarcina

telefonică admisibilă într-o zonă a celulei, utilizînd formula (2.4):

(2.4)

Astfel, obţinem următoarele:

Determinăm numărul abonaţilor care sunt deserviţi de o staţie de bază:

(2.5)

27SOE 2051 .082.024 P A

Page 28: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

În baza formulei (2.6), calculăm numărul staţiilor de bază în reţeaua

celulară:

(2.6)

Astfel, acum avem toate datele necesare pentru a determina raza unei

celule în reţeaua celulară, în baza formulei (2.7) şi suprafaţa totala de acoperire

în baza formulei (2.8):

(2.7)

(2.8)

2.2 Amplasarea teritorială a staţiilor de bază pe teritoriul or.

Chişinău

Cele 30 staţii de bază trebuie depuse pe harta oraşului Chişinău pentru a

obţine o acoperire totală a acestuia. Astfel, în dependenţă de harta scării,

28SOE 2051 .082.024 P A

Page 29: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

calculăm dimensiunea unui hexagon (care reprezintă aria de acoperire a unei

celule) şi le depunem pe hartă.

Concluzie

29SOE 2051 .082.024 P A

Page 30: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

Efectuarea proiectului de an me-a dat posibilitatea sa studiez mai detaliat

structura rețelei GSM 900, proiectarea unei astfel de reţele pentru orasul

Chişinău şi realizarea unei analize generale asupra proiectării.

În prima parte a proiectului de an, am realizat o descrire detaliată a reţelei

GSM 900 la următoarele capitole: arhitectura reţelei, oragnizarea canalelor radio,

parametrii, caracteristicile, protocoalele, tipologia pachetelor, structura cadrelor,

modalitatea de adresare şi rutare a apelurilor (în dependenţă de tipul acestuia) şi

serviciile oferite de reţeaua 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 anume acest standard.

Partea a doua a proiectului a constat din proiectarea unei reţele GSM 900

pentru oraşul Chişinău. Astfel, am determinat că este nevoie de 30 staţii de bază

cu o rază de acoperire de 1.307 km, ceea ce este admisibil, luînd în consideraţie

cerinţele iniţiale şi suprafaţa totală a oraşului. Astfel, practic tot oraşul se va afla

în raza de acoperire a reţelei GSM 900 proiectate.

În încheiere se poate de afirmat că proiectul de an a fost încă un pas

important spre înţelegerea în general a proiectării. Astfel, odată finisat, proiectul

oferă atît unele deprinderi de a proiecta, de a calcula raza de acoperire şi numărul

staţiilor de bază, cît şi posibilitatea de a studia mai aprofundat unele aspecte ale

reţelei GSM 900.

30SOE 2051 .082.024 P A

Page 31: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

Bibliografie

1. www.comm.pub.ro/curs/rrc/cursuri/

2. http://facultate.regielive.ro/cursuri/electronica/

comunicatii_mobile_satelit-68436.html?in=all&s=comunicatii

%20mobile%20satelit

3. http://facultate.regielive.ro/cursuri/electronica/

retele_de_comunicatii_mobile-4704.html?in=all&s=retele%20mobile

%20de%20comunicatii

4. http://www.mobila.com.ua/stand.php?id=3

5. http://www.flashgsm.ro/forum/viewtopic.php?p=2021

6. „Основы сотовой связь”

7. http://click4trick.com/gsm-cdma-si-telecomunicatii/1566-tehnologia-

gsm.html

8. Harta or. Chişinău (download de pe www.torrentsmd.com)

31SOE 2051 .082.024 P A

Page 32: Proiectarea reţelei de comunicaţii mobile GSM 900 pentru oraşul Chişinău

Coală

Mod Coala N. Document Semnat Data

TL 021.007 N.E

ANEXE:

32SOE 2051 .082.024 P A