Увод

Под мобилном радио-комуникационом мрежом подразумева се телекомуникациона мрежа у којој њени корисници имају могућност успостављања веза док су у стању кретања. У оваквој мрежи се део веза или комплетне везе остварују бежичним путем, тј. као радио везе.

1

1. GSM (Global System for Mobile)

Администрације пошта и телекомуникација европских земаља, окупљене у организацији СЕРТ договориле су стварање заједничког мобилног комуникационог система у Европи. У том циљу формирана jе група европских стручњака, односно тело под називом GSМ, које од 1982 године ради на специфицирању концепције овог система. Основни циљ је да се дефинише пан-европски стандард за мобилне комуникационе мреже, који ће омогућити успостављање веза, од и ка мобилним корисницима у било ком делу такве мреже, тј. без обзира у којој се земљи налази. На бази донетих препорука даљи рад на овом стандарду, за који је опште прихваћен назив GSМ, настављен је у оквиру ЕТSI-а. Cпоразум о увођењу овог система потписало је двадесетак европских земаља. Његова примена је планирана за ране деведесете године, а треба да обухвати у почетку главне европске градове. Очекују се више од петнaест милиона корисника ове мреже.

Предходно поменути стандард (GSМ) дефинисан је за примену у јавним мобилним копненим мрежама. Његове основне карактеристике су:

компатибилност за интернационални рад потпуно дигиталан систем рад у фреквенцијском спектру од 900 МHz вишеструки приступ мобилном кориснику на принципу

временске расподеле канала дигитални пренос од 270 Kbit/s по носиоцу 8 временских канала по носиоцу пуног протока или 16

временских канала половине протока шифровање информација могућност примене поред служби на бази говора и служби на

бази комуникације података (комутација кола и пакета) комбатибилност са ISDN-ом фреквенцијски опсег у европи укупне ширине 50 МНz подељен

на два подопсега: први подопсег 890 - 915 МНz за МS предају и ВS пријем, и други подопсег 935 - 960 МHz за ВS предају односно МS пријем.

2

Комутациони део посмаране мреже који обезбеђује комутационе и мрежне функције , састоји се од 6 функцнонадних група распоређених у одговарајуће елементе мреже:

MSC - (комутациони центар за мобилне службе) обавља функције комутације и сигнализације између мобилних корисника и других MSC у оквиру посматране мреже, као и других мобилних мрежа јавне телефонске мреже, ISDN мреже комуникације подаака на бази комутације кола или пакета. Поред стандардних комутационих функција обезбеђује и функције типичне за мобилни рад нпр. промена канала у току позива када мобилна станица прелази из једне у другу ћелију. Обухвата и функције неких додатних ISDN служби.

НЕК - (регистар основне локације) који прдставља бази постојаних корисничких података (позивни бројеви, идентитети мобилних станица, категорије, класе услуга, приоритети приступа). Мрежа може имати један или више HLR, али сваки корисник може бити регистрован у само једном од њих. НLR такође садржи и привремене податке о локацијама мобилних корисника тако да долазни позиви могу бити усмерени ка подручју MSC гдеје тражени корисник тренутно лоциран.

VLR – (регистар локације посетиоца) је база привремених података о мобилним корисницима који су привремено лоцирани у подручју одговарајућег MSC. VLR добија корисничке податке од HLR и помаже комутционом центру при успостављању веза. Исти VLR може да покрива подручје неколико MSC. Како корисници прелазе између зона две базе

3

података, VLR и HLR се стално ажурирају специјално дефинисаним дијалогом.

АС – (центар провере аутентичности) садржи кључ за проверу аутентичности корисника. Подаци за проверу аутентичности измобилне станице и АС се пореде у комутционом центру. Ако не одговарају, захтев корисника за везом се одбацује. На тај начин се систем штити од не ауторизованих особа.

ЕIR – (регистар идентификације уређаја) складишти податке којим се идентификују уређаји мобилних станица. Нпр. могу постојати: листа ауторизованих уређаја и листа неауторизованих уређаја или украдених уређаја, којима се приступа при одговарајућој провери

NMC – (центар управљања мрежом) обавља OA-M функције за све елементе мреже. Он може радити са другим деловима мреже коришћењем протокола на бази ITU-T препоруке Х.25 или помоћу система сигнализације ITU-T.

GSM представља одличан пример ннтелегентне мреже. Када се мобилни корисник активира (подигне МТК и убаци картица за своју ауторизацију у урeђај) његов код се пренесе MSC. Овај консултује VLR да би установио да лије позивајући корисник познат. Овај регистар садржи податке о свим мобилним корисницима који се налазе на подручју посматраног МSС Уколико је позивајући корисник комуникацијом са центром управљачких информација (посредством система сигнализације ITU-T 7) утврђује се да ли корисник може да успостави везу.

4

Конкретно испитују се регистар основне локације, регистар идентификације уређаја и центар провере аутентичности. Ако је веза довољна подаци добијени из 3 базе података се складиште у VLR одговарајућег MSC и веза са траженим корисником се даље успоставља на конвенционалан начин.

5

2. ПАН - ЕВРОПСКИ GSMУ Европи је функционисало шест, међусобно некомпатибилних,

аналогних ћелијских мрежа. У циљу унификације и замене различитих постојећих стандарда, многе европске земље су током 1992. и 1993. год. увеле GSM - нови дигитални ћелијски мобилни систем. Скраћеница GSM је у оригиналу представљао назив комитета задуженог за доношење новог стандарда – Groupe Special Mobile , да би касније прерастао у назив система – Global System for Mobil Telecommunications.

Постоје бројне предности система ГСМ над аналогним системима. Већина ових предности се могу подвести под глобалне предности дигиталних система над аналогним. Ипак, основне предности су:

1. Интернационални роаминг. Ова услуга GSM система је, вероватно, најважнија са становишта корисника. Скоро све развијене земље данас пружају мобилне ћелијске услуге. Код аналогних националних мрежа ови системи су реализовани у складу са разноликим техничким стандардима. За разлику од аналогних система, GSM систем је јединствен дигитални стандард. Тако је кориснику омогућено да зове и да буде позван било где када се налази унутар јединственог GSM сервисног подручја.

2. Смањење трошкова. Ово је још једна од погодности за корисника: смањена је цена МЅ (мобилних телефона). Дигитални сигнали у GSM систему су погодни за VLSI технологију, уједно су цене приступачније, па се могу користити за шире тржиште. Ова погодност је омогућила огромно повећање популаpности и омасовљење мобилне телефоније.

3. Нове услуге. Постаје могућ пренос података. Паралелно је изграђен и стандард DCS 1800, који је усвојен од неколико европских земаља као стандард за PCN. Основна предност овог система је компатибилност са GSM системом.

Повећање ниво сигумости и приватности који нуди систем за аутентикацију претплатника и заштиру. Ово се остварује коришћењем разних идентификационих бројева као што су :

• интемационални идентификациони број мобилне опреме, IMEI (IMEI – International Mobile Equipment Identity)

• интемационални идентификациони број мобилних корисника, IMSI (IMSI – Internationam Mobile Subscriber Identity)

• претплатнички идентификациони модул, SIM (SIM – Subscriber Identity Module);

• привремени идентификациони број мобилних корисника, TMSI (TMSI – Temporary Mobile Subsriber Identification)\

• ISDN идентификациони број мобилне станице, MSISDN (MSISDN- Mobile Station ISDN Number).

Постоје још бројне услуге. Једна од интересантних је услуга кратких порука, SMS (SMS – Short Message Service). Ова порука може да има до 160 алфанумеричких карактера (иде се на реализацију и до 200 карактера), а може се како слати, тако и примати од мобилног претплатника.

На овај начин застарева услуга и улога сервисног центра по коме онај ко зове мора диктирати своју поруку (пејџинг услуге).

6

Поред тога, постоји и забрана приступа односно постојање приоритетних претплатника. Захтев за приступом од стране МЅ мора бити контролисан у циљу избегавања блокираног стања.

Најефикасније средство конироле је преко броја класе приступа. SIM картица унутар МS има перформансе). /4- QDPSK је метод са неконстантном анвелопом који омогућава преношење три канала у опсегу ширине 30 KHz, а за узврат захтева нешто комплексније појачаваче снаге, смањујући време трајања батерија. Због захтева за могућношћу рада у оба мода (аналогном и дигиталном), није било могуће применити европско искуство у избору опсега учестаности и користити GMSK модулацију са константном анвелопом.

Још једна карактеристика америчког дигиталног стандарда је и та да није дефинисан дигитални заједнички контролни канал, већ се користи аналогни. Постоје два дигитална контролна канала који се користе за сигнализирање специфично за корисника (user-specific signaling). То су спори придружени контролни канал, SACCH (SACCH – Slow Associated Control Channel) и брзи придружени контролни канал, FACCH (FACCH- Fast АCCH) који, респективно, служе за слање резултата мерења извршених у МЅ и за слање хитних сигнала типа наређења за примопредају. Примопредаја, иницирана од стране ВЅ, врши се уз помоћ мобилне станице која мери снагу примљеног сигнала у свом и осталих 12 канала и вероватноћу грешке у свом каналу. Средња вредност измерених резултата се шаље базној станици SACCH каналом, која онда доноси одлуку о примопредаји.

Северноамерички стандарди за дигиталне ћелијске системе се непрекидно усавршавају и допуњавају. Додате су спецификације које се односе на аутентикацију и приватност разговора, а у току је развој регулативе које би се односиле на дигитални факс и пренос података. Увођење дигиталних контролних канала, омогућиће коришћење ISDN сервиса.

7

3. СТРУКТУРА ЋЕЛИЈСКОГ СИСТЕМАГеографска област је подељена на мање области које се називају

ћелије, по чему је цео систем и добио назив. Свака ћелија садржи сопствену радио-опрему за комуникацију са корисницима који су на њеном подручју. Према величини, ћелије се могу поделити на: макро (велике и мале), микро и пико ћелије. Величина и број ћелија у кластеру (број ћелија у групи без понављањ фреквенција) у једном ћелијском систему одређују спектралну ефикасност оваквог система. Основу ћелијског система чине:

Мобилна станица (MS), Ћелијска или базна станица (BS), Централа мобилног система, MTSO (MTSO – Mobile Telephone

Switching Office), као и везе између ова три подсистема.МЅ садржи контролну јединицу, примопредајник и антенски систем. МЅ поседује корисник услуга. ВЅ омогућава интерфејс између МТЅО и мобилне јединице. Садржи контролну јединицу, радио-кабинете, антене, извор напајања и терминале са подацима. МТЅО је централни управљачки модул за све ВЅ, а садржи ћелијски процесор и ћелијски прекидач. Представља везу са фиксном телефонском мрежом, контролише обраду позива и води рачуна о наплати услуга. Процесор омогућава централну координацију и ћелијску администрацију. Такође, МТЅО успоставља канале за пренос података (data links) између процесора и прекидача, и ВЅ са процесором. То су тзв. канали за успостављање позива или сетиип

3.1. Квалитет преноса говора

Квалитет преноса говора је веома тешко оценити без проучавања субјективног мишљења корисника. У комерцијалним комуникацијама постоје пет основних оцена квалитета говора:

СМ5 - одличан (говор је перфектно разумљив), СМ4 - добар (говор је лако разумљив, али има мало шума), СМ3 - средњи (говор је разумљив са малим напором, повремена

понављања су потребна), СМ2 - лош (говор је разумљив само са значајним напором, честа

понављања су потребна), и СМ1 - неупотребљив (говор није разумљив).

Пошто су корисници који захтевају СМ4 и СМ5 све бројнији, трошкови изградње система се повећавају.

8

3.2. Квалитет пружања услуга ћелијским системом

При оцени квалитета услуга посматрају три се појма: Покривеност, Захтеван степен услуга и Број одбијених позива.

9

4. ЈАВНИ ЗЕМАЉСКИ ЋЕЛИЈСКИ И МОБИЛНИ СИСТЕМИАналогни ћелијски мобилни системи прве генерације:

амерички систем АМPЅ, енглески систем ТАCS, нордијски систем NМТ,

Дигитални ћелијски мобилни системи друге генерације: пан-европски систем GSM, амерички систем DAMPS, јапански систем JDC или PDD. пан-европски систем на 1800 Mhz GSM-1800 или DCS-1800 итал

Опрема МЅ је јединствено означена са IMEI. Kада се користи од стране претплатника, она такође носи и IMEI. IМSI се може физички сместити у одвојен део назван SIM картица. У SIM картици се налази још и Ки кључ за аутентичност претплатника који се налази и у AUC. Да би се повећао интегритет и поузданоcт, IMEI се нормално не користи преко радио-канала, већ се користи TMSI одговарајући за MS када је она регистрована у неком од локационих регистара гостију VLR. TMSI се може мењати од стране VLR у било ком тренутку, нпр. на сваки нови позив.

Сви горе наведени идентитети су локални унутар GSM мреже. Поред тога, МS има MSISDN број који јединствено идентификује приступ GSM мобилног система у план нумерисања PSTN/ISDN мреже.

Примопредајник базне станице - BTS. Основна функција BTS је да омогући слање и примање радио-сигнала. BTS може да садржи један или више примопредајника да би остварио одређени капацитет. Као антене се могу користити омнидирекционе или усмерене антене (обично се користе три усмерене антене). Један од примера употребе BTS је Ericsson-ова RBC 200 станица.

Контролер базних станица - BSC. Функција BSC је омогућавање мобилности. Када се корисник креће, он прелази из простора једне у простор друге ћелије. Handover-ом се позив одржава при мењању положаја корисника, и то без приметне паузе. Пауза у позиву која се на овај начин неминовно јавља у GSM систему је много мања него код осталих ћелијских система. За време трајања везе, МS контролише (мери и прати) снаге сигнала од околних BTS који допиру до ње и о овоме даје континуирана обавештења BSC-у. Ово омогућује BSC да донесе исправну одлуку када да иницира handover и на коју нову ћелију. GSM омугућава контролу снаге зрачења MS и, опционо, BTS. На овај начин смањењем нивоа зрачења минимизира се интерференција са осталим GSM корисницима и максимизира живот батерије МS. Контрола снаге је још једна од могућности GSM мреже, коју она остварује аутоматски помоћу BSC-а.

Комутациони центар мобилних сервиса - MSC. MSC обавља функције комутације и сигнализације измеду мобилних корисника и других MSC у оквиру посматране GSM мреже. Једном MSC-у је додељено више ћелија (BS) које, заједно, чине MSC сервисно подручје. MSC обезбеђује све комутационе фимкције које очекују MS које се налазе у области MSC сервисног подручја. MSC одржава позиве и омогућава хандовер између

10

две BSC или са суседним MSC-ом, одговоран је за рутирање, контролу, проследивање позива и скупљање тарифмх информација. MSC је интерфејс између GSM мреже и јавних говорних мрежа или мрежа за пренос података (било на принципу комутације водова, било комутације пакета). Повезан је са осталим MSC унутарједне GSM мреже и са осталим ГСМ мрежама.

Регистар основне локације - HLR. То је база података која садржи податке о корисницима који су регистровани у унапред дефинисаном простору који припада том HLR-у. Подаци о кориснику су: идентитет корисникове МS, категорија корисника, додатне услуге на које је корисник претплаћен итд.

Зависно од величине мреже, она може имати један или више HLR, али сваки корисник може бити регистрован у само једној од њих. ХЛР, такође, садржи и привремене податке о тренутној локацији мобилних корисника. На овај начин долазни позив може бити усмерен ка подручју оне MSC где је тражени корисник тренутно лоциран. У HLR се налазе два броја која су одговарајућа за одређену MS и то су MSI и MSISDN.

Локацијски регистар "гостију" - VLR. VLR је база података која садржи промењиве податке о свим МS које се тренутно налазе у делу простора раније дефинисаном као MSC сервисно подручје. Сваки MSC има свој јединствен VLR. VLR добија податке од HLR-а и помаже комутационом центру при успостављању везе. Ако МS жели да оствари комуникацију, VLR ће имати све потребне податке за прослеђивање позива. Како корисници прелазе између зона две базе података VLR, VLR и HLR се стално ажурирају по унапред дефинисаним протоколима.

Центар за проверу аутентичности - AUC. AUC је повезан са HLR-ом где су смештени подаци о идентитету претплатника као што су RAND (случајан број генерисан из AUC), SRES генерисан по алгоритму из AUC (користећи IMSI и К,) и Кц кључ за шифровање података и информација за сигнализацију (криптографија). Подаци о идентитету претплатника, добијени од МЅ и HLR-а се упоређују. Ако подаци не одговарају, захтев корисника за везом се одбацује. На регистар за идентификацију уређаја - EIR. Постоји разлика измеđу идентитета физичке опреме (IMEI) и идентитета корисника (IMSI). EIR складишти податке којим се идентификују уређаји МЅ. Да би се спречило неовлашћено коришћење украдене, неисправне или неатестиране опреме, регистар EIR је прикључен на MSC. МSC користи EIR при провери ваљаности IMEI уређаја који употребљава корисник.

Управљачки центар и центар за одржавање - OMC представљају функционалну целину преко које оператор GSM мреже може да надгледа и контролише систем. Повезивање центра са мрежом је остварена коришћењем протокола X.25 или система сигнализације број 7.

11

6. WAP

WAP је технологија дизајнирана да омогући корисницима мобилних терминала брз и ефикасан приступ интернету. WAP (протокол бежичних информација) је протокол оптимизован не само за уске радио канале друге генерације, већ је и прилагођен ограниченим величинама дисплеја на данашњим мобилним телефонима, и такође омогућује приступ интернету једноставан за коришћење и преко мобилних телефона.

12

7. СИСТЕМИ III ГЕНЕРАЦИЈЕ

Захтеви за III генерацијом: глобалност (од ћелија малих димензија до глобалног

покривања) велики капацитет система сервиси (говор,факс,мултимедија) јединствен приступ квалитет сервиса исти као код фиксних веза економичност (иницијална набавка уређаја, укључење у

систем, трошкови одржавања и коришћења ниски).

Проблеми у развоју III генерације: борба за стандарде недовољна технолошка подршка за растуће потребе пребрз раст броја мобилних корисника и сервиса које не прати

квалитетна инфраструктура радио интерфејс (потреба за радикално новим приступом

обраде и преносу сигнала)

Један од представника телефона III генерације је производ компаније Samsung, која је на тржиште лансирао први "фото-апарат са мобилним телефоном". Производ са ознаком SGН V 200 је мобилни телефон који подржава GSМ технологију, а који ће бити пуштен у продају у току године.

Највећа новина је интегрисана дигитална камера, која је за разлику од камера код свих осталих модела мобилних телефона у потпуности покретна, може да се ротира за пуних 180°. Камера у себи поседује један ССD сензор са резолуцијом од 352х288 пиксела. У себи поседује меморију у коју може да се смести 100 снимљених фотографија,што представља више него довољно простора.

Дисплеј самог телефона представља дисплеј камере. Врста дисплеја у оваквом случају је ТFТ LСD, кога чини 128х160 пиксела. Физичке перформансе телефона прилагођене су како пословној тако и неформалној употреби. Димензије уређаја су 90х47х23 mm, а тежина 97g. Телефон подржава WАР протокол, a поред могућности слања SМS порука, подржава слање и примање ММS порука. Ради на GSМ платформи (900/1800/1900 МНz). У стандардној варијанти, телефон се испоручује са батеријом капацитета 900 mАh што пренесено у непрестано време разговора значи да траје 3 до 5 часова, или чак 150 часова stad bу времена. Телефон у себи има и подсетник на дневном, месачном, недељном и годишњем нивоу, такође има и конвертор валута.

Ротирајућа камера кориснику пружа задовољство при раду, телефон гарантује висок квалитет слике, који одмах по сликању можемо проверити на висококвалитетном дисплеју. Када је реч о висококвалитетном дисплеју он може да

13

репродукује 65000 боја које кориснику нуде нов ниво сатисфакције. Звоно мобилног телефона, иначе полифонично какво има овај телефон може да представља идентитет и особеност сваког ко га носи, а овај телефон има чак 40 полифоничних мелодија. Могућност репродуковања неродних мелодија класичне музике и других ритмова могу дати посебно обележје карактера човека.

Мултимедијални телефони освајају тржиште, и дефинитивни се може рећи да је будућност у њиховим рукама.

14

Закључак

Генерално, сви мобилни радио-комуникациони системи се могу поделити на оне који се примењују у јавним радио-комуникационим мрежама и системе посебне намене које користе војска, полиција и др.

1982.године усвојен је нацрт новог пан-европског јавног мобилног радио-система друге генерације под именом GSM, што данас представља уобичајену скраћеницу за назив Глобални систем мобилних телекомуникација.