Разговор:GSM

• Prva usluga mobilne telefonije 1946. u St.Louisu (Missouri, SAD) • razvoj radiokomunikacija usko vezan uz napredak elektronike • prve mreže mobilne telefonije: ručno prespajanje poziva i vrlo ograničeno područje pokrivenosti

Analogni mobilni sistemi Veliki napredak u razvoju - ćelijski sistem : • AMPS (Advanced Mobile Phone Service), 1979., prvi ćelijski sistem u SAD • NMT (Nordic Mobile Telephone), 1981., Švedska • TACS, 1985., Velika Britanija Svi navedeni ćelijski sistemi temelje se na analognom prenosu govora

Nedostaci analognih sistema: • velika osetljivost na smetnje • mali kapacitet • inkopatibilnost nacionalnih mreža • nemogućnost uvođenja dodatnih usluga

Digitalni sistemi - stvaranje GSM-a • “Groupe Special Mobile” formirana je 1982. u okviru CEPT-a (Conference Europeenne des postes et Telecommunications) kao radno telo koje će definisati standarde novog jednistvenog panevropskog radiokomunikacijskog sistema na 900 MHz, koji će koristiti digitalnu tehnologiju

• Memorandum of Understanding (GSM MoU) potpisalo je 1987. u Copenhagenu 15 telekomunikacionih kompanija iz 13 evropskih zemalja • 1991. potpisan je dodatak MoU kojim se omogućava učlanjenje i drugim zemljama izvan CEPT-a koje prihvataju GSM standard Kako je počeo GSM ? • frekvencijski pojas dodeljen GSM-u : 900 MHz 890 - 915 MHz Uplink 935 - 960 MHz Downlink

1992. MoU je kreirao marketinško ime:

  Global System for Mobile communications – GSM

• glavni evropski GSM 900 operateri počinju sa komercijalnim radom • potpisan prvi međunarodni roaming ugovor između Telecom Finland i Vodafone (UK) • prvi ne-evropski operater (Telestra iz Australije) potpisuje MoU

Šta je GSM ? • Globalni Sistem Mobilnih komunikacija - međunarodni digitalni ćelijski radio standard kreiran prema tehničkim odrednicama Evropskog instituta za telekomunikacijske standarde (ETSI)

• Prednosti GSM-a u odnosu na analogne sisteme: – visok kvalitet zvuka – međunarodni roaming (mogućnost komuniciranja - pozivanja i primanja poziva - u mrežama drugih operatera - država) – veći kapacitet – velika ponuda dodatnih usluga – sigurnost i poverljivost komuniciranja – atraktivni i kvalitetni GSM mobilni telefoni

Analogni i digitalni signali

Analogni signal je kontinuiran u vremenu

Digitalni signal je diskretan i njegova vrednost se menja stepenasto

Digitalne informacije

• Dekadni sistem brojeva – Dekadne cifre su: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9} npr. 215466

• Binarni sistem brojeva – binarne cifre su: {0,1} npr. 10011011001

BIT - najmanja mera informacije u digitalnom

         	   obliku (BInary digiT)

• ima vrijednost “0” ili “1”

b/s - bit u sekundi (bps - bit per second) - jedinica brzine prenosa podataka

Pretvaranje analognog signala u digitalni • GSM je digitalna mreža – govor se pretvara u digitalni oblik i prenosi se GSM mrežom u obliku niza nula i jedinica (0101110010010)

Arhitektura GSM sistema

Komponente GSM sistema MS - Mobile Station (mobilna stanica/mobilni telefon) NSS - Network and Switching Sub-System – MSC - Mobile services Switching Center – HLR - Home Location Register – VLR - Visitor Location Register – AUC - Authentication Center – GMSC - Gateway Mobile services Switching Center – EIR - Equipment Identity Register

BSS - Base Station Sub-System – BSC - Base Station Controller – BTS - Base Transceiver Station Mobile Station - MS (Mobilna stanica)

GSM mobilna stanica sastoji se od:

• mobilnog aparata (različitih proizvođača i modela) • IMEI - identifikacioni broj mobilnog aparata (International Mobile Equipment Identity) • IMSI - Identifikacioni broj SIM kratice (International Mobile Subscriber Identity). IMEI i IMSI su jedinstveni brojevi i nikada se ne menjaju. Mobilna mreža uvek koristi ova dva broja za svoj rad mada to korisnik ne vidi.

Komponente sa kojima se korisnik svakodnevno sreće su:

• SIM kartice (Subscriber Identity Module) • MSISDN – broj telefona korisnika

Mobile Station - MS(Mobilna stanica)

Radi sigurnosti i zaštite od neovlašćene upotrebe SIM kartice koriste se:

– PIN (Personal Identity Number) - lični / tajni identifikacioni broj koji se nalazi na SIM kartici;

uz njega korisnik dobija i:

– PUK (Personal Unblocking Key) - lični / tajni broj za deblokiranje PIN-a

Komponente GSM mreže Dva osnovna podsistema GSM mreže:

– Base Station Sub-System - BSS (sistem baznih stanica)

– Network and Switching Sub-System - NSS (komutacioni sistem)

Base Transceiver Station - BTS (Bazna stanica)

Problemi u radio prenosu Path Loss - gubitak po putu : • kada se povećava udaljenost između MS i BTS, signal slabi iako nema fizičkih prepreka između antene koja odašilje signal i antene koja ga prima (problem ne nastaje u prenosenju signala od BTS ka MS, već u obrnutom smeru jer je snaga mobilnog telefona veoma mala u poređenju sa BTS-om) – dešava se u mrežama koje nemaju dobru pokrivenost teritorije • gubitak signala po putu (Path Loss) retko uzrokuje “dropped call” (poziv koji se prekinuo tokom razgovora), zato što se novi put prenosa uspostavlja pomoću drugog BTS koji preuzima poziv (handover) – dešava se čak i u mrežama koje imaju dobru pokrivenost, ali nemaju dovoljno kapaciteta

Frekvencijska područja u GSM-u

• GSM 900 – prvobitno određeni frekvencijski pojas za GSM - 900 MHz

• GSM 1800 – u nekoliko zemalja podeljene dozvole za frekvencijsko područje 1800 MHz, kako bi se povećala konkurencija među operaterima (područje 900 MHz bilo je već iskorišćeno), takve mreže operativne od 1993.

• GSM 1900 – u SAD-u, zbog zauzetosti ostalih frekvencijskih pojasa

MS =

• Ponovimo

GSM MS sastoji se od: • mobilnog aparata (različitih proizvođača i modela)

• IMEI - identifikacioni broj mobilnog aparata (International Mobile Equipment Identity) • IMSI - Identifikacioni broj SIM kratice (International Mobile Subscriber Identity). • SIM - Identifikacioni broj SIM kratice (International Mobile Subscriber Identity).

• korisnik mobilnom stanicom komunicira sa mobilnom mrežom

Stanja mobilne stanice - uključena : • “idle” (pripravna) • aktivna Stanja Mobilne stanice (MS-a) • U “idle” stanju MS moze izvesti sledece:

– registracija / uključivanje u mrežu - attaching to the network – kretanje mrežom - roaming in the network – obnavljanje informacije o lokaciji MS-a - location updating – pozivanje MS-a – can be paged – kretanje stranom mrežom - međunarodni roaming - international roaming – isključivanje iz mreže - detaching from the network Stanja Mobilne stanice (MS-a) • Tokom aktivnog stanja korisnik MS-a cini jednu od sledecih akcija:

– Prima poziv (receive calls) bilo da se radi o voice ili data pozivima – Pravi poziv (making a call) bilo da se radi o voice ili data pozivima Tokom ovih akcija MS moze napraviti handover - prebacuje s jedne ćelije na drugu dok se MS kreće između ćelija

MS u “idle” stanju - registracija • registracija - uključivanje u mrežu - “IMSI attach”- proces u kojem MS obaveštava mrežu da je uključena: • svaki korisnik u GSM mreži se identifikuje svojim jedinstvenim brojem IMSI (International Mobile Subscriber Identity) - IMSI se koristi svaki put kada je MS u komunikaciji s GSM mrežom MS u “idle” stanju - kretanje mrežom • kretanje mrežom - roaming in the network se desava: – kada se MS kreće mrežom u “idle” stanju – informacija o lokaciji MS-a u VLR-u je lokacijsko područje (LA) – ukoliko MS menja ćelije unutar jednog LA, podaci o tome se ne obnavljaju u mreži

• MS prepoznaje da nova ćelija pripada istom LA slušajući frekvenciju kontrolnog kanala u novoj ćeliji
• Kontrolni kanal onda šalje LAI ćelije MS-u koji upoređuje prethodno primljeni LAI s novim. Ako su isti, znači da MS nije promijenio LA, što znači da ne treba obavestiti mrežu

MS u “idle” stanju - obnavljanje informacije o lokaciji MS-a • obnavljanje informacije o lokaciji MS-a - location updating - kad MS u roamingu uđe u novo lokacijsko područje (LA) i obaveštava VLR o novom LA : MS u “idle” stanju • pozivanje MS-a - paging : kad mreža poziva određenu MS; to se postiže odašiljanjem pozivne poruke koja sadrži identitet tog MS-a • kretanje stranom mrežom - međunarodni roaming - international roaming: kad MS ulazi u mrežu koja nije njena domaća mreža • isključivanje iz mreže - “IMSI detach”: kada se MS isključi, ona mreži šalje poruku “IMSI detach”; po prijemu te poruke VLR je registruje kao isključenu; HLR o tome dobija informaciju MS - prelazak sa “idle” u aktivno stanje MS - prelazak sa “idle” u aktivno stanje MS - prelazak sa “idle” u aktivno stanje MS u aktivnom stanju