Алматы қаласы бойынша көлік қозғалысын реттеп отыратын арнайы құрылғы туралы, оның негізгі бөлшектері, құрылғыны құрастыру
8
9
10
Аңдатпа
Берілген дипломдық жобада Алматы қаласы бойынша көлік қозғалысын
реттеп отыратын арнайы құрылғы туралы, оның негізгі бөлшектері, құрылғыны
құрастыру қарастырылған.
Жобада қалалық бағдаршамдарды модернизациялау бойынша әдістер
ұсынылған, құрастырылған құрылғының техника-экономикалық негізделуі
жүргізілген.
Жобада жабдықтарды пайдалану кезіндегі өмір қауіпсіздігі мәселелері
қарастырылған. Капитал салымдарының абсолютті экономикалық тиімділігі
есептелген және ақталу мерзімі, сондай-ақ жобаның өзіндік кұны есептелініп,
оны іске асыру құны анықталған.
Аннотация
В данном дипломном проекте расмотрен оборудование, которое
регулирует транспротное движение по городу Алматы, его основные детали и
сборка прибора.
В проекте предложены методы по модернизации городских светофоров,
проведены технико-экономические обоснования разработанного прибора.
В проекте также описаны меры безопасности жизнедеятельности.
Высчитано капитальное вложение абсолютной экономической эффективности
и срок окупаемости, также высчитано себестоимость проекта.
11
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
1 GSM стандартының жалпы сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11
1.1 GSM технологиясының дамуы ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...11
1.2 GSM стандарты ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .12
1.3 GSM стандартының жиілік жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...19
1.4 SMS хабарларды тарату арнасы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21
1.5 Эстафеталық тарату (Hand Over) ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22
1.6 GPRS технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
1.7 GSM жүйесін GPRS технологиясына қарасты жетілдіру ... ... ... ... ... ... .2 7
1.8 Модуляцияның жаңа әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...28
1.9 GPRS қызметінің сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...30
1.10 Дипломдық жоба қойылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
2 Интеллектуалды бағдаршамды өзіндік тексеру жүйесіне жалпы шолу ... ... ... ..32
2.1 Ішкі құрылғылары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..32
2.2 SIM900 GPRS ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...33
2.3 SMS-шақыруына қызмет көрсету алгоритмі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... 36
2.4 GPRS радио-интерфейсінің сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .37
2.5 Базалық станцияның жүйесіне (BSS) әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ..38
2.6 GPRS кодтау сұлбалары ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...40
2.7 GSM жүйелік сәулетке әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...41
2.8 Байланыс арнасының сапасын басқару ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...42
2.9
Abis интерфейс қоры бөлінуінің иілгіш стратегиясы (Flexible Abis
allocation Strategy) ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43
2.10 Қабылдаушы құрылғысындағы декодерлеудің тәртібі ... ... ... ... ... ... ...4 4
2.11 Базалық жүйеге әсер ету (SSS және GPRS) ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... 44
2.12 Абоненттік құрылғылар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..45
2.13 Siemens компаниясынан GPRS технологиясын енгізу бойынша
ұсынатын шешім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
3 Есептік бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...48
3.1
Желідегі мобильді байланысқа қызмет көрсету
сапасының
көрсеткіштерін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 48
3.2 Ұялы желідегі абоненттік жүктеме есептемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... .49
3.3 Сигнал қуатының орта жоғалуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...53
3.4 Желінің басты сипаттамаларын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .55
3.5 Байланыс төзімділігін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 58
3.6 СРРЖ жұмысындағы гидрометеорологиялық әсерін есептеу ... ... ... ... ..59
4 Өмір тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 65
4.1 Еңбек жағдайын талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 65
4.2 Оператордың жұмыс орнын жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..67
4.3 Кондиционерлеу және кондиционерді таңдап, есептеу ... ... ... ... ... ... ...6 9
4.4 Өрт қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .74
12.
.
.
5 Экономикалық бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 77
5.1 Жұмыстың маңызы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 77
5.2 Маркетинг ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..77
5.3 Қаржы жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..78
5.4 Пайда ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .81
5.5 Бөлім бойынша қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 82
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .84
Қысқартулар тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..85
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 85
А қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 87
Б қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 88
13
Кіріспе
Жобаның мақсаты көше қиылыстарындағы транспортты ағынды реттеу
кезіндегі ақауларды интеллектуалды бағдаршаммен өзіндік бақылау жүйесі.
Бұл дегеніміз бағдаршамда техникалық ақау болған сәтте арнайы құрылғымен
қалалық бағдаршам басқару бөлімшесіне қаланың қай бөлігінде болғаны
туралы
хабар келеді.
Сонымен қатар дистанционды басқарып, көлік
қозғалысын реттеп отырады. Менің таныстыратын дипломдық жоба осы
құрылғымен тікелей байланысты. Қазіргі таңда Алматы қаласының өзекті
проблемаларының бірі - көлік кептелісі. Оған әр түрлі жағдайлар себеп болып
жатады, соның бірі бағдаршамның істен шығуы. Осы проблеманы шешу үшін
аталған құрылғының пайдасын тигізу жоспарлануда.
Қазіргі таңда Алматыда барлық жедел қызмет көрсету жүйелерін бір
орталыққа, бір нөмірмен біріктіру жобасы қолға алынып жатыр. Сонымен қатар
қалалық транспорт проблемасын және халыққа қызмет көрсету орталығын
жақсарту үшін арналған бірыңғай call - орталығын іске қосу туралы Жетік
қала жобасы талқылануда. Жетік қала жобасында бірыңғай call -орталығы,
бағдаршамдар мен бақылау камераларын басқару орталығы, бағдаршамдарды
адаптивті басқару, қозғалмалы бейнесі бар электронды таблолар, көше
жарықтандыру және көшедегі автотұрақ жүйесі бар.
Менің дипломдық жобада қарастырған тақырыбымда осы мәселені
қозғадым. Қойылған мақсатқа жету үшін келесі тапсырмалар орындалуы тиіс:
құрылғы call-ортылыққа келіп түскен хабардың ішінде бағдаршам қаланың қай
бөлігінде сөнгені туралы көрсетіледі. Ақау болғаннан кейін орталықтан арнайы
командалар жіберу арқылы бағдаршамды қайта іске қосады немесе оператор
тиісті жерге жөндеуші (монтер) жібереді. Сондай - ақ жобада байланыс қандай
құрылғы арқылы жүретіні, қандай байланыс операторы қолданылу туралы
көрсетіледі. Сонымен қатар есептеу бөлімінде байланысқа қандай кедергілер
болуы туралы, call-орталықтағы өміртіршілік қауіпсіздігі, кететін жалпы
шығындар, пайдасы анықталып көрсетілген.
14
1 GSM стандартының жалпы сипаттамасы
1.1 GSM технологиясының дамуы
GSM (Ұялы телекоммуникация жүйесі) - тұтынушыларға шексіз
мүмкіндіктер беретін дүниежүзілік ұялы телефон жүйесі. GSM - тез дамып
және тез таралатын
желі. Стандартты
GSM байланыс операторлары
дүниежүзінің барлық бөлігінде ашылған. Қазіргі кезде 392 GSM операторы 147
елде жұмыс істейді. Жетілдірілген жүйе төмендегі белгілерді қанағаттандыруы
керек:
cөздік ақпаратты таратудың жоғары сапасы;
ұсынылатын қызмет және жабдықтың төмен құны;
тұтынушының портативті жабдықты қолдау мүмкіндігі;
жаңа қызметтер мен жабдықтар қатарын қолдау;
спектралды тиімділік;
ISDN сиысушылығы;
халықаралық роумингті қолдау немесе GSM басқа да тораптары
жылжығандағы өз ұялы телефон абоненттерін пайдалану мүмкіндіктері.
GSM стандарты Еуропада басталғаннан кейін, қазіргі кезде ол 47 %
құрайды. Бірақ та бұл GSM стандарт дүниежүзі және регион бойынша
айтарлықтай белгілі орын алады. GSM стандарты
Америка Құрама
Штаттарында бағаланды.
Америка контингентінде алғаш рет
AMPS
(Америкалық ұялы телефон жүйесі) құрылды. Бұл қазіргі кездегі Америка мен
Канада елдерінде GSM стандарты абоненттерінің көбейгенін көрсетеді. GSM
жасап шығарушылар алгоритм компрессиясы мен сандық процессорды
жетілдіргенде жүйеде бастапқы талаптарды қанағаттандыруына жол беретініне
және оның сапақұн арақатынасын жақсарту жолында дамуына сенген. Сондай-
ақ, GSM стандарты ISDN (Integrated Services Digital Network) және IN
(Intelligent Network) қазіргі заманның барлық сандық тораптарының
стандарттарымен тығыз байланысты, ал GSM негізгі функционалдық
элементтеріне бүгінгі таңда жетілдіріп жатқан UMTS (Universal Mobile
Telecommunications System) жылжитын байланыстың халықаралық
стандартының ғаламдық жүйесі кіреді. 1989 жылы GSM құру жұмысы ETSI
(European Telecommunication Standards Institute) өткен, ал 1990 жылы GSM
бірінші фазасының спецификасы жарияланған. 1991 жылдың ортасында GSM
коммерциялық қызметімен қолдау басталып, 1993 жылы 22 елде GSM 36
торабы жұмыс істеді және 25 ел GSM бағытын таңдап, оны қабылдау туралы
сұрақтарды қойды. 194 жылдың басында қарастырылған стандартқа негізделген
тораптар 1.3 миллион жазылушыға ие болды, ал 1995 жылдың соңында
олардың саны 10 миллионға жетті. GSM акронимі жаңа Global System for
Mobile communications мағынасына ие болды. Абоненттер саны өте тез өсу
салдарынан болжау да тез өзгеруде. EMC (World Cellular Database) болжамы
15
бойынша 1999 жылы GSM абоненттер саны 243 миллионнан 271 миллионға
өсті, яғни 28 миллионға көбейді. 2000 жылғы қазан айында GSM абоненттер
саны 396,6 млн. құрады, ал 2001жылы 435,3 млн. болды. Бұл 8 жыл ішінде
GSM стандартының жетістігі. 2006 жылы абоненттер саны 2 миллиардқа өсті.
2000 жылғы сәуір айы мен қазан айларының арасында дүниежүзі
бойынша GSM-900 абоненттер саны 42,7 млн өсті, ал AMPS абоненттері 7,7
миллионға өсті. GSM Қазақстан компаниясы 1998 жылдың 30 қыркүйегінде
Қазақтелеком Ұлттық Телекоммуникациялық Операторының қатысуымен
құрылды. GSM Қазақстан торабын коммерциялық жіберуі 1999 жылдың 6
ақпанында К'cell сауда маркасымен жүзеге асырылды. Компанияның тағы бір
сауда маркасы болып табылатын ActiV ұялы картаны жіберуі 1999 жылдың 9
қыркүйегінде болып өтті. GSM Қазақстан компаниясы қысқа уақыт
аралығында агрессивті стандартты стратегия арқасында нарықтан алдыңғы
орынды иеледі және қазіргі уақытта өсу деңгейі, инвестиция көлемі, абоненттер
саны, ұсынылатын қызметтің спектрі мен сапасы сияқты байсалды
көрсеткіштермен жетекші болуда.
Бүгінгі таңда GSM Қазақстан торап абоненттерінің саны 5000000
құрайды. GSM Қазақстан торабы елу мыңнан астам тұрғыны бар 49 қаланы,
сондай-ақ жиырма мыңнан астам тұрғыны бар халықтық пункттерді
жамылдырады. Қазақстан кіретін Орта Азия мен жақын шығыс региондарында
GSM стандарты өте жоғары темпта өсіп келеді.
1.2 GSM стандарты
1980 ж. СЕРТ рекомендациясына сәйкес, 862-960 МГц жиілік
диапазонында жылжымалы байланыстың жиілік спектрін қолдануға қатысты,
жерүсті жылжымалы байланыстың цифрлық жалпыеуропалық (глобальдық)
ұялы жүйесінің GSM стандарты
таратқыштар жұмысын екі жиілік
диапазонында қарастырады: 890-915 МГц (MS жылжымалы станцияның
таратқыштары үшін), 935-960 МГц (BTS базалық станцияның таратқыштары
үшін).
GSM стандартында арналары уақытпен бөлінген таржолақты
көпстанциялық қатынау (NB ТDМА) қолданылады. ТDМА кадр құрылымында
әрқайсысында 124 тасымалдаушысы бар 8 уақыттық позиция болады.
Радиоарналарда қатеден қорғану үшін ақпараттық хабарларды тарату кезінде
қайта бөлуі бар блоктық және үйірткілі кодтау қолданылады. Жылжымалы
станцияны қайта бөлудің аз жылдамдығы кезінде, кодтау және қайта бөлу
тиімділігін арттыру, секундына 217 секіріс жылдамдығымен байланыс сеансы
процесінде жұмыс жиіліктерінің (SFH) ақырын ауысуы арқылы жүзеге
асырылады.
GSM желісінің қондырғы құрамы және құрылымдық сұлбасы.
16
1.1 - cурет. GSM желісінің құрылымдық сұлбасы
GSM стандартындағы функционалды құрылымдар мен интерфейстер 1.1 -
суретте көрсетілген.
MSC
(Mobile Switching Centre)
-
жылжымалы
байланыстың коммутация орталығы; BSS (Base Station System) - базалық
станцияның қондырғысы; ОМС (Operations and Maintenance Centre) - басқару
және қызмет ету орталығы; MS (Mobile Stations) - жылжымалы станциялар.
Жүйе элементтерінің функционалды қиылысуы бірнеше интерфейс
арқылы орындалады. GSM стандартындағы барлық желілік функционалды
компоненттер МККТТ SS N 7 (CCITT SS. N 7) сигнализация жүйесімен қарым-
қатынаста болады.
Жылжымалы байланыстың коммутация орталығы сот тобына қызмет
етеді және жылжымалы станция жұмысын қажет ететін барлық байланыс
түрлерін қамтамасыз етеді. MSC ISDN коммутация станциясына ұқсас және
белгіленген желі (PSTN, PDN, ISDN и т.д.) мен жылжымалы байланыс желісі
аралығында интерфейсті құрайды. Ол шақыру маршрутын және шақыруларды
басқару функцияларын қамтамасыз етеді. MSC кәдімгі ISDN функциясын
орындаудан басқа радиоканалдардың коммутация функцияларын орындайды.
Әрбір MSC анықталған географиялық зона аймағында орналасқан
жылжымалы абоненттерге қызмет көрсете алады. MSC шақыруды орнату
процесі мен маршрутты таңдауды басқарады. (PSTN) телефон желісін жалпы
қолдану үшін MSC SS N 7 хаттамасы бойынша сигнализация функциясын,
жобалау талабына сәйкес интерфейстердің басқа түрін немесе шақыруларды
беруді қамтамасыз етеді.
MSC байланыс желі қызметін ұсынған үшін абоненттерге тиісті есептеу
көшірме мәліметтерін топтастырады, орындалған сөйлесулер жайлы
мәліметтерді жинап, есептеу орталығына (биллинг-центр) береді. MSC сонымен
қатар жұмысты бақылау және желі оптимизациясы үшін статистикалық
17
мәліметтерді жинайды,
радиоканалдарға мүмкіндік беруде қауіпсіздік
шараларын қарастырады.
MSC (BSS) базалық станцияның жүйе асты шақыруларын басқаруды
ғана емес, сонымен қатар басқаруды беру және тұрғылықты жерін тіркеуді
басқаруды орындайды. Жылжымалы станцияның тұрғылықты жерін тіркеу
телефон желісін жалпы қолданатын абоненттерден түсетін шақыруларды
немесе басқа жылжымалы станциялардан түсетін шақыруларды ауысып
жүретін жылжымалы абоненттерге беру ұшін қажет. Жылжымалы станция бір
зонадан екінші зонаға ауысқанда шақыруды беру процедурасы орнатылған
байланысты сақтауды және сөйлесуді орнатуды қамтамасыз етеді. (BSC)
базалық станцияның бір басқару бақылаушысымен соттағы шақыруды беру осы
BSC арқылы орындалады. GSM стандартында шақыруды беру процедурасы
әртүрлі MSC жататын желілер аралығы да қарастырылады. Коммутация
орталығы алмасу (VLR) және жағдай (HLR) регистрін қолдану арқылы
жылжымалы станцияны әрдайым бақылап отырады. HLR регистрінде қандай
да бір жылжымалы станцияның орны туралы ақпарат сақталынады. HLR
регистрі (IMSI) жылжымалы абоненттің халықаралық индентификациялық
нөмірін сақтайды. Ол аутентификация орталығында (AUC) жылжымалы
станцияны тануда қолданылады.
HLR іс жүзінде абонент желісінде тұрақты жазылған мәліметтердің
анықтама базасын құрайды. Онда абоненттердің нақты параметрлері: адрестері
мен нөмірлері, байланыс қызметтер құрамы, маршрут туралы ақпараттар
жазылады. Роуминг абоненттері туралы мәліметтер тіркеледі, сонымен қатар
VLR сәйкес және жылжымалы абоненттің (TMSI) уақытша идентификациялық
нөмірі туралы тіркеледі.
HLR құрамындағы мәліметтерге MSC және VLR желісінің барлық
дистанционды мүмкіндіктері болады. Егер желіде бірнеше HLR болса,
мәліметтер базасында абоненттер туралы бір ғана басылым болады, сондықтан
әрбір HLR абонент туралы мәліметтер базасының бір ғана бөлігін құрайды.
Абоненттер туралы мәліметтер базасына мүмкіндік IMSI нөмірі немесе
MSISDN (ISDN желісіндегі жылжымалы абонент нөмірі) арқылы орындалады.
Мәліметтер базасына басқа желіге жататын MSC немесе VLR мүмкіндігі болуы
керек. Екінші негізгі қондырғы, жылжымалы станцияның бір зонадан екінші
зонасына алмасу орнын бақылауды қамтамасыз етеді - алмасу регистрі VLR.
Оның көмегімен зонадан тыс жылжымалы станцияның функциясының.
орындалуы HLR бақылауымен арқылы орындалады. Егер жылжымалы станция
базалық станция тобын топтастыратын BSC базалық станцияның бір бақылау
зонасынан екінші BSC базалық станцияға орын алмасса, онда ол жаңа BSC
тіркеледі және VLR-ге байланыс ауданының нөмірі туралы ақпарат енгізіледі.
Ол жылжымалы станцияның шақыруларын қамтамасыз етеді.
18
1.2 - сурет. HLR және VLR сақталған уақытты мәліметтер құрамы
HLR және VLR болатын мәліметтерді сақтау үшін осы регистрлердің
жады қондырғысын бұзылудан қорғау қарастырылады.
VLR-да HLR мәліметтері сияқты мәліметтер сақталады, бірақ бұл
мәліметтер абоненттерді VLR бақылайтын зонада болса ғана VLR сақталады.
GSM сот байланысындағы жылжымалы желі географиялық зонаға (LA)
топтастырылады. Оларға идентификациялық нөмір (LAC) беріледі. Әрбір VLR
бірнеше LA абонентерінің мәліметтерін сақтайды. Жылжымалы абонент бір
19
Аутентификация
және шифр параметрлері
1
VLR белгілейтін
ж2ылжымалы станцияның
уақытша нөмірі
VLR алмасуындағы
3
регистр нөмірі
Жылжымалы
с4танцияның орын ауысу
орны
Беру
э5стафетасындағы сот
нөмірі
Регистрациондық
6
статус
Жауап болмағандағы
т7аймер (жалғастыруды
өшіру)
Сол мезгілде
қ8олданылатын пароль
құрамы
Байланыс активтілігі
9
TMSI -
тұтынушының уақытша
1
халықаралық
идентификациялық нөмірі
Зонаның орналасу
и2дентификаторлары
Негізгі қызметті
3
қолданудағы нұсқалар
Беру
э4стафетасындағы сот
нөмірі
Аутентификация
және5 шифр параметрлері
LA зонасынан екінші зонағы ауысқанда, оның орналасқан жері VLR туралы
автоматты түрде жазылады. Егер жаңа және ескі LA әртүрлі басқаруында
болса, онда оның мәліметі жаңа VLR жазылғаннан соң, ескі VLR мәлімет
өшіріледі. HLR сақталған VLR абоненттінің адресі де өзгеріледі.
VLR (MSRN) жылжымалы станцияның адасқан нөмірін беруді
қамтамасыз етеді. Жылжымалы станция кіріс шақыруды қабылдаса, онда VLR
оның MSRN таңдайды және оны MSC-қа береді. Ол сол жылжымалы
станцияның жанында орналасқан базалық станцияға шақыру маршрутын
орнатады.
VLR бір MSC екінші MSC-қа жалғастыруды орнатуда беру нөмірін
басқаруды таратады. Сонымен қатар VLR жаңа таратуды басқаруды таратады
және оларды HLR-ге береді, шақыруды өңдеу уақытында орнату процедурасын
басқарады. TMSI операторының шешімі бойынша абонент идентификация
процедурасынын күрделендіру үшін периодты түрде өзгеруі мүмкін. VLR
мәлімет базасына мүмкіндік IMSI, TMSI немесе MSRN арқылы орындалуы
мүмкін. VLR жылжымалы абоненттің орналасқан жері бойынша локальді
мәлімет базасын жинайды. Сондықтан, шақыруды тез орнату үшін HLR-ден
сұрау жүргізбейді.
Байланыс жүйесінің санкционерлі емес ресурсын қолдануда
аутентификация механизмі енгізіледі
-
абоненттің нақты куәлігі.
Аутентификация орталығы бірнеше блоктан тұрады және аутентификация
алгоритмін, кілтін қалыптастырады. Оның көмегімен абоненттің қызметі
тексеріледі және оның байланыс желісіне мүмкіндігі орындалады. AUC
аутентификация процесінің параметрлерін шешуді қабылдайды және қондырғы
регистріндегі (EIR - Equipment Identification Register) мәліметтер базасының
негізінде абонент станцияларының шифрленген кілтін анықтайды.
Әрбір жылжымалы абонент байланыс желісін қолдану уақытында
абоненттің нақты стандартты модулін (SIM): халықаралық идентификациялық
нөмірін (IMSI), жеке аутентификация кілтін(Ki), аутентификация алгоритмін
(A3) алады.
SIM жазылған ақпарат көмегімен желі мен жылжымалы станция
аралығында бір-бірімен мәліметтер алмасу қорытындысында
аутентификацияның толық циклі орындалады және абоненттің желіге
мүмкіндігі рұқсат етіледі.
Абонент желісін тексеру процедурасы келесі жағдайда орындалады. Желі
кез-келген нөмірді (RAND) жылжымалы станцияға береді. Ki және
аутентификация A3 алгоритмі көмегімен шақыру мәні анықталады (SRES),
яғни
SRES = Ki * [ RAND]
(1.1)
Жылжымалы станция SRES анықталған мәнді желіге жібереді. Ол
алынған мәнді бастапқы мәнмен салыстырады. Егер екі мән сәйкес келсе, онда
жылжымалы станция хабарды беруге дайындалады. Ал егер сәйкес келмесе,
20
онда байланыс үзіледі және жылжымалы станцияның индикаторында
байланыстың болмағаны көрсетіледі. SRES анықтаудың құпиялылығы SIM
модулінде қарастырылады. Ал құпиялы емес ақпарат (мысалы, Ki) SIM
модулінде қарастырылмайды.
EIR - қондырғының идентификациялық регистрі жылжымалы станцияның
нақты халықаралық идентификация
нөмірін (IМЕI)
анықтау үшін
орталықтанған базалық мәліметтерді құрайды. Бұл базалық мәлімет тек
жылжымалы станция қондырғысына тәуелді. IМЕI нөмірінің тізімінен
тұратын EIR базалық мәліметі келесі жағдайда ұйымдастырылады:
Ақ тізім - IМЕI нөмірінен тұрады. Ол
санкционерлі жылжымалы
станцияға бекітілген.
Қара тізім - басқа жағдайларға байланысты байланысқа бас тартылған
немесе ұрланған жылжымалы станцияның IМЕI нөмірінен тұрады.
Сұрғылт тізім - қара тізімге кірмейтін бағдарламамен қамтамасыз
етілуде мәселе салдарынан пайда болған жылжымалы станцияның IМЕI
нөмірінен тұрады.
EIR базалық мәліметіне сол желінің MSC және жылжымалы желінің
MSC дистанционды мүмкіндігі болады.
HLR жағдайы сияқты, желі бірнеше EIR-дан тұруы мүмкін. Сондықтан
әрбір EIR нақты IМЕI тобын басқарады. MSC құрамына IМЕI нөмірін алғаннан
соң EIR адресін қайтаратын транслятор кіреді.
IWF - желі аралық функциональді қиылысуы MSC.бөлігінің бір құрамы
болып табылады. Ол абонент мүмкіндігін белгіленген желідегі қарапайым
терминалды қондырғы мен GSM желісіндегі (DTE) терминалды қондырғы
аралығында хаттама түрлендіргіші мен мәліметтерді беру жылдамдығын бере
алуды қамтамасыз етеді. Сонымен қатар желі аралық функциональді қиылысу
белгіленген желідегі сәйкес модемға қиылысу үшін өзінің қондырғы банкісінен
модемді бөледі. IWF Х.25хаттама бойынша PAD мәліметтер пакетін беру үшін
тұтынушыға тура жылғастыру интерфейсін қамтамасыз етеді.
ЕС - радиоканал және GSM желісін қосатын тарату трактісінде
физикалық ұстап қалудағы барлық телефон каналдары (ұзықдыққа тәуелсіз)
үшін PSTN жағынан MSC қолданылады. Типті жаңғырықты өшіргіш
белгіленген телефон желісіндегі телефон мен бөлімшесінің ЕС шығысында 68
интервалда өшуді қамтамасыз етеді. Тура және кері бағыттағы таралуда GSM
каналындағы жалпы ұстап қалу сигналды өңдеуде, кодтау мен декодтауда,
т.с.с., 180 мс. шамасын құрайды. Бұл ұстап қалу, егер екісымды трактіден
төртсымды трактіге өту кезінде қолданылатын гибридті трансформатор
қолданылмағанда жылжымалы абонентке білінбейтін еді. Екі абоненттің
жалғасуында белгіленген желіде жаңғырық сигналдары жоқ. GSM
трактісінде ЕС қосылмағанда, сигналдарды беру кезінде абоненттердің
сөйлесуіне кедергі келтіріледі, олардың сөздері үзілуі мүмкін.
ОМС - қызмет ету және эксплуатациялау орталығы, GSM желісінің
негізгі орталық элементі. Ол желідегі басқа компоненттерінің жұмысын
бақылайды және басқарады. ОМС GSM желісінің басқа компоненттерімен
21
Х.25 хаттамасы арқылы қосылады. ОМС авариялық сигнал функциясын
қамтамасыз етеді және желідегі басқа компонеттердің авариялық жағдайын
тіркейді. Бұзылу сипаттамасына байланысты ОМС персонал көмегімен оны
автоматты түрде жөндейді. Сонымен қатар желідегі қондырғы жағдайын
тексеруді қамтамасыз етеді және жылжымалы станцияның шақыруларының
жүруін қадағалайды.
NMC - желіні басқару орталығы, GSM желісін иерархиялық басқаруды
қамтамасыз етеді. Ол ОМС орталығымен қоса желідегі техникалық қызмет пен
эксплуатацияны бақылайды. NMC желідегі барлық трафиктерді басқаруды
қамтамасыз етеді және күрделі авариялық жағдайда диспетчер көмегімен оны
жөндейді. Мысалы, қондырғының істен шығуы немесе жүктеменің асып
кетуінен. Сонымен қатар ол желіде жұмыс істеп тұрған автоматты басқару
қондырғысының жағдайын бақылайды және NMC операторы үшін желінің
жағдайы туралы ақпаратты дисплейде бейнелейді. Бұл
операторлардың
қажет болған жағдайда регионалды проблемаларды шешуіне көмек береді.
NMC желідегі жүктеменің асып кетпеуін қадағалайды. Сонымен қатар
желі аралығында жүктеменің асып кетпеуін және GSM мен PSTN желі
аралығындағы жалғастыру маршруттары қадағаланады. NMC персоналы басқа
NMC персоналымен желіні басқару сұрақтарын бақылайды.. NMC базалық
станцияның (BSS) жүйе асты қондырғыларының трафигін басқаруды
қамтамасыз етеді. NMC операторлары экстремальді жағдайда приоритетті
мүмкіндік басқару процедурасын қоса алады.
NMC қандай да бір регионда жауапкершілікті өзіне алады, жергілікті
ОМС қызмет етілмегенде, желі қондырғысы мен NMC аралығында транзитті
пункт ретінде қолданылады. NMC операторларды ОМС функциясына сәйкес
функциямен қамтамасыз етеді.
BSS - базалық станция қондырғысы, базалық станция бақылаушысынан
(BSC) және базалық станцияның беру-қабылдау қондырғысынан (BTS) тұрады.
Базалық станцияның бақылаушысы бірнеше беру-қабылдау қондырғыларын
басқаруы мүмкін. BSS радиоканалдардың таралуын басқарады, жалғастыруды
бақылайды, олардың тізбектілігін бақылайды, секіретін жиілік жұмыс режимін
қамтамасыз етеді, сигналдың модуляциясы мен демодуляциясын, кодтау мен
декодтауды, мәліметтер мен шақыруларды, персональді шақырулардың берілу
тізбектілігін анықтайды.
BSS - MSC, HLR, VLR-мен кейбір функцияларды бірігіп орындайды.
Мысалы, MSC бақылауымен каналды босату, бірақ MSC шақыру радио
бөгеулер салдарынан базалық станциядан каналды босатуды сұрауы мүмкін.
BSS және MSC жылжымалы станциялардың кейбір категориялары үшін бірігіп
приоритетті ақпаратты беруді орындайды.
ТСЕ - транскодер, радио интерфейс бойынша GSM ұсынысына сәйкес
MSC сөз және мәліметтерді (64 кбитс ИКМ) беру каналдарының шығыс
сигналдарының түрленуін қамтамасыз етеді. Осы талаптарға сәйкес цифрлық
түрде берілетін сөздің беру жылдамдығы
13 кбитс. Бұл цифрлық сөз
сигналдарын беру каналы толық жылдамдықты деп аталады. Стандартта сөз
22
каналдарының жартылай жылдамдықты (беру жылдамдығы 6,5 кбитс) түрлері
қарастырылады.
Беру жылдамдығының төмендеуі арнайы сөз түрлендіретін қондырғылар:
сызықтық кодтау (LPC), ұзақ уақытқа болжау (LTP), қалдық импульстік
қозғалыс (RPE - кейбір кезде RELP деп аталады) арқылы орындалады.
Транскодер көбіне MSC-пен бірге орналасады. Сонда базалық станция
BSC бақылаушысына бағытталған цифрлық ақпараттарды берудегі 13 кбитс
беру жылдамдығындағы ағынға қосымша биттерді қосу арқылы 16 кбитс
дейін беруді қамтамасыз етеді. Содан соң тығыздау 4 есе өседі, яғни стандартты
канал 64 кбитс дейін. Осылай 120 сөз каналдарын беруді қамтамасыз ететін 30
каналды ИКМ линиясы түзіледі. 16 канал (64 кбитс) сигнализация
хабарларын беруге арналған. Ол SS N7 немесе LAPD трафикті құрайды. Басқа
каналда (64 кбитс) X.25 МККТТ хаттамасына сәйкес мәліметтер пакеті
беріледі.
Сонымен, көрсетілген интерфейстегі беру жылдамдығы 30х64 кбитс +
64 кбитс + 64 кбитс = 2048 кбитс құрайды.
MS - жылжымалы станция, жұмыс істеп тұрған электрбайланыс желісіне
GSM желісінің абоненттерін қосуды қамтамасыз ететін қондырғыдан тұрады.
GSM стандартында жылжымалы станцияның бес класы қолданылады,
трансопртта орналасқан шығыс қуаты 20 Вт болатын 1-ші кластық моделден
максиамалды қуаты 0,2 Вт болатын 5-ші кластық моделге дейін.
Радиотолқандарды есептеуде қуатты децибелде көрсету өте тиімды. Өйткені
әртүрлі беру трактісінің буындарындағы күшейткіш пен өшулер мәндерін
қосуда олардың мәндері сәйкес келеді.
Беру қуатындағы
1800МГц
диапазонында жұмыс істейтін GSM-900 жүйесіне қарағанда, GSM жүйесінде
бұл мән төмен. Егер алдында көрсетілген кестені алатын болсақ, онда GSM-
1800 жүйесіндегі абонент аппаратының қуаты 1Вт (GSM-900 8Вт орнына, класс
2) 0.25Вт дейін (класс 5), базалық станцияның қуаты 20Вт (класс 1) 2Вт
дейін (класс 4), яғни сот размерімен түсіндіріледі. Бірақ, қазіргі кезде GSM-900
жүйесіндегі жылжымалы аппарат үшін қуат 1Вт дейін болады. GSM-900 жүйесі
сот радиусы бірнеше ондаған километрге дейін есептелген (35км жуық), ал
GSM-1800 жүйесінің сот радиусы бірнеше километрге дейін. Сонымен қуат
төмендеген сайын сот көлемі екі есе төмендейді.
1.3 GSM стандартының жиілік жоспары
GSM стандарты жылжымалы станцияның ұялы жүйесін келесі жиілік
жолағында ұйымдастырады: 890-915 МГц - жылжымалы станцияда беру үшін
(линия "жоғары"); 935-960 МГц - базалық станцияда беру үшін (линия
"төмен").
GSM желісі қолданылатын Еуропалық ұлттық аналогты ССПС NMT-900,
TAGS, ETACS стандарттарымен параллельді функцияланады.
23
GSM стандартын қосатын ССПС жиілік жоспары сурет 1.1 көрсетілген.
GSM желісі үшін бөлінген әрбір жиілік жиілік каналына бөлінеді. Канал
айырмашылықтары 200 кГц құрайды, яғни GSM желісінде 124 жиілік каналын
ұйымдастырады. Жылжымалы станцияның базалық станцияға хабарларды
беру үшін бөлінген жиілік жұптарға топтастырылады, яғни 45 МГц
айырмашылықтағы дуплексті каналмен. Бұл жұп жиіліктер сақталады. Әрбір
ұя нақты бір жиілік жұбымен сипатталынады.
Егер FI (п) - тасымалдаушы жиілік нөмірін 890-915 МГц., Fu (п) -
тасымалдаушы жиілік нөмірін 935-960 МГц жиілік жолағында белгілесек, онда
канал жиіліктерін келесі формуламен анықтаймыз:
FI (п) = 890,2 + 0,2 (п-1), МГц: Fu (п) = FI (п) + 45, МГц; 1 п 124.
Әрбір тасмымалдаушы жиілік TDMA кадріндегі 8 уақыт терезесінде
орналасқан 8 физикалық каналды құрайды. Әрбір физикалық канал әрбір
уақыт TDMA кадрінде бір және сол уақыт терезесін қолданады.
Физикалық каналдарды топтастыру алдында цифрлі түрде берілген
мәліметтер мен ақпарттар топтастырылып логикалық каналдың екі түріне
топтастырылады: байланыс каналы - кодталған сөз немесе мәліметтерді беру
(ТСН) үшін; басқару каналы - синхронизация және басқару сигналдарын
(ССН) беру үшін арналған. Логикалық каналдың бір түрі бір физикалық
каналда орналасқан, бірақ олардың сәйкес комбинациясында ғана.
1.3 - сурет. GSM стандартының жиілік жоспары
24
1.4 SMS хабарларды тарату арнасы
Көп елдерде қауіпсіздік жүйелерінің нарығында SMS хабар функциясын
қолданатын сигнализация түрі кең таралған. Мұндай кең қолданыс төмен баға
мен GSM - сигнализацияларының қолдануы қарапайым болғандығымен
шартталады. Профессионалды күзет жүйелерінде мұндай хабар тарату түрі
негізінен қызметтік арна ретінде қолданылады. Қауіпті жағдай немесе объектке
бұзып кіру туралы хабар жіберу күзет жүйелерінің негізгі талабы болып,
техникалық іске асыру көзқарасынан алғанда меншік иесіне дауыспен айту,
DTMI коды мен кез келген цифрлы түрде,және де SMS хабарды тарату түрінде
бола алады.
SMS хабар құралы арқылы хабар тарату үшін жылжымалы
операторлардың ең әйгілі GSM - қызметі қолданылады. Срнымен қатар іске
асыруда ең жеңіл әдіс. SMS - таратқышы бар GSM - модемдер бағасы
қолжетімді, баптауда жеңіл, ал басқарушы пультті қабылдауыш құрылғы
ретінде кез келген жылжымалы телефон бола алады.
SMS - жылжымалы телефон арқылы мәтін түрінде хабарды таратын
қабылдауға мүмкіндік беретін жүйе.
Мәтін әріпті - санды символдардан тұра алады. GSM стандарттағы
хабардың максималды салмағы - 140 байт. Осылай 7 - битті кодировканы
қолданғанда 160 символы бар хабарды таратуға болады. 8 - битті кодировканы
қолданғанда ұзындығы 140 символға дейін хабарды таратуға болады. Басқа
ұлттық алфавиттерді қолдау үшін UTF - 16 2 - байтты кодировкасы қолданады.
Сондықтан кириллицамен жазылған хабар 70 символдан аспауы тиіс. Ал бұл,
сәйкесінше, бұл қызметті күзет ісінде қолдану зор шектейді.
Стандартта және де сегментті хабарды тарату мүмкіндігі ескерілген.
Мұндай хабарларда қолданушы мәліметтерінің басында (UDH) хабардың
сегмент нөмірі және сегменттердің ортақ санына туралы ақпарат салынады. Бұл
мүмкіндікті барлық GSM - модемдер қолдамайды, ал қолдайтындар хабардағы
сегменттердің санына шектеу салады (3 немесе 5). Сегменттеуді қолдамайтын
модемдер әр сегментті жеке хабар ретінде көрсетеді. Іс жүзінде, әр сегмент
жеке хабар сияқты тарификацияланады.
SMS технологиясы негізгі ұлттық желілері SMS-хабарды арнайы
бағдарламаларды және тікелей жылжымалы операторлардың шлюздарын
қолданып интернеттен және т.б желілерден жіберуге болады. Хабар таратуга
SMS хабарды пайдаланып GSM синализацияның жұмысы баска тарату
арналарын қолданатын жүйелерге толығымен ұқсас. Берілен сигнализацияларда
сол GSM модемдер қолданылады. Сигнализация объектінде GSM-модулі бар
баскарушы панель орнатылады. Датчик термин байланыс түріне байланысты
күзет өрт датчиктері қосылады. Бір датчик іске қосылғанда панельге синал
түседі. өз кезегімен бір аймақ тұйықталғанда контроллер GSM модемге
жадтағы нөмірлердін біреуіне не бірнешеуіне SMS хабарын жіберуге комнда
береді. Кең колданысты саяжайлық күзет сигнализациялары тапты. GSM
25
сигнализациясының бұл түрі көп жағдайда күзет функцияларымен атқарушы
құрылғылармен алыстан басқару функциясын иемденеді. Профессионалдық
күзетте бұл байланыс түрі шектеулі түрде, неізінен қызметтік арна сияқты
қолданылады, мысалы, объектті күзетке алу туралы кұптау немесе объектті
желі кернеуін басқару үшін және де бұл арна ретінде қоланылады. Күзет
жүйелері мәліметтерінің әлсіз жері бәріне жақсы белгілі: SMS-қатынас белгісіз
уақытқа SMS-серверде аялдай алады, кейде тіпті жай ғана жоғалады. Өйткені
байланыстың осы каналы басты болып табылмайды.
GSM каналының жүктілігі кезінде SMS хабарлары соңғы кезекте
жолданады (дауыс шақырулардың жағдайы басқа). SMS хабардың жету уақыты
анықсыз болғандықтан профессионалды күзет үшін бұл әдіс қолайсыз болып
табылады.
1.5 Эстафеталық тарату (Hand Over)
Эстафеталық тарату - байланыс сеансын үзбей, оны бір ұяшықтан басқа
ұяшыққа орын ауыстыру кезіндегі ЖС-ның еріп жүруі (сурет 1.5). Эстафеталық
тарату шешімін қабылдауды, орындалған БС және ЖС өлшеулері нәтижелеріне
негізделіп, жылжымалы байланыстың коммутация орталығы жүзеге асырады.
Бұл өлшеулер келесі тізбекте ЖСКО-ын іріктейді: RXQUAL; RXLEV;
DISTANCE; PBGT (сәуле шығару қуатының бюджеті).
ЖС МСКУ арнасында ЖСКО-да кейін бекітілетін, барлық көршілес БС-
ке қамтамасыз ететін RXLEV, RXQAL және DISTANCE мәндерін БС-ке
таратқан кезде БС RXLEV, RXQAL және DISTANCE өлшейді. Қызмет
көрсететін БС-тен ЖС-ны жойған кезде RXLEV, RXQAL мәндері төмен
болады, сол уақытта RXLEV көршілес бір БС-те артады, 1.5-сурет. Бұл екі
себептен болуы мүмкін: ЖС мен БС арасындағы қашықтық артқан кезде,
сәйкесінше ЖС-тің сәулелену қуатының бюджеті азаяды; негізгі арна бойымен
басқа жылжымалы станциялардан келетін бөгеуілдер әсерінен.
Бірінші себеп ЖС таратқышы сәуле шығаратын қуаттың өзгеруі ЖСКО-
ын бақылау кезінде бір БС-тен басқа БС-ке ЖС-ны тарату арқылы басқару
мүмкін емес. Керісінше, екінші себеп сәулелену қуатын басқару жолы арқылы
және БСКУ арнасында таратылатын, БС сигналымен сигнал бойымен басқа
жиіліктік радиоарнаның ЖС-ға ұсынылуы арқылы шешіледі. Осылайша, егер
БС ЖС радиоарнасы үшін тиістіні ұсына алмаса, онда ол орындалған ЖС мен
БС өлшеулерінен басқа БС-ке эстафеталық тарату туралы шешім қабылдайтын,
ЖСКО-да байланыстың мүмкін еместігі жайлы сұраныс жібереді.
GSM стандартында байланыс қауіпсіздігі сұрақтары шешілген. Мұнда
қауіпсіздік термині жүйені қолдануға рұқсат етілмеген қатынаудың
шығарылуы және жылжымалы абоненттер сөйлесулерінің құпиялылығы
ретінде түсіндіріледі. Қауіпсіздіктің келесі механизмдері анықталған:
26
аутентификация; мәліметтерді таратудың құпиялылығы;
құпиялылығы; абоненттер бағыттарының құпиялылығы.
1.5 - сурет. Эстафеталық тарату
абоненттің
1.5.1
Ұяшықтар
арасындағы хэндовер процедурасы.
Хэндовер
процедурасында BSC бір контроллер арқылы бақыланатын, MSC мобильді
коммутация орталығы қатыспайды [7]. Бірақ MSCVLR процедура аяқталғанда
мәлімделеді. Егер процедура орналасудың әр түрлі аймақтары арасында (LA)
орындалса, онда орналасқан жердің жаңартылуы сөйлесу аяқталғанда
орындалады. Бір BSC ұяшықтары арасындағы хэндовер процедурасы сурет 1.6-
да келтірілген:
27
1.6 - сурет. Бір BSC ұяшықтары арасындағы хэндовер
Суретті ашып айтатын болсақ:
1. BSC жаңа базалық станцияға жүктеме арнасын (TCH) активтендіруді
бұйырады.
2. BSC мобильді станцияға ескі базалық станция арқылы жаңа жиілік
және уақыт аралығы туралы хабарды жібереді. Бұл ақпаратты базалық станция
жылдам әрекеттесуші біріктірілген басқару арнасы (FACCH) арқылы жібереді.
3. Мобильді станция жаңа жиілікке келтіріледі және хэндовердің қатынау
дестесін (8 бит) дұрыс уақыттық аралықта таратады.
4. Базовая станция, хэндовер дестесін алып, терминалдық адаптер (ТА)
туралы ақпаратты жібереді.
5. Мобильді станция жаңа базалық станция арқылы хэндовердің аяқталуы
туралы ақпаратты жібереді.
6. BSC ескі базалық станцияға ескі жүктеме арнасын (ТСН) босатуды
хабарлайды.
1.6 GPRS технологиясы
GPRS - бұл дестелік коммутация негізінде құрылған радиобайланыс. Ол
әрқашанда "always on" жағдайын көрсетеді. Ұялы телефоннан интернетке
қатынау және локальды копоративті желі қажеттігі біраз уақыт бойы
талқыланып келді. Бұл технологияның баяу дамуына себеп болған оның бағасы,
жабу аймағы, эксплуатациялық жұмыстары. Запуск основанного на GSM -
желіде GPRS (General Packet Radio Service) сервисінің іске қосылуы әрқашанда
желіде болу шамасын көрсете алады. Аталған сервис 40 кбитс жоғары өткізу
жолағын көрсете алады. Жалпы GPRS (General Packet Radio Service) GSM
желісінің ұялы байланыстың кезекті буыны 3G бола алады. GPRS GSM желісі
арқылы ақпаратты жылдамдықтары 9.6 дан 115 кбитс - қа дейін болатын
ақпарат алмасуды ұсынады. Бұл жаңа технология адамдарға бір уақытта
28
ақпарат алмасып, қоңырау шалуға мүмкіндік береді. Мысалы, егер сіздің
телефоныңызда GPRS функиясы болса, онда бір уақытта телефон арқылы
сөйлесіп, электронды почтаңызға хат қабылдай аласыз.
GPRS технолгиясының тағы бір қызықты көрінісі эксплуатация
бағасының төмендеуі, қолданыс кезінде оны басқаруда қарапайымдылығы,
сондай - ақ жаңа биллингті мүмкіншілігі. Бұл технологияны енгізгеннен
тұтынушылар провайдерден көптеген жақсартылған сервистер ала алады. GPRS
технологиясы шағын мобильді құрылғыларда медиа -контент қолданысын
қолжетімді қылып, мобильді жүйелерді бір адым алдыға жылжытты. GPRS - тің
басқа маңызды жетістігі радио - спектрдің қолданудағы аса тиімділігі.
Тұтынушылар радио - ресурстарды тек ақпарат алмасу кезінде ғана қолданып
отырады. Бұл дегеніміз бір қатынау нүктесінде бірнеше тұтынушыларға қызмет
көрсете алады, сол кезде ақпарат жіберу жылдамдығы жоғары болып қалады.
GPRS - тің жақсартылған функционалдығы және тиімділігі ақпарат жіберу
сервисінің комерциялық бағасының арзандауына әкелді. Провайдерлер жаңа
технологиялар арқасында өз абоненттеріне жаңа мүмкіншіліктер ұсына отырып
тұтынушылар санын арттыруда. GP RS- тің маңызды артықшылығы
жақсартылған ақпарат жіберу сервисінің сапалығы. GPRS абоненттеріне
арналған жаңа үстемелер басқа да ұялы байланыс тұтынушыларына тартымды
болады және провайдерлерге жаңа сервис енгізуді жеңілдетеді.
Белгілі болғандай, GPRS дестелі тарату технологиясы соларды қолданған
кезде желідегі әр құрылғыға сирек кездесетін IP - мекен берілетін TCPIP
хаттамасын мәлімет дестелерін жеткізуші механизмі ретінде қолданады. IP -
мекендердің екі түрі бар: динамикалық және статикалық. Статикалық IP -
мекендер не Интернет
- провайдермен, не басқа ұялық желілердің
операторларымен ұсыныла алады.
Динамикалық IP - мекенді GPRS желісіне қосылғанда және тек қана
байланыс уақытына ғана береді. Егер басқа бір жағдайлар кесірінен байланыс
үзілсе, онда статикалық IP - мекені жоқ құрылғыны қайтадан қосқанда
бұрынғыдан бөлек динамикалық мекенге ие болады. Және де бі айғақты айтып
кеткен жөн, егер құрылғы, соның ішінде GSMGPRS модем, желіде
авторластырылып және динамикалық IP - мекенді алса, онда виртуалды GPRS
- арнаны активті күйде ұстап тұру үшін кез келген белгілі IP - мекенге белгілі
бір уақыт интервалы аралығында сигналды дестелер беріп тұру қажет, әйтпесе,
оператор байланысты желіден үзеді.
GSM - ның дауыс каналының қолдануының кемшіліктеріне мәліметтің
килобайтының жіберуін түбегейлі құндылығын және мәліметтердің аз
көлемдерінің берілуінің кезіндегі модемдердің арасындағы байланыс
сеансының ұйымының уақытының (жүйенің экономикалық көрсеткіштеріне)
маңызды негативті ықпалын жатқызуға болады. Мысалы, мәліметтің 20 кбитін
берілу уақыты шамамен 2 с тең, ал сеанстың ұйымдастыру уақыты,
модемдердің жұмыс тәртібіне байланысты, 2 мен 16 с аралығында өзгертіле
алады.
29
GPRS технологиясы арқылы мәлімет алмасудың жылдамдығы теория
жағынан барынша 170 Кбитс жете алады.
R, кбитс
20
16
12
8
4
CS-4
CS-1
CS-3
CS-2
0
27
23
19
15
11
7
CI, дБ
1.7 - сурет. Өткізу қабілетінің кодтау сұлбасынан тәуелділігі.
GPRS - тың технологиясында арна бойынша ортақ тапсыру жылдамдығын
22, 8 кбитс қамтамасыз ететін 456 бит өлшемді пакеттің жаңа құрылымы
ұсынылған (114 бит бойынша төрт ақпараттық блоктер).
GPRS - тың жүйесіндегі берілудің иілгіштігін және өткізу қабілетін
жоғарылату мақсаттарындағы мәліметтерді кодтаудың төрт схемасы қолданыла
алады : CS1 - ден CS4 - ке дейін. Пакетті тапсыруды тәртіптегі радио торабының
жұмысын басқаруға қуатпен оның адапттивті күйге келтіруі, жиіліктің
программалық қайта құруы және басқаруды қамтамасыз ететін RLC (Radio Link
Control) арнайы хаттамасы жасалған. Радио торабының бейімделуі кодтаудың
сұлбасын (CS1 - CS4) берілетін мәліметтің түрі, бөгеттердің деңгейінің және
радиоканал сипаттамаларына байланысты таңдауды қосады. Осылай, GPRS
режимінде әр абонентке 1 - ден 8 - ге дейін арналық интервал беріледі. Дестелі
тарату кезінде үстіне және астына байланыс торабының қорлары бір
бірінен байланыссыз бөліне алады, яғни, жүйеде ассиметриялық тарату режимі
бола алады. Бүгінгі күні GPRS - жүйесінде деректерді беру жылдамдығы CS2
кодтау схемасын қолдануында 115, 2 (8х14, 4) кбитсті құрайды, дегенмен ол
теория жағынан алғанда171, 2 (8х21, 4) кбитске дейін үлкейте алады - егер CS4
кодтау схемасын қолданса.
2008 жылының қазанындағы өткізілген жылжымалы байланыс
жылдамдығын зерттеуі көрсеткендей, жүзеге асатын кіріс байланыстың орташа
жылдамдығы 130 Кбитc құрайды, ал шығысы - 57 кбитс. Жылжымалы
Интернеттің бір де бір операторы өзі қолданатын стандарттың максималды
жылдамдығын көрсеткен жоқ (GSM - дегі EDGE үшін 474 Кбитс).
30
1.7 GSM жүйесін GPRS технологиясына қарасты жетілдіру
GSM желісіндегі Интернет қызметін енгізу үшін өткізу жолағын бөлуі
GPRS (радиоқызметтің ортақ дестелі таратуы ) дестелі мәліметтерді тарату
технологиясын қолдандырады. Нақты уақыт режимінде мәліметтерді таратуға
бағытталған, қосымша, одан кең өткізу жолағын және қызмет көрсету сапасы
(QOS) жоғары болғандығын талап етеді, қазір сол сапаны GPRS стандарты
қамтамасыз ете алмайды. GPRS стандарты жоғарғы қызмет көрсету сапасын
және бір абонентке кең өткізу жолағын қамтамасыз етеді. GPRS технологиясы
сегізпозициялы фазалық манипуляциясында (8PSK) негізделген, ол радио-
интерфейс үшін жаңа шешім көрсетеді. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
9
10
Аңдатпа
Берілген дипломдық жобада Алматы қаласы бойынша көлік қозғалысын
реттеп отыратын арнайы құрылғы туралы, оның негізгі бөлшектері, құрылғыны
құрастыру қарастырылған.
Жобада қалалық бағдаршамдарды модернизациялау бойынша әдістер
ұсынылған, құрастырылған құрылғының техника-экономикалық негізделуі
жүргізілген.
Жобада жабдықтарды пайдалану кезіндегі өмір қауіпсіздігі мәселелері
қарастырылған. Капитал салымдарының абсолютті экономикалық тиімділігі
есептелген және ақталу мерзімі, сондай-ақ жобаның өзіндік кұны есептелініп,
оны іске асыру құны анықталған.
Аннотация
В данном дипломном проекте расмотрен оборудование, которое
регулирует транспротное движение по городу Алматы, его основные детали и
сборка прибора.
В проекте предложены методы по модернизации городских светофоров,
проведены технико-экономические обоснования разработанного прибора.
В проекте также описаны меры безопасности жизнедеятельности.
Высчитано капитальное вложение абсолютной экономической эффективности
и срок окупаемости, также высчитано себестоимость проекта.
11
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
1 GSM стандартының жалпы сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11
1.1 GSM технологиясының дамуы ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...11
1.2 GSM стандарты ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .12
1.3 GSM стандартының жиілік жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...19
1.4 SMS хабарларды тарату арнасы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21
1.5 Эстафеталық тарату (Hand Over) ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22
1.6 GPRS технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
1.7 GSM жүйесін GPRS технологиясына қарасты жетілдіру ... ... ... ... ... ... .2 7
1.8 Модуляцияның жаңа әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...28
1.9 GPRS қызметінің сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...30
1.10 Дипломдық жоба қойылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
2 Интеллектуалды бағдаршамды өзіндік тексеру жүйесіне жалпы шолу ... ... ... ..32
2.1 Ішкі құрылғылары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..32
2.2 SIM900 GPRS ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...33
2.3 SMS-шақыруына қызмет көрсету алгоритмі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... 36
2.4 GPRS радио-интерфейсінің сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .37
2.5 Базалық станцияның жүйесіне (BSS) әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ..38
2.6 GPRS кодтау сұлбалары ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...40
2.7 GSM жүйелік сәулетке әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...41
2.8 Байланыс арнасының сапасын басқару ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...42
2.9
Abis интерфейс қоры бөлінуінің иілгіш стратегиясы (Flexible Abis
allocation Strategy) ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43
2.10 Қабылдаушы құрылғысындағы декодерлеудің тәртібі ... ... ... ... ... ... ...4 4
2.11 Базалық жүйеге әсер ету (SSS және GPRS) ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... 44
2.12 Абоненттік құрылғылар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..45
2.13 Siemens компаниясынан GPRS технологиясын енгізу бойынша
ұсынатын шешім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
3 Есептік бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...48
3.1
Желідегі мобильді байланысқа қызмет көрсету
сапасының
көрсеткіштерін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 48
3.2 Ұялы желідегі абоненттік жүктеме есептемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... .49
3.3 Сигнал қуатының орта жоғалуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...53
3.4 Желінің басты сипаттамаларын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .55
3.5 Байланыс төзімділігін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 58
3.6 СРРЖ жұмысындағы гидрометеорологиялық әсерін есептеу ... ... ... ... ..59
4 Өмір тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 65
4.1 Еңбек жағдайын талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 65
4.2 Оператордың жұмыс орнын жобалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..67
4.3 Кондиционерлеу және кондиционерді таңдап, есептеу ... ... ... ... ... ... ...6 9
4.4 Өрт қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .74
12.
.
.
5 Экономикалық бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 77
5.1 Жұмыстың маңызы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 77
5.2 Маркетинг ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..77
5.3 Қаржы жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..78
5.4 Пайда ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .81
5.5 Бөлім бойынша қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 82
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .84
Қысқартулар тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..85
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 85
А қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 87
Б қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 88
13
Кіріспе
Жобаның мақсаты көше қиылыстарындағы транспортты ағынды реттеу
кезіндегі ақауларды интеллектуалды бағдаршаммен өзіндік бақылау жүйесі.
Бұл дегеніміз бағдаршамда техникалық ақау болған сәтте арнайы құрылғымен
қалалық бағдаршам басқару бөлімшесіне қаланың қай бөлігінде болғаны
туралы
хабар келеді.
Сонымен қатар дистанционды басқарып, көлік
қозғалысын реттеп отырады. Менің таныстыратын дипломдық жоба осы
құрылғымен тікелей байланысты. Қазіргі таңда Алматы қаласының өзекті
проблемаларының бірі - көлік кептелісі. Оған әр түрлі жағдайлар себеп болып
жатады, соның бірі бағдаршамның істен шығуы. Осы проблеманы шешу үшін
аталған құрылғының пайдасын тигізу жоспарлануда.
Қазіргі таңда Алматыда барлық жедел қызмет көрсету жүйелерін бір
орталыққа, бір нөмірмен біріктіру жобасы қолға алынып жатыр. Сонымен қатар
қалалық транспорт проблемасын және халыққа қызмет көрсету орталығын
жақсарту үшін арналған бірыңғай call - орталығын іске қосу туралы Жетік
қала жобасы талқылануда. Жетік қала жобасында бірыңғай call -орталығы,
бағдаршамдар мен бақылау камераларын басқару орталығы, бағдаршамдарды
адаптивті басқару, қозғалмалы бейнесі бар электронды таблолар, көше
жарықтандыру және көшедегі автотұрақ жүйесі бар.
Менің дипломдық жобада қарастырған тақырыбымда осы мәселені
қозғадым. Қойылған мақсатқа жету үшін келесі тапсырмалар орындалуы тиіс:
құрылғы call-ортылыққа келіп түскен хабардың ішінде бағдаршам қаланың қай
бөлігінде сөнгені туралы көрсетіледі. Ақау болғаннан кейін орталықтан арнайы
командалар жіберу арқылы бағдаршамды қайта іске қосады немесе оператор
тиісті жерге жөндеуші (монтер) жібереді. Сондай - ақ жобада байланыс қандай
құрылғы арқылы жүретіні, қандай байланыс операторы қолданылу туралы
көрсетіледі. Сонымен қатар есептеу бөлімінде байланысқа қандай кедергілер
болуы туралы, call-орталықтағы өміртіршілік қауіпсіздігі, кететін жалпы
шығындар, пайдасы анықталып көрсетілген.
14
1 GSM стандартының жалпы сипаттамасы
1.1 GSM технологиясының дамуы
GSM (Ұялы телекоммуникация жүйесі) - тұтынушыларға шексіз
мүмкіндіктер беретін дүниежүзілік ұялы телефон жүйесі. GSM - тез дамып
және тез таралатын
желі. Стандартты
GSM байланыс операторлары
дүниежүзінің барлық бөлігінде ашылған. Қазіргі кезде 392 GSM операторы 147
елде жұмыс істейді. Жетілдірілген жүйе төмендегі белгілерді қанағаттандыруы
керек:
cөздік ақпаратты таратудың жоғары сапасы;
ұсынылатын қызмет және жабдықтың төмен құны;
тұтынушының портативті жабдықты қолдау мүмкіндігі;
жаңа қызметтер мен жабдықтар қатарын қолдау;
спектралды тиімділік;
ISDN сиысушылығы;
халықаралық роумингті қолдау немесе GSM басқа да тораптары
жылжығандағы өз ұялы телефон абоненттерін пайдалану мүмкіндіктері.
GSM стандарты Еуропада басталғаннан кейін, қазіргі кезде ол 47 %
құрайды. Бірақ та бұл GSM стандарт дүниежүзі және регион бойынша
айтарлықтай белгілі орын алады. GSM стандарты
Америка Құрама
Штаттарында бағаланды.
Америка контингентінде алғаш рет
AMPS
(Америкалық ұялы телефон жүйесі) құрылды. Бұл қазіргі кездегі Америка мен
Канада елдерінде GSM стандарты абоненттерінің көбейгенін көрсетеді. GSM
жасап шығарушылар алгоритм компрессиясы мен сандық процессорды
жетілдіргенде жүйеде бастапқы талаптарды қанағаттандыруына жол беретініне
және оның сапақұн арақатынасын жақсарту жолында дамуына сенген. Сондай-
ақ, GSM стандарты ISDN (Integrated Services Digital Network) және IN
(Intelligent Network) қазіргі заманның барлық сандық тораптарының
стандарттарымен тығыз байланысты, ал GSM негізгі функционалдық
элементтеріне бүгінгі таңда жетілдіріп жатқан UMTS (Universal Mobile
Telecommunications System) жылжитын байланыстың халықаралық
стандартының ғаламдық жүйесі кіреді. 1989 жылы GSM құру жұмысы ETSI
(European Telecommunication Standards Institute) өткен, ал 1990 жылы GSM
бірінші фазасының спецификасы жарияланған. 1991 жылдың ортасында GSM
коммерциялық қызметімен қолдау басталып, 1993 жылы 22 елде GSM 36
торабы жұмыс істеді және 25 ел GSM бағытын таңдап, оны қабылдау туралы
сұрақтарды қойды. 194 жылдың басында қарастырылған стандартқа негізделген
тораптар 1.3 миллион жазылушыға ие болды, ал 1995 жылдың соңында
олардың саны 10 миллионға жетті. GSM акронимі жаңа Global System for
Mobile communications мағынасына ие болды. Абоненттер саны өте тез өсу
салдарынан болжау да тез өзгеруде. EMC (World Cellular Database) болжамы
15
бойынша 1999 жылы GSM абоненттер саны 243 миллионнан 271 миллионға
өсті, яғни 28 миллионға көбейді. 2000 жылғы қазан айында GSM абоненттер
саны 396,6 млн. құрады, ал 2001жылы 435,3 млн. болды. Бұл 8 жыл ішінде
GSM стандартының жетістігі. 2006 жылы абоненттер саны 2 миллиардқа өсті.
2000 жылғы сәуір айы мен қазан айларының арасында дүниежүзі
бойынша GSM-900 абоненттер саны 42,7 млн өсті, ал AMPS абоненттері 7,7
миллионға өсті. GSM Қазақстан компаниясы 1998 жылдың 30 қыркүйегінде
Қазақтелеком Ұлттық Телекоммуникациялық Операторының қатысуымен
құрылды. GSM Қазақстан торабын коммерциялық жіберуі 1999 жылдың 6
ақпанында К'cell сауда маркасымен жүзеге асырылды. Компанияның тағы бір
сауда маркасы болып табылатын ActiV ұялы картаны жіберуі 1999 жылдың 9
қыркүйегінде болып өтті. GSM Қазақстан компаниясы қысқа уақыт
аралығында агрессивті стандартты стратегия арқасында нарықтан алдыңғы
орынды иеледі және қазіргі уақытта өсу деңгейі, инвестиция көлемі, абоненттер
саны, ұсынылатын қызметтің спектрі мен сапасы сияқты байсалды
көрсеткіштермен жетекші болуда.
Бүгінгі таңда GSM Қазақстан торап абоненттерінің саны 5000000
құрайды. GSM Қазақстан торабы елу мыңнан астам тұрғыны бар 49 қаланы,
сондай-ақ жиырма мыңнан астам тұрғыны бар халықтық пункттерді
жамылдырады. Қазақстан кіретін Орта Азия мен жақын шығыс региондарында
GSM стандарты өте жоғары темпта өсіп келеді.
1.2 GSM стандарты
1980 ж. СЕРТ рекомендациясына сәйкес, 862-960 МГц жиілік
диапазонында жылжымалы байланыстың жиілік спектрін қолдануға қатысты,
жерүсті жылжымалы байланыстың цифрлық жалпыеуропалық (глобальдық)
ұялы жүйесінің GSM стандарты
таратқыштар жұмысын екі жиілік
диапазонында қарастырады: 890-915 МГц (MS жылжымалы станцияның
таратқыштары үшін), 935-960 МГц (BTS базалық станцияның таратқыштары
үшін).
GSM стандартында арналары уақытпен бөлінген таржолақты
көпстанциялық қатынау (NB ТDМА) қолданылады. ТDМА кадр құрылымында
әрқайсысында 124 тасымалдаушысы бар 8 уақыттық позиция болады.
Радиоарналарда қатеден қорғану үшін ақпараттық хабарларды тарату кезінде
қайта бөлуі бар блоктық және үйірткілі кодтау қолданылады. Жылжымалы
станцияны қайта бөлудің аз жылдамдығы кезінде, кодтау және қайта бөлу
тиімділігін арттыру, секундына 217 секіріс жылдамдығымен байланыс сеансы
процесінде жұмыс жиіліктерінің (SFH) ақырын ауысуы арқылы жүзеге
асырылады.
GSM желісінің қондырғы құрамы және құрылымдық сұлбасы.
16
1.1 - cурет. GSM желісінің құрылымдық сұлбасы
GSM стандартындағы функционалды құрылымдар мен интерфейстер 1.1 -
суретте көрсетілген.
MSC
(Mobile Switching Centre)
-
жылжымалы
байланыстың коммутация орталығы; BSS (Base Station System) - базалық
станцияның қондырғысы; ОМС (Operations and Maintenance Centre) - басқару
және қызмет ету орталығы; MS (Mobile Stations) - жылжымалы станциялар.
Жүйе элементтерінің функционалды қиылысуы бірнеше интерфейс
арқылы орындалады. GSM стандартындағы барлық желілік функционалды
компоненттер МККТТ SS N 7 (CCITT SS. N 7) сигнализация жүйесімен қарым-
қатынаста болады.
Жылжымалы байланыстың коммутация орталығы сот тобына қызмет
етеді және жылжымалы станция жұмысын қажет ететін барлық байланыс
түрлерін қамтамасыз етеді. MSC ISDN коммутация станциясына ұқсас және
белгіленген желі (PSTN, PDN, ISDN и т.д.) мен жылжымалы байланыс желісі
аралығында интерфейсті құрайды. Ол шақыру маршрутын және шақыруларды
басқару функцияларын қамтамасыз етеді. MSC кәдімгі ISDN функциясын
орындаудан басқа радиоканалдардың коммутация функцияларын орындайды.
Әрбір MSC анықталған географиялық зона аймағында орналасқан
жылжымалы абоненттерге қызмет көрсете алады. MSC шақыруды орнату
процесі мен маршрутты таңдауды басқарады. (PSTN) телефон желісін жалпы
қолдану үшін MSC SS N 7 хаттамасы бойынша сигнализация функциясын,
жобалау талабына сәйкес интерфейстердің басқа түрін немесе шақыруларды
беруді қамтамасыз етеді.
MSC байланыс желі қызметін ұсынған үшін абоненттерге тиісті есептеу
көшірме мәліметтерін топтастырады, орындалған сөйлесулер жайлы
мәліметтерді жинап, есептеу орталығына (биллинг-центр) береді. MSC сонымен
қатар жұмысты бақылау және желі оптимизациясы үшін статистикалық
17
мәліметтерді жинайды,
радиоканалдарға мүмкіндік беруде қауіпсіздік
шараларын қарастырады.
MSC (BSS) базалық станцияның жүйе асты шақыруларын басқаруды
ғана емес, сонымен қатар басқаруды беру және тұрғылықты жерін тіркеуді
басқаруды орындайды. Жылжымалы станцияның тұрғылықты жерін тіркеу
телефон желісін жалпы қолданатын абоненттерден түсетін шақыруларды
немесе басқа жылжымалы станциялардан түсетін шақыруларды ауысып
жүретін жылжымалы абоненттерге беру ұшін қажет. Жылжымалы станция бір
зонадан екінші зонаға ауысқанда шақыруды беру процедурасы орнатылған
байланысты сақтауды және сөйлесуді орнатуды қамтамасыз етеді. (BSC)
базалық станцияның бір басқару бақылаушысымен соттағы шақыруды беру осы
BSC арқылы орындалады. GSM стандартында шақыруды беру процедурасы
әртүрлі MSC жататын желілер аралығы да қарастырылады. Коммутация
орталығы алмасу (VLR) және жағдай (HLR) регистрін қолдану арқылы
жылжымалы станцияны әрдайым бақылап отырады. HLR регистрінде қандай
да бір жылжымалы станцияның орны туралы ақпарат сақталынады. HLR
регистрі (IMSI) жылжымалы абоненттің халықаралық индентификациялық
нөмірін сақтайды. Ол аутентификация орталығында (AUC) жылжымалы
станцияны тануда қолданылады.
HLR іс жүзінде абонент желісінде тұрақты жазылған мәліметтердің
анықтама базасын құрайды. Онда абоненттердің нақты параметрлері: адрестері
мен нөмірлері, байланыс қызметтер құрамы, маршрут туралы ақпараттар
жазылады. Роуминг абоненттері туралы мәліметтер тіркеледі, сонымен қатар
VLR сәйкес және жылжымалы абоненттің (TMSI) уақытша идентификациялық
нөмірі туралы тіркеледі.
HLR құрамындағы мәліметтерге MSC және VLR желісінің барлық
дистанционды мүмкіндіктері болады. Егер желіде бірнеше HLR болса,
мәліметтер базасында абоненттер туралы бір ғана басылым болады, сондықтан
әрбір HLR абонент туралы мәліметтер базасының бір ғана бөлігін құрайды.
Абоненттер туралы мәліметтер базасына мүмкіндік IMSI нөмірі немесе
MSISDN (ISDN желісіндегі жылжымалы абонент нөмірі) арқылы орындалады.
Мәліметтер базасына басқа желіге жататын MSC немесе VLR мүмкіндігі болуы
керек. Екінші негізгі қондырғы, жылжымалы станцияның бір зонадан екінші
зонасына алмасу орнын бақылауды қамтамасыз етеді - алмасу регистрі VLR.
Оның көмегімен зонадан тыс жылжымалы станцияның функциясының.
орындалуы HLR бақылауымен арқылы орындалады. Егер жылжымалы станция
базалық станция тобын топтастыратын BSC базалық станцияның бір бақылау
зонасынан екінші BSC базалық станцияға орын алмасса, онда ол жаңа BSC
тіркеледі және VLR-ге байланыс ауданының нөмірі туралы ақпарат енгізіледі.
Ол жылжымалы станцияның шақыруларын қамтамасыз етеді.
18
1.2 - сурет. HLR және VLR сақталған уақытты мәліметтер құрамы
HLR және VLR болатын мәліметтерді сақтау үшін осы регистрлердің
жады қондырғысын бұзылудан қорғау қарастырылады.
VLR-да HLR мәліметтері сияқты мәліметтер сақталады, бірақ бұл
мәліметтер абоненттерді VLR бақылайтын зонада болса ғана VLR сақталады.
GSM сот байланысындағы жылжымалы желі географиялық зонаға (LA)
топтастырылады. Оларға идентификациялық нөмір (LAC) беріледі. Әрбір VLR
бірнеше LA абонентерінің мәліметтерін сақтайды. Жылжымалы абонент бір
19
Аутентификация
және шифр параметрлері
1
VLR белгілейтін
ж2ылжымалы станцияның
уақытша нөмірі
VLR алмасуындағы
3
регистр нөмірі
Жылжымалы
с4танцияның орын ауысу
орны
Беру
э5стафетасындағы сот
нөмірі
Регистрациондық
6
статус
Жауап болмағандағы
т7аймер (жалғастыруды
өшіру)
Сол мезгілде
қ8олданылатын пароль
құрамы
Байланыс активтілігі
9
TMSI -
тұтынушының уақытша
1
халықаралық
идентификациялық нөмірі
Зонаның орналасу
и2дентификаторлары
Негізгі қызметті
3
қолданудағы нұсқалар
Беру
э4стафетасындағы сот
нөмірі
Аутентификация
және5 шифр параметрлері
LA зонасынан екінші зонағы ауысқанда, оның орналасқан жері VLR туралы
автоматты түрде жазылады. Егер жаңа және ескі LA әртүрлі басқаруында
болса, онда оның мәліметі жаңа VLR жазылғаннан соң, ескі VLR мәлімет
өшіріледі. HLR сақталған VLR абоненттінің адресі де өзгеріледі.
VLR (MSRN) жылжымалы станцияның адасқан нөмірін беруді
қамтамасыз етеді. Жылжымалы станция кіріс шақыруды қабылдаса, онда VLR
оның MSRN таңдайды және оны MSC-қа береді. Ол сол жылжымалы
станцияның жанында орналасқан базалық станцияға шақыру маршрутын
орнатады.
VLR бір MSC екінші MSC-қа жалғастыруды орнатуда беру нөмірін
басқаруды таратады. Сонымен қатар VLR жаңа таратуды басқаруды таратады
және оларды HLR-ге береді, шақыруды өңдеу уақытында орнату процедурасын
басқарады. TMSI операторының шешімі бойынша абонент идентификация
процедурасынын күрделендіру үшін периодты түрде өзгеруі мүмкін. VLR
мәлімет базасына мүмкіндік IMSI, TMSI немесе MSRN арқылы орындалуы
мүмкін. VLR жылжымалы абоненттің орналасқан жері бойынша локальді
мәлімет базасын жинайды. Сондықтан, шақыруды тез орнату үшін HLR-ден
сұрау жүргізбейді.
Байланыс жүйесінің санкционерлі емес ресурсын қолдануда
аутентификация механизмі енгізіледі
-
абоненттің нақты куәлігі.
Аутентификация орталығы бірнеше блоктан тұрады және аутентификация
алгоритмін, кілтін қалыптастырады. Оның көмегімен абоненттің қызметі
тексеріледі және оның байланыс желісіне мүмкіндігі орындалады. AUC
аутентификация процесінің параметрлерін шешуді қабылдайды және қондырғы
регистріндегі (EIR - Equipment Identification Register) мәліметтер базасының
негізінде абонент станцияларының шифрленген кілтін анықтайды.
Әрбір жылжымалы абонент байланыс желісін қолдану уақытында
абоненттің нақты стандартты модулін (SIM): халықаралық идентификациялық
нөмірін (IMSI), жеке аутентификация кілтін(Ki), аутентификация алгоритмін
(A3) алады.
SIM жазылған ақпарат көмегімен желі мен жылжымалы станция
аралығында бір-бірімен мәліметтер алмасу қорытындысында
аутентификацияның толық циклі орындалады және абоненттің желіге
мүмкіндігі рұқсат етіледі.
Абонент желісін тексеру процедурасы келесі жағдайда орындалады. Желі
кез-келген нөмірді (RAND) жылжымалы станцияға береді. Ki және
аутентификация A3 алгоритмі көмегімен шақыру мәні анықталады (SRES),
яғни
SRES = Ki * [ RAND]
(1.1)
Жылжымалы станция SRES анықталған мәнді желіге жібереді. Ол
алынған мәнді бастапқы мәнмен салыстырады. Егер екі мән сәйкес келсе, онда
жылжымалы станция хабарды беруге дайындалады. Ал егер сәйкес келмесе,
20
онда байланыс үзіледі және жылжымалы станцияның индикаторында
байланыстың болмағаны көрсетіледі. SRES анықтаудың құпиялылығы SIM
модулінде қарастырылады. Ал құпиялы емес ақпарат (мысалы, Ki) SIM
модулінде қарастырылмайды.
EIR - қондырғының идентификациялық регистрі жылжымалы станцияның
нақты халықаралық идентификация
нөмірін (IМЕI)
анықтау үшін
орталықтанған базалық мәліметтерді құрайды. Бұл базалық мәлімет тек
жылжымалы станция қондырғысына тәуелді. IМЕI нөмірінің тізімінен
тұратын EIR базалық мәліметі келесі жағдайда ұйымдастырылады:
Ақ тізім - IМЕI нөмірінен тұрады. Ол
санкционерлі жылжымалы
станцияға бекітілген.
Қара тізім - басқа жағдайларға байланысты байланысқа бас тартылған
немесе ұрланған жылжымалы станцияның IМЕI нөмірінен тұрады.
Сұрғылт тізім - қара тізімге кірмейтін бағдарламамен қамтамасыз
етілуде мәселе салдарынан пайда болған жылжымалы станцияның IМЕI
нөмірінен тұрады.
EIR базалық мәліметіне сол желінің MSC және жылжымалы желінің
MSC дистанционды мүмкіндігі болады.
HLR жағдайы сияқты, желі бірнеше EIR-дан тұруы мүмкін. Сондықтан
әрбір EIR нақты IМЕI тобын басқарады. MSC құрамына IМЕI нөмірін алғаннан
соң EIR адресін қайтаратын транслятор кіреді.
IWF - желі аралық функциональді қиылысуы MSC.бөлігінің бір құрамы
болып табылады. Ол абонент мүмкіндігін белгіленген желідегі қарапайым
терминалды қондырғы мен GSM желісіндегі (DTE) терминалды қондырғы
аралығында хаттама түрлендіргіші мен мәліметтерді беру жылдамдығын бере
алуды қамтамасыз етеді. Сонымен қатар желі аралық функциональді қиылысу
белгіленген желідегі сәйкес модемға қиылысу үшін өзінің қондырғы банкісінен
модемді бөледі. IWF Х.25хаттама бойынша PAD мәліметтер пакетін беру үшін
тұтынушыға тура жылғастыру интерфейсін қамтамасыз етеді.
ЕС - радиоканал және GSM желісін қосатын тарату трактісінде
физикалық ұстап қалудағы барлық телефон каналдары (ұзықдыққа тәуелсіз)
үшін PSTN жағынан MSC қолданылады. Типті жаңғырықты өшіргіш
белгіленген телефон желісіндегі телефон мен бөлімшесінің ЕС шығысында 68
интервалда өшуді қамтамасыз етеді. Тура және кері бағыттағы таралуда GSM
каналындағы жалпы ұстап қалу сигналды өңдеуде, кодтау мен декодтауда,
т.с.с., 180 мс. шамасын құрайды. Бұл ұстап қалу, егер екісымды трактіден
төртсымды трактіге өту кезінде қолданылатын гибридті трансформатор
қолданылмағанда жылжымалы абонентке білінбейтін еді. Екі абоненттің
жалғасуында белгіленген желіде жаңғырық сигналдары жоқ. GSM
трактісінде ЕС қосылмағанда, сигналдарды беру кезінде абоненттердің
сөйлесуіне кедергі келтіріледі, олардың сөздері үзілуі мүмкін.
ОМС - қызмет ету және эксплуатациялау орталығы, GSM желісінің
негізгі орталық элементі. Ол желідегі басқа компоненттерінің жұмысын
бақылайды және басқарады. ОМС GSM желісінің басқа компоненттерімен
21
Х.25 хаттамасы арқылы қосылады. ОМС авариялық сигнал функциясын
қамтамасыз етеді және желідегі басқа компонеттердің авариялық жағдайын
тіркейді. Бұзылу сипаттамасына байланысты ОМС персонал көмегімен оны
автоматты түрде жөндейді. Сонымен қатар желідегі қондырғы жағдайын
тексеруді қамтамасыз етеді және жылжымалы станцияның шақыруларының
жүруін қадағалайды.
NMC - желіні басқару орталығы, GSM желісін иерархиялық басқаруды
қамтамасыз етеді. Ол ОМС орталығымен қоса желідегі техникалық қызмет пен
эксплуатацияны бақылайды. NMC желідегі барлық трафиктерді басқаруды
қамтамасыз етеді және күрделі авариялық жағдайда диспетчер көмегімен оны
жөндейді. Мысалы, қондырғының істен шығуы немесе жүктеменің асып
кетуінен. Сонымен қатар ол желіде жұмыс істеп тұрған автоматты басқару
қондырғысының жағдайын бақылайды және NMC операторы үшін желінің
жағдайы туралы ақпаратты дисплейде бейнелейді. Бұл
операторлардың
қажет болған жағдайда регионалды проблемаларды шешуіне көмек береді.
NMC желідегі жүктеменің асып кетпеуін қадағалайды. Сонымен қатар
желі аралығында жүктеменің асып кетпеуін және GSM мен PSTN желі
аралығындағы жалғастыру маршруттары қадағаланады. NMC персоналы басқа
NMC персоналымен желіні басқару сұрақтарын бақылайды.. NMC базалық
станцияның (BSS) жүйе асты қондырғыларының трафигін басқаруды
қамтамасыз етеді. NMC операторлары экстремальді жағдайда приоритетті
мүмкіндік басқару процедурасын қоса алады.
NMC қандай да бір регионда жауапкершілікті өзіне алады, жергілікті
ОМС қызмет етілмегенде, желі қондырғысы мен NMC аралығында транзитті
пункт ретінде қолданылады. NMC операторларды ОМС функциясына сәйкес
функциямен қамтамасыз етеді.
BSS - базалық станция қондырғысы, базалық станция бақылаушысынан
(BSC) және базалық станцияның беру-қабылдау қондырғысынан (BTS) тұрады.
Базалық станцияның бақылаушысы бірнеше беру-қабылдау қондырғыларын
басқаруы мүмкін. BSS радиоканалдардың таралуын басқарады, жалғастыруды
бақылайды, олардың тізбектілігін бақылайды, секіретін жиілік жұмыс режимін
қамтамасыз етеді, сигналдың модуляциясы мен демодуляциясын, кодтау мен
декодтауды, мәліметтер мен шақыруларды, персональді шақырулардың берілу
тізбектілігін анықтайды.
BSS - MSC, HLR, VLR-мен кейбір функцияларды бірігіп орындайды.
Мысалы, MSC бақылауымен каналды босату, бірақ MSC шақыру радио
бөгеулер салдарынан базалық станциядан каналды босатуды сұрауы мүмкін.
BSS және MSC жылжымалы станциялардың кейбір категориялары үшін бірігіп
приоритетті ақпаратты беруді орындайды.
ТСЕ - транскодер, радио интерфейс бойынша GSM ұсынысына сәйкес
MSC сөз және мәліметтерді (64 кбитс ИКМ) беру каналдарының шығыс
сигналдарының түрленуін қамтамасыз етеді. Осы талаптарға сәйкес цифрлық
түрде берілетін сөздің беру жылдамдығы
13 кбитс. Бұл цифрлық сөз
сигналдарын беру каналы толық жылдамдықты деп аталады. Стандартта сөз
22
каналдарының жартылай жылдамдықты (беру жылдамдығы 6,5 кбитс) түрлері
қарастырылады.
Беру жылдамдығының төмендеуі арнайы сөз түрлендіретін қондырғылар:
сызықтық кодтау (LPC), ұзақ уақытқа болжау (LTP), қалдық импульстік
қозғалыс (RPE - кейбір кезде RELP деп аталады) арқылы орындалады.
Транскодер көбіне MSC-пен бірге орналасады. Сонда базалық станция
BSC бақылаушысына бағытталған цифрлық ақпараттарды берудегі 13 кбитс
беру жылдамдығындағы ағынға қосымша биттерді қосу арқылы 16 кбитс
дейін беруді қамтамасыз етеді. Содан соң тығыздау 4 есе өседі, яғни стандартты
канал 64 кбитс дейін. Осылай 120 сөз каналдарын беруді қамтамасыз ететін 30
каналды ИКМ линиясы түзіледі. 16 канал (64 кбитс) сигнализация
хабарларын беруге арналған. Ол SS N7 немесе LAPD трафикті құрайды. Басқа
каналда (64 кбитс) X.25 МККТТ хаттамасына сәйкес мәліметтер пакеті
беріледі.
Сонымен, көрсетілген интерфейстегі беру жылдамдығы 30х64 кбитс +
64 кбитс + 64 кбитс = 2048 кбитс құрайды.
MS - жылжымалы станция, жұмыс істеп тұрған электрбайланыс желісіне
GSM желісінің абоненттерін қосуды қамтамасыз ететін қондырғыдан тұрады.
GSM стандартында жылжымалы станцияның бес класы қолданылады,
трансопртта орналасқан шығыс қуаты 20 Вт болатын 1-ші кластық моделден
максиамалды қуаты 0,2 Вт болатын 5-ші кластық моделге дейін.
Радиотолқандарды есептеуде қуатты децибелде көрсету өте тиімды. Өйткені
әртүрлі беру трактісінің буындарындағы күшейткіш пен өшулер мәндерін
қосуда олардың мәндері сәйкес келеді.
Беру қуатындағы
1800МГц
диапазонында жұмыс істейтін GSM-900 жүйесіне қарағанда, GSM жүйесінде
бұл мән төмен. Егер алдында көрсетілген кестені алатын болсақ, онда GSM-
1800 жүйесіндегі абонент аппаратының қуаты 1Вт (GSM-900 8Вт орнына, класс
2) 0.25Вт дейін (класс 5), базалық станцияның қуаты 20Вт (класс 1) 2Вт
дейін (класс 4), яғни сот размерімен түсіндіріледі. Бірақ, қазіргі кезде GSM-900
жүйесіндегі жылжымалы аппарат үшін қуат 1Вт дейін болады. GSM-900 жүйесі
сот радиусы бірнеше ондаған километрге дейін есептелген (35км жуық), ал
GSM-1800 жүйесінің сот радиусы бірнеше километрге дейін. Сонымен қуат
төмендеген сайын сот көлемі екі есе төмендейді.
1.3 GSM стандартының жиілік жоспары
GSM стандарты жылжымалы станцияның ұялы жүйесін келесі жиілік
жолағында ұйымдастырады: 890-915 МГц - жылжымалы станцияда беру үшін
(линия "жоғары"); 935-960 МГц - базалық станцияда беру үшін (линия
"төмен").
GSM желісі қолданылатын Еуропалық ұлттық аналогты ССПС NMT-900,
TAGS, ETACS стандарттарымен параллельді функцияланады.
23
GSM стандартын қосатын ССПС жиілік жоспары сурет 1.1 көрсетілген.
GSM желісі үшін бөлінген әрбір жиілік жиілік каналына бөлінеді. Канал
айырмашылықтары 200 кГц құрайды, яғни GSM желісінде 124 жиілік каналын
ұйымдастырады. Жылжымалы станцияның базалық станцияға хабарларды
беру үшін бөлінген жиілік жұптарға топтастырылады, яғни 45 МГц
айырмашылықтағы дуплексті каналмен. Бұл жұп жиіліктер сақталады. Әрбір
ұя нақты бір жиілік жұбымен сипатталынады.
Егер FI (п) - тасымалдаушы жиілік нөмірін 890-915 МГц., Fu (п) -
тасымалдаушы жиілік нөмірін 935-960 МГц жиілік жолағында белгілесек, онда
канал жиіліктерін келесі формуламен анықтаймыз:
FI (п) = 890,2 + 0,2 (п-1), МГц: Fu (п) = FI (п) + 45, МГц; 1 п 124.
Әрбір тасмымалдаушы жиілік TDMA кадріндегі 8 уақыт терезесінде
орналасқан 8 физикалық каналды құрайды. Әрбір физикалық канал әрбір
уақыт TDMA кадрінде бір және сол уақыт терезесін қолданады.
Физикалық каналдарды топтастыру алдында цифрлі түрде берілген
мәліметтер мен ақпарттар топтастырылып логикалық каналдың екі түріне
топтастырылады: байланыс каналы - кодталған сөз немесе мәліметтерді беру
(ТСН) үшін; басқару каналы - синхронизация және басқару сигналдарын
(ССН) беру үшін арналған. Логикалық каналдың бір түрі бір физикалық
каналда орналасқан, бірақ олардың сәйкес комбинациясында ғана.
1.3 - сурет. GSM стандартының жиілік жоспары
24
1.4 SMS хабарларды тарату арнасы
Көп елдерде қауіпсіздік жүйелерінің нарығында SMS хабар функциясын
қолданатын сигнализация түрі кең таралған. Мұндай кең қолданыс төмен баға
мен GSM - сигнализацияларының қолдануы қарапайым болғандығымен
шартталады. Профессионалды күзет жүйелерінде мұндай хабар тарату түрі
негізінен қызметтік арна ретінде қолданылады. Қауіпті жағдай немесе объектке
бұзып кіру туралы хабар жіберу күзет жүйелерінің негізгі талабы болып,
техникалық іске асыру көзқарасынан алғанда меншік иесіне дауыспен айту,
DTMI коды мен кез келген цифрлы түрде,және де SMS хабарды тарату түрінде
бола алады.
SMS хабар құралы арқылы хабар тарату үшін жылжымалы
операторлардың ең әйгілі GSM - қызметі қолданылады. Срнымен қатар іске
асыруда ең жеңіл әдіс. SMS - таратқышы бар GSM - модемдер бағасы
қолжетімді, баптауда жеңіл, ал басқарушы пультті қабылдауыш құрылғы
ретінде кез келген жылжымалы телефон бола алады.
SMS - жылжымалы телефон арқылы мәтін түрінде хабарды таратын
қабылдауға мүмкіндік беретін жүйе.
Мәтін әріпті - санды символдардан тұра алады. GSM стандарттағы
хабардың максималды салмағы - 140 байт. Осылай 7 - битті кодировканы
қолданғанда 160 символы бар хабарды таратуға болады. 8 - битті кодировканы
қолданғанда ұзындығы 140 символға дейін хабарды таратуға болады. Басқа
ұлттық алфавиттерді қолдау үшін UTF - 16 2 - байтты кодировкасы қолданады.
Сондықтан кириллицамен жазылған хабар 70 символдан аспауы тиіс. Ал бұл,
сәйкесінше, бұл қызметті күзет ісінде қолдану зор шектейді.
Стандартта және де сегментті хабарды тарату мүмкіндігі ескерілген.
Мұндай хабарларда қолданушы мәліметтерінің басында (UDH) хабардың
сегмент нөмірі және сегменттердің ортақ санына туралы ақпарат салынады. Бұл
мүмкіндікті барлық GSM - модемдер қолдамайды, ал қолдайтындар хабардағы
сегменттердің санына шектеу салады (3 немесе 5). Сегменттеуді қолдамайтын
модемдер әр сегментті жеке хабар ретінде көрсетеді. Іс жүзінде, әр сегмент
жеке хабар сияқты тарификацияланады.
SMS технологиясы негізгі ұлттық желілері SMS-хабарды арнайы
бағдарламаларды және тікелей жылжымалы операторлардың шлюздарын
қолданып интернеттен және т.б желілерден жіберуге болады. Хабар таратуга
SMS хабарды пайдаланып GSM синализацияның жұмысы баска тарату
арналарын қолданатын жүйелерге толығымен ұқсас. Берілен сигнализацияларда
сол GSM модемдер қолданылады. Сигнализация объектінде GSM-модулі бар
баскарушы панель орнатылады. Датчик термин байланыс түріне байланысты
күзет өрт датчиктері қосылады. Бір датчик іске қосылғанда панельге синал
түседі. өз кезегімен бір аймақ тұйықталғанда контроллер GSM модемге
жадтағы нөмірлердін біреуіне не бірнешеуіне SMS хабарын жіберуге комнда
береді. Кең колданысты саяжайлық күзет сигнализациялары тапты. GSM
25
сигнализациясының бұл түрі көп жағдайда күзет функцияларымен атқарушы
құрылғылармен алыстан басқару функциясын иемденеді. Профессионалдық
күзетте бұл байланыс түрі шектеулі түрде, неізінен қызметтік арна сияқты
қолданылады, мысалы, объектті күзетке алу туралы кұптау немесе объектті
желі кернеуін басқару үшін және де бұл арна ретінде қоланылады. Күзет
жүйелері мәліметтерінің әлсіз жері бәріне жақсы белгілі: SMS-қатынас белгісіз
уақытқа SMS-серверде аялдай алады, кейде тіпті жай ғана жоғалады. Өйткені
байланыстың осы каналы басты болып табылмайды.
GSM каналының жүктілігі кезінде SMS хабарлары соңғы кезекте
жолданады (дауыс шақырулардың жағдайы басқа). SMS хабардың жету уақыты
анықсыз болғандықтан профессионалды күзет үшін бұл әдіс қолайсыз болып
табылады.
1.5 Эстафеталық тарату (Hand Over)
Эстафеталық тарату - байланыс сеансын үзбей, оны бір ұяшықтан басқа
ұяшыққа орын ауыстыру кезіндегі ЖС-ның еріп жүруі (сурет 1.5). Эстафеталық
тарату шешімін қабылдауды, орындалған БС және ЖС өлшеулері нәтижелеріне
негізделіп, жылжымалы байланыстың коммутация орталығы жүзеге асырады.
Бұл өлшеулер келесі тізбекте ЖСКО-ын іріктейді: RXQUAL; RXLEV;
DISTANCE; PBGT (сәуле шығару қуатының бюджеті).
ЖС МСКУ арнасында ЖСКО-да кейін бекітілетін, барлық көршілес БС-
ке қамтамасыз ететін RXLEV, RXQAL және DISTANCE мәндерін БС-ке
таратқан кезде БС RXLEV, RXQAL және DISTANCE өлшейді. Қызмет
көрсететін БС-тен ЖС-ны жойған кезде RXLEV, RXQAL мәндері төмен
болады, сол уақытта RXLEV көршілес бір БС-те артады, 1.5-сурет. Бұл екі
себептен болуы мүмкін: ЖС мен БС арасындағы қашықтық артқан кезде,
сәйкесінше ЖС-тің сәулелену қуатының бюджеті азаяды; негізгі арна бойымен
басқа жылжымалы станциялардан келетін бөгеуілдер әсерінен.
Бірінші себеп ЖС таратқышы сәуле шығаратын қуаттың өзгеруі ЖСКО-
ын бақылау кезінде бір БС-тен басқа БС-ке ЖС-ны тарату арқылы басқару
мүмкін емес. Керісінше, екінші себеп сәулелену қуатын басқару жолы арқылы
және БСКУ арнасында таратылатын, БС сигналымен сигнал бойымен басқа
жиіліктік радиоарнаның ЖС-ға ұсынылуы арқылы шешіледі. Осылайша, егер
БС ЖС радиоарнасы үшін тиістіні ұсына алмаса, онда ол орындалған ЖС мен
БС өлшеулерінен басқа БС-ке эстафеталық тарату туралы шешім қабылдайтын,
ЖСКО-да байланыстың мүмкін еместігі жайлы сұраныс жібереді.
GSM стандартында байланыс қауіпсіздігі сұрақтары шешілген. Мұнда
қауіпсіздік термині жүйені қолдануға рұқсат етілмеген қатынаудың
шығарылуы және жылжымалы абоненттер сөйлесулерінің құпиялылығы
ретінде түсіндіріледі. Қауіпсіздіктің келесі механизмдері анықталған:
26
аутентификация; мәліметтерді таратудың құпиялылығы;
құпиялылығы; абоненттер бағыттарының құпиялылығы.
1.5 - сурет. Эстафеталық тарату
абоненттің
1.5.1
Ұяшықтар
арасындағы хэндовер процедурасы.
Хэндовер
процедурасында BSC бір контроллер арқылы бақыланатын, MSC мобильді
коммутация орталығы қатыспайды [7]. Бірақ MSCVLR процедура аяқталғанда
мәлімделеді. Егер процедура орналасудың әр түрлі аймақтары арасында (LA)
орындалса, онда орналасқан жердің жаңартылуы сөйлесу аяқталғанда
орындалады. Бір BSC ұяшықтары арасындағы хэндовер процедурасы сурет 1.6-
да келтірілген:
27
1.6 - сурет. Бір BSC ұяшықтары арасындағы хэндовер
Суретті ашып айтатын болсақ:
1. BSC жаңа базалық станцияға жүктеме арнасын (TCH) активтендіруді
бұйырады.
2. BSC мобильді станцияға ескі базалық станция арқылы жаңа жиілік
және уақыт аралығы туралы хабарды жібереді. Бұл ақпаратты базалық станция
жылдам әрекеттесуші біріктірілген басқару арнасы (FACCH) арқылы жібереді.
3. Мобильді станция жаңа жиілікке келтіріледі және хэндовердің қатынау
дестесін (8 бит) дұрыс уақыттық аралықта таратады.
4. Базовая станция, хэндовер дестесін алып, терминалдық адаптер (ТА)
туралы ақпаратты жібереді.
5. Мобильді станция жаңа базалық станция арқылы хэндовердің аяқталуы
туралы ақпаратты жібереді.
6. BSC ескі базалық станцияға ескі жүктеме арнасын (ТСН) босатуды
хабарлайды.
1.6 GPRS технологиясы
GPRS - бұл дестелік коммутация негізінде құрылған радиобайланыс. Ол
әрқашанда "always on" жағдайын көрсетеді. Ұялы телефоннан интернетке
қатынау және локальды копоративті желі қажеттігі біраз уақыт бойы
талқыланып келді. Бұл технологияның баяу дамуына себеп болған оның бағасы,
жабу аймағы, эксплуатациялық жұмыстары. Запуск основанного на GSM -
желіде GPRS (General Packet Radio Service) сервисінің іске қосылуы әрқашанда
желіде болу шамасын көрсете алады. Аталған сервис 40 кбитс жоғары өткізу
жолағын көрсете алады. Жалпы GPRS (General Packet Radio Service) GSM
желісінің ұялы байланыстың кезекті буыны 3G бола алады. GPRS GSM желісі
арқылы ақпаратты жылдамдықтары 9.6 дан 115 кбитс - қа дейін болатын
ақпарат алмасуды ұсынады. Бұл жаңа технология адамдарға бір уақытта
28
ақпарат алмасып, қоңырау шалуға мүмкіндік береді. Мысалы, егер сіздің
телефоныңызда GPRS функиясы болса, онда бір уақытта телефон арқылы
сөйлесіп, электронды почтаңызға хат қабылдай аласыз.
GPRS технолгиясының тағы бір қызықты көрінісі эксплуатация
бағасының төмендеуі, қолданыс кезінде оны басқаруда қарапайымдылығы,
сондай - ақ жаңа биллингті мүмкіншілігі. Бұл технологияны енгізгеннен
тұтынушылар провайдерден көптеген жақсартылған сервистер ала алады. GPRS
технологиясы шағын мобильді құрылғыларда медиа -контент қолданысын
қолжетімді қылып, мобильді жүйелерді бір адым алдыға жылжытты. GPRS - тің
басқа маңызды жетістігі радио - спектрдің қолданудағы аса тиімділігі.
Тұтынушылар радио - ресурстарды тек ақпарат алмасу кезінде ғана қолданып
отырады. Бұл дегеніміз бір қатынау нүктесінде бірнеше тұтынушыларға қызмет
көрсете алады, сол кезде ақпарат жіберу жылдамдығы жоғары болып қалады.
GPRS - тің жақсартылған функционалдығы және тиімділігі ақпарат жіберу
сервисінің комерциялық бағасының арзандауына әкелді. Провайдерлер жаңа
технологиялар арқасында өз абоненттеріне жаңа мүмкіншіліктер ұсына отырып
тұтынушылар санын арттыруда. GP RS- тің маңызды артықшылығы
жақсартылған ақпарат жіберу сервисінің сапалығы. GPRS абоненттеріне
арналған жаңа үстемелер басқа да ұялы байланыс тұтынушыларына тартымды
болады және провайдерлерге жаңа сервис енгізуді жеңілдетеді.
Белгілі болғандай, GPRS дестелі тарату технологиясы соларды қолданған
кезде желідегі әр құрылғыға сирек кездесетін IP - мекен берілетін TCPIP
хаттамасын мәлімет дестелерін жеткізуші механизмі ретінде қолданады. IP -
мекендердің екі түрі бар: динамикалық және статикалық. Статикалық IP -
мекендер не Интернет
- провайдермен, не басқа ұялық желілердің
операторларымен ұсыныла алады.
Динамикалық IP - мекенді GPRS желісіне қосылғанда және тек қана
байланыс уақытына ғана береді. Егер басқа бір жағдайлар кесірінен байланыс
үзілсе, онда статикалық IP - мекені жоқ құрылғыны қайтадан қосқанда
бұрынғыдан бөлек динамикалық мекенге ие болады. Және де бі айғақты айтып
кеткен жөн, егер құрылғы, соның ішінде GSMGPRS модем, желіде
авторластырылып және динамикалық IP - мекенді алса, онда виртуалды GPRS
- арнаны активті күйде ұстап тұру үшін кез келген белгілі IP - мекенге белгілі
бір уақыт интервалы аралығында сигналды дестелер беріп тұру қажет, әйтпесе,
оператор байланысты желіден үзеді.
GSM - ның дауыс каналының қолдануының кемшіліктеріне мәліметтің
килобайтының жіберуін түбегейлі құндылығын және мәліметтердің аз
көлемдерінің берілуінің кезіндегі модемдердің арасындағы байланыс
сеансының ұйымының уақытының (жүйенің экономикалық көрсеткіштеріне)
маңызды негативті ықпалын жатқызуға болады. Мысалы, мәліметтің 20 кбитін
берілу уақыты шамамен 2 с тең, ал сеанстың ұйымдастыру уақыты,
модемдердің жұмыс тәртібіне байланысты, 2 мен 16 с аралығында өзгертіле
алады.
29
GPRS технологиясы арқылы мәлімет алмасудың жылдамдығы теория
жағынан барынша 170 Кбитс жете алады.
R, кбитс
20
16
12
8
4
CS-4
CS-1
CS-3
CS-2
0
27
23
19
15
11
7
CI, дБ
1.7 - сурет. Өткізу қабілетінің кодтау сұлбасынан тәуелділігі.
GPRS - тың технологиясында арна бойынша ортақ тапсыру жылдамдығын
22, 8 кбитс қамтамасыз ететін 456 бит өлшемді пакеттің жаңа құрылымы
ұсынылған (114 бит бойынша төрт ақпараттық блоктер).
GPRS - тың жүйесіндегі берілудің иілгіштігін және өткізу қабілетін
жоғарылату мақсаттарындағы мәліметтерді кодтаудың төрт схемасы қолданыла
алады : CS1 - ден CS4 - ке дейін. Пакетті тапсыруды тәртіптегі радио торабының
жұмысын басқаруға қуатпен оның адапттивті күйге келтіруі, жиіліктің
программалық қайта құруы және басқаруды қамтамасыз ететін RLC (Radio Link
Control) арнайы хаттамасы жасалған. Радио торабының бейімделуі кодтаудың
сұлбасын (CS1 - CS4) берілетін мәліметтің түрі, бөгеттердің деңгейінің және
радиоканал сипаттамаларына байланысты таңдауды қосады. Осылай, GPRS
режимінде әр абонентке 1 - ден 8 - ге дейін арналық интервал беріледі. Дестелі
тарату кезінде үстіне және астына байланыс торабының қорлары бір
бірінен байланыссыз бөліне алады, яғни, жүйеде ассиметриялық тарату режимі
бола алады. Бүгінгі күні GPRS - жүйесінде деректерді беру жылдамдығы CS2
кодтау схемасын қолдануында 115, 2 (8х14, 4) кбитсті құрайды, дегенмен ол
теория жағынан алғанда171, 2 (8х21, 4) кбитске дейін үлкейте алады - егер CS4
кодтау схемасын қолданса.
2008 жылының қазанындағы өткізілген жылжымалы байланыс
жылдамдығын зерттеуі көрсеткендей, жүзеге асатын кіріс байланыстың орташа
жылдамдығы 130 Кбитc құрайды, ал шығысы - 57 кбитс. Жылжымалы
Интернеттің бір де бір операторы өзі қолданатын стандарттың максималды
жылдамдығын көрсеткен жоқ (GSM - дегі EDGE үшін 474 Кбитс).
30
1.7 GSM жүйесін GPRS технологиясына қарасты жетілдіру
GSM желісіндегі Интернет қызметін енгізу үшін өткізу жолағын бөлуі
GPRS (радиоқызметтің ортақ дестелі таратуы ) дестелі мәліметтерді тарату
технологиясын қолдандырады. Нақты уақыт режимінде мәліметтерді таратуға
бағытталған, қосымша, одан кең өткізу жолағын және қызмет көрсету сапасы
(QOS) жоғары болғандығын талап етеді, қазір сол сапаны GPRS стандарты
қамтамасыз ете алмайды. GPRS стандарты жоғарғы қызмет көрсету сапасын
және бір абонентке кең өткізу жолағын қамтамасыз етеді. GPRS технологиясы
сегізпозициялы фазалық манипуляциясында (8PSK) негізделген, ол радио-
интерфейс үшін жаңа шешім көрсетеді. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz