A cellás kommunikációs rendszerek felépítésének elvei. Miért nevezik a mobiltelefont mobiltelefonnak?

Mobil mobil

sejtes- a mobil rádiós kommunikáció egyik fajtája, amelyen alapul mobilhálózat. A legfontosabb jellemző, hogy a teljes lefedettségi területet cellákra (cellákra) osztják, amelyeket az egyes bázisállomások (BS) lefedettségi területei határoznak meg. A cellák részben átfedik egymást, és együtt hálózatot alkotnak. Ideális (sík és fejletlen) felületen egy BS lefedettségi területe egy kör, így a belőlük alkotott hálózat hatszögletű sejtekkel (méhsejtekkel) rendelkező méhsejtnek tűnik.

Figyelemre méltó, hogy az angol változatban a kapcsolatot "cellular"-nak vagy "cellular"-nak (cellulárisnak) nevezik, ami nem veszi figyelembe a hatszögletű cellákat.

A hálózat egymástól térben elhelyezett, azonos frekvenciatartományban működő adó-vevőkből és kapcsolóberendezésekből áll, amelyek lehetővé teszik a mobil előfizetők aktuális helyzetének meghatározását és a kommunikáció folytonosságának biztosítását, amikor az előfizető egy adó-vevő lefedettségéről a lefedettségre költözik. egy másik területe.

Sztori

A mobiltelefon-rádió első használata az Egyesült Államokban 1921-ig nyúlik vissza, amikor a detroiti rendőrség egyirányú diszpécser-kommunikációt használt a 2 MHz-es sávban, hogy információt továbbítsanak egy központi adóról a járműre szerelt vevőkre. 1933-ban a NYPD kétirányú mobiltelefon-rádiórendszert kezdett használni, szintén a 2 MHz-es sávban. 1934-ben az Egyesült Államok Szövetségi Kommunikációs Bizottsága 4 csatornát jelölt ki a telefonos rádiókommunikációra 30 ... 40 MHz tartományban, 1940-ben pedig már körülbelül 10 ezer rendőrjármű használt telefonrádió-kommunikációt. Mindezek a rendszerek amplitúdómodulációt használtak. A frekvenciamodulációt 1940-ben kezdték el használni, és 1946-ra teljesen kiszorította az amplitúdómodulációt. Az első nyilvános mobil rádiótelefon 1946-ban jelent meg (St. Louis, USA; Bell Telephone Laboratories), a 150 MHz-es sávot használta. 1955-ben a 150 MHz-es sávban 11 csatornás, 1956-ban pedig a 450 MHz-es sávban 12 csatornás rendszer kezdte meg működését. Mindkét rendszer szimplex volt, és kézi kapcsolást használt. Az automatikus duplex rendszerek 1964-ben (150 MHz), illetve 1969-ben (450 MHz) kezdték meg működésüket.

A Szovjetunióban 1957-ben L. I. Kupriyanovich moszkvai mérnök megalkotta az LK-1 hordható automatikus duplex mobil rádiótelefon prototípusát és egy bázisállomását. A mobil rádiótelefon körülbelül három kilogrammot nyomott, hatótávolsága 20-30 km volt. 1958-ban Kupriyanovich megalkotta a készülék továbbfejlesztett modelljét, 0,5 kg súlyú és cigarettásdoboz méretű. Az 1960-as években Christo Bochvarov Bulgáriában mutatta be zseb-mobil rádiótelefon prototípusát. Az Interorgtekhnika-66 kiállításon Bulgária bemutatja a helyi mobilkommunikáció szervezésére szolgáló készletet PAT-0.5 és ATRT-0.5 zsebmobiltelefonokról, valamint egy RATC-10 bázisállomást, amely 10 előfizetőt köt össze.

Az 50-es évek végén a Szovjetunióban megkezdődött az altáji autórádió-telefonrendszer fejlesztése, amelyet 1963-ban helyeztek próbaüzembe. Az altaji rendszer kezdetben 150 MHz-es frekvencián működött. 1970-ben a Szovjetunió 30 városában működött az altaji rendszer, és 330 MHz-es sávot osztottak ki számára.

Hasonlóképpen, a természeti különbségekkel és kisebb léptékben a helyzet más országokban is alakult. Így Norvégiában a nyilvános telefonrádiót 1931 óta használják tengeri mobilkommunikációként; 1955-ben 27 parti rádióállomás működött az országban. A szárazföldi mobilkommunikáció a második világháború után kezdett fejlődni magánjellegű kézi kapcsolású hálózatok formájában. Így 1970-re a mobiltelefonos rádiókommunikáció egyrészt már meglehetősen elterjedtté vált, másrészt azonban nyilvánvalóan nem tartott lépést a gyorsan növekvő igényekkel, korlátozott számú csatornával a szigorúan meghatározott frekvenciasávokban. A megoldást egy cellás kommunikációs rendszer formájában találták meg, amely lehetővé tette a frekvenciák újrafelhasználásának köszönhetően a kapacitás drámai növelését egy cellás szerkezetű rendszerben.

Természetesen, ahogy az az életben lenni szokott, a cellás kommunikációs rendszer egyes elemei korábban is léteztek. Konkrétan, 1949-ben Detroitban (USA) egy taxis diszpécserszolgálat használta a celluláris rendszer bizonyos formáit – a különböző cellák frekvenciáinak újrafelhasználásával, a felhasználók által előre meghatározott helyeken történő kézi csatornaváltással. A ma cellás kommunikációs rendszerként ismert rendszer architektúráját azonban csak a Bell System cég műszaki jelentése vázolta fel, amelyet 1971 decemberében nyújtottak be az Egyesült Államok Szövetségi Kommunikációs Bizottságának. És attól kezdve a mobil kommunikáció fejlődése. megkezdődött a megfelelő, amely 1985-től vált igazán diadalmassá az elmúlt tíz év alatt.

1974-ben az Egyesült Államok Szövetségi Kommunikációs Bizottsága úgy döntött, hogy a 800 MHz-es sávban 40 MHz-es frekvenciasávot oszt ki a cellás kommunikáció számára; 1986-ban újabb 10 MHz-et adtak hozzá ugyanebben a tartományban. 1978-ban Chicago megkezdte az első kísérleti cellás kommunikációs rendszer tesztelését 2000 előfizető számára. Ezért 1978 tekinthető a cellás kommunikáció gyakorlati alkalmazásának kezdetének évének. Chicagóban 1983 októberében üzembe helyezte az első automatikus kereskedelmi mobilkommunikációs rendszert is az American Telephone and Telegraph (AT&T). Kanadában 1978 óta, Japánban 1979 óta, a skandináv országokban (Dánia, Norvégia, Svédország, Finnország) 1981 óta, Spanyolországban és Angliában 1982 óta használják a cellás kommunikációt. 1997 júliusáig több mint 140 országban működött a mobil kommunikáció minden kontinensen, több mint 150 millió előfizetőt szolgálva ki.

Az első kereskedelmileg sikeres mobilhálózat a finn Autoradiopuhelin (ARP) hálózat volt. Ezt a nevet oroszra fordítják "autó rádiótelefonnak". A városban elindítva Finnország területének 100%-os lefedettségét érte el ben. A cella mérete körülbelül 30 km volt, a városban több mint 30 ezer előfizetője volt. 150 MHz-es frekvencián dolgozott.

A cellás kommunikáció működési elve

A mobilhálózat fő összetevői a mobiltelefonok és bázisállomások. A bázisállomások általában az épületek és tornyok tetején találhatók. Bekapcsolt állapotban a mobiltelefon a levegőt hallgatja, és jelet talál a bázisállomásról. A telefon ezután elküldi egyedi azonosító kódját az állomásnak. A telefon és az állomás állandó rádiókapcsolatot tart fenn, időszakonként csomagokat cserél. A telefon és az állomás közötti kommunikáció történhet analóg protokollon (NMT-450) vagy digitálisan (DAMPS, GSM, eng. átadni).

A mobilhálózatok különböző szabványú bázisállomásokból állhatnak, ami lehetővé teszi a hálózat optimalizálását és lefedettségének javítását.

Különböző szolgáltatók mobilhálózatai kapcsolódnak egymáshoz, valamint a vezetékes telefonhálózathoz. Ez lehetővé teszi az egyik szolgáltató előfizetői számára, hogy hívásokat kezdeményezzenek egy másik szolgáltató előfizetőihez, mobiltelefonról vezetékesre, vezetékesről mobilra.

A különböző országok szolgáltatói barangolási megállapodásokat köthetnek. Az ilyen szerződéseknek köszönhetően az előfizető külföldön is kezdeményezhet és fogadhat hívásokat egy másik szolgáltató hálózatán keresztül (bár magasabb áron).

Mobil kommunikáció Oroszországban

Oroszországban a mobiltelefonos kommunikációt 1990-ben kezdték bevezetni, a kereskedelmi használat 1991. szeptember 9-én kezdődött, amikor Szentpéterváron a Delta Telecom elindította Oroszország első mobilhálózatát (NMT-450 szabvány szerint működött) és egy szimbolikus mobilt. Anatolij Szobcsak szentpétervári polgármester felhívása. 1997 júliusára az oroszországi előfizetők teljes száma körülbelül 300 000 volt. 2007-ben az Oroszországban használt fő cellás kommunikációs protokollok a GSM-900 és a GSM-1800. Ezen kívül az UMTS is működik. A MegaFon 2007. október 2-án, Szentpéterváron helyezte üzembe ezen szabvány hálózatának első részét Oroszországban. A szverdlovszki régióban a Motiv Mobile Communications cég tulajdonában lévő DAMPS szabványú cellás kommunikációs hálózat továbbra is működik.

2008 decemberében 187,8 millió mobiltelefon-felhasználó volt Oroszországban (az eladott SIM-kártyák száma alapján). A mobilkommunikáció penetrációs rátája (100 lakosra jutó SIM-kártyák száma) így 129,4% volt ezen a napon. A régiókban – Moszkva nélkül – a penetráció meghaladta a 119,7%-ot.

A legnagyobb mobilszolgáltatók piaci részesedése 2008 decemberében: 34,4% az MTS, 25,4% a VimpelCom és 23,0% a MegaFon esetében.

2007 decemberében a mobilkommunikációs felhasználók száma Oroszországban 172,87 millió előfizetőre nőtt, Moszkvában - 29,9-re, Szentpéterváron - 9,7 millióra. Az oroszországi penetráció szintje - akár 119,1%, Moszkvában - 176 % , Szentpétervár - 153%. A legnagyobb mobilszolgáltatók piaci részesedése 2007 decemberében: MTS 30,9%, VimpelCom 29,2%, MegaFon 19,9%, egyéb szolgáltatók 20%.

A brit Informa Telecoms & Media kutatócég 2006. évi adatai szerint egy oroszországi fogyasztó számára átlagosan 0,05 dollárba került egy perc mobilkommunikáció – ez a legalacsonyabb adat a G8-országok között.

Az orosz mobilkommunikációs piac tanulmányozása alapján az IDC arra a következtetésre jutott, hogy 2005-ben az Orosz Föderáció lakóinak mobiltelefonján folytatott beszélgetéseinek teljes időtartama elérte a 155 milliárd percet, és 15 milliárd szöveges üzenetet küldtek.

A J "son & Partners tanulmánya szerint az Oroszországban regisztrált SIM-kártyák száma 2008. november végén elérte a 183,8 milliót.

Lásd még

Források

Linkek

  • Információs oldal a cellás kommunikáció generációiról és szabványairól.
  • Mobil kommunikáció Oroszországban 2002-2007, hivatalos statisztikák

A ma világszerte működő mobilkommunikáció hagyományosan viszonylag új találmánynak számít. A mobilkommunikációs infrastruktúra szervezésének első koncepciói azonban a 20. század elején jelentek meg. Nehéz megválaszolni azt a kérdést, hogy melyik országban és mikor jelentek meg az első mobiltelefonok. De ha megpróbálja ezt megtenni - milyen tényeket kell először tanulmányozni a rádióberendezések segítségével történő telefonkommunikáció fejlesztésével kapcsolatban? Milyen szempontok alapján kell bizonyos készülékeket mobiltelefonnak minősíteni?

A mobiltelefonok története: alapvető tények

A kérdés megválaszolásához - ki találta fel az első mobiltelefont a világon, először is megismerkedhetünk a megfelelő kommunikációs eszközök létrehozásának történetével.

A kommunikációs eszközök koncepciói és prototípusai, funkcionális szempontból, a mobiltelefonokhoz közel, már a 20. század elején elkezdődtek a különböző közösségekben (tudományos, mérnöki) tárgyalni. De a 70-es évek végén magát a mobiltelefont, mint előfizetői kommunikációs eszközt javasolták a Bell Laboratories fejlesztésére, amely az egyik legnagyobb amerikai vállalathoz, az AT&T-hez tartozott. Finnország volt az egyik első állam, amely sikeresen bevezette a kereskedelmi mobilkommunikációs rendszereket. A mobilkommunikációs rendszereket a Szovjetunióban is aktívan fejlesztették.

De melyik állam előzte meg a többieket a mobiltelefonok bevezetése terén?

Hasznos lesz részletesebben foglalkozni a szovjet találmányokkal - a rájuk vonatkozó tények megismerése segít megérteni, mikor jelent meg az első mobiltelefon a világon, és melyik országban.

A Nagy Honvédő Háború idején egy speciális eszköz, egy monofon létrehozásának ötletét Georgij Iljics Babat szovjet tudós javasolta. Ennek a készüléknek egy automata üzemmódban működő hordozható telefonnak kellett volna lennie. Feltételezték, hogy 1-2 GHz tartományban fog működni. A G.I. által javasolt készülék fő jellemzője. Babatnak a hangátvitelt kellett biztosítania speciális hullámvezetők kiterjedt hálózatán keresztül.

1946-ban G. Shapiro és I. Zakharchenko javasolta egy rádiótelefon-kommunikációs rendszer megszervezését, amelyben a hangvételre és -továbbításra szolgáló eszközöket az autókban helyezték el. Ennek a koncepciónak megfelelően a mobil kommunikációs infrastruktúra alapját a meglévő városi állomásoknak kellett volna képezniük, speciális rádióberendezésekkel kiegészítve. Speciális hívójeleket kellett volna használnia előfizetői azonosítóként.

1957 áprilisában Leonyid Ivanovics Kuprijanovics szovjet mérnök megalkotta a kommunikációs eszköz prototípusát - az LK-1 rádiótelefont. Ennek az eszköznek a hatótávolsága körülbelül 30 km volt, és jelentős súlya volt - körülbelül 3 kg. A kommunikációt egy speciális automata telefonközponttal való interakción keresztül tudta biztosítani, amely a városi telefonvonalakhoz tudott csatlakozni. Ezt követően a telefont továbbfejlesztették. Nem. Kupriyanovich jelentősen csökkentette az eszköz súlyát és méreteit. A frissített változatban a készülék mérete megközelítőleg megegyezett 2 egymásra helyezett cigarettásdoboz méretével. A rádiótelefon súlya az akkumulátorral együtt körülbelül 500 gramm volt. Várható volt, hogy a szovjet mobiltelefont széles körben használják majd a nemzetgazdaságban, a mindennapi életben, és az állampolgárok személyes használatának tárgyává válik.

Rádiótelefon L.I. Kupriyanovich nemcsak hívások kezdeményezését, hanem fogadását is lehetővé tette - személyes szám hozzárendelése mellett, valamint olyan infrastruktúra használatát, amely lehetővé teszi a jelek továbbítását az alközpontról az automatikus telefonrádióállomásokra, és azokról az előfizetői eszközökre.

Más szocialista országokban is folytak kutatások a mobilkommunikáció területén. Például 1959-ben a bolgár tudós, Hristo Bachvarov kifejlesztett egy olyan mobileszközt, amely alapelvében hasonlít L.I. Kupriyanovich, és szabadalmaztatta.

Mondhatjuk, hogy a világ első mobiltelefonját így találták fel a Szovjetunióban vagy más szocialista országokban?

Az eszközök mobiltelefonként való besorolásának kritériumai

Mindenekelőtt érdemes eldönteni, hogy tulajdonképpen mi a mobiltelefon. Az általános meghatározás szerint ez olyan eszköznek tekintendő, amely:

Kompakt (egy személy magával viheti);

Rádiócsatornákon működik;

Lehetővé teszi az egyik előfizető számára, hogy egyedi szám használatával hívja a másikat;

Bizonyos módon integrálva a vezetékes telefonhálózatokkal;

Nyilvánosan elérhető (a csatlakozáshoz nincs szükség illetékes hatóságok engedélyére, és az előfizetők pénzügyi és infrastrukturális erőforrásai korlátozzák).

Ebből a szempontból teljes értékű mobiltelefont még nem találtak fel. De természetesen a mobiltelefon meghatározásának fenti kritériumai nem tekinthetők univerzálisnak. És ha eltávolítjuk tőlük különösen a hozzáférhetőséget és a tömörséget, akkor a többi megfelelhet a szovjet Altáj rendszerének. Tekintsük részletesebben jellemzőit.

Szovjet tapasztalat a mobilkommunikáció fejlesztésében: az Altaj rendszer

Annak a kérdésnek a tanulmányozásakor, hogy melyik a legelső mobiltelefon a világon, hasznos megismerkedni a megfelelő kommunikációs rendszerrel kapcsolatos alapvető tényekkel. A hozzá csatlakoztatott készülékek elvileg minden mobiltelefon jellel rendelkeztek, kivéve az általános elérhetőséget. Ez a rendszer a következő:

Lehetővé tette egyes előfizetők számára, hogy másokat számon hívjanak;

Bizonyos módon integrálva volt a városi hálózatokkal.

De ez nem volt nyilvánosan elérhető: az előfizetői listákat tanszéki szinten hagyták jóvá. Az Altáj rendszert a 60-as években indították el Moszkvában, a 70-es években pedig a Szovjetunió több mint 100 városában telepítették. Aktívan használták az 1980-as olimpián.

A Szovjetunióban tervben volt egy olyan mobil kommunikációs rendszer létrehozása, amelyhez mindenki csatlakozhat. De a 80-as évek közepének és végének gazdasági és politikai nehézségei miatt a koncepció kidolgozására irányuló munka lelassult.

A posztszovjet Oroszországban a nyugati cellás szabványokat vezették be. Ekkor már elég régóta biztosították az eszközök közötti kommunikációt, amit teljes értékű mobiltelefonnak nevezhetnénk. Vizsgáljuk meg, hogyan alakultak ki a megfelelő szabványok Nyugaton. Ez ismét segít megválaszolni azt a kérdést, hogy hol és mikor jelent meg a világ első mobiltelefonja.

A mobilkommunikáció története az Egyesült Államokban

Amint azt a cikk elején megjegyeztük, a mobiltelefonok prototípusai Nyugaton már a 20. század elején megjelentek. Az 1930-as és 1940-es években valódi fejlemények kezdtek gyökeret verni. 1933-ban a NYPD járművek félduplex rádióadókkal tudtak kommunikálni. 1946-ban olyan mobilhálózatot építettek ki, amelyben a magán-előfizetők rádióberendezéssel kommunikálhattak egymással egy operátor közvetítésével. 1948-ban elindítottak egy infrastruktúrát, amely lehetővé tette az egyik előfizető számára, hogy automatikusan hívja a másikat.

Lehetséges azt mondani, hogy így az USA-ban találták fel a világ első mobiltelefonját? Ha figyelembe vesszük a fenti kritériumokat, hogy a rádiótelefont a megfelelő típusú készülékek közé soroljuk - igen, ezt mondhatjuk, de a későbbi amerikai fejlesztések kapcsán. Az a tény, hogy a 40-es évek amerikai mobilhálózatainak működési elvei nagyon távol álltak azoktól, amelyek a modern.

Az 1940-es években Missouriban és Indianában telepített rendszereknek jelentős frekvencia- és csatornakorlátai voltak. Ez nem tette lehetővé, hogy egyszerre kellően nagy számú előfizető csatlakozzon a mobilhálózatokhoz. A probléma megoldását a Bell szakembere, D. Ring javasolta, aki a rádiójel terjedési területének cellákra vagy cellákra való felosztását javasolta, amelyeket speciális, különböző frekvencián működő bázisállomások alkotnának. Ezt az elvet általában a modern mobilszolgáltatók is megvalósítják. A D. Ring koncepciójának gyakorlati megvalósítása 1969-ben valósult meg.

A mobilkommunikáció története Európában és Japánban

Nyugat-Európában 1951-ben tesztelték az első rádióberendezést használó telefonrendszereket. Az 1960-as években Japánban aktívan dolgoztak ebben az irányban. Figyelemre méltó, hogy a japán fejlesztők találták meg, hogy a mobilkommunikációs infrastruktúra kiépítésének optimális frekvenciája a 400 és 900 MHz. Ma ezek a frekvenciák a mobilszolgáltatók által használt fő frekvenciák közé tartoznak.

Finnország az egyik vezető ország lett a teljes értékű mobilhálózat működésének megszervezése terén történő fejlesztések bevezetésében. 1971-ben a finnek kereskedelmi mobilhálózatot kezdtek kiépíteni, amelynek lefedettsége 1978-ra elérte az egész ország méretét. Ez azt jelenti, hogy a világ legelső modern elvek szerint működő mobiltelefonja Finnországban jelent meg? A tézis mellett szólnak bizonyos érvek: konkrétan az a tény, hogy a finn távközlési vállalatok országszerte kiépítik a megfelelő infrastruktúrát, de a hagyományos nézőpontnak megfelelően az Egyesült Államokban mégis megjelent egy ilyen eszköz. . Ebben a főszerep, ha a népszerű változatot vesszük, ismét a Motoroláé volt.

Cellular Concepts a Motorola

Az 1970-es évek elején nagyon kemény verseny alakult ki az Egyesült Államokban a szolgáltatók és berendezések szolgáltatói között egy ígéretes piaci szegmensben - a mobilkommunikáció területén. A fő rivális itt az AT&T és a Motorola. Ugyanakkor az első cég az autóipari kommunikációs rendszerek kiépítésére helyezte a hangsúlyt - egyébként a finn telekommunikációs vállalatokhoz hasonlóan, a második - olyan kompakt eszközök bevezetésére, amelyeket minden előfizető magával vihet.

A második koncepció nyert, és ennek alapján a Motorola Corporation megkezdte a modern értelemben tulajdonképpen teljes, kompakt eszközöket használó mobilhálózat kiépítését A világ első mobiltelefonja a Motorola infrastruktúrán belül, ismét a hagyományos megközelítésnek megfelelően, 1973-ban előfizetői eszközként használták. 10 év után egy teljes értékű kereskedelmi hálózat indult az Egyesült Államokban, amelyhez a hétköznapi amerikaiak is csatlakozhattak.

Gondoljunk csak bele, mi volt a világ első mobiltelefonja, amelyet a közkeletű nézőpontnak megfelelően az amerikai Motorola cég mérnökei találtak ki.

Az első mobiltelefon: műszaki adatok

A Motorola DynaTAC készülékről beszélünk. Körülbelül 1,15 kg volt. Mérete 22,5 x 12,5 x 3,75 cm volt, számbillentyűkkel, valamint két speciális gombbal a hívás indítására, valamint a hívás befejezésére. A készülék akkumulátorral rendelkezett, aminek köszönhetően hívásvárakoztatásban kb. 8 órán keresztül, beszélgetés módban kb. 1 óráig tudott működni. Az első mobiltelefon akkumulátorának feltöltése több mint 10 órát vett igénybe.

Hogyan néz ki a világ első mobiltelefonja? A készülék fotója alább látható.

Ezt követően a Motorola számos frissített verziót adott ki a készülékből. Ha már a Motorola kereskedelmi hálózatáról beszélünk, a világ első mobiltelefonja a megfelelő infrastruktúrára készült 1983-ban.

A Motorola DynaTAC 8000X készülékről beszélünk. Ez a készülék körülbelül 800 grammot nyomott, méretei hasonlóak voltak a készülék első verziójához. Figyelemre méltó, hogy 30 előfizetői számot lehetett tárolni a memóriájában.

Ki találta fel az első mobiltelefont?

Tehát próbáljunk meg válaszolni fő kérdésünkre – ki találta fel a világ első mobiltelefonját. A rádióberendezéseket használó telefonkommunikáció fejlődésének története arra enged következtetni, hogy a legelső olyan készüléket, amely teljes mértékben megfelelt a mobiltelefonokra való utalás máig érvényes kritériumainak, a Motorola találta fel az USA-ban, és 1973-ban mutatta be a világnak.

Téves lenne azonban azt állítani, hogy ez a társaság egy alapvetően új fejlesztést vezetett be. A mobiltelefonokat - abban az értelemben, hogy rádióberendezések voltak, és egyedi számmal biztosították az előfizetők közötti kommunikációt - akkoriban a Szovjetunióban, Európában és Japánban használták. Ha már arról beszélünk, hogy mikor került forgalomba a világ első mobiltelefonja, akkor az azt kifejlesztő cég 1983-ban indította el a megfelelő üzletágat, később, mint ahogy Finnországban is bevezettek hasonló projekteket.

Így a Motorola Corporation joggal tekinthető az elsőnek, amely modern értelemben vett mobiltelefont kínál - különösen a bázisállomások cellák közötti elosztásának elvén, és kompakt formátummal is. Ha tehát arról beszélünk, hogy pontosan hol, melyik országban találták fel a világ első mobiltelefonját - mint egy hordozható, kompakt eszközt, amely a celluláris kommunikációs infrastruktúra részét képezi, akkor jogos lenne megállapítani, hogy az Egyesült Államok lett ez az állam.

Ugyanakkor érdemes megjegyezni, hogy a szovjet altáji rendszer az amerikai típusú technológiák bevezetése nélkül is meglehetősen sikeresen működött. Így a Szovjetunió mérnökei elvileg bebizonyították a mobil kommunikációs infrastruktúra nemzeti szintű telepítésének lehetőségét, valójában a bázisállomások cellák közötti elosztásának elveinek alkalmazása nélkül.

Lehetséges, hogy az 1980-as évek gazdasági és politikai problémái nélkül a Szovjetunió bevezette volna saját mobilhálózatait, amelyek az amerikaiak helyett alternatív koncepciók alapján működtek volna, és azok sem működtek volna rosszabbul. A tény azonban az, hogy Oroszország ma a nyugati világban kifejlesztett cellás kommunikációs szabványokat alkalmazza, amelyek az első mobiltelefonokat kínálták és forgalmazták.

Érdemes megjegyezni, hogy az altaji rendszer valójában 2011-ig működött. Így a szovjet mérnöki fejlesztések sokáig aktuálisak maradtak, és ez arra utalhat, hogy a szükséges finomítással felvehetik a versenyt a külföldi koncepciókkal a cellás kommunikációs infrastruktúra kiépítésében.

Összegzés

Szóval, ki találta fel a világ első mobiltelefonját? Erre a kérdésre nehéz röviden válaszolni. Ha a mobiltelefont kompaktnak kell érteni városi hálózatokkal integrált, cellás alapon működő és mindenki számára elérhető előfizetői rádióberendezések, majd valószínűleg ezt az infrastruktúrát először az amerikai Motorola cég vezette be.

Apropó az első reklám mobilhálózatok – ezeket, valószínűleg országos szinten, Finnországban vezették be, de az autókban való elhelyezésre összpontosító eszközök használatával. A nem kereskedelmi célú zárt mobilhálózatokat a Szovjetunióban is sikeresen telepítették, sőt, országos szinten.

Tudja, mi történik, miután tárcsázza egy barátja számát a mobiltelefonján? Hogyan találja meg a mobilhálózat Andalúzia hegyeiben vagy a távoli Húsvét-sziget partján? Miért szakad meg néha hirtelen a beszélgetés? Múlt héten meglátogattam a Beeline-t, és megpróbáltam kitalálni, hogyan működik a mobilkommunikáció...

Hazánk lakott részének nagy részét lefedik a bázisállomások (BS). A mezőn úgy néznek ki, mint a vörös-fehér tornyok, a városban pedig nem lakóépületek tetején rejtőznek. Mindegyik állomás akár 35 kilométeres távolságból veszi fel a mobiltelefonok jelét, és szolgáltatási vagy hangcsatornákon keresztül kommunikál egy mobiltelefonnal.

Miután tárcsázta egy barátja számát, telefonja felveszi a kapcsolatot a legközelebbi bázisállomással (BS) egy szolgáltatási csatornán keresztül, és kéri, hogy jelöljön ki egy hangcsatornát. A bázisállomás elküldi a kérést a vezérlőnek (BSC), amely továbbítja azt a kapcsolónak (MSC). Ha barátja ugyanazon a mobilhálózaton van, a kapcsoló ellenőrzi az otthoni helyregisztert (HLR), megtudja, hogy a hívott fél éppen hol tartózkodik (otthon, Törökországban vagy Alaszkában), és átirányítja a hívást a megfelelő kapcsolóra, ahol továbbítja a vezérlőhöz, majd a bázisállomáshoz. A bázisállomás felveszi a kapcsolatot a mobiltelefonnal, és összeköti Önt egy barátjával. Ha barátja egy másik hálózat előfizetője, vagy Ön vezetékes telefont hív, akkor a kapcsolója kapcsolatba lép egy másik hálózat megfelelő kapcsolójával. Kemény? Nézzük meg közelebbről. A bázisállomás egy pár vasszekrény, egy jól légkondicionált helyiségbe zárva. Tekintettel arra, hogy Moszkvában +40 volt az utcán, szerettem volna egy ideig ebben a szobában lakni. A bázisállomás általában vagy az épület padlásán, vagy a tetőn lévő konténerben található:

2.

A bázisállomás antennája több szektorra oszlik, amelyek mindegyike a maga irányába "világít". A függőleges antenna a telefonokkal kommunikál, a kerek antenna a bázisállomást köti össze a vezérlővel:

3.

Minden szektor akár 72 hívást is kiszolgálhat egyszerre, a beállítástól és konfigurációtól függően. Egy bázisállomás 6 szektorból állhat, így egy bázisállomás 432 hívást tud kiszolgálni, azonban általában kevesebb adó és szektor van az állomáson telepítve. A mobilszolgáltatók inkább több BS-t telepítenek a kommunikáció minőségének javítása érdekében. A bázisállomás három sávban tud működni: 900 MHz - a jel ezen a frekvencián tovább terjed és jobban behatol az épületek belsejébe 1800 MHz - a jel rövidebb távolságokra terjed, de lehetővé teszi több adó telepítését 1 szektoron 2100 MHz - 3G hálózat Ez így néz ki a szekrény 3G berendezéssel:

4.

A bázisállomásokon szántóföldeken és falvakban 900 MHz-es adók vannak telepítve, a városban pedig, ahol a bázisállomások tűk a sündisznóba szorulnak, a kommunikáció főként 1800 MHz-es frekvencián zajlik, bár mindhárom sáv adója jelen lehet. bármely bázisállomáson egyszerre.

5.

6.

A 900 MHz-es jel akár 35 kilométert is elérhet, bár az útvonalak mentén egyes Bázisállomások „hatótávolsága” akár a 70 kilométert is elérheti, az állomáson egyidejűleg kiszolgált előfizetők számát felére csökkentve. Ennek megfelelően telefonunk kis beépített antennájával akár 70 kilométeres távolságra is képes jelet továbbítani... Minden Bázisállomás úgy lett kialakítva, hogy optimális földszinti rádiólefedettséget biztosítson. Ezért a 35 kilométeres hatótáv ellenére a rádiójelet egyszerűen nem küldik el a repülőgép magasságába. Egyes légitársaságok azonban már megkezdték olyan kis teljesítményű bázisállomások felszerelését a repülőgépeiken, amelyek lefedettséget biztosítanak a repülőgépen belül. Egy ilyen BS egy műholdas csatorna segítségével kapcsolódik a földi cellás hálózathoz. A rendszert egy vezérlőpult egészíti ki, amely lehetővé teszi a személyzet számára a rendszer be- és kikapcsolását, valamint bizonyos típusú szolgáltatásokat, például éjszakai járatokon a hang kikapcsolását. A telefon egyidejűleg 32 bázisállomás jelerősségét tudja mérni. Információkat küld a 6 legjobbról (jelszint szerint) a szolgáltatási csatornán keresztül, és a vezérlő (BSC) eldönti, hogy melyik BS továbbítsa az aktuális hívást (Handover), ha úton van. Előfordulhat, hogy a telefon hibázik, és átirányít egy gyengébb jelű BS-re, ilyenkor a beszélgetés megszakadhat. Az is kiderülhet, hogy a telefon által kiválasztott bázisállomáson minden hangvonal foglalt. Ebben az esetben a beszélgetés is megszakad. Szóltak nekem az úgynevezett "felső emeleti problémáról" is. Ha penthouse-ban él, akkor néha, amikor egyik szobából a másikba költözik, a beszélgetés megszakadhat. Ez azért van így, mert az egyik szobában a telefon "lát" egy BS-t, a másikban pedig egy másikat, ha a ház másik oldalára megy, és ugyanakkor ez a 2 bázisállomás nagy távolságra van egymással, és nincsenek „szomszédosként” regisztrálva egy mobilszolgáltatónál. Ebben az esetben a hívás átvitele egyik BS-ről a másikra nem történik meg:

A metróban a kommunikációt ugyanúgy biztosítják, mint az utcán: Bázisállomás - vezérlő - kapcsoló, azzal a különbséggel, hogy ott kis Bázisállomásokat használnak, és az alagútban a lefedettséget nem egy közönséges antenna, hanem a speciális sugárzó kábel. Ahogy fentebb is írtam, egy BS akár 432 hívást is tud egyszerre kezdeményezni. Általában ez az erő elég a szemnek, de például egyes ünnepek alatt előfordulhat, hogy a BS nem tud megbirkózni a hívni vágyók számával. Ez általában szilveszterkor történik, amikor mindenki gratulálni kezd egymásnak. Az SMS-ek továbbítása szolgáltatási csatornákon keresztül történik. Március 8-án és február 23-án az emberek szívesebben gratulálnak egymásnak SMS-ben, vicces mondókák küldésével, és a telefonok gyakran nem tudnak megegyezni a BS-vel a hangcsatorna kiosztásáról. Érdekes történetet meséltek el nekem. Moszkva egyik kerületéből panaszok érkeztek az előfizetőktől, hogy nem tudnak átjutni sehova. A technikusok kezdték megérteni. A legtöbb hangcsatorna ingyenes volt, és minden szolgáltatási csatorna foglalt. Kiderült, hogy a BS mellett volt egy intézet, ahol vizsgáztak, és a hallgatók folyamatosan SMS-t váltottak. A telefon a hosszú SMS-eket több rövidre osztja, és mindegyiket külön küldi el. A műszaki szolgálat munkatársainak azt tanácsoljuk, hogy az ilyen gratulációkat MMS-ben küldjék el. Gyorsabb és olcsóbb lesz. A bázisállomásról a hívás a vezérlőhöz megy. Olyan unalmasnak tűnik, mint maga a BS – ez csak egy szekrénysor:

7.

A felszereltségtől függően a vezérlő akár 60 bázisállomást is kiszolgálhat. A BS és a vezérlő (BSC) közötti kommunikáció rádiórelé csatornán vagy optikán keresztül történhet. A vezérlő vezérli a rádiócsatornák működését, beleértve a szabályozza az előfizető mozgását, jelátvitelt egyik BS-ről a másikra. A kapcsoló sokkal érdekesebbnek tűnik:

8.

9.

Minden kapcsoló 2-30 vezérlőt szolgál ki. Már egy nagy csarnokot foglal el, tele különféle szekrényekkel, felszerelésekkel:

10.

11.

12.

A váltó forgalomirányítást végez. Emlékszel a régi filmekre, ahol az emberek először a „lányt” hívták, majd összekapcsolta őket egy másik előfizetővel, áthuzalozva a vezetékeket? A modern kapcsolók ugyanezt teszik:

13.

A hálózat irányításához a Beeline-nek több autója van, amelyeket szeretettel "sünnek" neveznek. Körbejárják a várost és mérik saját hálózatuk jelszintjét, valamint a „Három Nagy” kollégáinak hálózatának szintjét:

14.

Egy ilyen autó teljes teteje antennákkal van kirakva:

15.

A belsejében több száz hívást kezdeményező és információkat rögzítő berendezés található:

16.

A kapcsolók és vezérlők éjjel-nappali vezérlése a Network Control Center (NCC) küldetésvezérlő központjából történik:

17.

A mobilhálózat figyelésének 3 fő területe van: baleseti arány, statisztikák és az előfizetők visszajelzései. A repülőgépekhez hasonlóan minden mobilhálózati berendezés rendelkezik érzékelőkkel, amelyek jelet küldenek az MCC-nek, és információkat adnak ki a diszpécserek számítógépére. Ha néhány berendezés nem működik, akkor a monitor jelzőfénye villogni kezd. Az MSC az összes kapcsoló és vezérlő statisztikáit is nyomon követi. Elemzi a korábbi időszakokkal (óra, nap, hét stb.) való összehasonlítással. Ha az egyik csomópont statisztikái élesen eltérnek az előző mutatóktól, akkor a monitor fénye ismét villogni kezd. A visszajelzéseket az előfizetői szolgáltatók kapják. Ha nem tudják megoldani a problémát, a hívást átirányítják egy műszaki szakemberhez. Ha tehetetlennek bizonyul, akkor a cégben „incidens” jön létre, amelyet a megfelelő berendezések üzemeltetésében részt vevő mérnökök oldanak meg. A kapcsolókat éjjel-nappal 2 mérnök felügyeli:

18.

A grafikon a moszkvai kapcsolók aktivitását mutatja. Jól látható, hogy szinte senki sem hív éjszaka:

19.

A vezérlők vezérlése (elnézést a tautológiáért) a Network Control Center második emeletéről történik:

22.

21.

Bevezetés

Algoritmus a cellás kommunikációs rendszerek működéséhez

Inicializálás és kommunikáció

Hitelesítés és azonosítás

Átadás (az útválasztásban)

Barangolás

GSM hívás szolgáltatás

Következtetés

Bevezetés

A távközlési berendezések számítógépesítése együtt jár a nemzeti kommunikációs rendszerek privatizációs folyamataival, a nagy cégek - szolgáltatók megjelenésével a piacon, ami fokozott versenyhez vezet. Ennek eredményeként a távközlési szolgáltatások árai csökkennek, kínálatuk bővül, és a felhasználók választhatnak.

A legtöbb iparosodott ország intenzíven áttér a digitális kommunikációs szabványra, amely lehetővé teszi hatalmas mennyiségű információ azonnali átvitelét a tartalom magas szintű védelmével. A világ távközlésében egyértelműen a csomagkapcsolt technológiára épülő, teljes körű szolgáltatást nyújtó hálózatok fejlesztése irányul.

Jelenleg a világszabványoknak megfelelő legfejlettebb kommunikációs és távközlési rendszerekkel rendelkező tíz ország közé tartozik Szingapúr, Svédország, Új-Zéland, Finnország, Dánia, az USA, Hongkong, Törökország, Norvégia és Kanada. Kazahsztán az országok rangsorában a távközlési rendszerek fejlettségi szintjét tekintve nemcsak az iparosodott, hanem sok fejlődő országnál is alacsonyabb.

Az információs technológia, a modern számítógépek és irodai berendezések iránti kereslet az elmúlt években jelentős hatással van a világgazdaság dinamikájára és szerkezetére. Az információtechnológia területén igazi forradalmat jelentett a cellás kommunikációs rendszer megjelenése és rohamos fejlődése, amely a harmadik évezred elejére a világgazdaság egyik vezető szektorává vált.

mobil barangolás

1. Algoritmus a cellás kommunikációs rendszerek működéséhez

A különböző szabványú cellás kommunikációs rendszerek működési algoritmusai alapvetően hasonlóak. Amikor a mobilállomás készenléti üzemmódban van, a vevője folyamatosan vagy az összes csatornát vagy csak a vezérlőcsatornákat (CC) pásztázza. Egy előfizető hívásához minden BS hívásjelet küld a vezérlőcsatornákon keresztül. A hívott előfizető PS-e ennek a jelnek a vételekor válaszol az egyik szabad KU-nak. A válaszjelet fogadó BS a paramétereiről információt továbbít a kapcsolóközpontnak (CC), amely átkapcsolja a beszélgetést arra a BS-re, ahol a hívott előfizető PS maximális jelszintjét rögzítik.

Tárcsázás közben a PS elfoglalja az egyik szabad csatornát, amelyen a BS jelszint jelenleg maximális. Amint az előfizető eltávolodik a bázisállomástól, vagy a jelterjedési feltételek romlása miatt, az előfizető automatikusan átvált egy másik szabad csatornára vagy másik BS-re. Egy speciális eljárás az ún átadni (Átadni) lehetővé teszi, hogy zökkenőmentesen átkapcsolja a beszélgetést egy másik BS ingyenes csatornájára, az előfizető lefedettségi területén. Az ilyen helyzetek szabályozására a BS egy speciális vevővel van felszerelve, amely időszakonként méri a PS jelszintjét, és összehasonlítja azt egy elfogadható küszöbértékkel. (Egyes PS-modellek időszakonként mérik a vett jel szintjét és értékelik a minőségét). Ha a jelszint kisebb, mint a küszöb, akkor az erről szóló információ a szolgáltatás kommunikációs csatornán keresztül automatikusan továbbításra kerül a kapcsolóközpontba. A kapcsolóközpont parancsot ad ki, hogy mérje az ettől az előfizetőtől érkező jelet a PS-előfizetőt körülvevő többi BS-hez (egyszerre többhez). Miután megkapta a választ ezektől a BS-ektől, a kapcsolóközpont kiválasztja a legmegfelelőbb BS-t.

Ha az összes BS csatorna az előfizetők kiszolgálásával van elfoglalva, és ekkor szolgáltatáskérés érkezik a következő előfizetőtől, akkor ideiglenes intézkedésként(valamelyik csatorna felszabadítása előtt) akár egy cellán belül is lehetőség van a handover elv alkalmazására. Ez nem blokkolja a hívást, hanem felváltva átkapcsolja a csatlakozásban részt vevő összes előfizetőt csatornáról csatornára. Egy ilyen folyamat során felváltva adhat némi időt az összes csatornáról egy új előfizetőnek. Kialakul egy „tartalék” csatorna.

A mobilhálózat egyik legfontosabb szolgáltatása, hogy ugyanazon mobil állomásról (rádiótelefon) egy előfizető számára szolgáltatáscsomagot nyújtanak más városokban, régiókban, sőt más országokban is, az ún. roaming (Barangolás). Egy ilyen szolgáltatás megvalósításához megállapodást kell kötni a mobilhálózatok üzemeltetői között a más szolgáltatók által kiszolgált területekről érkező előfizetők barangolásáról.

2. Inicializálás és kommunikáció

A PS működése során a „saját” hálózat szolgáltatási területén négy olyan módot lehet megkülönböztetni, amelyek lényegében hasonlóak a különböző szabványú rendszerek esetében:

· Készenléti mód;

kommunikációs (hívás) létrehozási mód;

kommunikációs mód (telefonbeszélgetés).

Ha a PS teljesen ki van kapcsolva (feszültségmentes), akkor a PS tápellátásának bekapcsolása után a folyamat automatikusan végrehajtódik inicializálás - kezdeti indítás. Ebben az üzemmódban a PS úgy van beállítva, hogy a rendszer részeként működjön – a bázisállomások által a vezérlőcsatornákon (CC) keresztül rendszeresen továbbított jeleknek megfelelően. Az inicializálás befejeztével a PS készenléti módba kerül. Az inicializálási műveletek konkrét tartalma a cellás kommunikációs rendszer szabványától függ.

Készenléti állapotban, PS számok:

A rendszerből származó információk változásai, amelyek mind a rendszer működésében bekövetkezett változásokhoz, mind pedig magának a PS-nek a mozgásaihoz kapcsolódnak;

rendszerparancsok (például a működőképesség megerősítése, a vett jel szintjének mérése stb.);

hívás fogadása a rendszertől;

hívás inicializálása saját előfizető által.

Ezen túlmenően az MS időszakonként, például 10-15 percenként megerősítheti működőképességét megfelelő jelek BS-nek történő továbbításával, vagy egyéb üzeneteket küldhet a rendszer számára, függetlenül a kommunikációs munkamenettől. A kapcsolóközpontban (SC) minden egyes mellékelt PS-hez egy cellát rögzítenek, amelyben „regisztrálva” van, ami megkönnyíti a mobil-előfizető hívásának folyamatának megszervezését. Ha a PS meghatározott időn belül nem erősíti meg működőképességét, akkor a Központi Bizottság kikapcsoltnak tekinti, és az erre a PS-re érkező hívást nem továbbítják. Ezért az MS tápellátása általában nincs kikapcsolva, és az MS készenléti üzemmódban van.

Eljárás kommunikáció az alábbiak. Ha a rendszer oldaláról vagy a PSTN hálózatról hívás érkezik a CC-hez a mobil előfizető számára, akkor a CC ezt a hívást annak a cellának a BS-ére irányítja, amelyikben a PS regisztrálva volt, vagy több BS-re, amely ennek közelében van. cella (figyelembe véve az előfizető esetleges mozgását). A BS-ek a megfelelő híváscsatornákon továbbítják a hívást. Ha az MS készenléti üzemmódban van, akkor fogadja a hívást és fogadja azt a BS-én keresztül, ezzel egyidejűleg adatokat továbbít a hitelesítési eljáráshoz. Ha a hitelesítés eredménye pozitív, akkor a BS-en keresztül egy forgalmi csatornát rendelnek az MS-hez, és a frekvenciacsatorna számát jelentik. A mobilállomás ráhangol egy dedikált csatornára, és a BS-sel együtt elvégzi a kommunikációs munkamenetre való felkészüléshez szükséges műveleteket. Ebben a szakaszban a PS szinkronizációs jelek segítségével a keretben egy adott résszámra hangolódik, megadja az időkésleltetést, beállítja a kisugárzott teljesítmény szintjét stb. Az időkésleltetés megválasztása a keretben lévő rések időbeli koordinációja céljából történik (a BS-ben történő vételhez), amikor a BS-től különböző távolságra lévő mobil állomásokkal való kommunikációt szervezik. Ebben az esetben a PS által továbbított csomag késleltetését a BS parancsai szabályozzák.

A BS ezután hívás (hívás) üzenetet ad ki, amelyet a mobilállomás nyugtáz, és a hívó csengőhangot hall. Amikor a hívott előfizető válaszol a hívásra ("felveszi a telefont"), az MS kérést küld a BS-nek a kapcsolat megszakítására. A kapcsolat létrejöttével maga a tényleges kommunikációs munkamenet (beszélgetés) kezdődik.

A beszélgetés során a PS feldolgozza a továbbított és vett beszédjeleket, valamint a beszéddel egyidejűleg továbbított vezérlőjeleket. A beszélgetés végén az MS és a BS között szervizüzenetek cserélődnek (kikapcsolási kérés vagy parancs megerősítéssel), ezt követően a PS adó kikapcsol, és az állomás készenléti üzemmódba (standby mode) kerül.

Ha a hívást az MS kezdeményezi, pl. a PS előfizetője tárcsázza a hívott számot, ellenőrzi a kijelzőn a helyes tárcsázást és megnyomja a megfelelő hívógombot a PS panelen, majd a PS üzenetet küld a BS-én keresztül, amelyben jelzi a hívott előfizető számát és az állomás hitelesítéshez szükséges adatokat. A sikeres hitelesítés után a BS hozzárendel egy forgalmi csatornát. A kommunikációs munkamenet előkészítésének további lépései ugyanúgy történnek, mint amikor hívás érkezik a rendszertől.

Ha két mobil előfizető között jön létre a kommunikáció, akkor a kommunikáció létrehozásának eljárása gyakorlatilag nem különbözik a PSTN hálózat előfizetőivel való kommunikációtól, mivel minden kapcsolat a mobilkommunikációs kapcsoló Központi Bizottságán (MSC) keresztül jön létre. Ha mindkét mobil előfizető ugyanahhoz a cellás rendszerhez tartozik, akkor a kommunikáció a CC-n keresztül jön létre a PSTN hálózati kapcsolókhoz való hozzáférés nélkül.

3. Hitelesítés és azonosítás

A hitelesítési és azonosítási eljárások minden kapcsolat létrejöttekor végrehajtásra kerülnek. Hitelesítés - az előfizető hitelességének (érvényessége, jogszerűsége, a mobilhálózat szolgáltatásainak igénybevételére vonatkozó jogok elérhetősége) igazolására szolgáló eljárás. Azonosítás a mobil egység (azaz mobilállomás) azonosítására szolgáló eljárás. Ezzel egyidejűleg meghatározzák a PS valamelyik csoporthoz való tartozását bizonyos jellemzőkkel, és azonosítják a hibás és ellopott eszközöket is.

A digitális rendszerekben a hitelesítési eljárás lényege, hogy bizonyos azonosító jelszavakat titkosítanak a Központi Bizottságtól a PS-nek időszakosan továbbított kvázi véletlen számok és minden egyes PS számára egyedi titkosítási algoritmus felhasználásával. Az ilyen titkosítást ugyanazokkal a kezdeti adatokkal és algoritmusokkal végzik mind a PS-ben, mind a Központi Bizottságban (vagy a hitelesítési központban). A hitelesítés akkor tekinthető sikeresnek, ha mindkét eredmény megegyezik.

4. Átadás (az útválasztásban)

A körülbelül a cella közepén elhelyezkedő bázisállomás a celláján belüli összes MS-t kiszolgálja. Amikor az MS egyik cellából a másikba lép, szolgáltatása ennek megfelelően átkerül egy másik BS-hez. Az átadási folyamat a kommunikáció megszakítása nélkül megy végbe, azaz. folyik átadni szolgáltatás. Ha az MS készenléti módban egyik celláról a másikra mozog, akkor egyszerűen követi ezeket a mozgásokat a vezérlőcsatornákon átvitt rendszerinformációk szerint, és a megfelelő időben egy másik BS-től erősebb jelre vált.

Az átadás-átvételi döntést a kapcsolóközpont hozza meg. A kapcsolóközpont egy átadási parancsot küld az „új” BS-hez, hogy ez a BS ki tudja osztani a szükséges csatornákat, majd a szükséges parancsok a „régi” BS-en keresztül továbbítják a PS-hez, jelezve az új frekvenciacsatornát. , munkahely száma stb. A PS automatikusan átkonfigurálódik egy új csatornára, és úgy van beállítva, hogy az új BS-sel együtt működjön. Az újjáépítési folyamat a másodperc töredékét vesz igénybe, és az előfizető számára láthatatlan marad.

5. Barangolás

Barangolás- ez egy funkció vagy eljárás egy cellás kommunikációs rendszer szolgáltatásainak nyújtására az egyik szolgáltató előfizetőjének egy másik szolgáltató rendszerében (természetesen kompatibilis szabványok szerint). Amikor egy előfizető egy másik hálózatba költözik és csatlakozik, az új hálózat központi kapcsolója (speciális kommunikációs csatornákon keresztül) információkat kér az előfizetőről az eredeti hálózatról, ahol a felhasználó regisztrálva van. Ha az előfizető rendelkezik a jogosultság megerősítésével, az új hálózat regisztrálja azt önmagánál. Az előfizető helyadatai az eredeti hálózatban folyamatosan frissülnek, és minden ott bejövő hívás automatikusan arra a hálózatra kerül át, ahol az előfizető éppen tartózkodik.

A barangolás megszervezéséhez az ilyen megállapodásban részt vevő hálózatoknak kompatibilis szabványokkal kell rendelkezniük. Valamennyi hálózat kapcsolóközpontját speciális kommunikációs csatornákkal (vezetékek, telefonvonalak, rádiókommunikáció stb.) össze kell kötni a szolgáltatási adatok cseréje érdekében.

Háromféle roaming létezik: kézi, félautomata és automatikus. Kézi roaming esetén előfordulhat, hogy a CC között nincs szolgáltatási kapcsolat. Csak arról van szó, hogy amikor egy előfizető egy másik hálózatra költözik, kicseréli a rádiótelefonját egy másik, az új rendszerhez csatlakozóra. A félautomata opciónál az előfizetőnek először tájékoztatnia kell üzemeltetőjét egy másik hálózat szolgáltatási rendszerére való átállásról.

Az automatikus barangolásnál sokkal összetettebb műveleteket kell végrehajtani. Az a mobilhálózati előfizető, aki egy másik hálózat területén találja magát, a szokásos módon kezdeményez hívást, mint a saját hálózatában. Az új hálózat CC-je, miután megbizonyosodott arról, hogy ez az előfizető nem szerepel a HLR otthoni regiszterében, barangolóként érzékeli és beírja a VLR vendégregiszterbe. Ezzel egyidejűleg (vagy némi késéssel) kéri a barangoló „natív” rendszerének HLR-jétől a vele kapcsolatos, a szolgáltatás szervezéséhez szükséges információkat (meghatározott szolgáltatástípusok, jelszavak, titkosítások), valamint jelentéseket, amelyekben rendszerben a barangoló jelenleg található. Az új hely a "natív" rendszer HLR-jében van rögzítve. Ezt követően a barangoló az új rendszerben úgy használja a mobil kommunikációt, mint otthon. Az innen induló hívások kezelése a megszokott módon történik, azzal a különbséggel, hogy az ezzel kapcsolatos információkat nem rögzíti a HLR. És VLR-ben. A barangoló „otthoni” hálózati számára érkező hívásokat az „otthoni” hálózat arra a rendszerre továbbítja, ahol a barangoló látogat. Amikor a barangoló hazatér, annak a rendszernek a címe, ahol a barangoló tartózkodott, törlődik az „otthoni” rendszer HLR-jében, és a barangolóval kapcsolatos információk törlődnek a rendszer VLR-jében.

A GSM szabványban a roaming eljárás kötelező elemként szerepel. Ezenkívül a GSM szabvány képes SIM-kártyákkal barangolni, ezeknek a kártyáknak az egyik eszközről a másikra való átrendezésével, hogy támogassa a GSM szabvány különféle változatait (GSM-900, GSM-1800? GSM-1900), mivel mindhárom a szabvány változatai egységes SIM-kártyákat használnak. A GSM szabvány szerinti roaming eljárás még kényelmesebbé válik a dual-mode, illetve a jövőben a hárommódusú előfizetői terminálok megjelenésével, amelyek minden GSM frekvenciasávban működnek.

6. GSM hívás szolgáltatás

A globális hálózaton belüli mobiltelefon-hálózatok mérlegelésekor figyelembe kell venni, hogy az előfizető nem csak egy mobilkommunikációs kapcsolóhoz csatlakozik, hanem közvetlenül egy olyan hálózathoz, amely nem csak egy országon belül több mobilhálózatot, hanem a sok ország. Általában a globális telefonhálózat következő szolgáltatási területei különböztethetők meg:

méhsejt (Cell);

hely vagy keresési terület (Location Area);

a mobilkommunikációs központi kapcsolótábla szolgáltatási területe (MSC szolgáltatási terület);

· általános használatú, több kapcsolóközponttal rendelkező mobiltelefon-hálózat (STS) szolgáltatási területe (PLMN szolgáltatási terület);

· Globális rendszerszolgáltatási terület (GSM szolgáltatási terület).

A cella itt a BS (BTS) szolgáltatási területe. Egy hely vagy keresési terület több cellát kombinál egy vagy több vezérlő (BSC) által, de ugyanazon a mobilkapcsolón (MSC) belül. Ugyanakkor a helyzónán belül az előfizető szabadon mozoghat a vendégnyilvántartásban (VLR) lévő adatok frissítése nélkül. Ezen túlmenően ezen a szolgáltatási területen belül a rendszer egy címet továbbít egy adott MS keresésére.

A kapcsolóközpont szolgáltatási területe (MSC) a teljes rendszer része. Az előfizető egy adott SC VLR-jében van regisztrálva, és ezen a szolgáltatási területen szabadon mozoghat anélkül, hogy előfizetői adatait egy másik VLR-be továbbítaná és a HLR-ben lévő adatokat frissítené.

A nyilvános cellás kommunikációs rendszerek szolgáltatási területét az e rendszerben szereplő egyes kapcsolóközpontok szolgáltatási területei határozzák meg, amelyeken keresztül más távközlési hálózatokhoz való hozzáférés biztosított, beleértve a nyilvános cellás telefonhálózatok egyéb szolgáltatási területeit is.

A globális mobiltelefon-hálózat szolgáltatási területe magában foglalja a nemzeti mobiltelefon-hálózatok összes szolgáltatási területét. Ez azt jelenti, hogy minden országos mobilhálózatot a GSM szabványnak megfelelően kell kiépíteni.

A globális hálózat zónák szerinti funkcionális szervezésének ez a megközelítése meghatározza a hálózat számozási rendszerét is. Tekintettel arra, hogy a GSM mobiltelefon-hálózat a vezetékes PSTN előfizetőkkel (a jövőben ISDN), ezen keresztül pedig más távközlési hálózatok előfizetőivel tudja biztosítani a PS kommunikációját, be kell építeni a vezetékes PSTN hálózat általános számozási tervébe. a CCITT E.164 ajánlásainak megfelelően.

Ugyanakkor az általános MSISDN számozási tervben (Mobile Station ISDN Number) szereplő mobilállomás száma tartalmazza: országkód, hálózati kód, előfizetői szám. Oroszország esetében ez a szám a következő formában jelenik meg: 7ABSavxxxxxx. A GSM STS azonban egy dedikált, és egyesítheti a különböző országok STS-eit. Ezért a GSM szabvány ajánlásaival összhangban a GSM hálózaton belül egységes számozást vezettek be, és regisztrációkor az előfizető egyetlen nemzetközi IMSI számot kap, amelynek hossza nem haladhatja meg a 15 számjegyet. Az IMSI-szám felépítése hasonló az MSISDN-szám szerkezetéhez, de a GSM-hálózatban 3 számjegy van hozzárendelve az országkódhoz; a hálózati kód alatt 1-2 számjegy; előfizetői szám legfeljebb 11 számjegyből. Ezenkívül probléma adódik a PSTN hálózatról a CC-be érkező hívások továbbításakor, mivel az MS szabadon mozogva szolgáltatási területet válthat (és például egy másik alközpont körzetébe kerül eltérő számozás). Ennek eredményeként a vezetékes telefonhálózatokkal ellentétben a telefonkönyv (MSIDN IMSI) nem tartalmazhat olyan logikai iránykódot, amely egyértelműen azonosítja azt az MSC-t, amelynek szolgáltatási területén a hívott MS éppen található. Az útválasztási képesség biztosítása érdekében minden MSC (VLR) rendelkezik egy MSRN-készlettel, amelyeket igény szerint biztosítanak a szülő MSC-nek (ha a rendszernek több MSC-je van), amíg a hívást egy adott MSC-hez irányítják. Ennek ismeretében az MSRN szám, az MSISDN számtól eltérően, nem előfizetői számot, hanem az MSC-t azonosító számot tartalmaz. Az MSC-ben (VLR) a hozzárendelt MSRN egy az egyben a hívott MS IMSI-jével. A GSM hálózatban a keresési körzet (hely) meghatározásához a LAI számot használjuk, amely abban különbözik az IMSI számtól, hogy itt az előfizetői szám helyett a hely körzetszáma van feltüntetve.

A hívásirányítási folyamatban használt számok mellett a GSM szabvány egy számot biztosít a berendezés azonosításához IMEI és egy ideiglenes TMSI előfizetői számot, amelyet a titoktartás érdekében használnak. Az IMEI szám tartalmazza a berendezés típusának és gyártójának kódjait, a sorozatszámot. A TMSI számot a hálózati adminisztráció határozza meg, és nem lehet hosszabb 4 bájtnál.

Előfizető hitelesítés, mobilállomás-berendezések azonosítása és információzárás

A regisztráció során a hitelesítés és az információzárás biztosítására az előfizetőhöz nem csak egy IMSI számot rendelnek, hanem egy egyedi Ki előfizetői kulcsot is, amelyet a Hitelesítési Központban (AUC), valamint a mobilállomás berendezésében tárolnak. A hitelesítési központban található Ki előfizetői kulcs egy hármas létrehozására szolgál: a Kc információzáró kulcs, a címkézett SRES válasz és a véletlenszám RAND (1. ábra). Először egy véletlenszám RAND jön létre. A RAND és Ki a Kc és SRES kiszámításának kezdeti adatai. Ebben az esetben két különböző számítási algoritmust használunk. A GSM hálózatban regisztrált egyes előfizetők számára generált triplettek a HLR regiszterbe kerülnek, és szükség esetén a kapcsolóközpont vendégregiszterébe kerülnek. A Kc és SRES számítási algoritmusa nemcsak a hitelesítési központban, hanem a mobilállomáson is megvalósul.

Rizs. 1. Kc, SRES, RAND kialakulása

A GSM szabványban a hitelesítési eljárás egy előfizetői azonosító modul (SIM) használatához kapcsolódik. A SIM modul egy kivehető műanyag kártya, amelyet az előfizetői egység nyílásába helyeznek. Ez a kártya rendelkezik egy elektronikus chippel, amelybe minden szükséges információ "be van varrva". A SIM-modul lehetővé teszi, hogy bármilyen azonos szabványú eszközről folytathasson beszélgetést, beleértve a nyilvános telefont is. A modul tartalmaz egy előfizetői PIN kódot, egy IMSI azonosítót, egy Ki kulcsot, egy A3 egyéni előfizető hitelesítési algoritmust és egy A8 titkosítási kulcs számítási algoritmust. Az aktuális feladat egyedi IMSI-jét egy ideiglenes TMSI váltja fel, amely a géphez van hozzárendelve, amikor először regisztrál egy adott régióban, amelyet a LAI azonosít, és alaphelyzetbe áll, amikor a gép elhagyja a régiót. A PIN azonosító egy olyan kód, amelyet csak az előfizető ismer, és a SIM-kártya jogosulatlan használata elleni védelemként szolgál. Például amikor elveszik. Három sikertelen PIN-kód tárcsázási kísérlet után a SIM-kártya blokkolódik. A blokkolás megszüntethető egy további kód (csak az előfizető által ismert) - személyes feloldó kód (PUK) tárcsázásával, vagy a kapcsolóközpont parancsával.

A hitelesítési eljárás a következő. Amikor az MS hálózati hozzáférést kér, az AUC hitelesítési központ az MSC-n (kapcsolóközponton) keresztül egy véletlenszerű RAND számot továbbít az MS-nek. A mobilállomás, miután megkapta a RAND számot, és az általa tárolt Ki előfizetői kulcsot használja, az A3 algoritmust használja a címkézett SRES válasz kiszámításához. Az SRES előállítása után a mobilállomás továbbítja azt az MSC-nek, ahol a vett SRES-t összehasonlítja a hálózat által számított SRES-sel. Ha megegyeznek, az MS hozzáférést kap a hálózathoz. A hitelesítési eljárás az MS regisztrálásakor, kapcsolatfelvételi kísérletkor, adatfrissítéskor, valamint további szolgáltatások aktiválásakor és deaktiválásakor történik. A hitelesítési eljárás az ábrán látható. 2.

Rizs. 2. Hitelesítési elv

Magának a felhasználói berendezésnek az azonosítása a PS-től érkező IMEI-szám kérésével kezdődik. A kapcsolóközpont (MSC) a kapott IMEI számot továbbítja az EIR (Equipment Identity Register) berendezésazonosító regiszterbe, ahol a PS berendezések három listája található: használható, kommunikációs rendszerben tilos és hibás. A lista információi alapján megállapítható, hogy az IMEI számmal rendelkező PS melyik csoportba tartozik). Az eredmények a kapcsolóközpontba kerülnek, ahol döntés születik a felhasználói berendezés hálózathoz való hozzáféréséről.

A rádiócsatornán továbbított felhasználói információk lezárása a BS-ben és a PS-ben történik. Mindkettő ugyanazt a titkosítási algoritmust használja a továbbított üzenetekhez. A felhasználói információk bezárásához a hozzáférési ciklus száma és a Kc információzáró kulcs használatos. A BS-ben a triplett Kc kulcsát használjuk, a PS-ben pedig a kapott RAND véletlenszám és a Ki előfizetői kulcs alapján számítjuk ki az A8 algoritmus szerint.

Az A8 algoritmust használják az üzenet titkosítási kulcsának kiszámításához, és a SIM-modulban tárolják. A RAND vétele után a mobilállomás az SRAS válaszon kívül a Kc titkosítási kulcsot is kiszámítja a RAND, Ki és az A8 algoritmus segítségével az 1. ábra szerint. 2. A RAND mellett a hálózat elküldi az MS-nek a titkosítási kulcs numerikus sorozatát. Ez a szám a Kc értékéhez kapcsolódik, és elkerüli a hibás kulcs kialakulását. A Kc értékét az MS tárolja, és minden első, a hálózatnak küldött üzenet tartalmazza.

Rizs. 3. A titkosítási mód beállítása

A titkosítási mód beállításához a hálózat egy CMC (Ciphering Mode Command) parancsot küld a PS-nek, hogy átváltson a titkosítási módra, majd a PS a Kc kulcs használatával folytatja az üzenetek titkosítását és visszafejtését. Az adatfolyamot bitenként vagy adatfolyam titkosítással titkosítják az A5 titkosítási algoritmus és a Kc kulcs segítségével. A titkosítási mód beállításának eljárása a 2. ábrán látható. 3.

Következtetés

Minden országban a távközlési ipar irányításának megvannak a maga sajátosságai. A digitális technológiák megjelenése és az internet-hozzáférési szolgáltatások tömeges bevezetése azonban oda vezetett, hogy ma már szinte minden távközlési szolgáltató nemcsak a helyi (regionális vagy országos), hanem a globális távközlési szolgáltatások piacán is működik.

A digitális technológiák megjelenése radikális változásokhoz járult hozzá a távközlési iparban. A hagyományos hangkommunikációs szolgáltatásokat elkezdték felváltani az interaktív szolgáltatások, mint például az internet, az adatátvitel és a mobilkommunikáció.

A hazai kommunikációs szolgáltatások piaca azonban a változások ellenére továbbra is meglehetősen zárt. Ez egyrészt az ország területének hatalmas kiterjedésének köszönhető, aminek köszönhetően a távközlési szolgáltatók fő bevétele kialakul. Másrészt Kazahsztán továbbra is kívül esik a nemzetközi forgalom világpiacán, ami eddig a főbb csatornák nem kellően magas szintű digitalizálásának és a világszínvonalhoz képest gyengébb kommunikációs minőségnek a következménye. növekedés.

A modern technológiák bevezetésének magas aránya ellenére a Kazah Köztársaság lakosságának új típusú kommunikációval, például cellás kommunikációval, személyhívóval, internettel való lefedettsége továbbra is alacsony.

A felhasznált források listája

1. Yu.A. Gromakov. A TDMA keretek felépítése és a jelek kialakítása a GSM szabványban. "Elektrokommunikáció". N 1993. 10. o. 9-12.

M. Mouly, M. B. Pautet. A mobilkommunikációs GSM rendszer. 1992.p.p. 702.

A. Mehrotra. Mobil rádió: analóg és digitális rendszerek. Artech House, Boston-London. 1994.p.p.460.

4. Yu.A. Gromakov. A TDMA keretek felépítése és jelképzés a GSM szabványban."Elektrokommunikáció".N10.1993.p.9-12.

5. W. Heger. GSM vs. CDMA. GSM globális mobilkommunikációs rendszer. A GSM Promotion Seminar 1994 GSM MoU Group anyaga az ETSI GSM tagokkal együttműködésben. 1994. december 15. p.p. 3,1-1 - 3,1-18.

Sukachev E.A. Celluláris rádióhálózatok mobil objektumokkal: Tankönyv. - Szerk. 2., rev. és további - Odessza: UGAS, 2000. - 119s

Yu.A. Gromakov. Mobil rádiókommunikációs cellás rendszerek. Elektronikus kommunikációs technológiák. 48. évfolyam Öko-trendek. Moszkva. 1994.

Mára a mobilinternet ismerőssé vált a mobil felhasználók számára. Előrehaladásának köszönhetően jelentek meg ilyen lehetőségek, amelyeket időrendben a következőképpen ábrázolhatunk:

1984 - 1G - egy analóg szabvány, amely csak hangkommunikációt biztosít 1,9 kbps adatátviteli sebességgel;
1991 - 2G - ezek már digitális szabványok, 9,6 kbps sebességet biztosítanak, lehetőség van SMS üzenetek cseréjére (a leggyakoribb a CDMA, GSM);
1999 - GPRS szabvány, köztes, a GSM folytatása, a digitális információ csomagos átvitelét megvalósítják, és lehetővé teszi az internet használatát elméletileg több mint 100 kbps sebességgel, a valóságban - 2-3-szor lassabb a hálózat torlódása miatt ;
2003 - Fejlett EDGE technológia GSM és TDMA hálózatokhoz 384 kbps-ig;
2002 - 3G, amelyet szabványok képviselnek - UMTS, a GSM folytatása, és a CDMA2000, az akár 2 Mbps sebességnek köszönhetően videokommunikációt és videómegtekintést biztosít;
2008-2010 - a 4G technológia megjelenése, amely kifejezetten a mega-mennyiségű adatátvitelre összpontosít 1 Git / s sebességig, ma leggyakoribb WiMAX és LTE szabványai 100-300 Mbit / s vételi sebességet biztosítanak.

Milyen technológiákat használnak az orosz mobilszolgáltatók

Jelenleg az EDGE-t és a GPRS-t használó 2G generációs hálózatok a legjobban fejlettek Oroszországban. Szinte teljes lefedettséget biztosítanak az Orosz Föderáció területén, internet-hozzáférést, hangkommunikáció és SMS-csere lehetőségét biztosítják. A 2G-ben működő legnagyobb szolgáltatók közül a legtöbb a GSM szabványt, a SKYLINK pedig a CDMA-t használja.

A 3G hálózatok WCDMA technológiával működnek, körülbelül 10 Mbps sebességet biztosítva, ami elegendő a videohívásokhoz. Ezt a szolgáltatást számos nagy szolgáltató nyújtja, amelyek lefedettséget biztosítanak a nagyvárosokban.

A 4G hálózat elsőként Novoszibirszkben jelent meg. Ma 4G hálózatok az Orosz Föderáció 79 régiójában működnek. Ezt a szolgáltatást a Yota Freshtel, az MTS, a Beeline, a MegaFon szolgáltatók nyújtják. Az LTE technológiát Oroszországban csak az internethez való hozzáférésre használják, hangkommunikációra nem. Ebben az esetben szükség van egy speciális SIM-kártyára és egy új generációs mobileszközre.

Az okostelefon kiválasztásakor figyelembe veszik annak a szolgáltatónak a színvonalát, amelynek szolgáltatását igénybe veszi. Általában a 2G hálózatok olcsóbbak a hívásokhoz, de túl lassúak az internethez. Ezért előnyös olyan okostelefont használni, amely támogatja a szükséges szabványokat 2 SIM-kártyához: az egyik a beszélgetéshez, a másik az internethez.