Comunicații mobile - satelit

În standardul GSM, raza celulei poate lua valori în domeniul 2-35 Km, dacă se foloseşte un singur canal temporal (TS) pentru un utilizator. Raza maximă este dictată de intervalul de gardă de la sfârşitul fiecărui impuls de acces. Ea se poata dubla (70 km) dacă se utilizează 2 canale temporale pentru un utilizator. Microcelulele sunt celulele cu raza mai mică de 2 km.

Reţeaua generatoare poate avea dimensiunea minimă N=3 conjugată cu antene sectorizate după 3 direcţii aşa cum se observă în figura 1 mai jos. Este cunoscută şi o soluţie cu un factor de reutilizare N=2. În acest caz, unei structuri celulare cu N=4 îi sunt atribuite frecvenţele în felul următor: fiecare celulă este împarţită în 6 sectoare şi fiecărui sector îi este alocat un set de frecvenţe din 12 seturi distincte notate de la 1 la 12 (figura 2). Pentru fiecare reţea generatoare de 4 celule apar două sectoare de acelaşi tip. Prin urmare, factorul de reutilizare al frecvenţei este 4:2=2. Examinând cu atenţie structura celulară se constată că cele patru celule din reţeaua generatoare nu folosesc seturi de frecvenţe disjuncte.

Fig. 1 Reţea celulară având N=3. Fig. 2 Reţea celulară având N=2.

INFRASTRUCTURA REŢELEI

Entităţi tipice

Reţeaua GSM are multe elemente tipice reţelelor celulare. Fiecare celulă este acoperită cu semnal radio de o staţie de bază, BTS (Base Tranceiver Station), formată dintr-un set de echipamente de emisie/recepţie, câte unul pentru fiecare canal radio duplex. Mai multe staţii de bază sunt comandate de o unitate de control, BSC (Base Station Controller). Unitatea de control împreună cu staţiile de bază pe care le coordonează formează un sub-sistem de staţii de bază, BSS (Base Station sub-System). Mai multe sub-sisteme sunt interconectate prin intermediul unei centrale pentru abonaţi mobili sau centre de comutare a serviciilor mobile, MSC (Mobile Services Switching Center), folosind trunchiuri de linie, cu fir sau radio. Sub-sistemul de staţii de bază administrează resursele radio şi realizează comutarea între canalele radio şi canalele temporale pentru conexiunile staţie mobilă, MS (Mobile Station) - centrul de comutare al servici-ilor. MSC este similară cu o centrală ISDN şi reprezintă punctul de conectare al reţelei celulare cu reţeaua telefonică publică comutată (PSTN) sau cu reţeaua ISDN. Centrala răspunde de prelucrările cerute de un apel, controlează funcţiile de semnalizare implicite şi coordonează procesele de transfer ale abonatului mobil.

Entităţi specifice

GSM conţine o serie de baze de date cu ajutorul cărora sunt realizate funcţiile legate de tratarea mobilităţii şi a apelurilor. Se disting patru tipuri de baze de date:

- baza de date primară a abonaţilor mobili, HLR (Home Location Register), care conţine toate datele cu privire la abonaţii care aparţin de centrală;

- baza de date temporară a abonaţilor mobili în trecere (vizitatori), VLR (Visitors Location Register), care conţine o serie de date cu privire la abonaţii aflaţi temporar în zona centralei;

- centrul de autorizare AUC (Authentication Center);

- baza de date pentru identificarea echipamentelor mobile EIR (Equipment Identity Register).

Cu toate că VLR este definită ca o entitate de sine stătătoare, cei mai mulţi fabricanţi o înglobează în centrală. Bazele de date, în terminologia proprie reţelelor inteligente, reprezintă puncte de control a serviciilor (SCP). Centrala de comutare este echipată cu un modul de comutare a serviciilor (SSP) cu ajutorul căruia interoghează bazele de date pentru a obţine informaţii cum ar fi: aria în cadrul reţelei, în care este localizat un abonat mobil, profilul său de servicii, indicaţii de rutare şi prelucrare a apelurilor etc.

Standardul GSM defineşte funcţii logice şi interfeţe distincte pentru fiecare bază de date, pentru ca fiecare să poată fi realizată ca o entitate fizică independentă. Interfeţele sunt specificate prin intermediul secţiunii de aplicaţii mobile (MAP), care foloseşte secţiunea de aplicaţii legate de transfer (TCAP) a sistemului de semnalizare SS7. La rândul lor, aceste elemente sunt proprii reţelelor inteligente. Astfel, standardul GSM poate fi considerat o aplicaţie de reţea inteligentă, fiecare implementare aducând o nouă experienţă în acest domeniu.

METODA DE NUMEROTARE

Sistemul GSM foloseşte 4 metode de adresare a unui abonat mobil:

- numărul de identitate internaţională a abonatului mobil (IMSI International Mobile Subscriber Number), care nu se modifică şi are semnificaţie numai în interiorul reţelei,

- numărul de identitate temporară a abonatului mobil (TMSI Temporary Mobile Subscriber Nnmber), utilizat pentru adresarea abonalului pe segmentul (din lanţul de comunicaţie) staţie de bază-abonat mobil,

- numărul ISDN al abonatului mobil (MSISDN - Mobile Station ISDN Number), care identifică abonatul mobil în exteriorul reţelei,

- numărul flotant (MSRN - Mobile Station Roaming Number), care este atribuit pe durata stabilirii unei conexiuni cu un abonat mobil. Principala funcţie a acestuia este de a dirija apelul prin centralele de comutare. Datorită diferenţierii pe care o face sistemul GSM întră echipamentul mobil şi abonatul mobil, reţeaua poate controla identitatea oricărui echipament care solicită accesul, prin intermediul numărului internaţional al echipamentului mobil (IMEI - International Mobile Equipment Identity).

NUMĂRUL DE IDENTITATE INTERNAŢIONALĂ A ABONATULUI MOBIL (IMSI)

Fiecare abonat are o identitate internaţională IMSI, specifică fiecărei reţele GSM, care nu se modifică în timp. IMSI respectă planul de identificare E.212 al UIT. IMSI este transmis cât mai rar posibil prin interfaţa radio din motive de securitate şi confidenţialitate. Securitatea este asigurată deoarece scade probabilitatea de a fi interceptat şi apoi utilizat de către un intrus. Confidenţialitatea se asigură deoarece se evită ca prin recepţia pirat a interfeţei radio să poată fi identificat abonatul angajat în comunicaţie. Acest număr este folosit, de asemenea, pentru apelarea abonatului prin interfaţă radio în lipsa numărului temporar (TMSI), lipsă datorată, probabil, unei defecţiuni în baza de date.