Handover în rețele de generația 2 bazate pe TDMA

INTRODUCERE

Comunicarea este baza tuturor relaţiilor noastre. Viaţa personală, viaţa profesională şi o măsură considerabilă a fericirii noastre depind de felul în care comunicăm. Cu cât reuşim să comunicăm mai bine, cu atât e mai pobabil să avem succes.

Oamenii au început să comunice încă de la începutul omenirii, evoluţia instrumentelor de comunicare atingând un apogeu odată cu era informaţională, când au apărut tehnologii ca telefonia, radioul, televiziunea, calculatoarele și reţelele de calculatoare.

O rețea de comunicații mobile permite utilizatorilor echipați cu terminale mobile să efectueze și să primească apeluri telefonice, această capacitate fiind cunoscută sub numele de telefonie celulară.

Conceptul de telefonie celulară a fost inventat în Statele Unite la Bell Laboratories în 1974. Au fost necesari peste 35 de ani pentru a-l pune în practică şi a realiza prima rețea analogică şi terminalele necesare.

O reţea celulară este compusă dintr-o serie de staţii de bază de joasă putere, fiecare oferind o arie de acoperire relativ mică. Acestea, combinate, asigură o acoperire continuă a unei regiuni date. Prin utilizarea acestor staţii de putere mică, a devenit posibilă reutilizarea frecvenţelor, lucru care a condus la o creştere a capacităţii reţelei.

Acoperirea oferită de o stație de bază corespunde unui număr de utilizatori care se presupune că există în respectiva arie, numită celulă. Astfel, arii dens populate necesită celule mai mici și o proiectare inteligentă a reţelei oferă posibilitatea ca o conversaţie să continue fără întrerupere pe măsură ce utilizatorii se deplasează între aceste celule. Procesul prin care o conversaţie este transferată dintr-o celulă în alta este cunoscut sub numele de "hand-off" sau „handover” .

Comunicațiile mobile sau comunicațiile celulare au evoluat constant, studiile fiind în prezent orientate către sistemele mobile de generația a patra. Tehnologia celulară a fost una revoluționară, întrucât aducea în plus față de telefonia fixă, posibilitatea ca utilizatorii să se poată conecta la rețea în orice moment, indiferent de locul în care se află. Performanțele comunicațiilor mobile sunt în continuă ascensiune, dezvoltându-se odată cu creșterea numărului de utilizatori și necesitățile acestora.

Prin alegerea acestei teme s-a dorit evidenţierea importanţei procesului de handover în vederea păstrării conectivității stației mobile cu rețeaua mobilă și în vederea asigurării continuității unui apel în desfasurare. Pentru susţinerea acestei idei, se va simula o reţea simplă în care se va implementa si se va pune în evidență rolul procesului de actualizare a localizării. În mod similar se va implementa si se va evidenția rolul procesului de handover, în cazul în care o stație mobilă care a inițiat un apel se va deplasa, impunând pentru continuitatea apelului procesul de transfer al apelului.

Rezultatele obținute în urma simulării vor fi discutate și se va considera compararea rezultatelor obținute în cadrul experimentului cu o situație reală, scopul fiind acela de a putea arăta cum rezultatele obținute în urma simulării se pot considera ca o particularizare a scenariului dintr-o rețea de telecomunicații reală

CAPITOULU 1

SISTEMELE DE COMUNICAȚII DE GENERAȚIA 2-a

– PARTICULARIZARE PENTRU SISTEMUL GSM -

1.1 SCURT ISTORIC AL SISTEMELOR CELULARE DE TELEFONIE MOBILĂ

Dezvoltarea telefoniei mobile, în special în deceniul 1980-1990, a condus la apariţia a numeroase sisteme (NMT - în ţările nordice, TACS - în Marea Britanie, AMPS - în SUA) şi la creşterea numărului de abonaţi (la începutul lui 1990 existau aproximativ 1 milion de abonaţi în Europa). Principala problemă, apărută încă de la începutul anilor '80, a fost incompatibilitatea între sisteme mobile diferite: de exemplu, un abonat al sistemului NMT îşi putea folosi telefonul mobil numai pe teritoriul ţărilor care aveau reţea mobilă NMT. Odată intrat într-o ţară cu un alt sistem mobil, diferit de NMT, telefonul său mobil devenea inutilizabil.

A apărut astfel ideea creării unui sistem mobil pan-european, care pe lângă rezolvarea problemei anterior menţionate, trebuia să aibă şi o serie de alte avantaje faţă de sistemele clasice, avantaje dintre care menţionăm:

• să asigure o calitate corespunzătoare a serviciilor clasice de telefonie;

• să utilizeze soluţii simple de proiectare care să permită obţinerea unor terminale mobile cu preţuri cât mai mici, concomitent cu costuri cât mai mici aferente instalării şi întreţinerii echipamentelor de infrastructură a reţelei mobile (pentru a permite obţinerea unor costuri cât mai mici pentru serviciile asigurate);

• să diversifice (comparativ cu sistemele analogice) gama de servicii;

• să fie compatibil cu reţeaua digitală cu integrarea serviciilor ISDN;

• să asigure o utilizare cât mai eficientă a spectrului radio disponibil (în scopul de a putea avea un număr cât mai mare de abonaţi);

În 1991 apar recomandările GSM, care sunt grupate în 12 serii în peste 5000 pagini, ceea ce reflectă complexitatea sistemului adoptat. Tot în acelaşi an au loc alte evenimente care vor marca decisiv naşterea noului sistem: realizarea primei comunicaţii între un utilizator GSM şi un utilizator PSTN, realizarea primei comunicaţii care a implicat un transfer al apelurilor (handover), deschiderea primelor sisteme experimentale în Europa de Vest. În 1992 se deschid primele sisteme GSM comerciale. Succesul sistemului a fost şi este covârşitor, ajungându-se la sfârşitul lui 1994 la 5 milioane de abonaţi, fiind în mare creştere. Avantajele noului sistem, comparativ cu sistemele analogice, sunt numeroase, dintre care amintim: compatibilitate cu reţelele fixe existente (inclusiv ISDN), apariţia unor servicii avansate (fax etc.), creşterea confidenţialităţii apelurilor, sensibilitatea mai redusă la interferenţe, o mai bună utilizare a spectrului radio (prin utilizarea tehnicilor de modulaţie digitală etc.)

Principalele date tehnice ale sistemului sunt:

• banda de frecvenţă: 900 - 1800 MHz;

• transmisie numerică pe canale FDMA/TDMA;

• puterea tipică a terminalelor fixe la 900 MHz: 0,82 - 8W;