Технології та стандарти зв'язку NMT-450, GSM

Зміст

1. Організація системи стільникового мобільного радіозв’язку стандарту NMT-450 3

2. Загальна характеристика стандарту GSM.. 10

3. Інтеграція елементів інтелектуальної мережі стандарту GSM.. 14

Список використаної літератури. 18

Варіант 6

1.  Організація системи стільникового мобільного радіозв’язку

стандарту NMT-450

Стандарт на аналогові стільникові системи мобільного радіозв'язку NMT-450 Скандинавських країн (The Nordіc Mobіle Telephone System) розроблений спільно Адміністраціями зв'язку Данії, Фінляндії, Норвегії і Швеції для організації спільного радіотелефонного зв'язку загального користування в Скандинавських країнах.

У NMT-450 рухливі станції цілком сумісні з усіма базовими станціями системи незалежно від країни. Усі мобільні абоненти мають можливість працювати в будь-який країн, що входять у систему.

Система призначена в основному для обслуговування наземних рухливих абонентів, однак, у деяких випадках може обслужити також і абонентів морських рухливих служб на невеликих відстанях від берега.

Система забезпечує: - входження в зв'язок і реєстрацію вартості розмови як з рухливої станції, так і, навпаки, в автоматичному режимі; - можливість організації зв'язку між рухливою станцією і будь-яким абонентом стаціонарної телефонної мережі чи з будь-якою іншою рухливою станцією, включеної в систему, незалежно від країни; - можливість автоматичного пошуку рухливого абонента в межах об'єднаних мереж (наприклад, Скандинавських країн).

Принцип роботи рухливої системи радіозв'язку заснований на взаємодії з фіксованою телефонною мережею. До складу мереж рухливого зв'язку входять:

MSC - центр комутації мобільного зв'язку;

BTS - базові станції;

MS - мобільні станції.

Центр комутації мобільного зв'язку (MSC) забезпечує керування системою рухливого радіозв'язку і є інтерфейсом між мобільною станцією і фіксованою телефонною мережею. Кожен MSC обслуговує групу базових станцій. Сукупність BTS , що обслуговуються одним MSC , утворить зону обслуговування (TA - traffіc area).

Система утворена таким чином, що в залежності від значимості абонентів вона може їм надавати деякі переваги, такі як скорочений набір, пріоритет і т.п.

На кожній базовій станції один канал використовується як канал виклику, він маркірується спеціальним сигналом упізнання. Один чи кілька інших каналів, коли вони вільні, маркіруються іншим сигналом, що показує, що канал вільний. Мобільні станції, що знаходяться в зоні дії базової станції, постійно працюють на прийом на каналі виклику. Однак, при визначених обставинах, MSC може допускати використання каналу виклику для ведення розмови. Ця можливість може бути використана тільки в тому випадку, коли на базовій станції немає вільних каналів зв'язку.

На додаток до сигналів, що розрізняють канали виклику і канали зв'язку, маються сигнали, що визначають зону обслуговування і країну, у якій знаходиться мобільна станція, а також сигнали, що позначають номер каналу. Усі службові сигнали є цифровими і передаються зі швидкістю 1200/1800 біт/с FFSK модуляцією (Fast Frequency Shіft Keyіng нулю відповідає частота 1800 Гц, а одиниці 1200Гц). Сама розмова представляє аналоговий сигнал (модуляція) так, що його можна підслухати "звичайним" приймачем.

Розробка системи стільникового зв'язку стандарту NMT-450 була закінчена в 1978 р., а експлуатація перших систем стільникового мобільного радіотелефонного зв'язку загального користування цього стандарту почався в 1981 р. ДО 1985 р. число абонентів системи досягло 180 тис., а ріст їхнього числа складав 5 тис. на місяць.

Споконвічно системи стандарту NMT (Nordic Mobile Telephone) були призначені для 5 північноєвропейських країн. Це були аналогові системи першого покоління, що працювали в діапазоні 450 - 467 МГц і мали 180 каналів зв'язку шириною по 25 КГц кожний. За рахунок багаторазового використання частот ефективне число каналів складало 5568. Середнє число каналів, що виділялося базовим станціям, було рівним 30. Стільники з радіусом, що знаходиться в діапазоні 5—25 км, покривали території цих країн.

Мережі на основі модифікацій даного стандарту знаходять застосування в багатьох країнах світу і в даний час завдяки великій зоні обслуговування, низькій ціні установки і запуску, масштабуванню і простоті технічного обслуговування.

Характерною рисою стандарту є те, що всі мобільні абоненти мають можливість працювати в кожній із країн, що входять у систему, завдяки тому, що мобільні станції цілком сумісні з усіма базовими станціями системи будь-якої країни. В даний час більш 40 країн світу використовують системи стільникового мобільного зв'язку стандартів NMT-450 і NMT-900, що працюють у діапазоні частот 450 і 900 МГц відповідно. Основне розходження між цими стандартами полягає в тім, що з підвищенням використовуваних частот стало можливим зменшення габаритів радіотелефону, а також розширення спектра послуг зв'язку та керування.

До основних достоїнств стандарту NMT варто віднести надійну роботу на відкритих просторах і можливість брати телефон із собою в поїздку в ті країни, де використовується цей стандарт. Система стільникового зв'язку стандарту забезпечує:

Входження в зв'язок і реєстрацію вартості розмови в автоматичному режимі.

Організацію зв'язку між мобільною станцією і будь-яким абонентом стаціонарної телефонної мережі чи з будь-якою включеною в систему мобільною станцією, незалежно від країни.

Автоматичний пошук мобільного абонента в межах об'єднаних мереж стільникового зв'язку.

Системи стільникового зв'язку цього стандарту, крім передачі мовних повідомлень на місцевому, міжміському і міжнародному рівнях, дозволяють відправляти телефакси і мати доступ до різних баз даних (швидкість передачі даних не повинна перевищувати 4,8 Кбіт/с), а також надають абонентам наступні сервісні послуги: переадресацію виклику на інший номер, обмеження виклику (тривалості розмови), конференц-зв'язок трьох абонентів, організацію користувальницьких груп зі скороченим набором номера і т.п.

Стандарт NMT-450 був удосконалений: збільшилася продуктивність системи зв'язку; підвищилося якість роботи; проведений захист доступу до мережі за допомогою системи ідентифікації абонента, що виключила можливість піратського використання каналу зв'язку. Ця дороблена версія стандарту одержала позначення NMT-450і. Основною її особливістю є застосування так званої SS N 7 (Сигналізації Номер 7 по специфікації МККТТ), що дозволяє швидше переключати абонентські станції на обслуговування іншою базовою станцією при переміщеннях абонента, виконувати функції їхньої ідентифікації і знижувати споживання енергії радіотелефонами.

Основні характеристики стандарту NMT-450 збережені й у більш новій його версії NMT-900. Основні технічні характеристики стандартів представлені в табл. 1.1.

Таблиця 1.1. Основні характеристики стандартів NMT-450 (NMT-450і)

Найменування параметра	NMT-450(NMT-450i)
Смуга частот: для передачі мобільною станцією для прийому мобільною станцією	453,0-457,5 463,0-467,5
Частотний рознос каналів, кгц	25 (20)
Кількість каналів	180 (225)
Дуплексний рознос каналів прийому і передачі, МГц	10
Потужність передавача базової станції, Ут	До 50
Потужність передавача мобільної станції, Ут	15 1,5 0,15
Радіус стільника, км	15-40

Як видно з табл. 1.1, робочі частоти стандарту NMT-450 знаходяться в двох смугах: 453,0 - 457,5 і 463,0 - 467,5 Мгц. Отже, рознос каналів прийому і передачі дорівнює 10 Мгц.

Оскільки загальне число каналів обмежене (рознос сусідніх каналів дорівнює 20 — 25 кгц), то для того, щоб збільшити абонентську ємність системи, передбачається організація малих зон зв'язку.

Система стільникового мобільного зв'язку стандарту NMT-450 призначена для обслуговування наземних мобільних абонентів, але може бути використана і морськими мобільними службами поблизу берега.

Принцип роботи системи мобільного зв'язку заснований на взаємодії з телефонною мережею загального користування. Структурна схема подібної типової мережі представлена на мал. 1.1.

До складу мереж стільникового мобільного зв'язку входять:

Центр комутації мобільного зв'язку (MSC).

Базові станції (BTS).

Рухливі станції (MS).

Різні контролери.

Центр комутації мобільного зв'язку забезпечує керування системою мобільного радіозв'язку і є сполучною ланкою між мобільними станціями і телефонною мережею загального користування. Кожен MSC обслуговує групу базових станцій, сукупність яких утворить його зону обслуговування (на мал. 3.7 зони обслуговування виділені сірим кольором).

Система спроектована таким чином, що, у залежності від типу абонентів, вона може надавати їм деякі переваги в обслуговуванні, наприклад, пріоритет виклику, скорочений набір і т.п.

Канали зв'язку кожної базової станції підрозділяються на розмовні канали і канали керування (виклику). По каналу керування передається спеціальний сигнал упізнання. По вільних розмовних каналах транслюється інший сигнал упізнання, що підтверджує, що канал вільний і може бути використаний для ведення переговорів. Усі мобільні станції, що знаходяться в зоні дії базових станцій, постійно працюють на прийом на частоті каналу керування. У випадку, коли всі розмовні канали зайняті, допускається використання каналу керування для ведення розмови.

Мал. 1.1. Структурна схема мережі стільникового мобільного зв'язку стандарту NMT-450

У системі NMT для обміну службовою інформацією між MSC, BTS і MS, крім службових сигналів, що визначають канали керування і розмовні канали, використовуються сигнали, що визначають зону обслуговування, країну, у якій знаходиться мобільний абонент, а також сигнали, що позначають номер каналу. Усі ці службові сигнали є цифровими і формуються за допомогою швидкої частотної маніпуляції FFSK (Fast Frequency Shift Keying). Принцип формування FFSK сигналу представлений на мал. 1.2. З цього малюнка видно, що цифровий сигнал, визначений як логічна одиниця, являє собою один період коливання частотою 1200 Гц, а сигнал логічного нуля - 1,5 періоду коливання частотою 1800 Гц. Таким чином, можна сказати, що цифровий сигнал передається по каналу зв'язку зі швидкістю 1200 біт/с.

Мал. 1.2. Принцип формування FFSK-сигналу

Мал.1.3. Структура робочого кудру NMT

Службова інформація в системі NMT передається в 64-розрядному пакеті і розташовується в середині повного робочого кадру. Кожен такий пакет містить п'ять полів (мал. 1.3):

Номер каналу N1N2N3, по якому передається дане повідомлення.

Префікс Р, що характеризує тип кадру.

Номер району обслуговування Y1Y2, де розташована базова станція з номером каналу N1N2N3.

Номер мобільної станції XI — Х7.

Інформаційне поле.

При передачі в напрямку MSC - MS інформаційне поле містить 12 біт; у напрямку MS - MSC номер району обслуговування Y1Y2 не передається, інформаційне поле містить 20 біт. У системі NMT як керуючий може використовуватися кожен з розмовних радіоканалів, що, на думку фахівців, підвищує ефективність керування стільниковою системою зв'язку.