رضا حاجیلری
Contact me
My Profile
Blog Author(s) رضا حاجیلری
Previous Months Home Archive فروردین ٩٤ بهمن ٩٢ فروردین ٩٢ آبان ٩۱ شهریور ٩۱ آذر ٩٠ آبان ٩٠ تیر ٩٠ اردیبهشت ٩٠ فروردین ٩٠ اسفند ۸٩ بهمن ۸٩ دی ۸٩ آبان ۸٩ مهر ۸٩ شهریور ۸٩ تیر ۸٩ خرداد ۸٩ اسفند ۸۸ بهمن ۸۸ تیر ۸۸ خرداد ۸۸ بهمن ۸٧ More ...
      امداد و نجات در سیلاب و غواصی استان گلستان (ارائه اطلاعات در خصوص عمليات هاي جستجو‏ و امداد و نجات در سیلاب و غواصی و ...)
مقدمه ای بر ساختار شبکه GSM by: رضا حاجیلری

 

 

1-1: معماری شبکه GSM
شبکه GSM یک سیستم ارتباطی سلولی دیجیتال است که با ایده سلولی کردن منطقه جغرافیایی و استفاده مجدد از فرکانس 1 و پوشش دادن منطقه جغرافیایی بوسیله سلولها شروع بکارکرد.شبکه سلولی سیار را به علت اینکه مشترکین تلفن های متحرک معمولأ در خشکی از آن استفاده میکنند ] شبکه عمومی زمینی سیار [ 2(PLMN) می نامند.
تکنیک استفاده مجدد از فرکانس با در نظر گرفتن کمترین تداخل فرکانسی در GSM بعلت کمبود فرکانس و پهنای باند بکار گرفته می شود. معماری شبکه GSM در شکل (1-1) آمده است.
شبکه GSM به 4 قسمت اصلی تقسیم می شود که عبارتنداز:
• MS3 واحد سیار
• BSS 4 زیر سیستم ایستگاه ثابت
• NSS 5 زیر سیستم سوئیچینگ و شبکه
• OSS 6 زیر سیستم نگهداری و پشتیبانی
اینترفیسهایی(Interface) بین قسمتهای مختلف شبکه GSM عبارتند از:
• اینترفیس A بین MSC و BSC7
• اینترفیس Abis بین BSC و BTS8
• اینترفیس Um یا Airبین MS و BTS
1-1-1: MS (واحد سیار)
MS شامل دو قسمت اصلی است.
- ترمینال موبایل (ME9)
- سیم کارت یا ماژول شناسایی مشترک (SIM10)
مشترک بوسیله گوشی (MS) قادر است مکالمه و سرویسهای دیتا را انجام دهد. ME به وسیله IMEI11 شناسایی می شود. و کد 12 IMSI برای SIM جهت شناسایی مشترک بکار میرود.

شکل(1-1) معماری شبکه GSM

BSS :1-1-2
قسمت وظیفه رادیویی سیستم را بعهده داشته است و ارتباط رادیویی MS ها را کنترل میکند. BSS از دو قسمت BSC و BTS تشکیل شده است و اینترفیس Abis را بین BSC و BTS و همچنین اینترفیس A را بین BSC و MSC بکار میگیرد.
BTS :1-1-2-1
BTS مسئول تبادل امواج رادیویی با واحد سیار و همچنین مسئول تبادل و کنترل اطلاعات با
BSC می باشد . یک BTS شامل فرستنده وگیرنده های مستقلی می باشد که ارتباط هوایی و رادیویی را با واحد سیار بوجود می آورد و BTS کوچکترین واحد تامین کننده سرویس در شبکه رادیویی سیار میباشد که بوسیله امواج رادیویی می تواند منطقه معینی از شبکه را که سلول نامیده میشود تحت پوشش قراردهد و هر BTS با توجه به چگالی مشترکین در سلول می تواند از یک تا شش TRX آرایش شود. معمولا برای هر BTS با توجه به طراحی پوششی برای آن منطقه میتوان 3 سکتور در نظر گرفت.
وظایف عمده BTS عبارتند از :
• اجرای پرش فرکانسی (Frequency Hopping)
• رمزنگاری و رمزگشایی اطلاعات روی مسیر رادیویی
• گزارش کیفیت کانال ترافیکی خالی
• ارسال مستقیم اندازه گیریهای توان MS به سمتBSC
• عمل همزمانی بین MS ها و BTS مربوطه
• آشکار سازی قطار پالس های دسترسی تصادفی رسیده از MS های مختلف
• مدیریت خط سیگنالینگ بین BSC و MS
• تطبیق نرخ بیت و اجرای کدگذاری انتقال
BSC : 1-1-2-2
BSC دربخش رادیویی شبکه GSM قرار دارد و وظایف اصلی BSC عبارتند از:
مدیریت شبکه رادیویی
مدیریت BTS ها
ایجاد ارتباط با MS
مدیریت شبکه انتقال
برقراری ارتباط با MS و MSC
BSC برای ارتباط با BTS از لینکهای سرعت بالا (E1 یا T1) روی اینترفیس Abis استفاده میکند و نرخ اطلاعات روی Abis ، 16kbps و روی A اینترفیس ، 64kbps است و برای سازگاری نرخ اطلاعات بین دو BSC و MSC ، واحدی به نام 13 TRAU اطلاعات 16kbps را به 64kbps و برعکس تبدیل میکند.
3-1-1 : NSS (زیرسیستم سوئیچینگ وشبکه)
وظیفه اصلی بخش NSS مدیریت بر برقراری ارتباط بین مشترکین موبایل با هم و با مشترکهای دیگر از قبیل ISDN وتلفن ثابت(PSTN14)می باشد و قسمتهای اصلی آن عبارتند از:
• MSC15 ،GMSC16، HLR17،VLR18 ،EIR19 ، AUC20
                                                                                                               
                                       شکل (2-1) : ساختار NSS                                                                                     شکل (3-1) : ساختار BSS

MSC 1-1-3-1(مرکز سوئیچینگ موبایل) :
قسمت اصلی زیر سیستم شبکه ، مرکز سوئیچینگ موبایل MSC میباشد .
وظیفه سوئیچینگ برعهده MSC است وبه وسیله لینک E1 با شبکه های ثابت و دیتا ارتباط برقرارمی کند و نرخ تبادل اطلاعاتی MSC ، 64 kpbs است و وظایف اصلی ان عبارتند از:
- بروز کردن مکان مشترک ( Location Updating)
- ثبت و شناسایی مشترک (Registration & Authentication)
- مسیر یابی مکالمه و سوئیچینگ و کنترل مکالمات
- مدیریت منابع رادیویی و Handover های بین BSC ها
1-2 : مشخصات فرکانسی ونواحی شبکه GSM
:1-2-1 مشخصات فرکانسی GSM
GSM ، در 3 باند 900 ،1800 ، 1900 بکار گرفته می شود بطوریکه رنج فرکانسی هریک از آنها در جدول (1-1) آمده است.
مسیر : Downlink مسیر سیگنالینگ از طرف BTS به سمت MS می باشد.
مسیر Uplink : مسیر سیگنالینگ از طرف MS به سمت BTS می باشد.

جدول (1-1) : لیست فرکانسهای GSM

 

شکل (4-1) : فاصله فرکانسی بین مسیر Downlink و Uplink


  1-2-2 نواحی شبکه
کلیه شبکه های مخابراتی به منظور سرویس دهی تماسهای ورودی ، نیاز به ساختار مشخصی دارند و علت این امر تغییرپذیری و جابجایی مکانی مشترکین در شبکه موبایل می باشد.
ساختار جغرافیایی در شکل (5-1) آمده است.

شکل (5-1): نواحی شبکهGSM


1-2-2-1 سلول : سلول کوچکترین محدوده پوششی در شبکه موبایل میباشد و بوسیله پوشش رادیویی یک سکتور BTS مشخص میشود و روش تقسیم سلولی و تعیین شعاع سلولها بستگی به شرایط جغرافی ایی منطقه تحت پوشش و درنظر گرفتن ساختمانها و موانع مصنوعی، قدرت فرستنده ، بهره آنتن و نوع آن و حساسیت گیرنده دارد و معمولأ برای پوشش رادیویی هر سلول از آنتنهای سکتورایز استفاده می کنند.
شبکه سلولی در شکل (6-1)آمده است.

 

شکل (6-1): شبکه سلولار با تکنیک Frequency Reuse


  1-2-2-2 ناحیه موقعیت (Location Area)
ناحیه ای از شبکه می باشد که دارای چندین سلول بوده و این سلولها می توانند متعلق به یک یا چند BSC باشند . هر MSC/VLR حاوی یک یا چند LA می باشد. در واقع یک LA قسمتی از ناحیه سرویس دهی است که MS بدون احتیاج به گزارش موقعیت خویش (Location Updating) میتواند درآن منطقه جابجا شود. هنگام فراخوانی مشترک سیگنال مربوط در کل LA مربوطه به MS ، از طریق BTS ها پخش می شود.
1-2-2-3 ناحیه سرویس MSC
ناحیه ای از شبکه که توسط یک مرکز سوئیچ سیار پوشش داده می شود و اطلا عات مربوط به این مشترکین در یک VLR که معمولأ متصل به MSC است ذخیره می گردد.
1-2-2-4 : ناحیه تحت پوشش شبکه (PLMN)
ناحیه ای از شبکه که توسط چندین مرکز سوئیچ سیار (MSC) تحت سرویس می باشد . و به هر اپراتور می تواند یک شبکه PLMN اختصاص می دهند.

1-3: مدولاسیون در GSM

نوع مدولاسیونی که در GSM استفاده میشود GMSK وتکنیک مدولاسیون QPSK می باشد ، GMSK یک نوع خاصی از مدولاسیون FM دیجیتال است . دیاگرام مدولاسیون GMSK در شکل(7-1) و تکنیک مدولاسیون QPSK در شکل (8-1) نشان داده شده است. نرخ داده کانال GSM برابر با kbps 270/833 میباشد.

شکل(7-1) : دیاگرام مدولاسیون GMSK

                                                                                 

شکل(8-1) : تکنیک مدولاسیون QPSK که در GSM استفاده می شود.


1-4 : کانال های فیزیکی ومنطقی در GSM
1-4-1 :کانال فیزیکی و مشخصات آن
برای یک کانال ترکیبی از تعداد شیارهای زمانی و فرکانسهای یک کانال فیزیکی، در جهت مسیر بالارونده و پائین
رونده 21 در نظر گرفته می شود .
هر کانال فیزیکی در سیستم GSM می تواند در داخل کانالهای منطقی متفاوتی در زمانهای متفاوت نگاشت شود . طول زمانی یک فریم 4.645 میلی ثانیه است که به 8 شیار زمانی تقسیم میشود که هر کدام از این شیارهای زمانی بوسیله یک مشترک مستقل بکار گرفته می شود .
طول زمانی یک کانال مستقیم 577 میکرو ثانیه ایست که در شکل (9-1) ، تصویر کامل آن آمده است.
هر کانال فیزیکی، داده ترافیکی و کنترلی را به شکل Burst حمل می کنند .

شکل (9-1) : تصویری ازشیارهای زمانی برای کانال فیزیکی قطار پالس اطلاعاتی است که در طی یک شیار زمانی ارسال میشود.

1-4-2 : کانالهای منطقی
بر اساس توابعی که روی کانالها انجام میشود کانالها به دو نوع کانال منطقی تقسیم می شوند .
• کانال ترافیکی(TCH)
• کانالهای کنترلی (CCH)

شکل (10-1) : ساختار کانال های منطقی

1-4-2-1 : کانالهای ترافیکی
کانالهای ترافیکی به دو دسته عمده کانالهای صحبت و داده تقسیم می شوند که هرکدام آنها از نظر نرخ ارسال به دو نوع تقسیم می شوند.
نرخ بیت کامل (FULL RATE) .
نرخ بیت نیمه (HALF RATE) •
: 1-4-2-2 کانالهای کنترلی (22 CCH)
این کانالها به منظور انتقال اطلاعات سیگنالینگ و یا جهت همزمانی بکار می روند و به سه دسته تقسیم می شوند :
کانالهای مخابره ای (BCH)
کانالهای کنترل مشترک (CCCH)
کانالهای کنترل اختصاصی (DCCH)
1-4-2-2-1 : کانالهای مخابره ای (BCH)
این کانالها به سه دسته ذیل تقسیم بندی میشوند:
کانال تصحیح فرکانسی(FCCH) •
کانال همزمان کننده(SCH) •
کانال پخش (BCCH).
بکارگیری کانالهای منطقی در جدول (2-1) نشان داده شده است.

جدول (2-1) کانالهای منطقی در location Updating و MTC


1-5 :انتشار امواج رادیویی

1-5-1 پلاریزاسیون
موجهایی که در هو ا منتشر میشوند دارای پلاریزاسیون هستند که این پلاریزاسیون عمودی ،افقی ، دایروی باشند . امواج رادیویی در GSM بصورت عمودی پلاریزه میشوند ولی پلاریزاسون امواج ممکن است درمسیر بعلت وجود موانع ، انعکاس، فیدینگ ، ... تغییر کند که برای رفع این مشکل باید از دایورسیتی استفاده کنیم .
جهت انتشار امواج در شکل(11-1) نشان داده شده است.
انواع پلاریزاسیون در شکل(12-1) نشان داده شده است.

جهت انتشار امواج – شکل(11-1):

 

 

انواع پلاریزاسیون امواج – شکل(12-1) :

1-5-2 :انواع انتشار
برای انتشار در GSM ما انتشار امواج فضایی داریم که فرکانسهای باتر از MHZ300 از این نوع انتشار استفاده میکنند.

مشخصات این نوع انتشار عبارتست از:
فرکانسهای بالاتر از 30MHZ (VHF,UHF,SHF BAND)
در تروپسفر پائین ترین لایه اتمسفر منتشر میشود.
از طریق یونسفر منعکس نمی شود .
برد آن با توجه به باند انتشار درحد چند کیلومتر است.
بیشتر از طریق دید مستقیم منتشر میشود.
: 1-5-3 محاسبه افت مسیر فضای آزاد
ناحیه موثر یک آنتن ایزوتروپیک برابراست با Ae = λ2 / 4π :
قدرت دریافتی برابر است با :
Pr = P x Ae
Pr = (Pt / 4πd2) x (λ2 / 4π)
= Pt x (λ / 4πd)2
                                                                                                                                             
افت مسیر فضای آزاد برحسب dB برابر است با :
L = 20 log ( 4πd / λ ) dB
L = 32.5 + 20 log d + 20 log f dB
در فرمول بالا D برحسب کیلومتر و f فرکانس برحسب مگاهرتز است.
1-5-4 : اثر محیط روی انتشار امواج
کلیه اثرهای محیطی در شکل (13-1) نشان داده شده است.
طول موج امواج رادیویی GSM
برای باند 900MHZ در حدود 30cm برای باند 1800MHZ در حدود 15cm
-انعکاس از سطح صاف                                                                             - تفرق- انعکاس چندگانه از سطوح سخت
                                                 
انکسار : برخورد موج به لبه مانع و منحرف شدن از مسیر اصلی                        تضعیف : برخورد به موانع وکاهش قدرت سیگنال
                                               
چرخش پلاریزاسیون در اثر برخورد به موانع و شرایط محیطی

شکل(13-1): اثر محیط روی انتشار امواج


1-5-5 : مدل هاتا- اکومارا برای انتشار در موبایل
Lp(urban) = 69.55 + 26.16 log(f) - 13.82 log(hb) - a(hm)+ (44.9 - 6.55 log(hb)) log(d)
 a(hmضریب تصحیح برای تفاوت شهرهای کوچک با شهرهای بزرگ میباشد و وابسته به ارتفاع آنتن MS است .

شکل (14-1) :مدل اکومارا- هاتا

1-6 : بودجه لینک
1-6-1 : مقدمه
یکی از نکات مهم در طراحی ، پوشش مناسب برای ناحیه موردنظر است.
قدرت سیگنال در مسیر Downlink (از BTS به MS) و قدرت سیگنال در مسیر Uplink (از MS به BTS) با در نظر گرفتن افت های مسیر و موانع به قدری باشد که بتوان ارتباط با کیفیت برقرارکرد.
برای پوشش در مسیر Downlink باید به لول آستانه حساسیت موبایل توجه شود . این آستانه ، مقدار دامنه سیگنال دریافتی از سوی MS را برای داشتن یک حداقل کیفیت قابل قبول معین میکند.
چون سیگنال در مسیر دچار فیدینگ میشود باید یک مقدار حاشیه اطمینان در نظر بگیریم که
(Fade Margin) نامیده میشود . برای پوشش داخل ساختمان باید ، افت نفوذ ساختمان 23 را در نظر بگیریم.
برای رسیدن سیگنال مچموع افتها را باید در نظر بگیریم و بر حسب آن مقدار قدرت سیگنال ارسالی را تعیین کنیم.
Downlink 1-6-2 بودجه توان 24 درمسیر
دردیاگرام شکل(15-1) مسیر سیگنال ارسالی از BTS به MS نشان داده شده است.
BTS میتواند ازیک آنتن برای انتشار چند کاریر استفاده کند و برای این کارلازم است که کاریرها به وسیله کمباینر با هم ترکیب شوند که استفاده از کمباینر معمولأ 3db افت ایجاد میکند.
اگر بخواهیم از یک آنتن هم برای ارسال و هم دریافت استفاده کنیم لازم است که دوپلکسر را بکار بگیریم . وظیفه دوپلکسر، جداسازی و ایزولاسیون بین فرستنده و گیرنده برای جلوگیری از تداخل سیگنال در مسیر فرستنده و گیرنده ، میباشد.

شکل (15-1): بودجه توان در مسیر Downlink

1-6-3 : بودجه توان در مسیر Uplink
بودجه توان در مسیر بالارونده دو فرق و امتیاز با بودجه توان درمسیر پائین رونده دارد که باعث میشود تا در مسیر بالارونده MS بتواند سیگنال را با توان کمتری ارسال کند.
درمسیر بالارونده (Uplink) ، افت کمباینر نداریم .
در مقصد BTS میتواند برای دریافت از تکنیک دایورسیتی استفاده کند که باعث حذف افت محوشدگی میشود.( گینی به مسیر بعنوان گین و بهره دایورسیتی اضافه میشود)
بودجه توان در مسیر بالارونده در شکل(16-1) نشان داده شده است.

شکل(16-1) : بودجه توان در مسیر Uplink



***********************************************************************************************************************************************

  1Frequency Reuse
2 Public Land Mobile Network
3 Mobile Station
4 Base Station Subsystem
5 Network Switching Subsystem
6 Operation and Support Subsystem
7 Base Station Controller
8 Base Tranciver system
9 Mobile Equipment
10 Subscriber Identity Module
11 International Mobile Equipment Identity
12 International Mobile Subscriber Identity
13 Transcoder Rate Aduption Unit
14 Public Switching Telephony Network
15 Mobile Switching Center
16 Gate Mobile Switching Center
17 Home Location Register
18 Visitor Location Register
19 Equipment Identity Register
20 Authentication Center
21 Uplink & Downlink
22 Control Channel
23 penetration loss

24 Power Budget

 

 

منبع برداشت:http://www.daneshema.com/module-pagesetter-printpub-tid-1-pid-438.html

  Comments ()
Recent Posts به یاد شهدا نیایش درد گوش در غواصان غواصی و مفاصل بیماریهای غواصی ناشی از تغییرات فشار+تصویر تفکر و عبادت جریان های شکافنده دعوت به ارائه مقاله جهت سومین نشست علمی کاربردی جمعیت هلال احمر شهرستان علی آباد دعوت به ارائه مقاله جهت نشست های علمی کاربردی: بیماریهای مناطق سیل زده(تب تیفوئید)
My Tags غواصی (٩) بیماریهای غواصی (٥) فیزیولوژی غواصی (٥) غواصی هلال احمر گلستان (٤) بیماری (٤) سیلاب (۳) گلستان (۳) سیل (۳) برداشت فشار (۳) غریق در آب (۳) غواصی استان گلستان (۳) تبعات سیل پاکستان (۳) عملیات غواصی در گل رامیان (٢) امداد و نجات در سیلاب (٢) سیلاب پاکستان (٢) غرق شدگی (٢) استفاده از استخر (٢) غرق شدگی در دریا (٢) مرگ در دریا (٢) غرق (٢) gps (۱) پاکستان (۱) خـــــون (۱) فشار (۱) فوت (۱) شکافنده (۱) فشار خون (۱) جریان شکافنده (۱) gis (۱) حوادث و سوانح (۱) بییماری سل (۱) نجات غریق (۱) هیپوترمی (۱) بیماریهای سیلاب (۱) خواجه نفس (۱) سیل ترکمن (۱) ماهیان خطرناک (۱) ماهیان سمی (۱) جانوران خطرناک دریا (۱) خطرناک دریا (۱) پوستر آموزشی (۱) پوستر سیلاب (۱) تصاویر سیلاب (۱) غریق در روستای میاندره (۱) غرش شدن در ساحل نودکنده (۱) غریق در آبشار شیرآباد (۱) بیمارهای شنا (۱) مقدمه ای بر gps (۱) تصاویر ماهواره ای ناسا از سیل پاکستان (۱) نجات در رودخانه (۱) نجات در آبهای خروشان (۱) تجهیزات نجات در رودخانه (۱) تجهیزات نجات در سیلاب (۱) سیل پاکستان (۱) تیم جستجو و نجات در سیلاب (۱) امداد در سیلاب (۱) نجات در سیلاب (۱) ترکیب گازها در غواصی (۱) تنفس در غواصی (۱) گازهای تنفسی در غواصی (۱) نیازهای غواصی (۱) الزامات غواصی (۱) جدول برداشت فشار (۱) برداشت فشار غواص (۱) رانکارد شناور (۱) برانکارد آبی (۱) درد گوش در غواصان (۱) درد گوش در غواصی (۱) بیماری‌ فشار و غواصی (۱) مناطق آبی استان گلستان (۱)
My Friends http://ukdivers.com/ http://www.118ba118.com/ http://www.daneshema.com/index.html http://www.seaandsea.com/ اطلاعات مختلف دریایی و عالی آموزش غواصي بسيار زيبا و جالب باشگاه كوهنوردي شهيد وركش بانك اطلاعات پزشكي پاراست بانك مقالات امداد و نجات پایگاه اطلاع رسانی پزشکان ایران پرورش و نگهداري زنبور عسل تجهيزات غواصي تجهيزات غواصي كرسي تيم غواصي و نجات در سيلاب استان همدان جامعه اطلاعات ايرانيان دريافت فايل تجهيزات ست نجات وبر سازمان پدافند غيرعامل ايران سازمان مديريت بحران تهران سايت پروفسور سلطان زاده سایت طب دریایی شركت پتزل شركت تخصصي غواصي شركت لوكاس غواصي پدي غواصي در ايران فدراسيون جهاني صليب سرخ و هلال احمر فدراسيون نجات غريق ايران فدراسيون نجات غريق جهاني كامل ترين سايت وضعيت جوي ايران برا ي يك هفته مركز آموزش هاي آبي ايران موسسه زلزله نگاری ایران پایگاه اطلاع رسانی امداد دریایی