Notes
Outline
Sustavi za
praćenje i vođenje procesa
Branko Jeren i Predrag Pale
Fakultet elektrotehnike i računarstva
Zavod za elektroničke sustave i obradbu signala
GSM
Global System for Mobile Communications
Sadržaj predavanja
što je GSM
razlozi nastajanja
početni uvjeti za koncept
arhitektura
standardizacija
usluge koje pruža GSM
budućnost
Što je GSM ?
Global System for Mobile Communications
pokretna telefonija
digitalna telefonija
proširene usluge
fax
podaci
SMS (Short Message Service)
voice mail
Razlozi nastajanja
potreba za komunikacijom u pokretu
potreba za osobnom komunikacijom
potreba za većom kvalitetom
potreba za dodatnim uslugama
Stari mobilni sustavi
uglavnom analogni
nekoliko km do odašiljača
velika snaga mobilnog uređaja
veliki uređaj
kratko trajanje baterija
kvaliteta veze ovisi o smetnjama
međunarodno nekompatibilni sustavi
lagano prisluškivanje
Željene nove usluge
osobna komunikacija
isti broj u svim zemljama
preusmjeravanje poziva
identifikacija pozivaoca
mogućnost zaštite šifriranjem
prijenos digitalnih podataka, fax
prijenos poruka
dvosmjerni paging
SMS - Short Message Service (do 160 znakova)
što manji uređaj
što dulje trajanje baterija
Posljedice zahtjeva
potpuno novi sustav
potpuno digitalna komunikacija
međunarodna usuglašenost (standard)
gusta mreža odašiljača
identitet korisnika odvojen od uređaja
Svojstva
sve je digitalno
Frequency Division Multiplex (FDM)
Time Division Multiplex (TDM)
prekrivajuče ćelije cca 1km
snaga oko 1.2 W (klase: 0.8, 2, 5, 8, 20 W)
identitet korisnika u odvojenoj chip-kartici
SIM (Subscriber Identification Module)
radi u bilo kojem uređaju
Standardizacija
1982.  CEPT (Conference of European Post and Telegraphs)
1989. ETSI (European Telecommunications Standards Institute)
komercijalno radi od 1991.
danas 55 miliona korisnika
200 GSM mreža
110 zemalja
svi kontinenti
GSM 900 - “pravi GSM”
veći dio svijeta (osim USA)
GSM 1800 - PCN (Personal Comm. Net.)
novo u Europi
GSM 1900 - PCS (Personal Comm. Services)
USA i Canada
standard opisan na 5000 stranica !
Arhitektura
HLR - Home Location Register
VLR - Visitor Location Register
EIR - Equipment Identity Register
AuC - Authentication Center
MSC - Mobile Services Sw. Center
BSC - Base Station Controler
BTS - Base Transceiver Station
ME - Mobile Equipment
SIM - Subscriber Identity Module
Topologija
Radiokomunikacija
Burst period - osnovna jedinica
TDMA frame = 8 BP
fizički kanal = 1BP/1TDMA frame
logički kanali
dedicated (za razgovor)
common (za upravljanje)
Kontrolni kanali
BCCH - Broadcast Control Channel
neprekidno objavljuje infromacije o baznoj stanici
o raspoloživim frekvencijama i redoslijedu
FCCH - Frequency Correction Channel
siknronizacija mobilne stanice na time slot strukturu
RACH- Random Access Channel
mobilna stanica zahtjeva pristup mreži (Slotted ALOHA protokol)
PCH - Paging Channel
obavijest mobilnoj stanici da ima poziv
AGCH - Access Grant Channel
obavijest o početku signalizacije za dodjelu razgovornog kanala
nakon zahtjeva na RACH
Ruting u mreži
mobilna stanica
stalno promatra BCCH ćelija koje čuje (do 16)
barem svake sekunde javlja snage primljenih signala
BSC
odlučuje o promjeni snage
odlučuje o promjeni frekvencije ili kanala
javlja MSCu potrebu promjene BSC
MSC
daje nalog o promjeni BSC
unosi podatke u i briše ih iz VLR
šalje informacije u HLR
location updating
samo kod promjene “location area”
zato se dolazni poziv objavljuje u PCH svih BSC u loc.area
Sigurnost korisnika
svaki pretpaltnik ima svoju šifru
pohranjena u SIMu i AuC
prijava u mrežu
AuC šalje u MSu slučajni broj
MS kodira broj (A3) šifrom iz SIMa i vraća SRES
AuC provjerava kopijom šifre u svojoj bazi
razgovor
isti slučanji broj i šifra preračuavaju (A8) se u ključ
ključ i TDMA frame number (A5) daju niz od 114 bita
svi podaci (2x57 bita) u burstu se XORiraju s nizom
provjerava se i sama mobilna stanica u EIR
IMEI - International Mobile Equipemt Identification broj
Međunarodno korištenje
roaming
korištenje u drugoj GSM mreži od pretplatničke
pozivni broj ostaje isti
poslovni dogovor i parametri MSC-a
dva tipa
Mobile Station Roaming
SIM Roaming
dual band stanice
Nedostaci
pokriva samo naseljena mjesta i prometnice
u gusto naseljenim mjestima zagušen
još uvijek prevelik korisnički uređaj
nije zamišljen kao LAN
mogućnost praćenja kretanja
Budućnost
još manje snage, uređaji ali i ćelije
PCS: 50-100m, 0.25 W
sprega sa satelitskim sustavima
šifriranje razgovora standardno
globalna pozicija
mogućnost praćenja kretanja
Literatura
www.gsmdata.com
www.gsmworld.com
www.ericsson.nl
Sustavi za
praćenje i vođenje procesa
GSM