سيستم GSM

سيستم GSM از تركيب 3 زير سيستم اصلي بوجود آمده است :
1. زير سيستم شبكه
2. زير سيستم راديويي
3. زير سيستم پشتيباني و نگهداري
در سيستم GSM براي برقراري ارتباطات اپراتورهاي شبكه بامنابع مختلف و تجهيزات زير ساختار سلولي ، نه تنها رابطي هوايي بلكه چندين رابط اصلي ديگر براي مرتبط كردن قسمتهاي مختلف اين سيستم تعريف شده است ( اين رابطها را ميتوانيد در شكل بالا مشاهده نماييد ) .
سه رابط مهم در سيستم GSM در زير آمده است :
رابط A كه ميان MSC و BSC قرار دارد .
رابط A-bis كه ميان BSC و BTS قرار دارد .
رابط UM كه ميانBTS و MS قرار دارد .
رابط ديگري نيز بنام MAP وجود دارد كه پروتكلي استكه ميان عناصر MSC ، VLR ، HLR ، EIR و AUC رد وبدل ميشود .

1.زير سيستم شبكه :
اين سيستم شامل تجهيزات و فانكشنهاي مربوط به مكالمات end-to-end ، مديريت مشتركين ، Mobility مي باشد و نيز مانند رابطي ميان سيستم GSM و مراكز تلفن ثابت ( PSTN ) عمل ميكند .
زير سيستم شبكه ، يك زير سيستم سوئيچينگ مي باشد كه شامل MSC ها ، VLR ، HLR ، AUC و EIR مي باشد .
در زير تعريف كوتاهي از هر يك از اين عناصر ارائه شده است :
MSC : يا مركز سرويسهاي سوئيچينگ موبايل فانكشنهاي راه اندازي مكالمه (call setup) را انجام ميدهد ، رابطي نيز با مراكز تلفن ثابت دارد و فانكشنهايي نيز مانند ارائة صورت حساب مشتركين نيز برعهده اين مركز است .
HLR : يا ثبت كنندة محل HOME يك پايگاه دادة متمركز شامل اطلاعات تمامي مشتركين ثبت شده در يك PLMN است . ممكن است در يك PLMN بيشتر از يك HLR وجود داشته باشد ولي هر مشترك مشخص تنها به يك HLR ميتواند وارد شود .
VLR : يا ثبت كنندة محل visitor يك پايگاه داده شامل اطلاعات موبايلهايي استكه در حال حاضر در حوزة MSC ي كنترلي در حال حركت هستند . در زمانيكه يك MS به حوزة
MSC جديدي وارد ميشود ، VLR ي كه به آن MSCمتصل شده است ، اطلاعات MS مورد نظر را از HLR درخواست ميكند . HLR نيز اطلاعات MS مورد نظر را به آن MSC كه MS در حوزه اش قرار دارد ، ارائه خواهد داد . اگر يكMS بخواهد مكالمه اي برقرار نمايد VLR تمام اطلاعات مورد نياز جهت برقراري مكالمه را ارائه خواهد داد و لزومي ندارد كه در هر لحظه از HLR سوال نمايد . VLR در يك جمله ميتوان گفت ، يك HLR توزيع شده است و شامل اطلاعات دقيقي در مورد محل يك موبايل است .
AUC : يا مركز تعيين هويت به HLR متصل ميشود و وظيفة آن آماده سازي HLR بهمراه پارامترهاي تعيين هويت و كليدهاي رمزنگاري استكه اين عمليات براي اهداف امنيتي استفاده ميشوند .
EIR : يا ثبت كنندة هويت تجهيزات يك پايگاه داده استكه در آن شماره هاي بين المللي تعيين هويت تجهيزات موبايل (IMEI) ، براي هر دستگاه موبايل ثبت شده ، ذخيره ميشود .
يكي ديگر از تركيبات زير سيستم شبكه Echo Canceller استكه مسايل آزار دهنده اي ( مانند انعكاس صدا ) كه از طريق شبكة موبايل در زمان اتصال به يك مدار PSTN ايجاد ميشود را كاهش ميدهد .
شبكة IWF يا فانكشن داخل شبكه اي نيز رابطي ميان MSC و ديگر شبكه ها ( PSTN و ISDN )ميباشد .

 2. زيرسيستم راديويي
شامل تجهيزات و فانكشنهاي مرتبط با مديريت اتصالات مسير راديويي ، مانند مديريت handover ها مي باشد . اين زير سيستم شامل BSC ، BTS و MS است . MS بطور قراردادي در زير سيستم راديويي قرار گرفته و هميشه آخرين مسير يك مكالمه است و از برقراري يك مكالمه ، بهمراه زير سيستم شبكه ، جهت مديريت mobility ، محافظت ميكند .
IWF=InterWorking Function)
MS داراي قابليتهاي پايانة شبكه و همچنين پايانة كاربر است . هر سلول در سيستم GSM يك BTS با چندين گيرنده وفرستنده دارد . يك گروه از BTS ها توسط يك BSC كنترل ميشوند . پيكربنديهاي مختلفي براي BSC-BTS وجود دارد . برخي از اين پيكر بنديها براي وضعيت ترافيك بالا و تعدادي براي مناطقي با ترافيك متوسط طراحي شده اند . يك BSC فانكشنهايي چون handover و power control را نيز كنترل مينمايد .BSC و BTSبا هم بنام BSS شناخته ميشوند . BSS از ديد MSC بصورت يك رابط كه ارتباطات لازم را با MS ها در حوزه اي مشخص برقرار ميكند ، به نظر مي رسد . BSS دائما با يك مديريت كانال راديويي ، فانكشنهاي انتقال ، كنترل link راديويي و تخمين كيفيت و مهيا سازي سيستم براي handover ها ، مرتبط است . BSS ميتواند به N سلول پوشش بدهد كه N ميتواند يك يا بيشتر باشد .
زيرسيستم مركز نگهداري و پشتيباني (OMC ) شامل فانكشنهاي نگهداري و پشتيباني تجهيزات GSM ميباشد و پشتيباني رابط اپراتور شبكه را نيز برعهده دارد .
OMC به تمام تجهيزات داخل سيستم سوئيچينگ و BSC متصل ميشود . OMC در حقيقت فانكشنهاي نظارتي GSM يك كشور را انجام ميدهد ( مانند صورتحساب دادن ) و يكي ديگر از مهمترين فانكشنهاي آن هم ، فانكشن نگهداري HLR يك كشور است .
بسته به سايز شبكه هر كشور ميتواند بيشتر از يك OMC داشته باشد . مديريت سراسري و متمركز شبكه نيز توسط مركز مديريت شبكه( NMC) انجام ميپذيرد و OMC نيز مسئول مديريت منطقه اي شبكه ميباشد .
در شبكه موبايل اولين بخشی كه به مستقيما با گوشی موبايل در ارتباط است به لفظ عوام آنتن موبايل و به تعبير تخصصی BTS (base transceiver station) می باشد .در نهايت توسط خطوط انتقال اين دستگاه به دستگاه ديگری به نام BSC كه وظيفه مديريت بين چند BTS را دارد متصل می شود.
دومين مرحله بعد از آنتن موبايل (BTS) در شبكه دستگاهی است به نام BSC . (Base Station Controller ) كه مخفف آن BSC ميشود همانطور كه از اسمش پيداست وظيفه كنترل چند BTS به عهده يك BSC است و كار آن بسيار با اهميت می باشند چون تنظيم يكسری از پارامترهای مهم شبكه كه راجع به كيفيت مكالمه و تماس مطلوب است در اين دستگاه تعريف می شود.
مثلا شما در حال صحبت با گوشی موبايل خود هستيد و در يك اتومبيل د رحال حركت نشسته ايد و در حال صحبت خيابانهای متعددی را پشت سر می گذاريد ولی همچنان به مكالمه خود ادامه می دهيد در اين حالت شما از چندين آنتن موبايل گذشته ايد و هر آنتن موبايل شما را به آنتن ديگر دست به دست كرده است و كانال ترافيكی شما را با خود پاك كرده و به يك آنتن ديگر تحويل داده است . اين مديريت مكالمه كه در حال حركت اتفاق می افتد به HAND OVER معروف است و وظيفه BSC مرتبط با آن BTS می باشد.
و ديگر اينكه قدرت تشعشع (برد آنتن موبايل ) نيز در اين دستگاه تعريف می شود ، بدين صورت كه از طريق BSC بر روی خروجی يك آنتن مورد نظر تضعيف گذاشته می شود كه فركانس آن با آنتنهای ديگر تداخل نكند .
ظرفيت BSC ها بر اساس TRX انتن های متصل به آن تعريف می شود كه در حال حاضر در ايران ۱۲۸ ، ۲۵۶ و ۵۱۲ TRX آن در حال كار است .
در تهران چندين BSC در حال كار است و در بعضی استانها كل استان فقط با يك BSC كار می كند (ارتياط مستقيم با تعداد BTS دارد).
در زير يك نمونه از BSC زيمنس آلمان كه در ايران در حال كار است نمايش داده شده است .لازم به ذكر است كه BSC های استفاده شده در ايران ساخت شركتهای زيمنس ، نوكيا و اريكسون می ياشد
در تصوير زير نرم افزار كنترل كننده BSC زيمنس كه به LMT معروف است نمايش داده شده است كليه پارامترهای BSC و BTS از طريق اين نرم افزار به BSC داده می شود
لازم به ذكر است در صورت خرابی يك آنتن موبايل سريعا آلارم آن بر روی اين سيستم نمايش داده می شود كه بيشتر وقتها به صورت نرم افزاری از طريق همين LMT قابل رفع می باشد در غير اين صورت پرسنل متخصص برای رفع عيب سخت افزاری به محل نصب BTS اعزام می شود.

بطور خلاصه:

 BSC به عنوان مهمترين بخش قسمت راديويی مطرح است چراكه با حجم كم سيستم آن دارای كارايی بسيار بالا می باشد
BTS ها صرفا حكم يك واسطه راديويی را بين BSC و گوشی موبايل را دارند كه قدرت خروجی آنهم حتی با BSC معين می شود .
هر BTS با هر ساختاری كه دارد در BSC مرتبط با خود دارای يك ديتا بيس می باشد اين ديتا بيس شامل فركانس هايی كه BTS بايد با آن كار كند و شماره های LAC و CI كه بعدا راجع به آن صحبت خواهم كرد و شماره تايم اسلات هايی كه بر روی خطوط انتقال بايد از آن استفاده كند – تعداد كانالهای ترافيكی و سيگنالينگی و…
همه و همه بر روی اين سيتم تعريف می شود .در ضمن پارامترهای بسيار زيادی نيز برای بالا بردن كيفيت مكالمه و روشهای متفاوتی برای اين كار در BSC تعبيه شده است.