20. veřejný radiotelefonní systém gsm - Telskol

20. veřejný radiotelefonní systém gsm - Telskol

20. VEŘEJNÝ RADIOTELEFONNÍ SYSTÉM GSM
Na jakém systému je založena koncepce GSM?
Na čem závisí rozměry buněk?
Vysvětlete pojem duplexní odstup.
Objasněte činnost základnové stanice.
Popište způsob uskutečnění spojení mezi mobilní stanicí a účastníkem
veřejné telefonní sítě (přes které prvky se toto spojení uskutečňuje).
Tento telefonní systém je založen na přenosu digitalizovaného hovoru bezdrátově mezi 2
uživateli. Systém GSM (Global System for Mobile communication – světová síť pro mobilní
komunikaci) vychází z předešlé analogové telefonní sítě NMT (Nordic Mobile Telephone –
severská mobilní telefonie – pojmenovaná podle místa vzniku).
NMT využívala v ČR frekvence okolo 450 MHz, v Evropě i 900 MHz. Tento systém používal
první mobilní operátor u nás – Eurotel. Jeho činnost byla ukončena v roce 2006 a na těchto
frekvencích běží v současné době datové přenosy. Tyto hovory měly vícenásobný přístup
s frekvenčním dělením FDMA. Proto byly náchylnější k rušení a odposlechu.
Od roku 1991 se začal prosazovat digitální radiotelefonní systém GSM původně na
frekvencích 900 a později rozšířen i na 1800 MHz. V České republice se zavedl roku 1996
Jeho výhodou je díky digitalizaci proti NMT kvalitnější spojení, lepší využití přenosového
pásma a nulová možnost odposlechu. Digitalizace signálu umožňuje využívat přenos dat touto
sítí a taky komptabilitu se zahraničními systémy (roaming).
GSM 900 MHz
Tento standard má vyhrazena dvě rádiová pásma každé o šířce 25 MHz a to z pásma 890 –
960 MHz. Pro uplink (směrem z mobilní stanice k základnové stanici) je přiděleno pásmo 890
– 915 MHz. Pro downlink je pásmo 935 – 960 MHz. Aby byl zajištěn přístup více účastníků
najednou jsou užity přístupy metody FDMA (vícenásobný přístup s frekvenčním dělením) a
TDMA (vícenásobný přístup s časovým dělením). Pásma uplink a downlink jsou dále
rozděleny každé na 125 rádiových kanálů, každý s šířkou pásma 200 kHz metodou FDMA.
Nultý kanál je však oddělovací a nepoužívá se. Rozestup mezi uplinkem a downlinkem je 45
MHz – tomuto jevu se říká duplexní odstup. Každý z těchto 125 kanálů je dále rozdělen
metodou TDMA na 8 časových úseků – uživatelských kanálů. Celkem je k dispozici
124×8=992 účastnických duplexních kanálů.
GSM 1800 MHz
Protože standart 900 MHz má malou kapacitu, musel být vytvořen standart 1800 MHz, který
má k dispozici větší šířku pásma. Tento standart má šířku pásma 75 MHz. Pro uplink je
pásmo 1710 – 1785 MHz, pro downlink 1805 – 1880 MHz. Metodou FDMA je pásmo
75 MHz rozděleno na 375 duplexních kanálů, každý o šířce 200 kHz. Nultý kanál se opět
nepoužívá. Dále je každý kanál rozdělen metodou TDMA na 8 uživatelských kanálů. Celkem
se tedy vytvořilo 374×8=2992 kanálů. Duplexní odstup je 95 MHz. Tento standart využívá
2992 kanálů, na rozdíl od 992 u 900 MHz, což znamená že můžeme využít o 2000 kanálů
více.
1
Buňkový systém
Koncepce přenosu jak u GSM tak i NMT je založena na buňkovém systému. Uvnitř buňky je
základnová stanice. Buňkový systém znamená, že rozlehlé území je rozděleno do několika
menších ploch – buněk. V každé z nich se nalézá anténa, která má přiděleny určité kmitočty.
Sousední buňka musí mít přiděleny jiné, aby nedocházelo k vzájemnému rušení. Tomuto
rozestupu se říká interferenční zóna. Ta musí být větší než je pětinásobný poloměr buňky.
Čím menší rozměry má buňka, tím je vysílací výkon menší a zdroj mobilního telefonu vydrží
déle.
Dělení buněk
Buňky se dělí podle velikosti na:
a) Makro buňka
b) Mikro buňka
c) Piko buňka
A) Makro buňka – pokrývá velkou oblast s malou hustotu zalidnění například u
dálnice. Anténa musí být na vyšším místě než je zástavba a pokrývá rozlehlou
oblast
B) Mikro buňka – pokrývá místa s hustou zástavbou například město. Dosah je do
dvou kilometrů a anténa může být pod úrovní nejvyšších staveb.
C) Piko buňka – pokrývá malou oblast s dosahem desítek až stovek metrů.
Nachází se v uzavřených prostorách
Základnová stanice
Základnová stanice (BS) musí být neustále spojena s radiotelefonní ústřednou (MTÚ).
Její základní funkcí je pokrytí území rádiovým signálem a zprostředkování spojení. Tato
stanice má přidělené určité kmitočty pro komunikaci ve směru k účastníkovi a jiné pro směr
od účastníka k základnové stanici. Základnová stanice má dále za úkol přidělovat a uvolňovat
rádiové kanály a zajistit správnou funkci handoveru (předávat účastníka buňce s lepší kvalitou
signálu).Dále kontroluje všechny mobilní stanice na svém území, jestli jsou aktivní, nebo
nepřešli pod správu jiné základnové stanice. Tato informace je předávána do řídící ústředny
mobilní sítě. Ta má přehled o všech účastnících nacházejících se v síti. Pokud je tedy účastník
volán, hovor je okamžitě přesměrován na tu základnovou stanici, kde se daný uživatel
nachází.
2
Koncepce celurárního systému
Popis spojení mezi mobilní stanicí a účastníkem veřejné telefonní sítě
Účastník veřejné telefonní sítě má svůj telefonní přístroj připojen na pevnou telefonní
síť. Pokud chce telefonovat s uživatelem mobilního telefonu, tak po vytočení čísla mobilu je
hovor navazován přes tranzitní ústřednu.Ta je připojena na mobilní ústřednu. Mobilní
ústředna má spojení se základnovou stanicí. Ta kontroluje, zda je mobilní telefon přítomen
v jejím dosahu. Pokud je v dosahu, vytváří se telefonní spojení. Mobilní ústředna v tomto
případě tvoří rozhraní mezi veřejnou telefonní sítí VTS a mezi veřejnou mobilní sítí.
3