سيستم هاي راديويي موبايل

در اوايل دهه 70، انديشه سيستمهاي راديويي موبايل مبتني بر سلول (Cell) در “آزمايشگاههاي بل” آمريكا شكل گرفت. اما چنين سيستمهايي تا يك دهه بعد براي بهره گیری تجاري عرضه نشدند. در خلال اولين سالهاي دهه 80، سيستمهاي تلفن سلولي آنالوگ با رشد سريعي در اروپا بويژه در كشورهاي اسكانديناوي و انگلستان مواجه شدند. اين سيستمها از باندهاي فركانسي 800 مگاهرتز (806 تا 902 مگاهرتز) و 9/1 گيگاهرتز (1850 تا 1990 مگاهرتز) بهره گیری مي كنند. فركانسهاي 9/1 گيگاهرتز به PCS (سرويسهاي ارتباط شخصي) اختصاص دارند اما بسياري از سيستمهاي سلولي، چنين فركانسي را بعنوان مجموعه قابليتهاي PCS در سرويس Voice-Centric بكار مي‌برند.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

سيستمهاي سلولي قديمي و نسل اول از نوع آنالوگ بودند كه با فركانسهاي 800 مگاهرتز كار مي كردند. بعداً و با توسعه سيستمها فركانسهاي 8/1 گيگاهرتز و در قسمتهايي از شمال آمريكا، فركانسهاي 9/1 گيگاهرتز مورد بهره گیری قرار گرفتند.

حدود ده سال بعد با اولين موبايل ديجيتالي در شبكه هاي سوئيچينگ- مدار، نسل دوم پديدار گردید. اين سيستمها از كيفيت بهتر صدا، ظرفيت بيشتر، نياز به نيروي برق كمتر و قابليتهاي برقراري ارتباط جهاني برخوردار بودند. اين سيستمها هم با فركانسهاي 800 مگاهرتز و هم با باندهاي PCS كار مي كردند. سيستمهاي موبايل سلولي از سه روش متفاوت براي به اشتراك گذاردن طيف RF (امواج راديويي) بهره گیری مي كنند:

– دسترسي چندگانه تقسيم فركانس (FDAM)

– دسترسي چندگانه تقسيم زمان (TDMA)

– دسترسي چندگانه تقسيم كد (CDMA)

از سه روش فوق، TDMA و CDMA روشهاي غالب و رايج مي باشند.

با پيشرفت سريع، كار به جايي رسيد كه به دليل عدم و جود قوانين استاندارد شده، هر شركت سيستم خاص خود را به وجودآورد. عواقب نامطلوب اين اتفاق، به وجودآمدنه بازاري چند پاره بود كه هر قطعه فرضي از تجهيزات آن، تنها در محدوده مرزي كشور سازنده كار مي كرد. به مقصود غلبه بر اين مشكل، در سال 1982، كنفرانس پست و مخابرات راه دور اروپا (CEPT) گروه ويژه موبايل (GSM) را تشكيل داد تا يك سيستم راديويي موبايل سلولي يكسان را در سطح كل اروپا ايجاد نمايد. سيستم استاندارد مي بايست معيارهاي مشخصي را دارا باشد كه عبارت بودند از:

– كارآيي طيف فركانس

– برقراري ارتباط و تغيير آن بصورت بين‌المللي

– هزينه هاي كم براي سيستم موبايل و ايستگاههاي اصلي

– كيفيت صوتي خوب

– سازگاري با سيستمهاي ديگر از قبيل ISDN (سرويسهاي شبكه مجتمع ديجيتالي)

– امكان پشتيباني از سرويسهاي جديد

مقرر گردید كه سيستم GSM با بهره گیری از تكنولوژي ديجيتال ايجاد گردد. متعاقب آن مخفف GSM به مترادف عبارت “سيستم جهاني براي ارتباطات موبايل” تبديل گردید. در سال 1989 مسئوليت رسيدگي مشخصات استاندارد GSM از CEPT به “موسسه استانداردهاي مخابراتي اروپا” (ETSI) واگذار گردید.

فاز اول مشخصات GSM، يكسال بعد منتشر گرديد، اما بهره گیری تجاري از سيستم تا اواسط سال 1991 شروع نشد. در سال 1995 مشخصات فاز دوم تا سطح پوشش نواحي شهري توسعه يافت و تا آخر همان سال نزديك به 120 شبكه در حدود 70 ناحيه جغرافيايي در حال كار بودند.

با شروع هزاره جديد و عبور از موانع متعددي در اين مسير، پيشرفتهاي مهمي در حركت بسوي سرويسهاي به اصطلاح نسل سوم 3G صورت گرفت:

– تعداد مشتركين GSM در تمام دنيا به مقدار تخميني 165 ميليون نفر بالغ گردید.

– اولين شبكه هاي GPRS يعني گامي اساسي به سوي شبكه هاي 3G به وجودآمد.

– اولين سيستمهاي آزمايشگاهي WAP دراروپا در حال راه اندازي بودند.

– تا سال 2001 وعده همكاري يكپارچه ميان سيستمها، يعني دنياي بي سيم و دنياي كامپيوتر/ اينترنت و سرويسهاي جديد موجود (نظير Video on Demand)، از هر زمان ديگري به حقيقت نزديكتر گردید.

GSM

شبكه GSM را مي توان به چهار بخش اصلي تقسيم كرد:

– ايستگاه موبايل كه بوسيله مشترك حمل مي گردد.

– سيستم فرعي، ايستگاه اصلي راديوئي را با “ايستگاه موبايل” كنترل مي كند.

– سيستم فرعي شبكه و سوئيچينگ، يعني بخش اصلي مركز سوئيچينگ سرويسهاي موبايل و سيستمي كه تماسها را بين موبايل و ساير شبكه هاي موبايل يا ثابت كاربران سوئيچ مي كند. زير- سيستم فوق، كار مديريت سرويسهاي موبايل از قبيل تاييد مجوزها را نيز برعهده دارد.

– سيستم فرعي عمليات و پشتيباني كه بر طریقه درست عمليات و كار شبكه نظارت دارد.

اتحاديه مخابرات بين‌المللي (ITU) كه (علاوه بر كارهاي ديگر) بر تخصيص طيف فركانسهاي راديويي كه به باندهاي 915-850 مگاهرتز براي ارسال (از ايستگاه اصلي) اختصاص دارد، مديريت مي كند. اين فركانس براي دريافت در شبكه هاي موبايل اروپا، مقدار 960-935 مگاهرتز (از ايستگاه اصلي به ايستگاه موبايل) مي باشد. بدليل اينكه از اوايل دهه 1980 اين محدوده فركانسي، از قبل توسط سيستمهاي آنالوگ روز مورد بهره گیری قرار گرفته بود، CEPT براي حفظ 10 مگاهرتز بالايي هر باند براي شبكه GSM تحت توسعه، پيش‌بيني هاي لازمه را انجام داد و نهايتاً كل پهناي باند 25*2 مگاهرتز به GSM اختصاص يافت.

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

به دليل اينكه طيف فركانس راديويي يك منبع محدود اشتراكي ميان تمامي كاربران می باشد، براي تقسيم پهناي باند در ميان حداكثر كاربران، ابداع يك روش خاص ضروري بود. روش انتخاب شده بوسيله GSM، تركيبي از FDMA و TDMA مي باشد. قسمت FDMA، تقسيم فركانس پهناي باند 25 مگاهرتزي به 124 فركانس حامل می باشد كه پهناي باند هر كدام 200 كيلوهرتز مي باشد. سپس به هر ايستگاه اصلي، يك يا چند فركانس حامل اختصاص پيدا مي كند.

سپس با بهره گیری از يك طرح TDMA، هر كدام از اين فركانسهاي عامل از نظر زماني به هشت شكاف تقسيم مي شوند. يك شكاف زماني براي ارسال و يكي براي دريافت در موبايل مورد بهره گیری قرار مي گيرد. دليل اين جداسازي آن می باشد كه واحد موبايل اقدام دريافت و ارسال را بصورت همزمان انجام ندهد، واقعيتي كه صنعت الكترونيك را ساده مي كند.

منحصر بفرد بودن تكنولوژي GSM ناشي از اين واقعيت می باشد كه كاربران بايد “كارتهاي ماژول شناسايي مشترك” (سيم كارت) را در دستگاه موبايل دستي خود نصب نمايند. اين كارتها، تراشه هاي كوچكي هستند كه توسط تامين كنندگان خدمات GSM تحويل مي شوند. “سيم كارتها” حاوي اطلاعات مهمي از قبيل يك شماره تلفن و كليه مختصات صورتحساب مشترك مي باشد كه مي تواند شماره تلفنها را در خود ذخيره كند.

اين قابليت كاربران را قادر مي سازد تا فقط با بيرون آوردن سيم كارت از يك گوشي موبايل GSM و قرار دادن آن در ديگري، دستگاه تلفن دستي خود را عوض كنند. در نتيجه كاربران مي توانند حتي در صورت تعويض دستگاه موبايل نيز همان شماره تلفن قبلي خود را داشته باشند. ضمناً كاربران مي توانند به مناطق يا كشورهايي سفر كنند كه شبكه GSM در آنجا از فركانس متفاوتي بهره گیری مي كند، سپس يك تلفن موبايل اجاره كرده و سيم كارت خود را در آن نصب كنند. با اينكار مي توانند كليه پيامهاي تلفني و پيامهاي كوتاه SMS را با بهره گیری از شماره معمول خود دريافت كنند.

سيستم تلفن GSM مورد بهره گیری با يك كامپيوتر شخصي “نت بوك” Card PC داراي يك سيستم جامع Plug-and-Play براي برقراري ارتباطات مي باشد. قابليتهاي مبادله اطلاعات و فاكس با سرعت 9600 بيت در ثانيه به همراه امكانات ويژه اي مانند تغيير خطوط بين‌المللي و سرويس پيامهاي كوتاه (SMS). كاربران موبايل را قادر مي‌سازد به هنگام مسافرت در كشورهاي مختلف به شكلي ساده و مطمئن، تماس مستقر نمايند. به خاطر داشته باشيد كه قابليتهاي تبادل اطلاعات اتوماتيك نيستند وتامين كنندگان خدمات GSM بايد امكانات آنرا فراهم كنند تا كاربران موبايل بتوانند از اين مزايا بهره مند شوند.

سرويسهاي مبادله اطلاعات مي تواند “شروع از موبايل” (Mobile Originated) و يا “منتهي به موبايل” (Mobile Terminated) باشد. مفهوم “شروع از موبايل” (MO) آن می باشد كه كاربران مي توانند با بهره گیری از شبكه GSM اطلاعات را از يك مكان دور ارسال نمايند و “منتهي به موبايل” (MT) به آن معني می باشد كه كاربران مي توانند با بهره گیری از شبكه GSM، فاكس و يا پيامهاي كوتاه خود را توسط نت بوك دريافت كنند.

تماسهايي كه با سيستمهاي نسل دوم GSM قابل دسترس در اواخر سال 1999 (چه بصورت صوتي و يا اطلاعاتي) مستقر مي شدند، تنها يك شكاف زماني را اشغال نموده و در نتيجه سرعت انتقال اطلاعات فقط به 6/9 كيلوبيت بر ثانيه مي رسيد. از نظر تئوري مي توان چند شكاف زماني را براي كسب سرعتهاي بالاتر به يكديگر ملحق كرد، درست به همان روشي كه يك زوج از خطهاي ISDN براي دو برابر كردن توان عملياتي به يكديگر متصل مي شوند. ظهور “سوئيچينگ مدار اطلاعات پرسرعت” (HSCSD) كه نيازمند ضميمه اي براي معرفي يك پروتكل جديد ارتباط راديويي به GSM استاندارد بود، امكان بهره گیری از هر هشت شكاف زماني براي دستيابي به سرعت انتقال اطلاعات تا حد 76 كيلوبيت بر ثانيه را فراهم نمود.

در سال 1993 اولين قرار داد تغيير سرويس دو طرفه به امضاء رسيد كه دسترسي متقابل را بين شبكه هاي GSM خارجي امكان پذير مي كرد. اين امكان، كاربران موبايل را از نگراني در مورد بوق tone شماره گيري كشورهاي خارجي، كدهاي دسترسي، كد كشورها و ناهمگوني رابطهاي اتصال دهنده، خلاص كرد، زيرا به محض آنكه كاربر تلفن خود را روشن كرده وارد شبكه مي گردید، خود سيستم آنها را پيدا مي‌كند. كاربران مي توانند تماس تلفني مستقر كرده، نامه هاي الكترونيكي خود را خوانده و اطلاعات بروز رساني شده بانك اطلاعاتي را دريافت كنند، درست مانند اينكه در منزل خود قرار دارند.

سيستم جابجايي خدمات فاكس، اطلاعات و SMS اولين بار در سال 1995 عرضه گردید. SMS كه اساساً براي نشان دادن انتظار پيام صوتي مورد بهره گیری قرار گرفته بود، با همين روش، در حالت ارتباط دو طرفه كار مي كند. متعاقباً اين قابليت به يك سيستم كاملاً عملي در پيام رساني موبايل تحول پيدا كرد كه امكان مرور، ورود به شبكه، ارسال و دريافت پيامهاي كوتاه SMS با طول 160 كاراكتر را بر روي كامپيوترهاي قابل حمل فراهم مي كرد.

در انتهاي هزاره، تقريباً 700 شبكه موبايل GSM در بيش از 100 كشور در اروپا، آمريكاي شمالي/ مركزي/ جنوبي، ايسلند، آسيا، آفريقا و استراليا مشغول فعاليت بودند. علاوه بر آن، ظهور Roaming (پرسه زني) GSM ماهواره اي باعث گسترش خدمات به مناطقي گردید كه امكان پوشش زميني آنها وجود نداشت. در ماوراي كل سيستم، جهت تضمين عملكرد منسجم آن، قراردادها و تفاهم نامه هاي متعدد بين‌المللي براي ارائه خدمات “Roaming” به امضاء رسيدند كه استانداردهاي GSM و فازهاي مختلف اجراي آنرا در تمام دنيا مشخص مي كرد.

اما سيستم “اطلاعات سوئيچينگ مدار” روش خودخواهانه اي براي بكارگيري منابع محدود می باشد. بويژه زمانيكه كاربران از برنامه هاي كاربردي پيچيده اي مانند مرورگرهاي وب بهره گیری مي كنند. سوئيچينگ بسته هاي اطلاعاتي، به شكلي كه در شبكه هاي اينترنت و خطوط اصلي يا Backbone اينترنت بكار مي طریقه، براي فراهم آوردن امكاني جهت به اشتراك گذاشتن منابع ميان چند كاربر بطور همزمان، تكنولوژي بسيار مناسبتري مي باشد. سرويس بسته راديويي عمومي (GPRS)، نوع ارتقاء يافته‌اي از شبكه هاي موبايل GSM می باشد كه يك لايه “Packet-Switched” را به سيستم اضافه مي كند و ارائه سرعت انتقال اطلاعات مابين 21 و 100 كيلوبيت بر ثانيه از آن انتظار مي رود. مهمتر آنكه، GPRS امكان شارژ هزينه برحسب حجم اطلاعات انتقالي بجاي مدت زمان اتصال را براي شركت خدمات موبايل فراهم مي كند. از نظر تئوري، معناي اين گفته آن می باشد كه كاربران از طريق موبايل مي توانند بصورت دائمي به اينترنت متصل باشند، اما فقط بابت دسترسي به نامه هاي الكترونيكي يا درخواست صفحات وب جديد هزينه پرداخت كنند.

GPRS

مشكلاتي كه مراجع استاندارد صنايع بين‌المللي در مسير تاييد كلي استانداردها با آنها مواجه بوده اند، منجر به تاخير در بكارگيري سيستمهاي بيسيم 3G گرديد. براي كم كردن اثر اين تاخير، سرويس GPRS بعنوان مرحله مياني معرفي مي گردد تا بتوان اطلاعات سريع را به شكلي موثر از طريق زير ساختارهاي شبكه بيسيم GSM انتقال داد.

GPRS سرويس حامل اطلاعات مبتني بر انتقال بسته هاي اطلاعاتي، براي شبكه‌هاي GSM و TDMA مي باشد. اين سرويس بعنوان اولين گام مهم به سوي نسل سوم، توسط شركتهاي مختلفي در اطراف دنيا منتشر گردید. GPRS سرعت انتقال اطلاعات بيشتري را در اختيار كاربران مي گذارد و مخصوصاً براي ترافيكهاي ناگهاني اينترنت و اينترانت مناسب می باشد و انتقال اطلاعات موبايل را از هر زمان ديگري سريعتر، ارزانتر و كاربر پسندتر ساده تر مي كند. با تجهيزات موبايلي كه قابليت GPRS در آنها فعال شده، كاربران مي توانند هميشه به “اينترنت موبايل” متصل باشند، تا براي مثال به محض رسيدن نامه هاي الكترونيكي آنها را دريافت كنند. ضمناً اين سرويس به كاربران اجازه مي دهد در هنگام ارسال و دريافت تماسهاي اطلاعاتي، بطور همزمان تماسهاي تلفني خود را جواب دهند.


دیدگاهتان را بنویسید