لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه :160
بخشی از متن مقاله
فصل اول : نظریة سلولی
بر اساس این نظریه ناحیه ای که می خواهد تحت پوشش شبکة موبایل قرار گیرد به نواحی جغرافیایی کوچکتر با شعاع 2 تا 50 کیلومتر تقسیم می شود در هر سلول سیستم ها فرستنده گیرنده پوشش رادیویی سلول را به عهده دارند . و کانالهای رادیویی با دامنة مختلف فرکانس در آن به مشترکش سرویس می دهند . فرستنده هایی که در سلولهای مجاور هم هستند از کانالهای فرکانس جداگانه استفاده می کنند تا از تداخل فرکانس جلوگیری شود اگر انرژی آنتن فرستنده و ارتفاع آن مناسب باشد می توان از کانالهای فرکانس در فاصله متناسب و دورتر بیشتر به سلول مورد نظر دوباره استفاده کرد تا در اثر فاصله و افت سیگنال شکل داخل پیش نیاید . از طرفی برای اینکه بتوان بیشترین دفعات از فرکانسهای مجدد استفاده کرد دو سلول هم کانال باید دارای کمترین فاصلة کمتر باشند پس مجموع فاصله 2 سلول هم کانال باید به گونه ای باشد که تداخل هم کانالی از یک آستانة بخار بیشتر شود . این آستانه 18db انتخاب شده است . چنانچه سرامیک در ناحیة یکی از سلولها افزایش یابد می توان سلول مورد نظر را به 2 یا چند سلول با توجه به نیاز ترافیکی تقسیم کرد را تا هر چه این تعداد بیشتر شود نیاز به زیر ساختهای بیشتری برای حمل کردن سیستم مطرح می گردد و هزینه بیشتر می شود در نتیجه پوشش سلولی نوعی فعالیت پویا و دینامیک محسوب می شو د که به گروهی از سلولهای مجاور که کلیة کانالهای سیستم را بر اساس ضوابط خاص به کار می برند و در تمام ناحیه تحت پوش تکرار می شوند کلاستر می گویند .
در طراحی سلول سلول 6 ضلعی در نظر گرفته می شود زیرا اگر با فرض اینکه 2 عدد BTS با آنتن های هم جهت داشته باشیم و برای هر مشترک دوایری به مرکز BTS ها در نظر بگیریم مجموعه نقاطی وجود دارند که قدرت سیگنال رسیده از دو BTS در آنجا یکسان است و با ادامة این کار به 6 ضلعی منتظم می رسیم .
البته در دیتای واقعی به علت وجود پستی و بلندی و موقعیت جغرافیایی مناطق و همچنین وجود موانع طبیعی و مصنوعی فراوان ( کوهها و ساختمانها ) داشتن 6 ضلعی های منتظم با ابعاد یکسان امکان پذیر نمی باشد . ماکزیمم شعاع سلولها 35 کیلومتر می باشد .
تعریف انواع سلول :
طرح و راه حل های مختلفی برای پوشش رادیویی در محیط های داخلی و خروجی و کانالهای خاص وجود دارد ؛ 2 نمونه از این طرح ها میکروسلها و مایکروسلها هستند .
ماکروسلها :
ماکروسلها معمولاً در یک توان خروجی بالاتر از میکروسل ها کار می کنند و پوشش فرکانس را برای هر دو ناحیة فضای آزاد و درون ساختمان فراهم می آورند . گروهی از ماکروسل ها فراهم می آورند می تواند در تمام جهات و یا در یک جهت خاص باشد در ماکروسل تمام جهتی انرژی رادیویی در همة جهت های افقی منتشر می شود . دره کروسل تمام جهتی یک آنتنژسیگنال رادیویی را در همة جهات نسبت به افقی منتشر می کند . این آنتن در ارتفاعی تقریباً بینی 15 تا 46 متر نصب می شود .
میکروسل ها :
معمولاً در یک توان پایین تر از ماکروسل های کار می کنند و یک ناحة کوچک را مورد پوشش خود قرار می دهند را بی ناحیه حدود 25 درصد از یک ماکروسل می باشد . ظرفیت کانالهای یک میکروسل مرکز است از ماکروسل کمتر باشد اما ظرفیت کانال سیستم به کاربران مختلف است . میکروسل ها برای افزایش ظرفیت نواحی با ترافیک بالاتر به کار برده می شود میکروسلها هم خود انواع مختلفی دارند .
میکروسل بیرونی :
یک میکروسل بیرونی معمولاً دارای یک آتش است که در زیر یک سقف امواج به وسیلة ساختمانها و بناها محدود می شود ، شکل سلول از یک الگوی خیابانی پیروی می کند . یک میکروسل بیرونی ، بخشی از بزرگراهها ، خیابانها و کوچه ها و چهار راه ها تونلها و نواحی محدود به ساختمانهای مجاور را پوشش می دهد .
میکروسل درونی :
یک میکروسل درونی که بعضی وقتها میکروسل نامیده می شود به منظور پوشش دادن قسمتهای داخلی یک ساختمان مثل راهروهای طراحی می شود آنتن یک پیکول می تواند روی دیوار با سقف قرار گیرد .
سلول چتری :
ماکروسلها و میکروسلها با هم دیگر سلولی به نام سلول چتری به وجود می آورند یک سلول چتری پوشش برای یک قسمت و یا تمام قسمتهایی که در توسط دیگر سلولها پوشش داده می شود فراهم می آورد .
نمونه هایی از سلول چتری
همان طور که بعدها مشاهده می کنیم هر سلول توسط یک BS پوشش رادیویی داده می شود . هر سلول دارای یک شماره (CQI) می باشد . در هر سلول یک کانال رادیویی به منظور انتقال اطلاعات سیگنالینگ بین شبکه ی موبایل و MS ای که در آن سلول قرار دارد در نظر گرفته می شود . کانالهای سیگنالینگ از موبایل به BS بکار می روند تا عملیات سیگنالهایی را که برای تازه سازی وضعیت مکانی و تنظیم تماس و پاسخ گویی به پیغامهای تماسی واردة انجام می دهند . در مسیر برعکس یعنی از BS به موبایل کانال سیگنالینگ اطلاعات مربوط به پارامترهای عملیاتی ( شناسه ی معرف مکان شناسه ی سلول و …. ) ، تنظیمات تماس ، paging و تازه سازی اطلاعات را حمل می کند .
ناحیه مکانی ( LA ) : به مجموعه ای از سلولها گفته می شود . سیستم موبایل با استفاده از این تقسیم بندی نواحی می تواند مشترکینی را که در وضعیت فعال هستند را جستجو نماید . هنگامی که یک تماس برای یک MS وجود داشته باشد یک پیغام ( paging ) بین همه ی سلولهای یک LA منتشر می شود . در اصل یک LA ناحیه ای است که یک مشترک بدون اینکه نیاز داشته باشد مکان خود را به شبکه اطلاع دهد در آن حرکت می کند .
ناحیه ی تحت پوشش ms : msc/vlr در یک دیتا بیس که رجیستر موقعیت محلی (VAL) نام دارد ثبت می وشد . Msc و VLR همیشه در یک گره قرار می گیرند . بنابراین ناحیه ی تحت پوشش آنها ناحیه ی msc/vlr نامیده می شود یک ناحیه ی msc از تعدادی LA تشکیل شده است و در اصل ناحیه ی جغرافیایی تحت پوشش آن توسط یک MSC پوشش داده می شود برای هدایت کردن یک تماس به یک مشترک موبایل این تماس از مسیر MSC ای عبور داده می شود که در ناحیه ی msc/vlr ای است که مشترک موبایل در آن قرار دارد .
ناحیه ی تحت سرویس شبکه ی موبایل عمومی :
این ناحیه ، ناحیه ای جغرافیایی است که توسط یک اپراتور شبکه سرویس دهی می شود و به عنوان ناحیه ای تعریف می شود که در آن یک اپراتور پوشش رادیویی را ایجاد و امکان دستیابی به شبکه را ایجاد می کند .
ناحیه ی تحت سرویس Gsm :
به مجموعه ناحیه های جغرافیایی گفته می شود که یک مشترک می تواند به شبکه موبایل دسترسی داشته باشد . هر چقدر تعداد اپراتورهایی که بخواهند در یک شبکه با یکدیگر کار کنند بیشتر باشد ناحیه گسترش پیدا می کند .
روشهای دست یابی چند گانه به سیگنال :
در هر سیستم مخابراتی منابع محدود می باشد و نیز میزان تجیهزات و تعداد کانالهای مورد استفاده نیز محدود است . از طرفی در یک لحظه از زمان چندین نفر درخواست سرویس از شبکه را دارند . لذا به منظور استفاده بهینه سیستم باید مدیریت دقیقی روی منابع داشته باشد . لذا از تکنولوژیها و واسطه هایی هوایی استفاده شده که معروفترین آنها در زیر شرح داده شده است .
FDMA :
در این روش طیف فرکانسی موجود به چندین قسمت یا باند فرکانسی تقسیم می شوند و برای مکالمه به هر کاربر یکی از باندهای فرکانسی اختصاص داده می شود . و تا هنگامیکه تماس تلفنی کاربر برقرار باشد این باند تنها به او اختصاص دارد . مسئله مهم در این روش voice Activity می باشد یعنی کاربر تنها از 50 تا 40 درصد زمان برای مکالمه استفاده می کند و بقیه زمان برای تنفس تفکر ، …. استفاده و عملاً کانال هدر می رود . مسئله دیگر این است که در یک ارتباط ، یک باند فرکانسی به فرد و یک باند فرکانسی به طرف مقابل او اختصاص داده می شود . و ارتباط بین این 2 از طریق 2 باند ( رفت و برگشت ) استفاده می شود . اما در حین مکالمه تنها یکی از 2 طرف صحبت می کنند و طرف دیگر گوش می دهد . پس یکی از باندها به طور بی فایده اشغال می شود .
پس در FCMA از سیستم به طور ناکارآمد استفاده می شود . در سیستم های آنالوگ مثل Apms از این روش استفاده می شد .
TDMA :
در TDMA کل باند فرکانسی در هر لحظه ای از زمان به یک کاربر اختصاص داده می شود . در قطاع های زمانی حدود 30 ـ 40 میلی ثانیه ای کاربر حق استفاده از باند فرکانسی را داراست .
در آمریکا کانال 30 کیلو هرتزی به سه قطاع زمانی تقسیم شد . لذا پهنای باند موثر هر کاربر 10 KHZ می باشد . مشکل اینجاست که با کم شدن پهنای باند حساسیت نویز افزایش می یابند . و صورت ناواضح می گردد . اما در سیستم GSM از کانالهای 200 KHZ استفاده و آن را به 8 قطاع زمانی تقسیم می کنند .
CDMA :
در این روش هر کاربر از یک نوع کد دیجیتال خاص خود ، برای برقراری ارتباط استفاده می کند . در این تکنولوژی یک کانال 1.25 کیلو هرتزی استفاده می شود . مشکل این روش این است که ظرفیت آن توسط میزان تداخل محدود می شود . و برخلاف FDMA و TDMA به خاطر پهنای باند محدودیت دارد برای رفع این مشکل از آنتن های سکتور بندی شده که موجب کاهش تداخل می شوند استفاده و ظرفیت را افزایش می دهند .
فصل دوم : سیستم GSM
مقدمه :
سیستم GSM که به عنوان نسل سوم شبکه های موبایل معروف است با استفاده از ارسال دیجیتال و الگوریتمهای پیشرفته ی ارسال و دریافت بین سلولهای رادیویی و در نتیجه به کارگیری دوباره ی فرکانس ، استفادهای بهتری از باند فرکانسی را فراهم می سازد . این استفاده بهینه از پهنای باند امکان ارائه خدمات بیشتر به تعداد بیشتری از مشترکین را میسر می سازد . بنیادی ترین خدماتی که GSM فراهم می کند خدمات تلفنی است . GSM علاوه بر امکان حرکت عمومی ( roaming ) خدمات جدیدی نظیر ارتباط پذیری سرعت ، دورنگار ، پست صوتی ، و پیام کوتاه GSM را برای کاربران مهیا می سازد . کاربران GSM می توانند داده ها را تا سرعت 906 b/s و به سوی کاربران خدمات تلفنی ساده قدیمی ارسال و دریافت کنند . و از شبکه ی خدمات یکپارچه ای دیجیتال ISDN شبکه های داده ی عمومی سویچ بسته ای packet Switching و شبکه های داده های عمومی سویچ مداری circit Switching بهره مند باشند در GSM دستگاههای دور نگار معمولی طوری طراحی شده اند که به یک تلفن وصل شوند و از سیگنالهای آنالوگ استفاده کنند . یک دورنگار با این ویژگی می تواند با هر دورنگار آنالوگ دیگری مرتبط باشد . مشترک GSM با برخورداری از پست دورنگار می تواند پیامهای دورنگار را از طریق تلفن بسیار خود از هر دستگاه دور نگاری دریافت کند . خدمات GSM یکی دیگر از خدمات بی نظیر این شبکه می باشد که از طریق آن یک ارتباط 2 طرفه برای پیامهای کوتاه حرفی ـ عددی تا 160 کاراکتر برقرار می شود . خدمات تکمیلی انتظار مکالمه به مشترک این اجازه را می دهد که نخستین مشترک در حال مکالمه با خود را روی خط منتظر نگه دار د و به مشترک دیگری که خواهان تماس است پاسخ دهد و یا خود تماس جدیدی برقرار کند . از خدمات دیگر این شبکه شناسایی شماره مشترک خواهان تماس caller ID می باشد .
تجزیه و تحلیل معماری GSM :
سیستم GSM به سه زیر شبکه بزرگ تقسیم می شود که عبارتند از :
1 ـ زیر سیستم BSS که خود از 2 جزء ایستگاه سیار ( MS ) و سیستم ایستگاه پایه BSS تشکیل شده است .
2 ـ سیستم سویچینگ و شبکه NSS که از چهار جزء مرکز سویچینگ موبایل ، GATEWAY ( دروازه ) ، ثبت کننده ی موقعیت اصلی HLR ثبت کنندة موقعیت محلی VLR تشکیل شده است .
3 ـ سیستم عملیاتی OSS : که از جزء های مرکز بهره برداری و نگهداری ( OMS ) ، مرکز صدور مجوز ( AUC ) و ثبت کننده تجهیزات ( ELR ) تشکیل شده است که در زیر به توضیح هر یک از آنها می پردازیم :
MS : یک MS توسط مشترک شبکه برای برقراری ارتباط با سیستم سلولی استفاده می شود MS می تواند یک گوشی موبایل ، یک فکس با دستیابی تلفنی با دستیابی تلفنی و یا یک کامپیوتر کتابی باشد که مجهز به مودم رادیویی است . MS دارای سه دسته متفاوت می باشد که عبارتند از :
الف : ترمینال دستی :
این نوع MS حمل می باشد آنتن روی خود آن نصب شده است و از اندازه ی کوچکی برخورد است .
متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است.
دانلود فایل
دانلود مقاله کامل درباره مخابرات و پشتیبانی خطوط تلفن همراه GPRS