SHMP Rrjetet për komunikime pa tela dhe sistemet celulare Vërejtje Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen vetëm për përgatitjen e provimit. Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi.
Download ReportTranscript SHMP Rrjetet për komunikime pa tela dhe sistemet celulare Vërejtje Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen vetëm për përgatitjen e provimit. Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi.
Slide 1
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 2
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 3
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 4
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 5
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 6
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 7
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 8
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 9
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 10
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 11
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 12
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 13
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 14
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 15
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 16
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 17
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 18
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 19
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 20
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 21
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 22
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 23
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 24
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 25
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 26
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 27
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 28
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 29
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 30
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 31
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 32
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 33
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 34
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 35
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 36
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 37
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 38
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 39
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 40
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 41
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 42
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 43
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 44
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 45
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 46
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 47
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 48
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 49
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 50
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 51
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 52
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 53
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 2
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 3
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 4
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 5
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 6
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 7
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 8
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 9
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 10
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 11
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 12
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 13
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 14
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 15
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 16
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 17
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 18
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 19
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 20
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 21
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 22
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 23
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 24
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 25
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 26
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 27
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 28
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 29
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 30
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 31
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 32
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 33
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 34
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 35
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 36
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 37
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 38
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 39
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 40
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 41
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 42
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 43
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 44
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 45
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 46
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 47
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 48
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 49
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 50
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 51
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 52
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734
Slide 53
SHMP
Rrjetet për komunikime pa
tela dhe sistemet celulare
Vërejtje
Sllajdet e ligjeratave mund të shfrytëzohen
vetëm për përgatitjen e provimit.
Nuk lejohet kopjimi dhe reprodukimi i tyre pa
lejen me shkrim të autorit.
Përkufizim
Wire telegraph is a kind of a very long cat.
You pull his tail in New York
and his head is meowing in Los Angeles…
And radio operates exactly the same way…
The only difference is that there is no cat.
Albert Einstein
Proverb aziatik
Tell me and I forget.
Show me and I remember.
Involve me and I understand.
Kapitulli II
Sistemet komunikuese mobile
celulare
Përmbajtja
- Sisteme komunikuese wireless
- Konceptet themelore të komunikimeve mobile
- Sistemet komunikuese mobile celulare
- Sistemi GSM
- Sistemi GPRS
- Sistemi UMTS
Sistemet komunikuese wireless (1)
Koncepti i Rrjeteve Komunikuese
• Rrjetet komunikuese janë sisteme të cilat e mundësojnë komunikimin në
mes dy pikave të caktuara në hapësirë dhe kohë.
• Qëllimi i rrjeteve komunikuese është plotësimi i nevojave të
shfrytëzuesëve për komunikim.
• Detyra themelore e rrjeteve komunikuese është t`iu ofrojnë
shfrytëzuesëve shërbime të llojllojshme me kualitet të kënaqshëm dhe
çmim të volitshëm.
• Realizohen me teknologj të llojllojshme dhe mekanizma të shumtë.
• Janë shumë të nderlikuara dhe shumë të shtrenjta
• Burim i madh i të ardhurave
Sistemet komunikuese wireless (2)
Klasifikimi i rrjeteve komunikuese
• Mediumit transmetues me të cilin shfrytëzuesi lidhet në rrjet
• Rrjetet
fikse ose rrjetet me tela (wired networks)
• Rrjetet pa tela (wireless networks)
• fikse
• mobile
• Në bazë të hapësires gjeografike të cilën e mbulojnë
• PAN (Personal area Network), WPAN (Wireless PAN); < 5-10 m
• LAN (Local Area Networks); WLAN (Wireless LAN); < 100 m
• MAN (Metropolitan Area Networks); WMAN (Wireless MAN); nje qytet
• WAN (Wide Area Networks); Wireless WAN (WWAN) pertej nje qyteti
(territorin e nje shteti, globale).
• Komutim te kanaleve dhe komutim te paketeve
• Rrjeti telefonik
• Interneti
Sistemet komunikuese wireless (3)
• Llojet e sistemet komunikuese wireless
– Sistemet komunikuese mobile celulare
(tokësore)
– Rrjetet WLAN (Wireless LAN)
– Rrjetet WiMAX (Worldwide Interoperability for
Micrcowave Access)
– Sistemet komunikuese satelitore
Sistemet komunikuese wireless (4)
Komutimi i kanaleve
GSM
Global System for Mobile Communication
Komutimi i paketeve
GPRS
General Packet Radio Service
UMTS
Universal Mobile Telecommunication Service
WLAN
Wireless Local Area Network
VSAT
Very Small Aperture Terminal Network
Down-Link
Up-Link
Rrjeti fiks
VSAT
Rrjeti mobil celular
VSAT
VSAT: Very Small Aperture Terminals
Sistemet komunikuese wireless (5)
Mobile Broadband Communications
WLAN (IEEE 802.11g)
54 Mbit/s - 100 m
Wide Area
Local Area
Personal Area
BT/WLAN
Handover
WLAN/UMTS
Handover
Bluetooth
800 kbit/s - 10 m
GSM/GPRS/HSCSD, 3G/UMTS
400 kbit/s
WPAN:
Mundesojne lidhjen e pajisjeve
komunikuese ne distanca shume te
vogela
WLAN:
Mundesojne komunikimin brezgjere
ne distanca deri ne 100 m.
WWAN:
Mbulojne territore te gjera (shtete,
globin tokesor)
Sistemet komunikuese wireless (6)
Llojet e Rrjeteve Akses
Sistemet Satelitore
- GEO
- MEO
- LEO
WLAN (Wi-Fi)
Infrastruktura komunikuese
- Komutimi i kanaleve
- Komutimi i paketeve
Rrjetet mobile
celulare
- GSM
- GPRS
- UMTS
DECT
(Telefonia pa tela)
Qëllimi: Komunikimi All IP
- NGN: Next Generation Network
- IMS: IP Multimedia Subsystem
Rrjetet akses fikse
- xDSL
- ISDN, PSTN, TDM
- LAN
- Fiber
-WiMax Fixed
-WiMax Normadic
-WiMax Portable
-WiMax Mobile
Rrjeti akses wireless
- WLL
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (1)
• Koncepti celular
• Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
• Ndarja (alokimi) e frekuencave
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
• Menaxhimi i mobilitetit
• Romingu
• Pejgjingu
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (2)
•
Koncepti celular
– Ndarja e territorit qe duhet mbuluar me sinjal ne siperfaqe te kufizuara te quajtura
celuala
– LA (Location Area – 2G)
– RA (Routing Area – 3G)
•
•
Stacioni Bazë (Cell site, Base station, Node B)
–
Radio komunikimi i stacioneve mobile (terminalet e perdoruesve) brenda celules
–
Lidhja me stacionet mobile permes linqeve : Up-link dhe down-link
–
Hapësira e mbuluar ose madhesia e celules
•
Fuqia transmetuese e antenës se stacionit baze dhe e stacionit mobil
•
Lartësia e antenës
•
Relievi
•
Numri i përdoruesve (stacioneve mobile) në celulë
Ndarja e frekuencave
–
Numër i caktuar i frekuencave për cdo celulë
–
Ripërdorimi i frekuencave duke iu shmangur interferencës
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (3)
• Mobiliteti i shfrytëzuesve
– Lëvizshmëria gjatë komunikimit
• Menaxhimi i mobilitetit (mobility management)
– Azhurimi i lokacionit (Location update)
– Handoveri
• Romingu (roaming)
– Qasja në rrjetin mobil nga lokacionet e ndryshme
– Lëvizshmëria prej një stacioni bazë në tjetrin
• Pejgjingu
– Gjetja e shfrytëzuesve të thirrur
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (4)
Celulat Uniforme
LA – Location Area
Celula
BTS
Konceptet themelore të komunikimeve mobile (5)
Celulat heterogjene
LEO or GEO
Satellites
Global
CSS
Suburban
Urban
FES
In-Building
CSS
BS
Pico-Cell
CSS
Micro-Cell
CSS
Macro-Cell
Satellite-Cell
CSS
FES
NG
Cell Site Switch
Fixed Earth Station
Next generation networks
Sistemet komunikuese mobile celulare
• Gjenerata e parë – 1G (NMT, AMPS)
• Gjenerata e dytë – 2G (GSM)
• Gjenerata 2,5G (GPRS)
• Gjenerata e tretë – 3G (UMTS)
• Gjenerata e katërt – 4G, Rrjetet all-IP
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (1)
•
American Mobile Phone System (AMPS)
– Zhvillimi i sistemit filloi në vitin 1970, rrjeti eksperimental në vitin 1978 në Çikago
– Përdorimi komercial në vitin 1983, Çikago
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Amerika e Veriut, Amerika e Jugut, Azi, Rusi
•
Nordic Mobile Telephone (NMT)
– Versioni i parë (NMT 450 MHz)
• 1981, Suedi, Norvegji, Danimark, Finlandë
• Brezi frekuencor i operimit 450 MHz
– Versioni i dytë (NMT 900 MHz)
• Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• Evropë, Azi, Australi
•
Total Access Communication System (TACS)
– Britanik, 1985
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
Sistemet komunikuese mobile celulare – 1G (1)
Cell Site A
T1/E1
T1/E1
MTSO/
MSC
Cell Site B
T1/E1
Cell Site C
PSTN
Sistemet komunikuese mobile celulare 1G (2)
• Koncepti celular
• Cell Site (Stacioni Bazë)
– Komunikon me MTSO/MSC përmes sistemit T1/E1 kabllovik ose
mikrovalor
• MTSO/MSC (Mobile Telephone System Office/Mobile Switching
Center)
– I lidh stacionet bazë me rrjetin publik telefonik (PSTN – Public Switched
Telephone Network)
– Paraqet „trurin“ e sistemit
– Procesimin e thirrjeve
– Shënimet për parapagues (statusin, rrugimin e thirrjes, llogarinë)
•
Telefoni Mobil (Mobile Phone)
– Komunikon me Stacionin Bazë përmes radio kanaleve
– Kanalet dupleske të ndara për transmetim shkuarje – ardhje
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (1)
• Koncepti celular
• Teknologjia digjitale
– Kapacitet më të madh se 1G
– Siguri më të madhe se 1G
– Veti më të avancuara se 1G
• Servise të reja
• Shtrirje të gjerë gjeografike
• GSM, IS-136, IS-95, PDC
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (2)
• Global System for Mobile Communications (GSM)
– Sistem Evropian
– Sistemi më i suksesshëm i gjeneratës së dytë
– Bazë për sistemet GPRS dhe UMTS
– Brezi frekuencor i operimit (900, 1800, 1900 MHz)
– Përdoret në Ameriken Veriore, Ameriken Jugore, Azi, Afrikë,
Australi
• Interim Standard 136 (IS-136)
– Bazohet në teknologjinë TDMA
– Brezi frekuencor i operimit 800 MHz
– Përdoret në Ameriken Veriore
Sistemet komunikuese mobile celulare 2G (3)
• Interim Standard 95 CDMA (IS-95 CDMA)
– Bazohet në teknologjinë spread spectrum
– Shfrytëzimin e shumëfishtë të kanaleve (frekuencave)
– Të njëjtat kanale përdoren në çdo celulë
– SHBA, Azi
• Personal Digital Cellular (PDC)
– Japonez
– NTT DoCoMo
Sistemi GSM (1)
•
Sistemet jokompatibile në Evropë, 1980
– Kushtëzuan nevojën për zhvillimin e një sistemi komunikues mobil gjithevropian
•
CEPT (Conference Europene des Postes et Telecommunikations),1982
– Group Special Mobil (GSM)
– Zhvillimi i specifikacioneve për sistemin e ri
•
ETSI (European Telecomunication Standard Institute), 1989
– Finalizimi i specifikacioneve
– Riemërtimi i sistemit, Global System for Mobile Communication (GSM)
•
Qëllimi i sistemit GSM
– Zhvillimi i standardit gjithevropian për telefoni mobile
– Roamingu i shfrytëzuesve në tërë Evropën
– Të folurit dhe servise të tjera
Sistemi GSM (2)
• Versioni 1 – GSM 900
– Brezi frekuencor i operimit 900 MHz
• 890-915 MHz, up-link
• 935-960 MHz, down-link
• 124 kanale (bartësa frekuencor) FDMA
• Versioni 2 – Digital Cellular System (DCS – 1800)
– Brezi frekuencor i operimit 1800 MHz
• 1710 - 1785 MHz, up-link
• 1805 - 1880 MHz, down-link
•
374 kanale FDMA
• Versioni 3 – Personal Communication Service (PCS – 1900)
– Brezi frekuencor i operimit 1900 MHz
• 1850 - 1910 MHz, up-link
• 1930 - 1990 MHz, down-link
•
299 kanale FDMA
Sistemi GSM (3)
• GSM – sistemi më i suksesshëm 2G
– Roamingu ndërkombëtar
– Lokalizimi automatik i perdoruesve
– Autentifikimi i perdoruesve
– Enkriptimi në linkun wireless
– Kualitet i lartë i komunikimit
– SMS (Short Message Service), 160 simbole
alfanumerike
– Transmetimi i të dhënave 9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s
Arkitektura e rrjetit GSM (1)
Rrjeti GSM përbëhet prej tri nënsistemeve:
• RSS (Radio Subsystem)
• NSS (Network and Switching Subsystem)
• OSS (Operation Subsystem)
Arkitektura e rrjetit GSM (2)
RSS: MS (Mobile Station) dhe BSS (Base Station
Subsystem)
• MS (Mobile Station)
– ME (Mobile Equipment)
• Hardveri
• Softveri
– SIM (Subscriber Identity Modul) – kartela
• SIM kartela instalohet në ME
• Informacione për parapaguesin
– Identiteti i parapaguesit (numrat e parapaguesit)
– Shifra e Autentifikimit
– Serviset e parapaguara
Arkitektura e rrjetit GSM (3)
• Identiteti i parapaguesit
– IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– MSISDN (Mobile Subscriber ISDN)
• Identiteti i pajisjes mobile
– IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Mobiliteti i terminalit (terminal mobility)
– Qasjen në pika të ndryshme dhe në rrjete të ndryshme
• Mobiliteti i parapaguesit (personal mobility)
– SIM kartela mundëson personalizimin e MS-it
• Mobiliteti i serviseve (service mobility)
– Serviset e njejta në pika të ndryshme te qasjes
Arkitektura e rrjetit GSM (4)
BSS (Base Station Subsystem):
• BTS-a (Base Transceiver Station)
– Pajisjet për radio transmetim (antenat, amplifiaktoret, procesim të sinjalit)
– Komunikimi me MS përmes interfejsit Um (interfejsi ajror)
– Disa BTS lidhen ne BSC përmes interfejsit Abis (16 kbit/s ose 64 kbit/s)
• BSC (Base Station Controler)
– E kontrollon RSS
– Menaxhimin e resurseve, menaxhimin e mobilitetit
– Funksione të mirëmbajtjes
• TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)
– Në GSM të folurit kodohet në 13 kbit/s
– Komprimimi i të folurit bëhet në MS dhe TRAU
– Shndërrimin e të folurit të koduar në 64 kbit/s dhe anasjelltas
Arkitektura e rrjetit GSM (5)
BTS dhe BSC
• Detyrat e BSS jane te shperndara ne BSC dhe BTS
• BTS i perfshine funksionet specifike per radio komunikim
• BSC eshte nye komutuese e radio kanaleve
Funksionet
Management of radio channels
Frequency hopping (FH)
Management of terrestrial channels
Mapping of terrestrial onto radio channels
Channel coding and decoding
Rate adaptation
Encryption and decryption
Paging
Uplink signal measurements
Traffic measurement
Authentication
Location registry, location update
Handover management
BTS
X
X
X
X
X
X
BSC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Arkitektura e rrjetit GSM (6)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Rrjeti bazik (Core network) i GSM-it
– E lidh RSS-in me PSTN dhe rrjete tjera publike
• Funksionet
– Lokalizimi i parapagueseve, rrugimi, handoveri, roamingu
– Faturimi i bisedave
• MSC (Mobile Switching Center)
– Lidhet me MSC tjere dhe me disa BSC-a permes interfejsit A
– Vendosja e lidhjeve, rrugimi, handoveri
• Gateway MSC
– Lidhet me PSTN dhe rrjete tjera p.sh. ISDN
– Lokalizimi i parapagueseve (HLR query)
Arkitektura e Rrjetit GSM (7)
NSS: Network and Switching Subsystem
• Data Bases (Bazat e te dhenave)
– HLR (Home Location Register)
• Informacionet e perhershme per cdo parapagues (MSISDN), serviset,
kodin e autentifikimit, LA aktuale
• I kopjon shënimet aktuale prej VLR
– VLR (Visitor Location Register)
• I korespondon nje MSC
• Informacionet e parapagueseve mysafirë brenda zonës së MSC
• I kopjon shënimet e nevojshme prej HLR
Arkitektura e rrjetit GSM (8)
OSS (Operation SubSystem) :
• OMC (Operation and Maintenance Center)
– Monitoron dhe kontrollon të gjitha komponentet e rrjetit
• AuC (Authentication Center)
– I shoqërohet HLR
– Mbrojtja e identitetit te parapaguesit dhe e informacioneve
– Algoritmet për autentifikim, kodet për enkriptim
• EIR (Equipment Identity Register)
– E përmban listen e IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• Valid (white), jashtë përdorimit (gray), të vjedhur (black)
Arkitektura e rrjetit GSM (9)
RSS
OSS
NSS
AuC
SMSC
OMC
HLR
GMSC
BSS
MS
MS
BTS
BSC
MSC/VLR
TRAU
BTS
IWF
EIR
O
BSC
Other Networks
(PSTN, ISDN)
MS
BTS
MS
MS
PDN
BTS
BTS
A
Signaling and Bearer
Signaling only
Interfejsi ajror - Um (1)
• E lidh stacionin mobile (MS) me stacionin bazë (BTS)
• Kanalet komunikuese realizohen me kombinim të
teknologjive FDMA dhe TDMA
• FDD, ndarja e up-linkut dhe down-linkut
Interfejsi ajror - Um (2)
Brezi frekuencor ndahet në nën breze me gjërsi nga 200 Khz
përkatësisht në bartësat frekuencor në distancë 200 Khz
• GSM 900
– 124 kanale (bartësa frekuencor) te bazuar ne FDMA
• DCS 1800
– 374 kanale FDMA, maksimalisht
• PCS 1900
– 299 kanale FDMA, maksimalisht
• 1 deri 3 bartësa frekuencor i ndahen një celule
– Për ngarkesa normale të komunikacionit
• Deri në 6 frekuenca për celulë
– Në zona me dendësi të madhe të parapaguesve
Interfejsi ajror – Um (3)
• Çdo bartës frekuencor është i ndarë në 8 intervale (sllota)
kohor që e formojnë një kornizë
• Kohëzgjatja e një kornize është 4,615 ms
• Çdo sllot brenda një kornize paraqet një kanal fizik TDMA
– Kohëzgjatja e një slloti është 0,577 ms
– Çdo kanal e shfrytëzon bartësin në kohëzgjatje 0,577 ms
çdo 4,615 ms
– I njëjti sllot përdoret për up-link dhe down-link, me
zhvendosje kohore prej 3 sllotësh
• Kornizat organizohen në multikorniza, superkorniza dhe
hyperkorniza
Interfejsi ajror - Um (4)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
• Multikorniza e trafikut
– 26 korniza
• Multikorniza e informacioneve kontrolluese
– 51 korniza :
• 26 multikorniza me nga 51 korniza ose 51 multikorniza me nga 26
korniza e formojne superkornizen
• 2048 superkorniza e formojne hyperkornizen
– 3,5 H
– 2 715 648 korniza
Interfejsi ajror - Um (5)
Organizimi hierarkik: kornizë, multikornizë, superkornizë dhe hyperkornizë
hyperframe
0
1
2
...
2045 2046 2047
3 h 28 min 53.76 s
superframe
0
1
2
...
48
49
50
6.12 s
0
1
...
24
25
multiframe
0
1
...
0
1
24
2
120 ms
25
...
48
49
50
235.4 ms
frame
0
1
slot
...
6
7
4.615 ms
577 µs
Interfejsi ajror - Um (6)
• Transmetimi i informacioneve në „Bursta“
– Bursti normal, perdoret per transmetimin e
informacioneve burimore dhe sinjalizimit
– Bursti për korrigjimin e oscilatorit lokal të MS,
shmangjen e interferences me kanale fqinje
– Bursti për sinkronizim, sinkronizimi i MS me BTS
– Bursti për akses, vendojen e lidhjes MS-BTS
– Dummy burst, nëse nuk ka informacione të
transmetohen në sllot
Interfejsi ajror - Um (7)
• Bursti normal
– Transmetimin e informacioneve burimore dhe
sinjalizimit
– Përbehët prej 148 bitëve, kohezgjatja e burstit 546,5 µs
– Koha e mbetur 30,5 µs përdoret si „hapësirë
mbrojtëse“ per t‘iu shmang interferences me burstët
tjerë për shkak të vonesave të ndryshme
– Nëse i tërë slloti prej 577 µs, plotësohet me bita
rezulton në 156,25 bita
– Çdo kanal fizik TDM e ka shpejtësinë 33,8 kbit/s
– Çdo bartës frekuencor transmeton 270 kbit/s nëpër
interfejsin Um.
Interfejsi Ajror - Um (8)
• Tre bitat e pare dhe te fundit te burstit normal jane zero
– Permiresimin e performancave te marresit
• Sekuenca per trajnim
– Adaptimin e parametrave te marresit ne karakteristikat e mediumit
transmetues
– Per ta zgjedhur sinjalin me te fuqishem te transmetimi multipath
• Flegu S tregon se çka përmban fusha e të dhënave
– Informacione te shfrytezuesit
– Informacione kontrolluese te rrjetit
Interfejsi ajror - Um (9)
Kanalet - TDMA/FDMA
935-960 MHz
124 kanale (200 kHz)
Down-link
890-915 MHz
124 kanale (200 kHz)
Up-link
Struktura e kornizave me te larta
koha
Korniza TDMA
1
2
3
4
5
6
7
8
4.615 ms
sloti kohor (normal burst)
guard
space
tail
3 bits
user data
S Training S
user data
tail
57 bits
1 26 bits 1
57 bits
3
guard
space
546.5 µs
577 µs
Interfejsi ajror - Um (10)
Kanalet logjike
• Traffic Channels - TCHs
– Numri maksimal i TCHs është 8
• 8 perdorues shërbehen njëkohësisht
• Control Channels – CCHs
– Së paku një kanal CCHs për celulë
• Nëse ekziston vetëm një bartës në celulë, ekzisojnë vetëm 7
TCHs.
• Alokimi
– Kanalet TCHs dhe CCHs alokohen (mapohen) në kanale
fizike në bazë të renditjes së caktuar
Interfejsi ajror - Um (11)
• Kanalet e trafikut (TCH-Traffic Channels)
– TCH/F (full-rate TCH) 22,8 kbit/s
të folurit
për transmetimin e
– TCH/H (half-rate TCH) 11,4 kbit/s, të folurit
– TCH/4,8 kbit/s; TCH/9,6 kbit/s; TCH/14,4 kbit/s për
transmetimin e të dhënave
Interfejsi ajror – Um (12)
•
Kanalet per sinjalizim (CCH - Control Channels)
– BCCH (Broadcast Control Channel)
• FCCH (Frequency Correction Channel)
• SCH (Synchronization Channel)
– CCCH(Common Control Channels)
• PCH (Paging Channel)
• RACH (Random Access Channel)
• AGCH (Access Grant Channel)
– DDCH (Dedicated Control Channel)
• SDDCH (Stand Alone Dedicated Control Channel)
• SACCH (Slow Associated Control Channel)
• FACCH (Fast Associated Control Channel)
Shembull: C1C2C1XC1C2C1XC1C2
Adresat në GSM (1)
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
– Identifikues i vecante qe i ndahet parapaguesit; perbehet prej:
– MCC (Mobile Country Code), 3 shifra decimale, p.sh. 232 (Austria), 212
(Monaco), 293 (Sllovenia), 276 (Shqiperia) (sipas ITU-T E.212):
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifror, p.sh. 01 (rrjeti mobil A1, Austri)
– MSIN (Mobile Subscriber Identification Number), maksimalisht 10 shifra
decimale, numer per identifikimin e parapaguesit ne rrjetin shtepiak
• MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number)
– Numri telefonik i vertete i parapaguesit mobil eshte MSISDN (sipas ITU-T E.164):
– CC (Country Code), deri ne tri shifra decimale, p.sh. 43 (Austria), 1 (USA),
355 Shqiperia
– NDC (National Destination Code), zakonisht 2-3 shifra decimal, p.sh. 664 (A1),
44, 45 (VALA), 49 (IPKO)
– SN (Subscriber Number), maksimalisht 10 shifra decimale
Adresat në GSM (2)
• MSRN (Mobile Station Roaming Number)
– MSRN e ka strukturen e njëjtë sikur MSISDN
– Eshtë numër i përkohshëm i varur nga lokacioni
– Caktohet nga VLR per cdo MS qe ndodhet ne zonen e VLR-se
– Thirrjet rrugohen deri te MS duke e përdorur numrin MSRN
– Sipas kerkeses numri MSRN dergohet nga HLR te GMSC
• TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
– Përdoret per ta mbrojtur (mshehur) identitetin e parapaguesit
– Ka vetëm rëndësi lokale – ruhet ne kartelen SIM dhe në VLR
– Varet nga operatori dhe mund te perbehet deri ne 4x8 bitë
– Sëbashku me LAI aktuale, TMSI mundeson identifikimin e parapaguesit,
dmth per komunikime ne shkuarje numri IMSI zëvendësohet me numrat
(TMSI, LAI).
Adresat në GSM (3)
• LAI (Location Area Identity)
– Identifikues unik, i caktohet LAs (Location Area) dhe përbehet prej:
– CC (Country Code), deri ne 3 shifra decimale, p.sh. 355 (Shqiperia), 43
(Austria), 1 (USA)
– MNC (Mobile Network Code), 2 shifra decimale, p.sh. 01 (A1)
– LAC (Location Area Code), maksimalisht 5 shifra decimale, ose maksimalisht
2x 8 bita te paraqaiture në kodin heksadecimal (LAC < FFFFhex)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
– Identifikues unik; është numër serik i caktuar nga prodhuesi i pajisjes, regjistrohet
nga operatori i rrjetit, regjistrohet ne EIR
– Permes IMEI identifikohen pajisjet qe jane ne funksion, jashtefunksionit, te
vjeteruara, te vjedhura.
– Per kete qellim IMEI klasifikohen ne njeren prej ketyre tri kategorive brenda EIR:
– Lista e bardhë, lista e zezë, dhe lista e përhimtë
Adresat në GSM (4)
Equipment Identification Register
MSC
BSC
Authentication Centre
EIR
Home Location Register
AUC
HLR
SIM
BTS
BSIC
CI
LAI
IMEI
Visitor Location
VLR Register
IMSI
IMEI
IMSI
IMSI
MSISDN
MSRN MSISDN
MSRN
LMSI
TMSI
LAI
IMSI
MSISDN
MSRN
TMSI
SIM - Subscriber Identity Module
EIR - Equipment Identification Register
AUC - Authentication Centre
HLR - Home Location Register
VLS - Visitor Location Register
BSC - Base Station Controller
BTS - Base Transceiver Station
MSC - Mobile Switching Centre
MSISDN
TMSI
MSRN
LMSI
IMEI
IMSI
BSIC
CI
LAI
- Mobile Subscriber ISDN Number
- Temporary Mobile Subscriber Identity
- Mobile Station Roaming Number
- Local Mobile Station Identity
- International Mobile Equipment Identity
- International Mobile Subscriber Identity
- Base Transceiver Station Identity Code
- Cell Identity
- Location Area Identity
Kodet shtetërore mobile (E.212)
Europa 2xx
Albanien
Andora
Armenien
Belarus
Belgien
Bosnien
Bulgarien
Dänemark
Deutschland
Estland
Finnland
Frankreich
Georgien
Gibraltar
Griechenland
Irland
Island
Italien
Jugoslawien
Kroatien
Lettland
Litauen
Luxemburg
Malta
Moldau
Monaco
Niederlande
Norwegen
276
213
xxx
257
206
218
284
233
262
248
244
208
282
266
202
272
274
222
220
219
247
246
270
278
259
212
204
242
Österreich
232
Polen
260
Portugal
268
Rumänien
226
Russland
250
Schweden
240
Schweiz
228
Slowakei
231
Slowenien
293
Spanien
214
Türkei
286
Tschechien 230
UK
234 + 235
Ukraine
255
Ungarn
216
Zypern
280
Nordamerika 3xx
Haiti
372
Kanada
302
Kuba
368
Mexiko
334
USA
310-316
Asien 4xx
Afghanistan
Bangladesch
Bahrain
China
412
470
426
460
Hongkong
454
Indien
404
Irak
418
Iran
432
Israel
425
Japan
440-441
Jemen
421
Jordanien
416
Laos
457
Libanon
415
Mongolei
428
Nepal
429
Nord-Korea
467
Oman
422
Pakistan
410
Saudi Arabien 420
Sri Lanka
413
Süd-Korea
450
Syrien
417
Taiwan
466
Vietnam
452
Ozeanien 5xx
Australien
Indonesien
Malaysia
Neuseeland
Philippinen
Singapur
Thailand
505
510
502
530
515
525
520
Afrika 6xx
Ägypten
Algerien
Angola
Äthiopien
Benin
Botsuana
Burundi
Ivorküste
Dschibuti
Eritrea
Gabun
Gambia
Ghana
Guinea
Kamerun
Kap Verde
Kenia
Kongo
Liberia
Libyen
Malawi
Mauritius
Mosambik
Namibia
Niger
Nigeria
Ruanda
Sambia
602
603
631
636
616
652
642
612
638
636
628
607
620
611
624
625
639
629
618
606
650
617
643
649
614
621
635
645
Senegal
Simbabwe
Somalia
Sudan
Südafrika
Swasiland
Tansania
Tunesien
Tschad
Uganda
608
648
637
634
655
653
640
605
622
641
Süd-Amerika 7xx
Argentinien 722
Brasilien
724
Bolivien
736
Chile
730
Costa Rica 712
Ecuador
740
El Salvador 706
Guayana
738
Honduras
708
Kolumbien 732
Nicaragua
710
Panama
714
Pararguay
744
Peru
716
Surinam
746
Uruguay
748
Venezuela
734