GSM

Una volta acceso il cellulare e selezionata la PLMN domestica registrata (es. SMART), cercherà successivamente una lista di frequenze BCCH, memorizzata nella sua memoria o nella sua scheda SIM. L’elenco può contenere fino a 32 frequenze BCCH che il cellulare può scansionare. Ciò riduce il tempo di selezione della cella rispetto alla scansione dell’intera banda di frequenza. Se questa funzione è disattivata dall’interruttore, il cellulare deve scansionare l’intera banda di frequenza per individuare la portante BCCH più forte.

L’elenco delle frequenze BCCH è denominato elenco BA (BCCH Allocation) e sono disponibili 2 tipi, Attivo e Inattivo.

Inattivo è un elenco di BCCH utilizzati per la scansione quando il cellulare è in modalità inattiva e Attivo è un elenco di BCCH utilizzati durante la modalità cellulare occupato.

Perché 2 elenchi?

• Quando il cellulare è in modalità inattiva potrebbe voler scansionare un elenco più lungo di BCCH e sintonizzarsi sul più potente
• mentre in modalità Attiva l’elenco di BCCH dovrebbe essere più breve (corrispondere ai vicini definiti) in modo che il cellulare esegua la scansione dell’elenco breve e ottenga misurazioni più accurate della potenza del segnale per ottenere migliori prestazioni di handover. Serve anche a ridurre il tempo impiegato dal cellulare per decodificare il BSIC.

Suggerimenti RF: L’ELENCO DELLE MODALITÀ ATTIVE NON DEVE ESSERE PIÙ DI 15 FREQUENZE BCCH.

Se non è presente un elenco BA memorizzato nel cellulare o nella scheda SIM, il cellulare eseguirà la scansione di tutti i 124 canali GSM e 374 canali DCS e organizzerà le frequenze in ordine DICENDENTE in base alla potenza del segnale. Il cellulare impiegherà dai 3 ai 5 secondi per scansionare l’intera banda.

Dopodiché si sintonizzerà sulla frequenza più forte. Il cellulare controllerà se si tratta di una portante BCCH controllando il burst di correzione della frequenza inviato dall’FCCH (Frequency Correction Channel).

Se si tratta dell’operatore BCCH, il cellulare si sintonizza su questo operatore per leggere SCH (canale di sincronizzazione) per il parametro BSIC.

Successivamente leggerà il BCCH per informazioni di sistema come CGI (identità globale della cella), LAI (identità dell’area di localizzazione), portanti BCCH delle celle vicine (elenco BA), potenza di uscita massima consentita nella cella e altri messaggi trasmessi come cella barrata .

Successivamente il cellulare confronterà se la cella selezionata appartiene a una PLMN vietata memorizzata nella sua carta SIM. Verrà esaminato il codice mobile di rete a 2 cifre trasmesso dal BCCH sul LAI (Location Area Identity). Se quelle 2 cifre sono registrate come vietate nella carta SIM, il cellulare non selezionerà questa cella. Il cellulare quindi si sintonizzerà sulla seconda portante BCCH più forte e successivamente eseguirà lo stesso processo più e più volte finché non troverà la cella giusta.

Una volta trovata la cella giusta, inizierà a utilizzare l’elenco BA (allocazione BCCH) trasmesso dalla portante BCCH per la riselezione della cella, verrà discusso più avanti.

Diciamo che il PLMN scelto è corretto, in grado di leggere FCH, SCH e BCCH e la cella scelta è accessibile (nessun blocco di cella),

QUESTO SIGNIFICA CHE IL MOBILE ORA PUÒ CAMPEGGIARE SU QUESTO SITO? NO !!!

C’è un ultimo criterio chiamato criterio di selezione della cella c1 che deve essere calcolato dal cellulare e se il valore c1 è maggiore di 0 allora il cellulare può campeggiare su questa cella altrimenti verrà selezionata la cella successiva con c1 > 0

Quando il cellulare è acceso, selezionerà il PLMN registrato nel cellulare, se ne esiste uno. Se non è presente alcun GSM PLMN registrato o il PLMN registrato non è disponibile (nessuna copertura), il cellulare GSM proverà a selezionare un altro GSM PLMN automaticamente o manualmente a seconda della modalità.

MODALITÀ AUTOMATICA Selezione PLMN GSM

La modalità automatica utilizza un elenco di PLMNS GSM in ordine di priorità. La priorità sarà:

1. L’ultima rete su cui sei stato registrato.
2. Casa PLMN.
3. Ogni PLMN memorizzato nella scheda SIM in ordine di priorità.
4. Altri PLMN con livello di segnale superiore a -85 dBm in ordine casuale.
5. Tutti gli altri PLMN con potenza del segnale decrescente.

MODALITÀ MANUALE Selezione PLMN GSM

Nella modalità manuale Selezione PLMN il cellulare proverà prima a connettersi al PLMN domestico. Se non ha successo, fornirà un elenco di PLMN disponibili e chiederà all’utente di sceglierne uno. Se il secondo PLMN scelto non ha esito positivo, il cellulare indicherà all’utente di selezionare un altro PLMN GSM.

Fino a quando l’utente non selezionerà un’altra rete verrà visualizzato il messaggio “Nessun accesso”. Se non c’è copertura GSM o DCS, verrà visualizzato il messaggio “Nessuna rete”.

La carta SIM contiene una memoria interna in cui sono memorizzati i dati, le informazioni personali e finanziarie nonché l’identità per GSM/CDMA. La carta SIM memorizza informazioni specifiche della rete per autenticare l’identità dell’abbonato nella rete.

Le SIM sono state lanciate per la prima volta nel 1992 con i primi telefoni cellulari digitali “GSM”. Il Nokia 1011 è stato il primo cellulare GSM ad arrivare sul mercato.

La SIM viene utilizzata per fornire spazio di archiviazione sulle informazioni relative all’abbonato come segue:

• IMSI (Identità Internazionale dell’Abbonato Mobile).
• Dati di rete temporanei come TMSI, LAI, stato di aggiornamento della posizione.
• Chiave di autenticazione dell’abbonato (Ki) e chiave di cifratura (Kc) utilizzate per scopi di sicurezza.
• Informazioni BCCH: elenco delle frequenze portanti da utilizzare per la selezione della cella.
• PLMN Proibito.
• Lingua preferita.
• Numero PIN (Personal Identification Number) e contatore errori PIN.
• Numero PUK (Personal Unlock Key) e contatore errori PUK.

Gestione PIN

Il codice PIN è composto da 4 a 8 cifre e viene caricato dall’attivatore del servizio al momento dell’abbonamento. Successivamente il numero PIN può essere modificato quante volte l’utente desidera, inclusa la lunghezza del numero PIN.

L’utente può disabilitare la funzione PIN ma può anche essere inibito al momento dell’abbonamento da una persona autorizzata. Se viene inserito un PIN errato, viene fornita un’indicazione all’utente. Dopo 3 inserimenti consecutivi la SIM viene bloccata, anche se la SIM viene rimossa o il cellulare viene spento e riacceso.

Se la carta SIM è bloccata l’utente non può accedere alla rete. Lo sblocco della SIM card può essere effettuato esclusivamente digitando il PUK (Personal Unlock Key). Il PUK è composto da 8 cifre e viene fornito all’utente al momento dell’abbonamento.

Se viene inserito un PUK errato per più di 10 volte, il PUK non funzionerà più e la carta SIM continuerà a essere bloccata finché non verrà portata al centro servizi del venditore di telefonia mobile.

Sono specificati due tipi fisici di SIM:

• ID – 1 SIM – Sembra una carta di credito
• Inserisci la SIM: sembra che un piccolo chip sia installato in modo semipermanente nell’apparecchiatura mobile.

Affinché un telefono GSM funzioni, è necessario inserire una scheda SIM in modo da poter accedere alla rete mobile locale per effettuare o ricevere chiamate o inviare SMS.

 

NUMERO ISDN DELLE STAZIONI MOBILI (MSISDN)

Il numero di cellulare è utilizzato in una rete GSM PLMN (rete mobile pubblica terrestre) MSISDN = Codice Paese + Codice di destinazione nazionale + Numero di abbonato

ex. 63 + 0918 + 8889999 La lunghezza massima è 15 cifre.

IDENTITÀ DELL’ABBONATO MOBILE INTERNAZIONALE (IMSI)

È il numero dell’abbonato utilizzato sul percorso radio per tutte le segnalazioni nel GSM PLMN. Questo numero è memorizzato nel SIM (Subscriber Identity Module), nell’HLR (Home Location Register e nel VLR (Visitor Location Register).

IMSI = MCC[ 3 cifre ] + MNC[ 2 cifre ] + MSIN[ 11 cifre ]

= Codice paese mobile + Codice rete mobile + Numero di identificazione mobile

ex. 502+19+2345451

IDENTITÀ ABBONATO MOBILE TEMPORANEA (TMSI)

Viene utilizzato per la riservatezza dell’abbonato. Poiché il TMSI ha solo un significato locale (all’interno di MSC/VLR), la struttura del TMSI può essere scelta dal Venditore. Ma la dimensione deve essere 1/2 della dimensione dell’IMSI. Ogni volta che una richiesta mobile per l’aggiornamento della posizione o l’impostazione della chiamata, MSC/VLR assegna all’IMSI una nuova TMSI, in modo che la TMSI venga utilizzata sul percorso di segnalazione, proteggendo l’identità IMSI. Inoltre, poiché il TMSI è grande la metà dell’IMSI, possiamo eseguire il doppio del numero di pagine rispetto all’IMSI.

IDENTITÀ DELL’AREA LOCALE (LAI)

Viene utilizzato per identificare in modo univoco ciascuna area di localizzazione nel GSM PLMN. Quando il sistema riceve una chiamata in arrivo, sa in quale area deve cercare il cellulare e non l’intera rete.

LAI = MCC[ 3 cifre ]  + MNC [ 2 cifre ]  + LAC [ da 1 a 65536 ]

Prefisso Paese mobile + Codice rete mobile + Prefisso località

ex. = 502+20+60001

IDENTITÀ GLOBALE CELLULARE (CGI)

Viene utilizzato per l’identificazione delle cellule all’interno della rete GSM.

LAI = MCC[ 3 cifre ]  + MNC[ 2 cifre ]  + LAC[ da 1 a 65536 ]  + CI [ da 1 a 65536 ]

Codice paese mobile + Codice rete mobile + Prefisso località + Identità cella

ex. = 502 + 20 + 60001 + 50001

CODICE IDENTIFICAZIONE DELLA STAZIONE BASE (BSIC)

Viene utilizzato per distinguere la frequenza del cocanale utilizzata nella cella vicina.

BSIC = NCC [da 1 a 7] + BCC[da 1 a 7]

Codice colore rete + Codice colore stazione base

In modalità RF Hopping, ciascun percorso delle informazioni di servizio viene elaborato dall’unità di banda base fissa e dall’unità di elaborazione della frequenza portante, mentre la portante di frequenza operativa dell’unità di elaborazione della frequenza portante è fornita dal sintetizzatore di frequenza.

Sotto il controllo dell’unità di controllo, la portante di frequenza può essere modificata secondo determinate regole. Questa modalità è chiamata “salto di frequenza portante” o “salto RF”. Nel salto RF, un trasmettitore elabora le portanti di frequenza utilizzate da tutti i burst di una comunicazione, che viene realizzata attraverso la modifica della frequenza del sintetizzatore invece della commutazione del segnale della banda base. Il numero di TRX dipende dal traffico cellulare e non è limitato dall’operatore.

A causa del cambio del sintetizzatore, il combinatore dovrebbe essere cambiato, è possibile utilizzare solo il combinatore a banda larga. Questo tipo di sintetizzatore ha una perdita di inserzione di circa 3db. Il collegamento in cascata di più combinatori presenta una grande perdita di inserzione, quindi l’applicazione effettiva è limitata. Ma una volta che si verifica un guasto su un determinato TRX, la funzione di risoluzione dei problemi del sistema spegnerà questo TRX.

Le specifiche

GSM non specificano che il GSM BTS debba utilizzare il “base band hopping” o il “band hopping”, mentre la modalità hopping utilizzata dalle apparecchiature BTS è specificata dal fornitore dell’apparecchiatura. Per quanto riguarda i terminali mobili, poiché ogni terminale ha una sola unità portante, è obbligato a utilizzare il salto di frequenza portante.

saltellando

Nel sistema sono presenti numerose unità di elaborazione della banda base e unità di elaborazione della portante relativamente indipendenti. La portante di frequenza operativa di ciascuna unità di elaborazione della portante è fissa, le informazioni di servizio di ciascun percorso di comunicazione vengono elaborate da un’unità di banda base fissa, quindi le informazioni elaborate vengono trasferite alle unità portanti di diverse portanti di frequenza per l’elaborazione e la trasmissione attraverso la struttura del bus secondo sequenza temporale e principi specifici del salto di frequenza. Questa modalità di salto è chiamata “salto della banda base”.

Nel hopping della banda base, ciascun trasmettitore funziona a una frequenza fissa, i burst dello stesso canale vocale vengono inviati ai rispettivi trasmettitori sotto controllo per la commutazione in base al segnale della banda base. Poiché la frequenza di ciascun ricetrasmettitore è fissa, non è necessaria alcuna modifica sul combinatore, mentre è possibile utilizzare sia il combinatore a banda larga che il combinatore a cavità.

Il numero massimo di frequenze di salto è limitato dal numero di TRX. Il problema del salto di banda base è che se una scheda TRX si guasta, il codice corrispondente andrà perso e le prestazioni di comunicazione ne risentiranno.

Quando decidi di applicare l’hopping a qualsiasi BTS, il parametro seguente richiede di essere definito in precedenza.

• Tutti i parametri relativi all’hopping sono configurati in cella/configura dati Hopping
• Modalità hopping: la modalità utilizzata dal sistema BTS, incluse tre opzioni: non hopping, hopping della banda base e hopping RF.
• MA (Mobile Allocation Set): l’insieme delle bande RF disponibili durante il salto, contenente al massimo 64 portanti di frequenza. La frequenza utilizzata deve essere quella disponibile
• HSN：numero sequenza salto（0～63）
• HSN=0：salto del ciclo.
• HSN≠0：salto casuale. Ogni numero di sequenza corrisponde a una sequenza pseudocasuale.
• MAIO (Mobile Allocation Index Offset): utilizzato per definire la frequenza iniziale dell’hopping.
• Fare attenzione a configurare il MAIO della stessa fascia oraria in tutti i canali, altrimenti si verificano interferenze.
• All’interfaccia aerea, la frequenza utilizzata su un burst specifico è un elemento dell’insieme MA. MAI è usato per indicare, riferendosi a un elemento specifico nel set MAI.
• MAI è la funzione di TDMA FN, HSN e MAIO.

Hopping può ridurre l’influenza della dissolvenza di Rayleigh sulla potenza del segnale. Questa influenza equivale alla diversità di frequenza. Un blocco di codice vocale GSM viene trasmesso separatamente in 8 burst dopo la codifica del canale.

Poiché l’attenuazione di Rayleigh è basata sulla frequenza, in altre parole, il punto di valle dell’attenuazione del segnale appare in luoghi diversi a frequenze diverse. Pertanto, dopo l’utilizzo dell’hopping, la frequenza di modulazione di ciascun burst è diversa.

Se si verifica un’attenuazione selettiva della frequenza su una determinata portante di frequenza, il periodo in cui il segnale ricevuto dal telefono cellulare situato nel punto di valle non supererà un ciclo di burst e verrà interessato solo un burst. La variazione dell’intensità del segnale viene ridotta a un livello sufficientemente piccolo da soddisfare i requisiti di codifica del canale e correzione degli errori di interleave, pertanto il punto di valle del segnale di dissolvenza di Rayleigh può essere omesso e il punto di valle in cui appare il livello del segnale di dissolvenza di Rayleigh diventerà uniforme.

In questo modo, il cellulare che si muove lentamente si troverà in un ambiente con onde radio più uniformi. Per un telefono cellulare che si muove velocemente, l’influenza della diversità di frequenza è la stessa indipendentemente dalla sua velocità.

Nel sistema GSM, la forza e la distribuzione dell’interferenza su ciascuna portante di frequenza nella cella sono diverse, la variazione della portante dei burst della stessa comunicazione riduce l’interferenza sul segnale, l’interferenza delle onde radio sulla comunicazione è equalizzata.

Se non viene utilizzato alcun hopping, la stazione mobile funzionerà sempre su una portante di frequenza fissa, ogni burst durante l’intera comunicazione potrebbe ricevere forti interferenze fisse. In altre parole, la tecnologia hopping disperde l’interferenza su diverse portanti con burst, questo si chiama “equalizzazione delle interferenze” o “diversità delle interferenze”.

Come mostrato nella figura sopra, i burst B1, B2… sono distribuiti sulle frequenze f1, f2, f3… Esiste un’interferenza co-canale nella rete cellulare a causa del riutilizzo della frequenza, l’hopping rende discontinua l’interferenza del segnale per migliorare la radio ambiente ondoso.

L’interferenza varia da burst a burst, il che migliora la qualità della comunicazione. In caso contrario, l’intera comunicazione subirà forti interferenze. Cioè l’interferenza viene dispersa su diverse portanti con burst. Naturalmente, il conflitto di frequenza derivante dal salto può provocare forti interferenze istantanee, che possono essere risolte definendo MAIO diversi.

Nel salto di frequenza, maggiore è il numero delle portanti di frequenza in uso, minore è la probabilità che si verifichi un conflitto di frequenza e maggiore è il guadagno del salto. Ma la disponibilità delle frequenze diminuirà quando ci saranno più portanti di frequenza che saltano.

L’hopping può ridurre molti tipi di interferenze, come interferenze co-canale, interferenze di canali adiacenti, interferenze di intermodulazione, ecc.

Hopping trasforma l’interferenza consecutiva di lunga durata della stazione mobile in un’interferenza discontinua di singolo burst e tale interferenza può essere notevolmente ridotta attraverso la decodifica del canale, il deinterlaave e la tecnologia di correzione degli errori. Dopo l’adozione della tecnologia hopping, il BTS GSM e la stazione mobile possono funzionare in ambienti difficili con onde radio.

In una parola, l’hopping rende la pianificazione cellulare più flessibile. L’effetto dell’equalizzazione delle interferenze dipende dalla modalità hopping. Le migliori prestazioni possono essere ottenute se il segnale di interferenza e il segnale utile utilizzano sequenze di salto diverse (ad esempio sequenza irrilevante). Minore è la relatività, migliore sarà l’effetto di equalizzazione.

Se sia il segnale di interferenza che il segnale utile utilizzano il salto ciclico con la stessa sequenza di salto, possono rimanere sulla stessa frequenza con un ritmo costante e l’interferenza sul segnale utile non verrà utilizzata. Questo è lo stesso nel caso in cui due sequenze di salto sono totalmente relative. Pertanto, l’effetto di diversità dell’interferenza del salto casuale sarà migliore.

In un sistema a pieno carico, tutti i segnali di interferenza vengono trasmessi contemporaneamente, determinando un’interferenza continua. Anche così, la sequenza di salto casuale può comunque migliorare la qualità della comunicazione. Tuttavia le celle co-canale devono utilizzare sequenze di salto diverse. Maggiore è il numero delle frequenze coinvolte nel salto, migliore sarà la prestazione.

In breve Vantaggi del salto:

• Ottieni un ambiente radiofonico gradevole.
• Fornire una qualità di comunicazione simile per ogni utente.
• È possibile utilizzare modelli di riutilizzo più rigorosi per capacità maggiori.