Шта је ГСМ технологија: Архитектура и њене примене

Испробајте Наш Инструмент За Елиминисање Проблема





Дигитална ћелијска технологија попут ГСМ (Глобал Систем фор Мобиле Цоммуницатион) користи се за пренос мобилних података као и говорних услуга. Овај концепт је примењен у Белл Лабораториес користећи мобилни радио систем 1970. године. Као што и само име говори, назив групе за стандардизацију је основан 1982. године да би се направио општи европски стандард за мобилни телефон. Ова технологија поседује више од 70% тржишног удела претплатника дигиталне мобилне телефоније широм света. Ова технологија је развијена коришћењем дигиталне технологије. Тренутно ГСМ технологија подржава преко милијарду претплатника мобилне телефоније широм света у горе наведених 210 земаља. Ова технологија пружа услуге гласа и података од основних до сложених. Овај чланак говори о прегледу ГСМ технологије.

Шта је ГСМ технологија?

ГСМ је модем за мобилну комуникацију, што представља глобални систем за мобилну комуникацију (ГСМ). Идеја ГСМ-а развијена је у Белл Лабораториес 1970. године. То је широко коришћен систем мобилне комуникације у свету. ГСМ је отворена и дигитална ћелијска технологија која се користи за пренос мобилних говорних и дата услуга које раде на фреквенцијским опсезима од 850МХз, 900МХз, 1800МХз и 1900МХз.




ГСМ технологија је развијена као дигитални систем који користи технику вишеструког приступа временском поделом (ТДМА) у сврху комуникације. ГСМ дигитализује и смањује податке, а затим их шаље низ канал са два различита тока података клијента, сваки у свом одређеном временском интервалу. Дигитални систем има могућност преноса брзине преноса података од 64 кбпс до 120 Мбпс.

ГМС модем

ГСМ модем



Постоје различите величине ћелија у ГСМ систему као што су макро, микро, пико и кишобран ћелије. Свака ћелија се разликује према домену имплементације. Постоји пет различитих величина ћелија у ћелијама макро, микро, пико и кишобрана ГСМ мреже. Подручје покривања сваке ћелије варира у зависности од имплементационог окружења.

Техника вишеструког приступа временске поделе (ТДМА) ослања се на додељивање различитих временских слотова сваком кориснику на истој фреквенцији. Може се лако прилагодити преносу података и гласовној комуникацији и може пренијети брзину од 64 кбпс до 120 Мбпс.

Архитектура ГСМ технологије

Главни елементи у ГСМ архитектури укључују следеће.


Архитектура ГСМ технологије

Архитектура ГСМ технологије

  • Мрежни и комутациони подсистем (НСС)
  • Подсистем базне станице (БСС)
  • Мобилна станица (МС)
  • Подсистем за рад и подршку (ОСС)

Мрежни комутациони подсистем (НСС)

У архитектури ГСМ система укључује различите елементе, који су често познати као основни систем / мрежа. Овде се у основи ради о мрежи података која укључује низ јединица за пружање главне контроле као и повезивање читавог система мобилне мреже. Језгра мреже укључује главне елементе о којима ће бити речи у наставку.

Мобилни комутациони центар (МСЦ)

Мобилни комутациони центар или МСЦ је кључни елемент у средишњем мрежном подручју архитектуре ГСМ мреже. Овај центар за комутацију мобилних услуга функционише попут стандардног чворног чвора у ИСДН-у, иначе ПСТН-у, међутим, такође пружа додатну функционалност која омогућава подршку потребама мобилних корисника попут аутентификације, регистрације, локације позива за примопредају између МСЦ-а и усмеравања позива на претплатник мобилног телефона.

Такође, пружа предност према јавној комутираној телефонској мрежи, тако да се телефонски позиви могу повезати са мреже мобилног телефона на фиксни телефон. Обезбеђени су интерфејси са другим сервером центра за комутацију мобилних уређаја који омогућавају упућивање мобилних позива мобилним телефонима преко различитих мрежа.

Регистрирајте се код куће (ХЛР)

Ова ХЛР база података укључује информације у вези са административним подацима као и сваки претплатник са њиховом претходном идентификованом локацијом. Овако, ГСМ мрежа је у стању да повеже позиве са повезаном базном станицом за мобилни прекидач. Једном када оператер УКЉУЧИ свој телефон, а затим се телефон региструје путем мреже тако да је вероватно да одлучи која базна примопредајничка станица комуницира како би се долазни позиви могли правилно повезати.

Чак и када је мобилни укључен, али није активан, поново се региструје како би био сигуран да ХЛР мрежа реагује на своју најновију локацију. Постоји по један ХЛР за сваку мрежу, иако се он из оперативних разлога може распршити по разним подцентрима.

Регистар локација посетилаца (ВЛР)

ВЛР укључује жељене информације које се добијају од ХЛР мреже како би се омогућиле жељене услуге за засебног претплатника. Регистар локација за посетиоце може се извршити као засебна јединица, међутим, обично се реализује као битан елемент МСЦ-а, пре појединачне јединице. Стога је приступ завршен брже и погодније.

Регистар идентитета опреме (ЕИР)

ЕИР (Регистар идентитета опреме) је јединица која доноси одлуку да ли одређена мобилна опрема може бити дозвољена преко мреже. Свака мобилна опрема укључује идентификовани број попут ИМЕИ или Интернатионал Мобиле Екуипмент Идентити.

Дакле, овај ИМЕИ број је фиксиран у мобилној опреми и верификује се путем мреже током регистрације. То углавном зависи од информација које се чувају у ЕИР-у, а мобилном уређају се може доделити један од 3 услова који су дозвољавали преко мреже, забрањени приступ, у супротном надгледани у случају његових проблема.

Аутхентицатион Центер (АуЦ)

АуЦ (аутентификациони центар) је заштићена датотека која укључује тајни кључ на СИМ картици корисника. АуЦ се углавном користи за верификацију и за кодирање на радио каналу.

Гатеваи Мобиле Свитцхинг Центер (ГМСЦ)

ГМСЦ / Гатеваи Мобиле Свитцхинг Центер је крај на који је завршни позив МЕ првенствено повезан без икаквих информација о месту МС-а. ГМСЦ добија број мобилног броја у ромингу (МСРН) од МСИСДН-а на основу ХЛР-а и повезивањем позива према тачно посећеном МСЦ-у. Подјела „МСЦ“ имена ГМСЦ је збуњујућа јер процесу мрежног пролаза није потребно повезивање с МСЦ-ом.

СМС мрежни пролаз (СМС-Г)

СМС мрежни пролаз или СМС-Г заједнички се користе за објашњење два СМС приступника у ГСМ стандардима. Ови приступници контролишу поруке које су усмерене на различите начине.

Мобилни комутацијски центар услуге кратких порука (СМС-ГМСЦ) користи се за кратке поруке које се преносе МЕ. Интер-Воркинг Мобиле Свитцхинг Центер (СМС-ИВМСЦ) користи се за кратке поруке креиране путем мобилне мреже. Главна улога СМС-ГМСЦ-а повезана је са ГМСЦ-ом, али СМС-ИВМСЦ нуди трајни приступ СМС центру.

Ове јединице су главне које се користе у мрежи ГСМ технологије. Обично су били лоцирани, међутим често се укупна средња мрежа преносила широм земље где год се мрежа налазила. У случају квара, то ће дати одређену флексибилност.

Подсистем базне станице (БСС)

Делује као интерфејс између мобилне станице и мрежног подсистема. Састоји се од основне примопредајне станице која садржи радио примопредајнике и рукује протоколима за комуникацију са мобилним телефонима. Такође се састоји од контролера базне станице који управља базном примопредајничком станицом и делује као интерфејс између мобилне станице и мобилног комутационог центра.

Мрежни подсистем пружа основну мрежну везу са мобилним станицама. Основни део мрежног подсистема је Центар за комутацију мобилне услуге који омогућава приступ различитим мрежама попут ИСДН-а, ПСТН-а итд. Такође се састоји од Регистра локације дома и Регистра локације посетиоца који пружа могућности усмеравања позива и роминга у ГСМ-у.

Такође садржи Регистар идентитета опреме који одржава рачун све мобилне опреме при чему је сваки мобилни телефон идентификован својим ИМЕИ бројем. ИМЕИ је скраћеница од Међународни идентитет мобилне опреме.

Одељак БСС или подсистем базне станице друге генерације архитектуре мреже ГСМ у основи је повезан са мобилним телефонима преко мреже. Овај подсистем укључује два елемента о којима се говори у наставку.

Базна примопредајна станица (БТС)

БТС (основна примопредајна станица) која се користи у оквиру ГСМ мреже укључује радио Тк, Рк и њихове сродне антене за пренос, пријем и директну конверзацију путем мобилних телефона. Ова станица је важан елемент за сваку ћелију и конверзује се са мобилним телефонима, а интерфејс између њих је идентификован као Ум интерфејс са повезаним протоколима.

Контролер базне станице (БСЦ)

БСЦ (контролер базне станице) се користи за формирање наредне фазе преокренуте у ГСМ технологију. Овај контролер се користи за контролу колекције базних примопредајних станица и често је лоциран кроз једну од примопредајничких станица у групи. Овај контролер управља ресурсима радија за контролу различитих предмета попут примопредаје у колекцији БТС-а, додељује канале. Конвертује са основним примопредајничким станицама преко интерфејса Абис.

Елемент подсистема у базној станици ГСМ мреже користи радио дозвољену технологију да дозволи одређеном броју оператора право да истовремено користе систем. Сваки канал подржава до 8 оператера, омогућавајући базној станици да укључује различите канале, а огроман број оператера може бити примљен кроз сваку базну станицу.

Они се пажљиво лоцирају преко добављача мреже како би се омогућило покривање читавог подручја. Ово подручје може бити ограђено базном станицом која се често назива ћелијом. Будући да није могуће постићи да се сигнали не преклапају у оближњим ћелијама, а канали који се користе у једноћелијској мрежи се не користе у следећој.

Мобилна станица

То је мобилни телефон који се састоји од примопредајника, екрана и процесора, а њиме управља СИМ картица која ради преко мреже.

МС (мобилне станице) или МЕ (мобилна опрема) најчешће се идентификују путем мобилних телефона, који су иначе део ГСМ мобилне комуникације н / в који оператер посматра и њиме управља. Тренутно се њихова димензија радикално смањила, док се ниво функционалности веома повећао. Још једна предност је што се време међу оптужбама драстично повећало. Постоје различити елементи мобилног телефона, иако су два основна елемента хардвер и СИМ.

Хардвер укључује главне елементе мобилног телефона попут кућишта, екрана, батерије и електронике која се користи за производњу сигнала и обраду пријемника података који ће се емитовати.
Мобилна станица укључује број који се назива ИМЕИ. Ово се може подесити на мобилном телефону током производње и не може се мењати.

Мрежа му приступа током регистрације да би проверила да ли је опрема пријављена као украдена.

СИМ (Субсцрибер Идентити Модуле) картица укључује податке који дају идентитет корисника према мрежи. Такође, укључује различите информације попут броја који се назива ИМСИ (Интернатионал Мобиле Субсцрибер Идентити). Када се овај ИМСИ користи на СИМ картици, мобилни корисник је могао једноставно да промени мобилни телефон премештањем СИМ-а са једног мобилног на други.

Дакле, промена на мобилном телефону је лака без промене истог броја мобилног телефона значи да би се људи често побољшавали, стварајући тако даљи ток прихода за добављаче мрежа и услуга који побољшавају укупну финансијску победу ГСМ-а.

Подсистем за рад и подршку (ОСС)

Подсистем оперативне подршке (ОСС) део је целокупне архитектуре ГСМ мреже. Ово је повезано са НСС и БСЦ компонентама. Овај ОСС се углавном користи за контролу ГСМ мреже и БСС саобраћајног оптерећења. Треба напоменути да када се број БС повећа кроз скалирање популације претплатника, онда се неки од задатака очувања премештају у основне примопредајне станице тако да се могу смањити трошкови власништва над системом.

Архитектура ГСМ мреже 2Г углавном следи логичну технику рада. Ово је врло једноставно у поређењу са садашњим архитектурама мреже мобилних телефона које користе софтверски дефинисане јединице како би омогућиле изузетно флексибилан рад. Али архитектура 2Г ГСМ ће показати глас и оперативне основне функције које су потребне и како су заједно распоређени. Када је ГСМ систем дигитални, тада је мрежа дата мрежа.

Карактеристике ГСМ модула

Карактеристике ГСМ модула укључују следеће.

  • Побољшана ефикасност спектра
  • Међународни роминг
  • Компатибилност са дигиталном мрежом интегрисаних услуга (ИСДН)
  • Подршка за нове услуге.
  • Управљање СИМ имеником
  • Број фиксног бирања (ФДН)
  • Сат у реалном времену са управљањем алармом
  • Говор високог квалитета
  • Користи шифровање да би телефонски позиви били сигурнији
  • Услуга кратких порука (СМС)

Сигурносне стратегије стандардизоване за ГСМ систем чине га тренутно најсигурнијим телекомуникационим стандардом. Иако се поверљивост позива и тајност ГСМ претплатника управо обезбеђује на радио каналу, ово је главни корак у постизању потпуне безбедности.

ГСМ модем

ГСМ модем је уређај који може бити мобилни телефон или модемски уређај који се може користити за комуникацију рачунара или било ког другог процесора преко мреже. ГСМ модем захтева да СИМ картица ради и ради у опсегу мреже који је претплаћен од мрежног оператора. Може се повезати са рачунаром путем серијске, УСБ или Блуетоотх везе.

ГСМ модем такође може бити стандардни ГСМ мобилни телефон са одговарајућим каблом и управљачким програмом за повезивање на серијски порт или УСБ порт на рачунару. ГСМ модем је обично бољи од ГСМ мобилног телефона. ГСМ модем има широк спектар апликација у трансакционим терминалима, управљању ланцем снабдевања, сигурносним апликацијама, метеоролошким станицама и даљинском евидентирању података у режиму ГПРС.

Рад ГСМ модула

Из доњег кола, ГСМ модем је правилно повезан са МЦ преко нивоа нивоа ИЦ Мак232. ГСМ модем на СИМ картици након примања наредбе цифре СМС-ом са било ког мобилног телефона шаље те податке МЦ-у серијском комуникацијом. Док се програм извршава, ГСМ модем прима наредбу ‘СТОП’ да развије излаз на МЦ-у, чија се контактна тачка користи за онемогућавање прекидача за паљење.

Команда коју је корисник послао заснива се на наговештају који је примио преко ГСМ модема „ОБАВЕШТЕЊЕ“ програмирану поруку само ако је улаз низак. Комплетна операција приказана је на ЛЦД дисплеју 16 × 2.

ГМС модемски круг

ГМС модемски круг

Примене ГСМ технологије

Примене ГСМ технологије укључују следеће.

Интелигентна ГСМ технологија за аутоматизацију и сигурност

Ових дана ГСМ мобилни терминал постао је једна од ставки која је стално са нама. Баш као и наш новчаник / ташна, кључеви или сат, и ГСМ мобилни терминал пружа нам комуникациони канал који нам омогућава комуникацију са светом. Захтев да особа буде доступна или да у било које време позове било кога је веома привлачан.

Овај пројекат, као што и само име каже, заснован је на ГСМ мрежној технологији за пренос СМС-а од пошиљаоца до примаоца. Слање и примање СМС-а користи се за свеприсутан приступ уређајима и омогућавање контроле кршења код куће. Систем предлаже два подсистема. Подсистем за контролу уређаја омогућава кориснику даљинско управљање кућним апаратима, а подсистем за сигурносно упозорење даје аутоматски надзор безбедности.

Систем је довољно способан да путем СМС-а са одређеног броја ћелије упути кориснике да промене стање кућног апарата у складу са потребама и захтевима корисника. Други аспект је безбедносна узбуна која се постиже на начин да приликом откривања упада систем омогућава аутоматско генерисање СМС-а и на тај начин упозорава корисника против безбедносног ризика.

ГСМ технологија ће омогућити комуникацију било где, било када и са било ким. Функционална архитектура ГСМ-а која користи принципе интелигентног умрежавања и њена идеологија, која омогућава развој ГСМ-а, први је корак ка истинском личном комуникационом систему који има довољно стандардизације да би се осигурала компатибилност.

ГСМ апликације у медицинским услугама

Размотрите две ситуације попут следеће

  • Особа је тешко повређена или се разболела и мора се одмах збринути. Све што он или особа која га прати има само мобилни телефон.
  • Пацијент је отпуштен из болнице и размишља да се одмори код куће, али и даље мора да иде у болницу на редовне прегледе. Можда има мобилни телефон, а такође и неке медицинске сензорске уређаје попут уређаја за надзор здравља.

У обе ситуације, једини начин који може пружити решење је коришћење система мобилне комуникације. Другим речима, коришћењем комуникационих технологија у било којој ситуацији као што је горе наведена може се решити само преношењем података о пацијенту путем комуникационе мреже, примањем и обрађивањем у пријемном одељењу - било у здравственом центру или у дому лекара.

Лекар једноставно надгледа детаље о пацијенту и враћа упутства тој особи (у 1. поглављустслучај) тако да може бар предузети неке мере предострожности пре него што коначно стигне у болницу и у 2ндцасе надгледа резултате испитивања пацијента и у случају било каквих абнормалности предузима следећи корак за даље лечење.

Читава ова ситуација су телемедицинске услуге. Телемедицински систем се може користити на било који од три начина.

  • Коришћењем видео конференција, где пацијенти који седе на једном месту могу имати директну интеракцију са здравственим радницима и у складу с тим наставити процес лечења.
  • Коришћењем сензора за надгледање здравља који се непрестано информишу о здрављу пацијента и у складу с тим воде пружаоце здравствених услуга да наставе са лечењем.
  • Преношењем стечених медицинских података и преношењем стечених података на консултације и обраду.

За горе наведена три начина користи се техника бежичне комуникације. Медицинске услуге захтевају много начина да се приступи ускладиштеним ресурсима. То могу бити медицинске базе података или мрежни хостови са уређајима који могу помоћи у опоравку и надгледању здравља пацијента. Различите могућности приступа су широкопојасна мрежа, кроз средње пропусне медије и ускопојасна мрежа путем ГСМ-а.

Предности ГСМ технологије у систему телемедицине укључују следеће.

  • Исплативије је.
  • ГСМ пријемници су широко доступни - мобилни телефони и ГСМ модеми
  • Има велику брзину преноса података.

Основни систем телемедицине

Основни систем телемедицине састоји се од 4 модула:

  • Јединица за пацијенте : Прикупља информације од пацијента, шаље их као аналогни сигнал или их претвара у дигитални сигнал, контролише проток података и преноси податке. У основи се састоји од различитих медицинских сензора попут сензора откуцаја срца, монитора крвног притиска, монитора температуре коже, сензора спирометрије итд. Који емитује електрични сигнал и шаље их сигналима у процесор или контролер (микроконтролер или рачунар) за даљу обраду сигнале, а затим преноси резултате путем бежичне комуникационе мреже.
  • Комуникациона мрежа : Користи се за сигурност података и пренос података. Користи се ГСМ технологија која користи мобилне станице, базне подстанице и мрежне системе. Мобилна станица се састоји од основне мобилне приступне тачке или мобилног телефона и повезује мобилне телефоне са ГСМ мрежом за комуникацију.
  • Пријемник / страна сервера : То је у основи здравствени систем где је инсталиран ГСМ модем који прима и декодира сигнале и шаље их у презентациону јединицу.
  • Презентациона јединица : У основи је процесор тај који претвара примљене податке у добро дефинисан формат и складишти их, тако да их лекари могу редовно надгледати, а све повратне информације на страни клијента могу се слати путем СМС-а са ГСМ модема.

Једноставан систем телемедицине

Основни систем телемедицине може се приказати на поједностављен начин. Састоји се од две јединице - јединице предајника и јединице пријемника. Предајничка јединица преноси улаз сензора, а пријемничка јединица прима тај улаз да би наставила даљу обраду.

Доље је дат пример једноставног телемедицинског система за надгледање срчаног ритма пацијента и у складу с тим обраду података.

Предајник система за телемедицину који користи ГСМ технологију

Предајник система за телемедицину који користи ГСМ технологију

На предајничкој јединици сензор откуцаја срца (који се састоји од извора који емитује светлост чија се емитована светлост модулира током проласка кроз људску крв) претвара добијене податке из људског тела и претвара их у електричне импулсе. Микроконтролер прима ове импулсе и обрађује их за израчунавање брзине откуцаја срца и шаље ове израчунате податке здравственој јединици путем ГСМ модема. ГСМ модем је повезан са микроконтролером користећи Мак 232 ИЦ.

Пријемник система за телемедицину који користи ГСМ технологију

Пријемник система за телемедицину који користи ГСМ технологију

На пријемној јединици, ГСМ модем прима податке и прослеђује их микроконтролеру. Микроконтролер у складу с тим анализира примљене податке са подацима са рачунара и приказује резултат на ЛЦД-у. Мониторинг пацијента може се извршити на основу резултата приказаног на дисплеју од стране медицинског особља, тако да се може започети потребан поступак лечења.

Практични примери примене ГСМ технологије у медицини

У пракси се ГСМ технологија користи у следећим областима.

АТ&Т Виталити ГловЦапс

То су бочице са таблетама које једноставно подсећају пацијента да узима лекове. Састоји се од тајмера који је подешен за време узимања таблете од пацијента и тада поставља поклопац да светли и покреће зујалицу, а затим позива мобилни телефон пацијента помоћу ГСМ технологије. О сваком отварању боце прави се запис.

Мобисанте Мобиус СП1 ултразвучни систем

Састоји се од мобилне ултразвучне сонде која је прикључена на паметни телефон и преноси ручни ултразвучни снимак на било које удаљено место путем ГСМ-а.

Декцом Севен Плус систем за континуирано надгледање глукозе (ЦГМ)

Ово се користи за праћење нивоа глукозе у крви пацијената и њихово преношење лекару. Састоји се од сензора постављеног испод коже који континуирано надгледа ниво глукозе у крви и у честим интервалима их преноси на пријемник (мобилни телефон).

Будући опсег ГСМ-а у медицинским услугама

У складу са недавним истраживањем ПрицеватерхоусеЦооперс-а за удружење ГСМ, индустријско тело које представља скоро 800 светских мобилних оператера у 219 земаља, услуге са омогућеним ГСМ-ом постаће део здравственог система до 2017. године, стварајући глобално тржиште од 23 милијарде долара.

Сада међу свим овим, ГСМ технологија је најчешће коришћена опција због своје огромне популарности, побољшане ефикасности спектра и ниске цене примене.