Jauna Eiropas mēroga standarta izstrāde digitālajiem mobilo sakaru tīkliem sākās 1985. gadā. Īpaši tam tika izveidota īpaša grupa - Group Special Mobile. Saīsinājums GSM deva nosaukumu jaunajam standartam. Vēlāk GSM, pateicoties tā plašajai izmantošanai, tika atšifrēts kā Globālā mobilo sakaru sistēma. Līdz šim GSM sistēma ir izveidojusies par globālu otrās paaudzes standartu, kas ieņem līderpozīcijas pasaulē gan pēc pārklājuma, gan abonentu skaita.

GSM standarts paredz raidītāju darbību divās frekvenču joslās. Frekvenču josla 890–915 MHz tiek izmantota ziņojumu pārsūtīšanai no mobilās stacijas uz bāzes staciju, un 935–960 MHz josla tiek izmantota ziņojumu pārsūtīšanai no bāzes stacijas abonentam. Frekvenču atstatums starp blakus esošajiem sakaru kanāliem ir 200 kHz, tādējādi 124 sakaru kanāli atrodas uztveršanai / pārraidei piešķirtajā joslas platumā. Šis standarts izmanto daudzkārtēju piekļuves laiku (TDMA), lai vienā pārvadātājā vienlaikus izvietotu astoņus balss kanālus. Runas kodeku ar regulāru impulsu ierosmi un runas konversijas ātrumu 13 Kbit / s izmanto kā runas konvertēšanas ierīci. Lai pasargātu no kļūdām, kas rodas radio kanālos, tiek izmantota bloķēšanas un konvolūcijas kodēšanas kodēšana. Kodēšanas un interleavēšanas efektivitātes uzlabošana ar zemu mobilo frekvenču kustības ātrumu tiek panākta, lēni pārslēdzot darbības frekvences sakaru sesijas laikā (ar ātrumu 217 apiņi minūtē).

Attiecībā uz pakalpojumiem standarta izstrādātāji jau no paša sākuma centās nodrošināt GSM un ISDN (integrētā pakalpojuma digitālā tīkla) tīklu savietojamību piedāvāto pakalpojumu kopuma ziņā. Papildus parastajiem telefona sakariem GSM lietotājam tiek piedāvāti dažādi datu pārraides pakalpojumi. GSM abonenti var apmainīties ar informāciju ar ISDN abonentiem, parastajiem tālruņu tīkliem, pakešu komutācijas tīkliem un ķēdes komutācijas sakaru tīkliem, izmantojot dažādas piekļuves metodes un protokolus, piemēram, X.25. Ir iespējams nosūtīt faksa ziņojumus, izmantojot faksa iekārtai piemērotu adapteri. Unikāla GSM iespēja, kas nebija pieejama vecākās analogās sistēmās, ir divvirzienu īssavienojuma pārraide SMS ziņas(Īsziņu pakalpojums)-līdz 160 baitiem, kas tiek pārsūtīti uzglabāšanas un pārsūtīšanas režīmā.

Digitāli bija iespējams ieviest papildu funkcijas, kas nav pieejamas iepriekšējās paaudzes analogos standartos. Tas galvenokārt attiecas uz sarunu biedra balss skaņas kvalitāti (pārraides un runas kodēšanas kvalitāte), abonentu autentifikāciju un automātisko viesabonēšanu. Un turklāt tas ir:

• SIM karšu izmantošana, lai nodrošinātu piekļuvi kanālam un sakaru pakalpojumiem;
• pārraidīto ziņojumu šifrēšana;
• radio saskarne ir slēgta no klausīšanās;
• abonentu autentifikācija un abonentu iekārtu identifikācija, izmantojot kriptogrāfijas algoritmus;
• īsziņu pakalpojumu izmantošana, kas tiek pārraidīti pa signalizācijas kanāliem;
• dažādu GSM tīklu abonentu automātiska viesabonēšana valsts un starptautiskā mērogā;
• Interneta viesabonēšana GSM abonentiem ar DCS1800, PCS1900, DECT tīklu abonentiem, kā arī ar Globalstar satelīta personīgo radio sistēmu.

Šodien GSM standarts aktīvi attīstās, un tagad lietotājam var nodrošināt ātrgaitas pakešdatu (GPRS) vai interneta piekļuves pakalpojumu.

TDMA / IS-136 (D-AMPS)

TDMA / IS-136 specifikāciju 1998. gadā ASV noteica Telekomunikāciju nozares asociācijas (TIA), lai digitalizētu AMPS (Advanced Mobilais telefons Apkalpošana). Lai nodrošinātu saderību ar AMPS, TDMA / IS-136 specifikācija izmanto 30 kHz nesēja joslas platumu ar trim laika nišām. Atšķirībā no frekvenču dalīšanas sistēmām, visi TDMA abonenti darbojas vienā frekvenču diapazonā, taču katram no tiem ir laika piekļuves ierobežojumi. Katram abonentam tiek piešķirts laika periods (laika niša), kura laikā viņam ir atļauts "pārraidīt". Kad viens abonents ir pabeidzis apraidi, atļauja tiek nodota nākamajam utt.

Mūsdienās IS-136 nekādā gadījumā nevar uzskatīt par mobilo sakaru attīstības strupceļu (cits jautājums ir par to, kā mūsu valstī attīstīsies šī standarta liktenis). Tāpat kā GSM, šis standarts paredz secīgus soļus pārejai uz trešās paaudzes sistēmu: GPRS, EDGE utt.

PDC

Tāpat kā daudzos citos gadījumos, Japānai bija savs attīstības ceļš. Uzlecošās saules zeme izmanto PDC (Personal Digital Cellular) standartu. Standarta pamatā ir trīs slotu TDMA risinājums. Šajā gadījumā nesēja platums ir 25 kHz.

Neskatoties uz to, ka PDC tīkli atrodas tikai Japānā, šis standarts (uz 1999. gada beigām) ar pārliecību ieņem otro vietu aiz GSM popularitātes reitingā starp digitālajiem standartiem abonentu skaita ziņā. Un tas nav pārsteidzoši: 2000. gada sākumā Japānas mobilo sakaru abonentu skaits pārsniedza standarta vadu telefonijas abonentu skaitu. Starp citu, tieši Japānā jau darbojas trešās paaudzes tīklu pārbaudes vietas - neskatoties uz mobilo sakaru sistēmu straujo attīstības tempu, japāņi apsteidz visus pārējos par vairāk nekā gadu.

CDMA / IS-95

CDMA (Code Division Multiple Access) jeb cdmaOne ir pilnībā digitāls standarts, kas izmanto frekvenču diapazonu 824–849 MHz uztveršanai un 874–899 MHz pārraidei. Faktiski "jaunais" standarts tika izstrādāts vēl 30. gados. Un tad gadu desmitiem to izmantoja tikai militārajās sakaru sistēmās gan bijušajā PSRS, gan ASV. Ne velti militārpersonas pievērsa uzmanību šim standartam, jo ​​tam ir daudz šādām sistēmām noderīgu funkciju, no kurām galvenā ir saziņas noslēpums. Fakts ir tāds, ka CDMA darbības princips ir "iesmērēt" sākotnējā informācijas signāla spektru tā modulācijas dēļ ar troksnim līdzīgu signālu, kas aizņem daudz plašāku frekvenču diapazonu nekā sākotnējais signāls. Šī trokšņa signāla forma ir unikāls kods katram abonentam, kas ļauj to identificēt CDMA uztvērējā. CDMA bāzes stacijā no daudziem lietotājiem saņemtais kopējais signāls atkal tiek modulēts ar līdzīgu troksnim līdzīgu signālu, tādējādi atjaunojot sākotnējo signālu.

Šai šķietami vienkāršajai darbības shēmai ir daudz priekšrocību. Pirmkārt, visi CDMA sistēmas abonenti darbojas vienā frekvenču joslā (šī joslas platums ir 1,25 MHz), netraucējot viens otram, jo ​​pamatjoslas trokšņa veida signālu skaits ir vairāki miljardi.

Otrkārt, augsta trokšņa imunitāte gan no pasīviem, gan aktīviem traucējumiem. Sakarā ar to, ka platjoslas signāls "norij" šaurjoslas traucējumus, nemainot tā formu, tas nodrošina augstas kvalitātes balss un datu pārraidi (salīdzināms ar augstas kvalitātes vadu līnijām). Tas, starp citu, ļauj strādāt ar daudz zemāku pārraidīto signāla jaudu, tas ir, CDMA tīkli ir videi draudzīgāki. Mazāka darba jauda nodrošina arī ilgāku akumulatora darbības laiku abonentu ierīcēm.

Kas attiecas uz globālajām tendencēm šī standarta izstrādē, tās ir vairāk nekā plašas. Galvenais: nākamās, trešās, paaudzes radiotelefona sistēmās tiks izmantoti dažādi CDMA tehnoloģijas varianti ar vēl plašāku nesēja kanāla platumu.

Ievads

Starp mūsdienu mobilajām radiosakaru sistēmām visstraujāk attīstās mobilo sakaru radiotelefona sakari. To ieviešana ļāva atrisināt piešķirtās radiofrekvenču joslas ekonomiskās izmantošanas problēmu, pārraidot ziņojumus tajās pašās frekvencēs, un palielināt caurlaidspēja telekomunikāciju tīkli. Šīs sistēmas ir veidotas saskaņā ar šūnu principu par frekvenču sadalījumu visā pakalpojumu zonā un ir paredzētas, lai nodrošinātu radiosakarus lielam skaitam abonentu ar piekļuvi PSTN.

Mūsdienu izmantošana informācijas tehnoloģijasļauj nodrošināt šādu tīklu abonentiem augstu balss ziņojumu kvalitāti, komunikācijas uzticamību un konfidencialitāti, aizsardzību pret nesankcionētu piekļuvi tīklam un ļoti plašu citu pakalpojumu klāstu. Pašlaik radio sakaru jomā ar mobilajiem objektiem tiek izmantoti gan analogie (NMT-450, NMT-900, AMPS uc), gan digitālie standarti (GSM-900, GSM-1800, GSM-1900, D-AMPS utt.) .). Visveiksmīgākā attīstība ir mobilās tehnoloģijas, kas saistītas ar GSM standartu. Saistībā ar citiem mobilo sakaru sistēmu digitālajiem standartiem GSM nodrošina vislabākās sakaru enerģijas un kvalitātes īpašības, augstākās drošības un saziņas konfidencialitātes īpašības. GSM standarts nodrošina arī vairākus sakaru pakalpojumus, kas nav ieviesti citos mobilo sakaru standartos.

Šī diplomprojekta mērķis ir izstrādāt Astels operatoram DCS-1800 standarta šūnu sakaru sistēmas fragmentu un novērtēt šīs sistēmas elektromagnētisko saderību.

1.1 GSM standarta apraksts un galvenās īpašības

Rietumeiropā, izmantojot vairākus analogos šūnu sakaru standartus, kas nav savstarpēji savietojami un kuriem ir būtiski trūkumi salīdzinājumā ar digitālajiem standartiem, ir radusies nepieciešamība izstrādāt vienotu Eiropas ciparu mobilo sakaru standartu GSM-900. Tas nodrošina augstu saziņas kvalitāti un konfidencialitāti, ļauj nodrošināt abonentiem plašu pakalpojumu klāstu. Standarts pieļauj iespēju organizēt automātisku viesabonēšanu. 1999. gada jūlijā GSM-900 abonentu daļa bija: aptuveni 43% pasaulē, vairāk nekā 85% Rietumeiropā.

GSM standarts ir pazīstams arī kā DCS (Digital Cellular System) vai PCN (Personal Communications Network), kā arī GSM-900 standarta modifikācija 1800 MHz joslai: GSM-1800 standarts. GSM standarts ietver vispilnīgāko pakalpojumu komplektu salīdzinājumā ar citiem.

GSM standarta mobilie tīkli sākotnēji ir veidoti kā lieljaudas tīkli, kas paredzēti plašam patērētājam un paredzēti, lai abonentiem sniegtu plašu pakalpojumu klāstu, izmantojot sakarus gan ēku iekšienē, gan uz ielas, tostarp ceļojot ar automašīnu.

GSM standarts izmanto TDMA, kas ļauj vienlaicīgi izvietot 8 balss kanālus vienam operatoram. Runas kodeku RPE-LTP ar regulāru impulsu ierosmi un runas pārveidošanas ātrumu izmanto kā runas pārveidošanas ierīci
13 kbps.

Lai pasargātu no kļūdām, kas rodas radio kanālos, tiek izmantota bloķēšanas un konvolūcijas kodēšanas kodēšana. Kodēšanas un iespiešanas efektivitātes uzlabošana pie zema MS kustības ātruma tiek panākta, lēnām pārslēdzot darbības frekvences sakaru sesijas laikā ar ātrumu 217 lēcieni sekundē.

Lai apkarotu saņemto signālu traucējumu izbalēšanu, ko izraisa radioviļņu izplatīšanās vairākos virzienos pilsētas apstākļos, sakaru iekārtas izmanto ekvalaizerus, kas nodrošina impulsu signālu izlīdzināšanu ar aizkaves laika standartnovirzi līdz 16 μs. Iekārtas sinhronizācijas sistēma ir paredzēta, lai kompensētu absolūtā signāla aizkaves laiku līdz 233 μs. Tas atbilst maksimālajam sakaru diapazonam 35 km (maksimālais šūnu rādiuss).

Lai modulētu radio signālu, GMSK izmanto, lai modulētu radiosignālu. Runas apstrāde šis standarts tiek veikta kā daļa no DTX (nepārtrauktas pārraides) sistēmas.

GSM standarts nodrošina augstu ziņu pārraides drošības līmeni; ziņojumi tiek šifrēti, izmantojot publiskās atslēgas šifrēšanas algoritmu (RSA).

Kopumā sakaru sistēma, kas darbojas GSM standartā, ir paredzēta tā izmantošanai dažādās jomās. Tas lietotājiem nodrošina plašu pakalpojumu klāstu un iespēju izmantot dažādas iekārtas balss ziņojumu un datu, zvanu un trauksmes signālu pārraidei; Pievienot telefonu tīkli sabiedrisko pakalpojumu tīklus (PSTN), datu pārraides tīklus (PDN) un integrēto pakalpojumu digitālos tīklus (ISDN).

Zemāk ir GSM standarta galvenās īpašības:

MS pārraides un BTS uztveršanas frekvence, MHz 890-915;

MS uztveršanas un BTS pārraides biežums, MHz 935-960;

Uztveršanas un pārraides frekvenču abpusēja atstarpe, MHz 45;

Ziņojumu pārraides ātrums radio kanālā, kbit / s 270,833;

Runas kodeku konversijas ātrums, kbit / s 13;

Sakaru kanāla joslas platums, kHz 200;

Maksimālais saziņas kanālu skaits ir 124;

Modulācijas veids GMSK;

Modulācijas indekss BT = 0,3;

Pirmsmodulācijas joslas platums

Gausa filtrs, kHz 81,2;

Frekvences lēcienu skaits sekundē ir 217;

Maksimālais šūnas rādiuss, km līdz 35;

Kombinēta TDMA / FDMA kanālu organizācija;

Nepieciešamā nesēja / traucējumu attiecība 9 dB.

GSM tīkla aprīkojumā ietilpst mobilie (radiotelefoni) un bāzes stacijas, digitālie slēdži, vadības un apkopes centrs, dažādas papildu sistēmas un ierīces. Sistēmas elementu funkcionālā saskarne tiek veikta, izmantojot vairākas saskarnes. Blokshēma (1.1. Attēls) parāda GSM standartā pieņemto funkcionālo struktūru un saskarnes.

1.1. Attēls - GSM tīkla blokshēma

MS sastāv no aprīkojuma, kas paredzēts GSM abonentu piekļuves organizēšanai esošajiem tīkliem komunikācija. GSM standarta ietvaros tiek pieņemtas piecas MS klases: no 1. klases modeļa ar izejas jaudu līdz 20 W, uzstādīts transportlīdzekļos, līdz 5. klases modelim ar maksimālo izejas jaudu līdz 0,8 W (tabula 1.1). Pārraidot ziņojumus, tiek nodrošināta adaptīva raidītāja jaudas kontrole, lai nodrošinātu nepieciešamo saziņas kvalitāti. MS un BTS ir neatkarīgi viens no otra.

1.1. Tabula. GSM mobilo staciju klasifikācija

Katras dalībvalsts atmiņā ir savs MIN - starptautiskais identifikācijas numurs (IMSI). Katrai dalībvalstij tiek piešķirts vēl viens MIN - IMEI, ko izmanto, lai izslēgtu piekļuvi GSM tīkliem nozagtai stacijai vai stacijai, kurai nav šādu pilnvaru.

BSS aprīkojums sastāv no bāzes stacijas kontroliera BSC un faktiskās raiduztvērēja bāzes stacijas BTS. Viens kontrolieris var vadīt vairākas stacijas. Tā veic šādas funkcijas: radio kanālu piešķiršanas pārvaldība; savienojuma kontrole un to secības regulēšana; darbības režīma nodrošināšana ar "lēciena" frekvenci, signālu modulēšana un demodulācija, ziņojumu kodēšana un dekodēšana, runas kodēšana, runas, datu un zvanu signālu pārraides ātruma pielāgošana; peidžeru ziņojumu pārraides secības kontrole.

TCE pārkodētājs nodrošina MSC balss un datu pārraides kanāla (64 kbps) izejas signālu pārveidošanu tādā formā, kas atbilst GSM ieteikumiem radio saskarnei (13 kbps). Pārkodētājs parasti atrodas kopā ar MSC.

SSS komutācijas apakšsistēmas aprīkojums sastāv no mobilā CC, HLR atrašanās vietas reģistra, VLR kustības reģistra, AUC autentifikācijas centra un EIR aprīkojuma identifikācijas reģistra.

MSC apkalpo šūnu grupu un nodrošina visu veidu MS savienojumus. Tā ir saskarne starp mobilo tīklu un fiksētajiem tīkliem, piemēram, PSTN, PDN, ISDN, un nodrošina zvanu maršrutēšanu un zvanu kontroles funkciju. Turklāt MSC veic radio kanālu pārslēgšanas funkcijas, kas ietver nodošanu, kas nodrošina komunikācijas nepārtrauktību, kad MS pārvietojas no šūnas uz šūnu, un darba kanālu pārslēgšanu šūnā, kad rodas traucējumi vai darbības traucējumi. Katrs MSC apkalpo abonentus, kas atrodas noteiktā ģeogrāfiskajā apgabalā. MSC pārvalda zvanu iestatīšanas un maršrutēšanas procedūras. PSTN tas nodrošina SS # 7 signalizācijas sistēmas funkcijas, zvanu pārsūtīšanu vai cita veida saskarnes. MSC arī ģenerē datus zvanu tarifiem, apkopo statistikas datus un uztur drošības procedūras, piekļūstot radio kanālam.

MSC arī pārvalda gan atrašanās vietas reģistrācijas, gan nodošanas procedūras bāzes staciju apakšsistēmā (BSC). Zvanu pārsūtīšanas procedūru šūnās, kuras kontrolē viens BSC, veic šī BSC. Ja zvans tiek pārsūtīts starp diviem tīkliem, kurus kontrolē dažādi BSC, tad primārā vadība tiek veikta MSC. Tāpat GSM standarts paredz zvanu pārsūtīšanas procedūru starp kontrolieriem (tīkliem), kas pieder dažādiem MSC.

MSC nepārtraukti uzrauga MS, izmantojot reģistrus: HLR (atrašanās vietu reģistrs vai mājas reģistrs) un VLR (pārvietošanās vai viesu reģistrs).

HLR saglabā to MS atrašanās vietas informācijas daļu, kas ļauj MSC piegādāt zvanu. Šajā reģistrā ir mobilā abonenta MIN (IMS1), kas tiek izmantots, lai identificētu MS autentifikācijas centrā (AUC), kā arī normālai darbībai nepieciešamie dati. GSM tīkli.

Jaunpienācēji nesaprot spēles, kuras spēlē standartu izstrādātāji. Šķiet, ka tas izmanto GSM frekvences 850, 1900, 900, 1800 MHz, ko vēl? Ātrā atbilde - izlasiet nākamo tālruņa rokasgrāmatas sadaļu. Tiks parādīts vispārpieņemtās interpretācijas prettiesiskums. Problēmu apraksta šādi noteikumi:

1. Otrās paaudzes 2G mobilie sakari ir radījuši virkni standartu. Pasaule zina trīs epicentrus, kas nosaka ritmu: Eiropa, Ziemeļamerika, Japāna. Krievija pieņēma pirmo divu standartus, tos mainot.
2. Standartu ciltskoks nepārtraukti paplašinās.
3. Standartu starptautiskās versijas ir paredzētas, lai apvienotu atsevišķu valstu atšķirīgos noteikumus. Tieša injekcija bieži vien nav iespējama. Valdības maina tiesisko regulējumu, nosakot biežuma plānus.

Iepriekš minētais izskaidro iesācēju problēmas neizpratni. Atgriežoties pie jautājuma skaidrības, izveidosim vienkāršotu standartu hierarhiju, norādot pa ceļam izmantotās frekvences.

Standartu ģenealoģija

Šī informācija ir paredzēta, lai nespeciālistam izskaidrotu esošo, izmirušo standartu struktūru. Krievijā izmantotās tehnoloģijas tiks aprakstītas turpmāk, turpmākajās sadaļās. Atbilstošie koka pārstāvji, kas rotāja Krievijas mežu, ir atzīmēti treknrakstā.

1G

1. AMPS saime: AMPS, NAMPS, TACS, ETACS.
2. Citi: NMT, C-450, DataTAC, Hicap, Mobitex.

2G: 1992

1. GSM / 3GPP saime: GSM, HSCSD, CSD.
2. 3GPP2 ģimene: cdmaOne.
3. AMPS ģimene: D-AMPS.
4. Citi: iDEN, PHS, PDC, CDPD.

2G +

1. 3GPP / GSM saime: GPRS, EDGE.
2. 3GPP2 saime: CDMA2000 1x ieskaitot uzlaboto.
3. Citi: WiDEN, DECT.

3G: 2003

1. 3GPP ģimene: UMTS.
2. 3GPP2 saime: CDMA2000 1xEV-DO R. 0

3G +

1. 3GPP saime: LTE, HSPA, HSPA +.
2. 3GPP2 saime: CDMA2000 1xEV-DO R. A, CDMA2000 1xEV-DO R. B, CDMA2000 1xEV-DO R. C
3. IEEE ģimene: mobilais WiMAX, Flash OFDM.

4G: 2013

1. 3GPP saime: LTE-A, LTE-S Pro.
2. IEEE ģimene: WiMAX.

5G: 2020

1. 5G-NR.

Īss apraksts

Ģenealoģija ļauj izsekot izmirušajām sugām. Piemēram, mūsdienu autori bieži izmanto saīsinājumu GSM, maldinot lasītāju. Šī tehnoloģija pilnībā aprobežojas ar šūnu sakaru otro paaudzi, kas ir izmirusi suga. Iepriekšējās frekvences ar papildinājumiem turpina izmantot pēcnācēji. 2016. gada 1. decembrī Austrālijas Telstra pārtrauca lietot GSM, kļūstot par pirmo operatoru pasaulē, kas pilnībā modernizējis savu aprīkojumu. 80% pasaules iedzīvotāju joprojām ir apmierināti ar tehnoloģijām (saskaņā ar GSM asociāciju). Viņu Austrālijas kolēģu piemēram 2017. gada 1. janvārī sekoja amerikāņu AT&T. Tam sekoja pakalpojuma apturēšana, ko veica operators Optus, 2017. gada aprīlī Singapūra atzina 2G neatbilstību pieaugošajām iedzīvotāju vajadzībām.

Tātad termins GSM tiek lietots saistībā ar novecojošu aprīkojumu, kas applūdinājis Krievijas Federāciju. Pēcnācēju protokolus var nosaukt par GSM pēcnācējiem. Frekvences saglabā nākamās paaudzes. Mainās punkcijas, informācijas nodošanas metodes. Frekvenču piešķiršanas aspekti, kas saistīti ar aprīkojuma jaunināšanu, ir aplūkoti turpmāk. Obligāti jāsniedz informācija, kas ļauj noteikt GSM attiecības.

Tālruņa rokasgrāmata

Noderīgu informāciju par šo jautājumu sniegs tālruņa rokasgrāmata. Atbilstošajā sadaļā ir uzskaitītas atbalstītās frekvences. Atsevišķas ierīces ļaus pielāgot uztveršanas zonu. Jums jāizvēlas tālruņa modelis, kas uztver vispārpieņemtos Krievijas kanālus:

1. 900 MHz - E -GSM. Augšupējais atzars ir 880..915 MHz, pakārtotais - 925..960 MHz.
2. 1800 MHz - DCS. Augošs zars - 1710..1785 MHz, lejupejošs - 1805..1880 MHz.

LTE tehnoloģija pievieno 2600 MHz reģionu, tiek ieviests 800 MHz kanāls.

RF sakaru vēsture: frekvences

1983. gadā sākās Eiropas standarta izstrāde digitālajiem sakariem. Atgādinām, ka pirmās paaudzes 1G izmantoja analogo pārraidi. Tādējādi inženieri jau iepriekš izstrādāja standartu, paredzot tehnoloģiju attīstības vēsturi. Digitālā komunikācija radās no Otrā pasaules kara, precīzāk, Green Hornet šifrētā pārraides sistēma. Militārpersonas lieliski saprata: tuvojas digitālo tehnoloģiju laikmets. Civilā rūpniecība noķēra vēju.

900 MHz

Eiropas organizācija CEPT ir izveidojusi GSM komiteju (Groupe Special Mobile). Eiropas Komisija ir ierosinājusi izmantot 900 MHz spektru. Izstrādātāji apmetās Parīzē. Pēc pieciem gadiem (1987. gadā) 13 ES valstis iesniedza Kopenhāgenai memorandu par nepieciešamību izveidot vienotu mobilo sakaru tīklu. Kopiena nolēma lūgt GSM palīdzību. Pirmais iznāca februārī. datu lapas... Četru valstu politiķi (1987. gada maijs) atbalstīja projektu ar Bonnas deklarāciju. Nākamo īso periodu (38 nedēļas) piepilda kņada, kuru pārvalda četras ieceltas personas:

1. Armīns Silberhorns (Vācija).
2. Filips Dupulis (Francija).
3. Renzo Failli (Itālija).
4. Stīvena templis (Lielbritānija).

1989. gadā GSM komisija atstāj CEPT uzraudzību, kļūstot par ETSI daļu. 1991. gada 1. jūlijā bijušais Somijas premjerministrs Harijs Holkeri veica pirmo zvanu abonentam (Kaarina Suonio), izmantojot Radio Line pakalpojumu sniedzēja pakalpojumus.

1800 MHz

Paralēli 2G ieviešanai tika uzsākts darbs pie 1800 MHz reģiona izmantošanas. Pirmais tīkls aptvēra Apvienoto Karalisti (1993). Tajā pašā laikā iebrauca Austrālijas operators Telecom.

1900 MHz

Frekvenci 1900 MHz ieviesa ASV (1995). Tika izveidota GSM asociācija, globālais abonentu skaits sasniedza 10 miljonus cilvēku. Gadu vēlāk šis skaitlis pieauga desmitkārt. 1900 MHz izmantošana neļāva ieviest UMTS Eiropas versiju.

800 MHz

800 MHz josla parādījās 2002. gadā, paralēli ieviešot multivides ziņojumapmaiņas pakalpojumu.

Uzmanību, jautājums!

Kādas frekvences ir kļuvušas par Krievijas standartu? Apjukumu papildina runeta autoru zināšanu trūkums par pieņemtajiem standartiem oficiālie izstrādātāji... Tiešā atbilde ir apspriesta iepriekš (skatīt sadaļu Tālruņa instrukcijas), mēs aprakstām minēto organizāciju darbu (sadaļa UMTS).

Kāpēc ir tik daudz frekvenču?

Izpētot 2010. gada rezultātus, GSM asociācija paziņoja: standarts attiecas uz 80% pasaules abonentu. Tas nozīmē, ka četras piektdaļas tīklu nevar izvēlēties vienu frekvenci. Turklāt ir 20% svešzemju komunikācijas standartu. No kurienes nāk ļaunuma sakne? Divdesmitā gadsimta otrās puses valstis attīstījās izolēti. PSRS 900 MHz frekvences aizņēma militārā, civilā gaisa navigācija.

GSM: 900 MHz

Paralēli Eiropas izstrādātajai pirmajai GSM versijai, NPO Astra, Pētniecības institūta radio, Aizsardzības ministrijas Pētniecības institūts uzsāka pētījumus, kas beidzās ar lauka pārbaudēm. Pasludinātais spriedums:

• Ir iespējama kopīga navigācijas darbība un mobilās komunikācijas otrā paaudze.

1. NMT-450.

Lūdzu, ņemiet vērā: atkal 2 standarti. Katrs izmanto savu frekvenču režģi. Izsludinātajā GSM-900 izplatīšanas konkursā uzvarēja NPO Astra, OJSC MGTS (tagad MTS), Krievijas uzņēmumi, Kanādas BCETI.

NMT -450MHz - pirmā paaudze

Tātad, sākot ar 1992. gadu, Maskava izmantoja 900 MHz joslu (skat. Iepriekš), jo citas GSM frekvences vēl nebija dzimušas. Turklāt NMT (Nordic Mobile Phones) ... Sākotnēji Ziemeļvalstis izstrādāja divas iespējas:

1. NMT-450.
2. NMT-900 (1986).

Kāpēc Krievijas valdība izvēlējās pirmo atbildi? Iespējams, nolēma izmēģināt divus diapazonus. Lūdzu, ņemiet vērā, ka šie standarti apraksta analogo komunikāciju (1G). Jaunattīstības valstis sāka aptvert veikalu 2000. gada decembrī. Islande (Siminn) 2010. gada 1. septembrī padevās pēdējā. Eksperti norāda uz 450 MHz joslas svarīgu priekšrocību: diapazons. Ievērojams pluss, novērtējis attālā Islande. Krievijas valdība vēlējās aptvert valsts teritoriju ar minimālu torņu skaitu.

NMT mīl zvejnieki. Izlaisto režģi pārņēma digitālais CDMA 450. 2015. gadā skandināvu tehnoloģijas ir apguvušas 4G. Krievijas Uralvestcom atbrīvoja skapi 2006. gada 1. septembrī, Sibirtelecom - 2008. gada 10. janvārī. Meitas uzņēmums (Tele 2) Skylink novērtē diapazonu Permas un Arhangeļskas apgabalos. Licences derīguma termiņš beidzas 2021.

D -AMPS: UHF (400..890 MHz) - otrā paaudze

ASV 1G tīkli, kas izmanto AMPS specifikāciju, atteicās pieņemt GSM. Tā vietā ir izstrādātas divas alternatīvas organizēšanai mobilie tīkli otrā paaudze:

1. IS-54 (1990. gada marts, 824-849; 869-894 MHz).
2. IS-136. Atšķiras lielā skaitā kanālu.

Standarts tagad ir miris, visur to aizstāj GSM / GPRS, CDMA2000 pēcteči.

Kāpēc krievam vajag D-AMPS

Krievu cilvēks uz ielas bieži izmanto lietotu aprīkojumu. D-AMPS iekārtas ir nonākušas Tele 2 un Beeline noliktavās. Pēdējais 2007. gada 17. novembrī slēdza Centrālā reģiona veikalu. Licences derīguma termiņš Novosibirskas apgabalam beidzās 2009. gada 31. decembrī. Pēdējā bezdelīga aizlidoja 2012. gada 1. oktobrī (Kaļiņingradas apgabals). Kirgizstāna izmantoja diapazonu līdz 2015. gada 31. martam.

CDMA2000 - 2G +

Daži protokola varianti izmanto:

1. Uzbekistāna - 450 MHz.
2. Ukraina - 450; 800 MHz.

Laika posmā no 2002. gada decembra līdz 2016. gada oktobrim specifikācijas 1xRTT, EV -DO Rev. A (450 MHz) izmantoja Skylink. Tagad infrastruktūra ir modernizēta, ir ieviests LTE. 2016. gada 13. septembrī pasaules portāli izplatīja ziņas: Tele 2 pārtrauc izmantot CDMA. Amerikāņu MTS sāka LTE ieviešanas procesu gadu iepriekš.

GPRS - otrā līdz trešā paaudze

CELLPAC protokola (1991-1993) izstrāde bija pagrieziena punkts mobilo sakaru attīstībā. Saņemti 22 ASV patenti. LTE, UMTS tiek uzskatīti par tehnoloģijas pēctečiem. Pakešdatu pārraide ir paredzēta, lai paātrinātu informācijas apmaiņas procesu. Projekta mērķis ir uzlabot GSM tīklus (frekvences ir norādītas iepriekš). Lietotājam ir pienākums pakalpojumam iegūt tehnoloģijas:

1. Piekļuve internetam.
2. Novecojis “noklikšķināt, lai runātu”.
3. Messenger.

Divu tehnoloģiju (SMS, GPRS) pārklāšanās daudzkārt paātrina procesu. Specifikācija atbalsta IP, PPP, X.25 protokolus. Paketes turpina pienākt pat zvana laikā.

EDGE

Nākamo soli GSM attīstībā iecerējusi AT&T (ASV). Compact-EDGE ir ieņēmis D-AMPS nišu. Frekvences ir norādītas iepriekš.

UMTS - pilnvērtīgs 3G

Pirmā paaudze, kurai bija nepieciešams atjaunināt bāzes staciju aprīkojumu. Frekvenču režģis ir mainījies. Maksimālais līnijas ātrums līnijai, kas izmanto HSPA + priekšrocības, ir 42 Mb / s. Reāli sasniedzamais ātrums ievērojami pārsniedz 9,6 kbps GSM. Sākot ar 2006. gadu, valstis sāka atjaunoties. Izmantojot ortogonālu frekvenču multipleksēšanu, 3GPP komiteja nolēma sasniegt 4G līmeni. Agrīnie putni tika izlaisti 2002. Sākotnēji izstrādātājs noteica šādas frekvences:

1. .2025 MHz. Augšup pieslēgta filiāle.
2. .2200 MHz. Lejupsaites savienotā filiāle.

Tā kā ASV jau izmantoja 1900 MHz, tā izvēlējās 1710..1755 segmentus; 2110..2155 MHz. Daudzas valstis sekoja Amerikas piemēram. Frekvence 2100 MHz ir pārāk aizņemta. Tātad sākumā norādītie skaitļi:

• 850/1900 MHz. Turklāt, izmantojot vienu diapazonu, tiek atlasīti 2 kanāli. Vai nu 850, vai 1900.

Piekrītu, ir nepareizi pīt GSM, izmantojot sliktu izplatītu piemēru. Otrajā paaudzē tika izmantots pusduplekss vienkanāls, UMTS-divi vienlaikus (5 MHz platumā).

Frekvenču tīkls UMTS Krievija

Pirmais spektru izplatīšanas mēģinājums notika no 1992. gada 3. februāra līdz 3. martam. Risinājums tika pielāgots Ženēvas konferencē (1997). Diapazonus noteica S5.388 specifikācija:

• 1885-2025 MHz.
• 2110-2200 MHz.

Lēmums prasīja papildu skaidrojumus. Komisija identificēja 32 ultrakanālus, 11 veidoja neizmantotu rezervi. Lielākā daļa citu saņēma kvalificētus vārdus, jo atsevišķas frekvences sakrita. Krievija noraidīja Eiropas praksi, nicinot ASV, pieņemot divas UMTS-FDD joslas:

1. 8. nr. 900 MHz - E -GSM. Augšupējais atzars ir 880..915 MHz, pakārtotais - 925..960 MHz.
2. Nr. 3. 1800 MHz - DCS. Augošs zars - 1710..1785 MHz, lejupejošs - 1805..1880 MHz.

Specifikācijas Mobilais telefons jāizvēlas saskaņā ar sniegto informāciju. Wikipedia tabula, kas atklāj planētas Zeme frekvenču plānu, ir pilnīgi bezjēdzīga. Aizmirsu ņemt vērā Krievijas specifiku. Eiropa nodrošina netālu esošo IMT kanālu Nr. 1. Turklāt ir UMTS-TDD režģis. Abu veidu gaisvadu tīklu aprīkojums nav saderīgs.

LTE - 3G +

Evolucionārs GSM-GPRS-UMTS paketes turpinājums. Var kalpot kā CDMA2000 tīklu virsbūve. Tikai daudzfrekvenču tālrunis spēj nodrošināt LTE tehnoloģiju. Eksperti tieši norāda vietu zem ceturtās paaudzes. Pretēji tirgotāju apgalvojumiem. Sākotnēji ITU-R organizācija atzina tehnoloģiju par piemērotu, vēlāk nostāja tika pārskatīta.

LTE ir ETSI reģistrēta preču zīme. Galvenā ideja bija signālu procesoru izmantošana un novatorisku nesēja modulācijas metožu ieviešana. Abonentu IP adresēšana tika atzīta par lietderīgu. Saskarne ir zaudējusi savietojamību, frekvenču spektrs ir atkal mainījies. Pirmo sietu (2004) uzsāka Japānas uzņēmums NTT DoCoMo. Tehnoloģijas izstādes versija apsteidza Maskavu 2010. gada karstajā maijā.

Ievērojot UMTS pieredzi, izstrādātāji ieviesa divas gaisa protokola iespējas:

1. LTE-TDD. Kanālu laika sadalījums. Šo tehnoloģiju plaši atbalsta Ķīna, Dienvidkoreja, Somija, Šveice. Singla klātbūtne frekvenču kanāls(1850..3800 MHz). Daļēji pārklājas ar WiMAX, ir iespējama jaunināšana.
2. LTE-FDD. Kanālu frekvenču sadalījums (atsevišķi lejup, augšup).

2 tehnoloģiju frekvenču plāni ir atšķirīgi, 90% no pamata dizaina ir vienādi. Samsung un Qualcomm ražo tālruņus, kas spēj apstrādāt abus protokolus. Aizņemtie diapazoni:

1. Ziemeļamerika. 700, 750, 800, 850, 1900, 1700/2100, 2300, 2500, 2600 MHz.
2. Dienvidamerika. 2500 MHz.
3. Eiropa. 700, 800, 900, 1800, 2600 MHz.
4. Āzija. 800, 1800, 2600 MHz.
5. Austrālija, Jaunzēlande. 1800, 2300 MHz.

Krievija

Krievijas operatori ir izvēlējušies LTE-FDD tehnoloģiju, viņi izmanto frekvences:

1. 800 MHz.
2. 1800 MHz.
3. 2600 MHz.

LTE -A - 4G

Frekvences palika nemainīgas (sk. LTE). Palaišanas laika grafiks:

1. 2012. gada 9. oktobrī Yota iegādājās 11 bāzes stacijas.
2. Megafon 2014. gada 25. februārī aptvēra galvaspilsētas dārza gredzenu.
3. Kopš 2014. gada 5. augusta Beeline darbojas LTE 800, 2600 MHz.

DownLink - sakaru kanāls no bāzes stacijas līdz abonentam
UpLink ir sakaru kanāls no abonenta līdz operatora bāzes stacijai.

4G / LTE standarta frekvence 2500

Šāda veida komunikācija attīstās salīdzinoši nesen un galvenokārt pilsētās.

FDD (Frequency Division Duplex) - šī DownLink un UpLink darbojas dažādās frekvenču joslās.
TDD (laika dalīšanas duplekss) - DownLink un UpLink darbojas vienā frekvenču joslā.

Yota: FDD DownLink 2620-2650 MHz, UpLink 2500-2530 MHz
Megafons: FDD DownLink 2650-2660 MHz, UpLink 2530-2540 MHz
Megafons: TDD 2575-2595 MHz - šī frekvenču josla tiek piešķirta tikai Maskavas reģionā.
MTS: FDD DownLink 2660-2670 MHz, UpLink 2540-2550 MHz
MTS: TDD 2595-2615 MHz - šī frekvenču josla tiek piešķirta tikai Maskavas reģionā.
Beeline: FDD DownLink 2670-2680 MHz, UpLink 2550-2560 MHz
Rostelecom: FDD DownLink 2680-2690 MHz, UpLink 2560-2570 MHz
Pēc Megaphone iegādes no Yota, Yota praktiski sāka strādāt kā Megafon.

4G / LTE standarta frekvence 800

Tīkls tika uzsākts komerciālā darbībā 2014. gada sākumā, galvenokārt ārpus pilsētas, lauku apvidos.

UpLink / DownLink (MHz)

Rostelecom: 791-798,5 / 832 - 839,5
MTS: 798,5-806 / 839,5 - 847,5
Megafons: 806-813,5 / 847 - 854,5
Beeline: 813,5 - 821 / 854,5 - 862

3G / UMTS standarta frekvence 2000

3G / UMTS2000 ir Eiropā visplašāk izplatītais mobilo sakaru standarts, ko galvenokārt izmanto datu pārraidei.

UpLink / DownLink (MHz)

Skylink: 1920-1935 / 2110 - 2125 - galu galā, visticamāk, šīs frekvences nonāks Rostelecom. Tīkls pašlaik netiek izmantots.
Megafons: 1935-1950 / 2125 - 2140
MTS: 1950-1965 / 2140 - 2155
Beeline: 1965 - 1980/2155 - 2170

2G / DCS standarta frekvence 1800

DCS1800 ir tas pats GSM, tikai citā frekvenču diapazonā, galvenokārt tiek izmantots pilsētās. Bet, piemēram, ir reģioni, kur TELE2 operators strādā tikai 1800 MHz joslā.

UpLink 1710-1785 MHz un lejupsaite 1805-1880 MHz

Nav lielas jēgas rādīt dalījumu pa operatoriem. katrā reģionā biežuma sadalījums ir individuāls.

2G / DCS standarta frekvence 900

GSM900 šodien ir visplašāk izplatītais sakaru standarts Krievijā, un tas tiek uzskatīts par otrās paaudzes komunikāciju.

GSM900 MHz ir 124 kanāli. Visos Krievijas Federācijas reģionos GSM frekvenču joslas tiek sadalītas starp operatoriem individuāli. Un tur ir E-GSM kā papildu GSM frekvenču josla. Tā frekvence no bāzes tiek pārvietota par 10 MHz.

UpLink 890–915 MHz un lejupsaite 935–960 MHz

UpLink 880-890 MHz un lejupsaite 925-935 MHz

3G standarta frekvence 900

Tā kā kanālu trūka 2000. gada frekvencē, 3G tika piešķirtas 900 MHz frekvences. Tos aktīvi izmanto šajā jomā.

CDMA standarta frekvence 450

CDMA450 - Krievijas centrālajā daļā šo standartu izmanto tikai SkyLink operators.

UpLink 453 - 457,5 MHz un DownLink 463 - 467,5 MHz.

Rezultātā fizisko kanālu starp uztvērēju un raidītāju nosaka frekvence, piešķirtie kadri un laika intervālu skaits tajos. Parasti bāzes stacijās tiek izmantots viens vai vairāki ARFCN kanāli, no kuriem viens tiek izmantots, lai identificētu BTS klātbūtni ēterā. Šī kanāla kadru pirmā laika niša (indekss 0) tiek izmantota kā pamata vadības kanāls (bāzes kontroles kanāls vai bākas kanāls). Pārējo ARFCN operators pēc saviem ieskatiem piešķir CCH un TCH kanāliem.

2.3 Loģiskie kanāli

Loģiskie kanāli tiek veidoti, pamatojoties uz fiziskiem kanāliem. Um saskarne nozīmē gan lietotāja, gan pakalpojumu informācijas apmaiņu. Saskaņā ar GSM specifikāciju katrs informācijas veids atbilst īpašam loģisko kanālu tipam, kas ieviests, izmantojot fiziskus līdzekļus:

• satiksmes kanāli (TCH - satiksmes kanāls),
• pakalpojumu informācijas kanāli (CCH - vadības kanāls).

Satiksmes kanāli ir sadalīti divos galvenajos veidos: TCH / F- Pilna ātruma kanāls ar maksimālo ātrumu līdz 22,8 Kbps un TCH / H- Pusceļa kanāls ar maksimālo ātrumu līdz 11,4 Kbps. Šāda veida kanālus var izmantot balss pārraidei (TCH / FS, TCH / HS) un lietotāju datiem (TCH / F9.6, TCH / F4.8, TCH / H4.8, TCH / F2.4, TCH / H2 4), piemēram, SMS.

Pakalpojumu informācijas kanāli ir sadalīti:

• Apraide (BCH - apraides kanāli).
  • FCCH - frekvenču korekcijas kanāls. Sniedz informāciju, kas nepieciešama mobilajam tālrunim frekvences korekcijai.
  • SCH - sinhronizācijas kanāls. Nodrošina mobilo tālruni ar informāciju, kas nepieciešama TDMA sinhronizācijai ar bāzes staciju (BTS), kā arī tā BSIC identitāti.
  • BCCH - apraides kontroles kanāls. Nosūta pamatinformāciju par bāzes staciju, piemēram, pakalpojumu kanālu organizēšanas veidu, grantu ziņojumiem rezervēto bloku skaitu un daudzkadru skaitu (51 TDMA kadrs) starp peidžeru pieprasījumiem.
• Kanāli vispārīgs mērķis(CCCH - kopējie vadības kanāli)
  • PCH - peidžeru kanāls. Raugoties nākotnē, es jums pastāstīšu, ka peidžeri ir sava veida mobilā tālruņa ping, kas ļauj noteikt tā pieejamību noteiktā pārklājuma zonā. Šis kanāls ir paredzēts tieši tam.
  • RACH - brīvpiekļuves kanāls. Izmanto mobilie tālruņi, lai pieprasītu savus SDCCH pieskaitāmos izdevumus. Tikai Uplink kanāls.
  • AGCH - piekļuves piešķiršanas kanāls.Šajā kanālā bāzes stacijas atbild uz mobilo tālruņu RACH pieprasījumiem, piešķirot SDCCH vai tūlīt TCH.
• Īpaši vadības kanāli (DCCH)
  Pašu kanāli, piemēram, TCH, tiek piešķirti konkrētiem mobilajiem tālruņiem. Ir vairākas pasugas:
  • SDCCH - atsevišķs īpašs vadības kanāls.Šis kanāls tiek izmantots mobilo tālruņu autentifikācijai, šifrēšanas atslēgu apmaiņai, atrašanās vietas atjaunināšanas procedūrai, kā arī balss zvanu veikšanai un īsziņu apmaiņai.
  • SACCH - lēns saistītais kontroles kanāls. Izmanto sarunas laikā vai kad SDCCH kanāls jau tiek izmantots. Ar tās palīdzību BTS regulāri sūta uz tālruni norādījumus, lai mainītu laiku un signāla stiprumu. Pretējā virzienā ir dati par saņemto signāla stiprumu (RSSI), TCH kvalitāti, kā arī tuvāko bāzes staciju signāla stiprumu (BTS mērījumi).
  • FACCH - ātri saistīts vadības kanāls.Šis kanāls tiek nodrošināts kopā ar TCH un ļauj pārsūtīt steidzamus ziņojumus, piemēram, pārejot no vienas bāzes stacijas uz otru (nodošana).

2.4 Kas ir pārsprāgt?

Gaisa dati laika intervālos tiek pārsūtīti bitu secību veidā, ko visbiežāk sauc par “pārsprāgšanu”. Terminam "pārsprāgt", kura vispiemērotākais analogs ir vārds "pārsprāgt", vajadzētu zināt daudziem radioamatieriem, un tas, visticamāk, parādījās radio apraides analīzes grafisko modeļu apkopojumā, kur jebkura darbība ir līdzīga ūdenskritumiem. un ūdens šļakatām. Jūs varat lasīt vairāk par viņiem šajā lieliskajā rakstā (attēlu avots), mēs koncentrēsimies uz vissvarīgāko. Sprādziena shematisks attēlojums varētu izskatīties šādi:

Aizsardzības periods
Lai izvairītos no traucējumiem (ti, divu kopņu pārklāšanās), sērijas ilgums vienmēr ir par noteiktu vērtību (0,577 - 0,546 = 0,031 ms) īsāks par laika intervāla ilgumu, ko sauc par "apsardzes periodu". Šis periods ir sava veida laika rezerve, lai kompensētu iespējamos signāla pārraides kavējumus.

Astes uzgaļi
Šie marķieri nosaka sērijas sākumu un beigas.

Informācija
Liela slodze, piemēram, abonentu dati vai pakalpojumu trafiks. Sastāv no divām daļām.

Zagt karogus
Šie divi biti tiek iestatīti, kad abas TCH sērijas datu daļas tiek pārraidītas uz FACCH. Viens pārraidīts bits divu vietā nozīmē, ka FACCH tiek pārraidīta tikai viena sērijas daļa.

Treniņu secība
Šo sērijas daļu uztvērējs izmanto, lai noteiktu kanāla starp tālruni un bāzes staciju fiziskās īpašības.

2.5 Sēriju veidi

Katrs loģiskais kanāls atbilst noteiktiem sēriju veidiem:

Normāls pārsprāgt
Šāda veida secības īsteno satiksmes kanālus (TCH) starp tīklu un abonentiem, kā arī visu veidu kontroles kanālus (CCH): CCCH, BCCH un DCCH.

Frekvences korekcijas sērija
Nosaukums runā pats par sevi. Īsteno vienvirziena lejupsaites FCCH, kas ļauj mobilajiem tālruņiem precīzāk noskaņoties uz BTS frekvenci.

Sinhronizācijas sērija
Sprādziens šāda veida, tāpat kā Frequency Correction Burst, īsteno lejupsaites kanālu, tikai SCH, kas ir paredzēts, lai identificētu bāzes staciju klātbūtni ēterā. Līdzīgi kā bāku paketes WiFi tīklos, katra sērija tiek pārraidīta ar pilnu jaudu, un tajā ir arī informācija par BTS, kas nepieciešama, lai ar to sinhronizētu: kadru nomaiņas ātrums, identifikācijas dati (BSIC) un citi.

Manekena pārsprāgt
Manekena sprādziens, ko nosūtīja bāzes stacija, lai aizpildītu neizmantotos laika posmus. Fakts ir tāds, ka, ja kanālā netiek veiktas nekādas darbības, pašreizējā ARFCN signāla stiprums būs ievērojami mazāks. Šajā gadījumā mobilajam tālrunim var šķist, ka tas atrodas tālu no bāzes stacijas. Lai no tā izvairītos, BTS pārpludina neizmantotos laika posmus ar bezjēdzīgu satiksmi.

Piekļuves sērija
Izveidojot savienojumu ar BTS, mobilais tālrunis RACH nosūta īpašu SDCCH pieprasījumu. Bāzes stacija, saņēmusi šādu pārrāvumu, piešķir abonentam FDMA sistēmas laiku un atbild pa kanālu AGCH, pēc kura mobilais tālrunis var saņemt un nosūtīt parastos pārrāvumus. Ir vērts atzīmēt palielināto apsardzes laika ilgumu, jo sākotnēji ne tālrunis, ne bāzes stacija nezināja informāciju par laika aizkavēšanos. Ja RACH pieprasījums nesasniedz laika nišu, mobilais tālrunis to nosūta vēlreiz pēc pseidogadījuma laika intervāla.

2.6 Frekvences lēciens

Citāts no Wikipedia:

Frekvenču lēciena izkliedes spektrs (FHSS) ir informācijas pārraides pa radio metode, kuras īpatnība ir bieža nesējfrekvences maiņa. Frekvence mainās atbilstoši pseido-nejaušai skaitļu secībai, kas zināma gan sūtītājam, gan saņēmējam. Metode palielina sakaru kanāla trokšņa imunitāti.

3.1 Pamata uzbrukuma vektori

Tā kā Um interfeiss ir radio interfeiss, visa tā trafiks ir "redzams" ikvienam, kas atrodas BTS diapazonā. Turklāt, izmantojot īpašu aprīkojumu (piemēram, veco mobilo tālruni, ko atbalsta OsmocomBB projekts, vai nelielu RTL-SDR dongli), varat analizēt pa gaisu pārraidītos datus, pat neizejot no mājām. dators.

Ir divu veidu uzbrukumi: pasīvs un aktīvs. Pirmajā gadījumā uzbrucējs nekādā veidā nesadarbojas ar tīklu vai uzbrukušo abonentu - tikai saņem un apstrādā informāciju. Nav grūti uzminēt, ka šādu uzbrukumu ir gandrīz neiespējami atklāt, taču tam nav tik daudz izredžu kā aktīvam. Aktīvs uzbrukums ietver uzbrucēja mijiedarbību ar uzbrucēju abonentu un / vai mobilo tīklu.

Var identificēt visbīstamākos uzbrukumu veidus, kuriem pakļauti mobilo tīklu abonenti:

• Šņaukāties
• Personas datu, SMS un balss zvanu noplūde
• Atrašanās vietas datu noplūde
• Maldināšana (FakeBTS vai IMSI Catcher)
• Attālā SIM uztveršana, patvaļīga koda izpilde (RCE)
• Pakalpojuma liegums (DoS)

3.2 Abonenta identifikācija

Kā minēts raksta sākumā, abonenti tiek identificēti pēc IMSI, kas tiek ierakstīts abonenta SIM kartē un operatora HLR. Mobilos tālruņus identificē pēc sērijas numurs- IMEI. Tomēr pēc autentifikācijas ne IMSI, ne IMEI atklāti nelido pa gaisu. Pēc atrašanās vietas atjaunināšanas procedūras abonentam tiek piešķirts pagaidu identifikators - TMSI (pagaidu mobilā abonenta identitāte), un ar tā palīdzību tiek veikta turpmāka mijiedarbība.

Uzbrukuma metodes
Ideālā gadījumā abonenta TMSI ir zināms tikai mobilajam tālrunim un mobilajam tīklam. Tomēr ir veidi, kā apiet šo aizsardzību. Ja cikliski zvanāt abonentam vai sūtāt īsziņas (vai labāk kluso SMS), skatoties PCH kanālu un veicot korelāciju, varat ar noteiktu precizitāti izvēlēties uzbrucēja abonenta TMSI.

Turklāt, piekļūstot SS7 starpoperatoru sakaru tīklam, pēc tālruņa numura varat uzzināt tā īpašnieka IMSI un LAC. Problēma ir tāda, ka SS7 tīklā visi operatori viens otram "uzticas", tādējādi samazinot savu abonentu datu konfidencialitātes līmeni.

3.3 Autentifikācija

Lai pasargātu sevi no viltošanas, pirms abonēšanas sākšanas tīkls abonentu autentificē. Papildus IMSI SIM karte saglabā nejauši ģenerētu secību ar nosaukumu Ki, kuru tā atdod tikai jauktā veidā. Ki tiek saglabāts arī operatora HLR un nekad netiek pārsūtīts skaidrā tekstā. Kopumā autentifikācijas process ir balstīts uz četrvirzienu rokasspiediena principu:

1. Abonents iesniedz atrašanās vietas atjaunināšanas pieprasījumu, pēc tam sniedz IMSI.
2. Tīkls nosūta pseidogadījuma RAND vērtību.
3. Tālruņa SIM kartē jauc Ki un RAND, izmantojot A3 algoritmu. A3 (RAND, Ki) = SRAND.
4. Tīkls arī sajauc Ki un RAND, izmantojot A3 algoritmu.
5. Ja SRAND vērtība no abonenta puses sakrīt ar tīkla pusē aprēķināto, abonents ir autentificēts.

Uzbrukuma metodes
Atkārtota Ki atkārtošana ar RAND un SRAND vērtībām var aizņemt diezgan ilgu laiku. Turklāt operatori var izmantot savus jaukšanas algoritmus. Tīklā ir diezgan daudz informācijas par brutāla spēka mēģinājumiem. Tomēr ne visas SIM kartes ir perfekti aizsargātas. Daži pētnieki ir spējuši tieši piekļūt SIM kartes failu sistēmai un pēc tam iegūt Ki.

3.4 Satiksmes šifrēšana

Saskaņā ar specifikāciju ir trīs algoritmi lietotāju trafika šifrēšanai:

• A5 / 0- oficiāls šifrēšanas trūkuma apzīmējums, tāpat kā OPEN WiFi tīklos. Es pats nekad neesmu redzējis tīklu bez šifrēšanas, tomēr, saskaņā ar gsmmap.org, A5 / 0 tiek izmantots Sīrijā un Dienvidkorejā.
• A5 / 1 ir visizplatītākais šifrēšanas algoritms. Neskatoties uz to, ka viņa uzlaušana jau vairākkārt tika demonstrēta dažādās konferencēs, tā tiek izmantota visur un visur. Lai atšifrētu trafiku, pietiek ar 2 TB brīvas vietas diskā, parastu personālo datoru ar Linux un Kraken programmu.
• A5 / 2- šifrēšanas algoritms ar apzināti vājinātu aizsardzību. Ja to izmanto kur, tas ir paredzēts tikai skaistumam.
• A5 / 3 pašlaik ir visdrošākais šifrēšanas algoritms, kas tika izstrādāts 2002. gadā. Internetā var atrast informāciju par dažām teorētiski iespējamām ievainojamībām, taču praksē neviens vēl nav pierādījis, kā to uzlauzt. Es nezinu, kāpēc mūsu operatori nevēlas to izmantot savos 2G tīklos. Galu galā tas nebūt nav šķērslis, tk. operatoram ir zināmas šifrēšanas atslēgas, un trafiku viņa pusē var atšifrēt diezgan viegli. Un visi mūsdienu tālruņi to lieliski atbalsta. Par laimi, mūsdienu 3GPP tīkli to izmanto.

Uzbrukuma metodes
Kā jau minēts, izmantojot šņaukšanas aprīkojumu un datoru ar 2 TB atmiņu un Kraken programmu, jūs varat diezgan ātri (dažas sekundes) atrast A5 / 1 sesijas šifrēšanas atslēgas un pēc tam atšifrēt jebkura datplūsmu. Vācu kriptologs Karstens Nohls 2009. gadā demonstrēja, kā uzlauzt A5 / 1. Dažus gadus vēlāk Karstens un Silvians Muno demonstrēja telefonsarunas pārtveršanu un atšifrēšanu, izmantojot vairākus vecos Motorola tālruņus (OsmocomBB projekts).

Secinājums

Mans garais stāsts ir beidzies. Sīkāk un no praktiskā viedokļa jūs varat iepazīties ar mobilo tīklu principiem rakstu sērijā Iepazīšanās ar OsmocomBB, tiklīdz pievienoju atlikušās daļas. Es ceru, ka man izdevās jums pastāstīt kaut ko jaunu un interesantu. Gaidu jūsu atsauksmes un komentārus! Pievienojiet tagus