Dijital hücresel iletişim için yeni bir pan-Avrupa standardının geliştirilmesi 1985'te başladı. Bunun için özel bir grup oluşturuldu - Grup Özel Mobil. Kısaltma GSM, yeni standarda adını verdi. Daha sonra GSM, yaygın kullanımı sayesinde Mobil İletişim için Global Sistem olarak deşifre edilmeye başlandı. Artık GSM sistemi, hem kapsama alanı hem de abone sayısı açısından dünyada lider konumda olan küresel bir ikinci nesil standart haline gelmiştir.
GSM standardı, vericilerin iki frekans aralığında çalışmasını sağlar. 890-915 MHz frekans bandı, mobil istasyondan baz istasyonuna mesaj iletmek için kullanılır ve 935-960 MHz bandı, baz istasyonundan aboneye mesaj iletmek için kullanılır. Bitişik iletişim kanalları arasındaki frekans aralığı 200 kHz'dir, dolayısıyla alım/iletim için ayrılan bant genişliğinde 124 iletişim kanalı bulunur. Bu standart, sekiz ses kanalını aynı anda tek bir taşıyıcıda barındırmak için Zaman Bölmeli Çoklu Erişim'i (TDMA) kullanır. Konuşma dönüştürme cihazı olarak düzenli dürtü uyarma ve 13 Kbit / s konuşma dönüştürme hızına sahip bir konuşma kodeği kullanılır. Radyo kanallarında meydana gelen hatalara karşı koruma sağlamak için blok ve evrişimli serpiştirme kodlaması kullanılır. Mobil frekansların düşük bir hareket hızında kodlama ve serpiştirme etkinliğinin iyileştirilmesi, bir iletişim oturumu sırasında (dakikada 217 atlama hızında) çalışma frekanslarının yavaş değiştirilmesiyle sağlanır.
Servislerle ilgili olarak, buradaki standardın geliştiricileri en başından beri sunulan servisler açısından GSM ve ISDN (Entegre Servis Dijital Ağı) ağlarının uyumluluğunu sağlamaya çalıştılar. alışılmışın yanı sıra telefon bağlantısı GSM kullanıcısına çeşitli veri iletim hizmetleri sağlanır. GSM aboneleri, ISDN aboneleri, geleneksel telefon ağları, paket anahtarlamalı ağlar ve devre anahtarlamalı iletişim ağları ile bilgi alışverişi yapabilirler. farklı yöntemler ve X.25 gibi erişim protokolleri. Bir faks makinesi için uygun bir adaptör kullanarak faks mesajları göndermek mümkündür. Eski analog sistemlerde bulunmayan benzersiz bir GSM özelliği, kısa devrelerin çift yönlü iletimidir. SMS mesajları(Kısa Mesaj Servisi) - depola ve ilet modunda iletilen 160 bayta kadar.
"Dijital" de gerçekleştirmek mümkündü Ek özelliklerönceki nesil analog standartlarda mevcut değildir. Bu esas olarak muhatap sesinin ses kalitesi (iletim kalitesi ve konuşma kodlaması), abone kimlik doğrulaması ve otomatik dolaşım anlamına gelir. Ve ayrıca, şudur:
- kanal ve iletişim hizmetlerine erişim sağlamak için SIM kartların kullanılması;
- iletilen mesajların şifrelenmesi;
- radyo arayüzü dinlemeden kapatıldı;
- abone kimlik doğrulaması ve abone ekipmanının kriptografik algoritmalar kullanılarak tanımlanması;
- sinyal kanalları üzerinden iletilen kısa mesaj servislerinin kullanımı;
- abonelerin otomatik dolaşımı farklı ağlar GSM ulusal ve uluslararası;
- DCS1800, PCS1900, DECT ağlarının aboneleri olan GSM abonelerinin internet dolaşımı ve ayrıca uydu sistemi kişisel radyo iletişimi Globalstar.
Günümüzde GSM standardı aktif olarak gelişmektedir ve artık kullanıcıya yüksek hızlı paket veri (GPRS) veya İnternet erişimi hizmeti sunulabilmektedir.
TDMA / IS-136 (D-AMPS)
TDMA / IS-136 spesifikasyonu, AMPS'yi (Advanced Cep telefonu Hizmet). AMPS ile uyumluluğu sağlamak için TDMA / IS-136 spesifikasyonu, üç yuvalı 30 kHz taşıyıcı bant genişliği kullanır. Frekans bölme sistemlerinden farklı olarak, tüm TDMA aboneleri aynı frekans aralığında çalışır, ancak her birinin zaman erişim kısıtlamaları vardır. Her aboneye "yayın yapmasına" izin verilen bir zaman aralığı (slot) tahsis edilir. Bir abone yayını tamamladıktan sonra izin bir sonrakine aktarılır vb.
Bugün IS-136, hiçbir şekilde hücresel iletişimin gelişiminin çıkmaz bir dalı olarak kabul edilemez (başka bir soru, bu standardın kaderinin ülkemizde nasıl gelişeceğidir). GSM'de olduğu gibi, bu standart üçüncü nesil sisteme geçiş için ardışık adımlar sağlar: GPRS, EDGE, vb.
PDC
Diğer birçok durumda olduğu gibi, Japonya'nın da kendi gelişme yolu vardı. The Land of the Rising Sun, PDC (Kişisel Dijital Hücresel) standardını kullanır. Standart, üç yuvalı bir TDMA çözümüne dayanmaktadır. Bu durumda taşıyıcı genişliği 25 kHz'dir.
PDC ağlarının sadece Japonya'da bulunmasına rağmen, bu standart (1999 sonu itibariyle) abone sayısı açısından dijital standartlar arasında popülerlik sıralamasında GSM'den sonra güvenle ikinci sırada yer almaktadır. Ve bu şaşırtıcı değil: 2000'in başlarında, Japon cep telefonu abonelerinin sayısı standart kablolu telefon abonelerinin sayısını aştı. Bu arada, üçüncü nesil ağların test sitelerinin zaten faaliyet gösterdiği Japonya'da - hücresel iletişim sistemlerinin hızlı gelişimine rağmen, Japonlar bir yıldan fazla bir süredir herkesin önünde.
CDMA / IS-95
CDMA (Kod Bölmeli Çoklu Erişim) veya cdmaOne, alım için 824-849 MHz ve iletim için 874-899 MHz frekans aralığını kullanan tamamen dijital bir standarttır. Aslında, "yeni" standart 30'larda geliştirildi. Ve sonra onlarca yıldır hem eski SSCB'de hem de Amerika Birleşik Devletleri'nde yalnızca askeri iletişim sistemlerinde kullanıldı. Ordunun bu standarda dikkat çekmesi boşuna değildi, çünkü ana iletişim gizliliği olan bu tür sistemler için faydalı birçok özelliğe sahip. Gerçek şu ki, CDMA işleminin prensibi, orijinal sinyalden çok daha geniş bir frekans aralığını kaplayan gürültü benzeri bir sinyal ile modülasyonu nedeniyle orijinal bilgi sinyalinin spektrumunu "bulaştırmak" tır. Bu gürültü sinyalinin şekli, her abone için benzersiz bir koddur ve bu, onu CDMA alıcısında tanımlamayı mümkün kılar. Bir CDMA baz istasyonunda, birçok kullanıcıdan alınan ortak sinyal yine benzer bir gürültü benzeri sinyal ile modüle edilir, böylece orijinal sinyal geri yüklenir.
Bu görünüşte basit çalışma planının sayısız avantajı vardır. İlk olarak, CDMA sisteminin tüm aboneleri aynı frekans bandında çalışır (bu bant genişliği 1.25 MHz'dir), temel bant gürültü benzeri sinyallerin sayısı birkaç milyar olduğundan, birbirine karışmadan çalışır.
İkincisi, hem pasif hem de aktif parazitten yüksek gürültü bağışıklığı. Geniş bant sinyalinin dar bant parazitini şeklini değiştirmeden "yutması" nedeniyle, yüksek kaliteli ses ve veri iletimi sağlar (yüksek kaliteli kablo hatlarına kıyasla). Bu arada, çok daha düşük iletilen sinyal gücüyle çalışmanıza izin verir, yani CDMA ağları daha çevre dostudur. Daha az çalışma gücü aynı zamanda daha fazlasını sağlar uzun iş pilleri şarj etmeden abone cihazları.
Bu standardın geliştirilmesindeki küresel eğilimlere gelince, bunlar kapsamlı olmaktan çok daha fazlasıdır. Ana olan: bir sonraki, üçüncü nesil radyotelefon sistemlerinde, daha geniş bir taşıyıcı kanal genişliğine sahip çeşitli CDMA teknolojisi varyantları kullanılacaktır.
Tanıtım
Modern mobil telsiz iletişim sistemleri arasında en hızlı gelişen sistemler hücresel telsiz telefon iletişimidir. Onların tanıtımı, aynı frekanslarda mesajlar ileterek tahsis edilen radyo frekans bandının ekonomik kullanımı sorununu çözmeyi ve artırmayı mümkün kıldı. verim telekomünikasyon ağları. Bu sistemler standartlara uygun olarak inşa edilmiştir. petek prensibi hizmet alanı boyunca frekans bölmeleri vardır ve PSTN'ye erişimi olan çok sayıda abone için radyo iletişimi sağlamak üzere tasarlanmıştır.
modern kullanımı Bilişim Teknolojileri bu tür ağların abonelerine yüksek kaliteli sesli mesajlar, iletişimin güvenilirliği ve gizliliği, ağa yetkisiz erişime karşı koruma ve çok çeşitli diğer hizmetler sağlamaya izin verir. Şu anda, mobil nesnelerle radyo iletişimi alanında, hem analog (NMT-450, NMT-900, AMPS, vb.) hem de dijital standartlar (GSM-900, GSM-1800, GSM-1900, D-AMPS, vb.) .). GSM standardı ile ilgili mobil teknolojiler en başarılı şekilde gelişmektedir. Hücresel mobil iletişim sistemlerinin diğer dijital standartları ile ilgili olarak, GSM, iletişimin en iyi enerji ve kalite özelliklerini, iletişimin en yüksek güvenlik ve gizliliği özelliklerini sağlar. GSM standardı, diğer hücresel standartlarda uygulanmayan bir dizi iletişim hizmeti de sağlar.
Bu diploma projesinin amacı, Astelit operatörü için DCS-1800 standardının bir hücresel iletişim sisteminin bir parçasını tasarlamak ve bu sistemin elektromanyetik uyumluluğunu değerlendirmektir.
1.1 GSM standardının tanımı ve ana özellikleri
Batı Avrupa'da birbiriyle uyumlu olmayan ve dijital standartlarla karşılaştırıldığında önemli dezavantajları olan bir dizi analog hücresel iletişim standardının kullanılması, birleşik bir pan-Avrupa dijital hücresel iletişim standardı GSM-900'ün geliştirilmesi ihtiyacını doğurmuştur. Yüksek kalite ve iletişim gizliliği sağlar, abonelere geniş bir hizmet yelpazesi sunmanıza olanak tanır. Standart, otomatik dolaşım düzenleme olanağı sağlar. Temmuz 1999 itibariyle, GSM-900 abonelerinin payı şuydu: dünyada yaklaşık %43, Batı Avrupa'da %85'ten fazla.
GSM standardı ayrıca DCS (Dijital Hücresel Sistem) veya PCN (Kişisel İletişim Ağı) adları altında ve 1800 MHz bandı için GSM-900 standardının bir modifikasyonu olarak bilinir: GSM-1800 standardı. GSM standardı, diğerlerine kıyasla en eksiksiz hizmet setini içerir.
GSM standardının hücresel ağları, başlangıçta, toplu tüketici için tasarlanmış ve araba ile seyahat de dahil olmak üzere, hem binaların içinde hem de sokakta iletişim kullanırken abonelere geniş bir hizmet yelpazesi sağlamak üzere tasarlanmış büyük kapasiteli ağlar olarak tasarlanmıştır.
V GSM standardı 8 ses kanalını aynı anda bir taşıyıcı frekansa yerleştirmeyi mümkün kılan TDMA kullanılır. Düzenli darbe uyarma ve konuşma dönüştürme hızına sahip RPE-LTP konuşma codec'i, konuşma çevirmeni olarak kullanılır
13 kb/sn.
Radyo kanallarında meydana gelen hatalara karşı koruma sağlamak için blok ve evrişimli serpiştirme kodlaması kullanılır. Düşük bir MS hareket hızında kodlama ve serpiştirme verimliliğinin iyileştirilmesi, bir iletişim oturumu sırasında işletim frekanslarının saniyede 217 atlama hızında yavaşça değiştirilmesiyle sağlanır.
Radyo dalgalarının kentsel koşullarda çok yollu yayılmasının neden olduğu alınan sinyallerin parazit azalmasıyla mücadele etmek için, iletişim ekipmanı, 16 μs'ye kadar gecikme süresinin standart sapması ile darbe sinyallerinin eşitlenmesini sağlayan ekolayzerler kullanır. Ekipman senkronizasyon sistemi, 233 μs'ye kadar mutlak sinyal gecikme sürelerini telafi etmek için tasarlanmıştır. Bu, maksimum 35 km (maksimum hücre yarıçapı) iletişim aralığına karşılık gelir.
Radyo sinyalini modüle etmek için, radyo sinyalini modüle etmek için GMSK kullanılır. içinde konuşma işleme bu standart DTX (Süreksiz İletim) sisteminin bir parçası olarak gerçekleştirilir.
GSM standardı, mesaj iletimi için yüksek düzeyde güvenlik sağlar; mesajlar, ortak anahtar şifreleme algoritması (RSA) kullanılarak şifrelenir.
Genel olarak GSM standardında çalışan haberleşme sistemi, çeşitli alanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Kullanıcılara çok çeşitli hizmetler ve sesli mesajların ve verilerin, çağrı ve alarm sinyallerinin iletimi için çeşitli ekipmanları kullanma yeteneği sağlar; bağlanmak telefon ağları Kamu Hizmeti Ağları (PSTN), Veri Ağları (PDN) ve Entegre Hizmetler Dijital Ağları (ISDN).
GSM standardının ana özellikleri aşağıdadır:
MS iletimi ve BTS alımının frekansı, MHz 890-915;
MS alma ve BTS gönderme frekansı, MHz 935-960;
Alıcı ve verici frekanslarının çift yönlü aralığı, MHz 45;
Radyo kanalındaki mesajların iletim hızı, kbit / s 270.833;
Konuşma kodeği dönüştürme oranı, kbit / s 13;
İletişim kanalı bant genişliği, kHz 200;
Maksimum iletişim kanalı sayısı 124'tür;
Modülasyon tipi GMSK;
Modülasyon indeksi BT = 0.3;
Ön modülasyon bant genişliği
Gauss filtresi, kHz 81.2;
Saniyedeki frekans atlama sayısı 217'dir;
Maksimum hücre yarıçapı, km'ye kadar 35;
Birleşik TDMA / FDMA kanal organizasyonu;
Gerekli taşıyıcı / parazit oranı 9 dB.
GSM ağ ekipmanı, mobil (telsiz telefonlar) ve baz istasyonları, dijital anahtarlar, kontrol ve bakım merkezi, çeşitli ek sistem ve cihazları içerir. Sistem öğelerinin işlevsel arabirimi, bir dizi arabirim kullanılarak gerçekleştirilir. Blok şema (Şekil 1.1), GSM standardında benimsenen fonksiyonel yapı ve arayüzleri göstermektedir.
Şekil 1.1 - Bir GSM ağının blok şeması
MS, GSM abonelerinin erişimlerini organize etmek için tasarlanmış ekipmanlardan oluşur. mevcut ağlar iletişim. GSM standardı çerçevesinde, beş MS sınıfı benimsenmiştir: araçlara takılan 20 W'a kadar çıkış gücüne sahip 1. sınıf modelden, maksimum 0,8 W'a kadar çıkış gücüne sahip 5. sınıf modele (tablo). 1.1). Mesajları iletirken, gerekli iletişim kalitesini sağlamak için verici gücünün uyarlanabilir kontrolü sağlanır. MS ve BTS birbirinden bağımsızdır.
Tablo 1.1 - GSM mobil istasyonlarının sınıflandırılması
Her MS'nin kendi MIN - Uluslararası Kimlik Numarası (IMSI) hafızasında saklanır. Her MS'ye, çalınan bir istasyon veya böyle bir yetkisi olmayan bir istasyon tarafından GSM ağlarına erişimi engellemek için kullanılan bir MIN - IMEI daha atanır.
BSS ekipmanı, baz istasyonu kontrolörü BSC'den ve gerçek alıcı-verici baz istasyonları BTS'den oluşur. Bir kontrolör birkaç istasyonu kontrol edebilir. Aşağıdaki işlevleri yerine getirir: radyo kanalı tahsisinin yönetimi; bağlantı kontrolü ve sıralarının ayarlanması; bir "atlama" frekansı, sinyallerin modülasyonu ve demodülasyonu, mesajların kodlanması ve kodunun çözülmesi, konuşmanın kodlanması, konuşmanın iletim hızının uyarlanması, veri ve çağrı sinyalleri ile bir çalışma modunun sağlanması; çağrı mesajlarının iletim sırasının kontrolü.
TCE transcoder, MSC ses ve veri iletim kanalının (64 kbit/s) çıkış sinyallerini, radyo arayüzü (13 kbit/s) için GSM tavsiyelerine karşılık gelen forma dönüştürür. Dönüştürücü genellikle MSC ile birlikte bulunur.
SSS anahtarlama alt sistemi ekipmanı, bir mobil CC, bir HLR konum kaydı, bir VLR hareket kaydı, bir AUC kimlik doğrulama merkezi ve bir EIR ekipman tanımlama kaydından oluşur.
MSC bir grup hücreye hizmet eder ve her türlü MS bağlantısını sağlar. Mobil ağ ile PSTN, PDN, ISDN gibi sabit ağlar arasındaki arayüzdür ve çağrı yönlendirme ve çağrı kontrol işlevi sağlar. Ek olarak, MSC, MS hücreden hücreye hareket ettiğinde iletişimin sürekliliğini ve parazit veya arıza meydana geldiğinde hücredeki çalışma kanallarının anahtarlanmasını sağlayan el değiştirmeyi içeren radyo kanalı değiştirme işlevlerini yerine getirir. Her MSC, belirli bir coğrafi alanda bulunan abonelere hizmet verir. MSC, çağrı kurulumu ve yönlendirme prosedürlerini yönetir. PSTN için, SS # 7 sinyalleme sistemi işlevleri, çağrı transferi veya diğer türde arabirimler sağlar. MSC ayrıca aramaların tarifelendirilmesi için veri üretir, istatistiksel verileri derler ve bir radyo kanalına erişirken güvenlik prosedürlerini sürdürür.
MSC ayrıca baz istasyonu alt sisteminde (BSC) hem konum kaydı hem de devir prosedürlerini yönetir. Bir BSC tarafından kontrol edilen hücrelerdeki çağrı transfer prosedürü, o BSC tarafından gerçekleştirilir. Çağrı, farklı BSC'ler tarafından kontrol edilen iki ağ arasında aktarılırsa, birincil kontrol MSC'de gerçekleştirilir. Ayrıca, GSM standardı, farklı MSC'lere ait kontrolörler (ağlar) arasında bir çağrı transfer prosedürü sağlar.
MSC, kayıtları kullanarak MS'yi sürekli olarak izler: HLR (konum kaydı veya ev kaydı) ve VLR (hareket veya konuk kaydı).
HLR, MSC'nin aramayı iletmesine izin veren bir MS'nin konum bilgisinin bir bölümünü saklar. Bu kayıt, Kimlik Doğrulama Merkezindeki (AUC) MS'yi tanımlamak için kullanılan mobil abonenin (IMS1) MIN'sini ve ayrıca GSM ağının normal çalışması için gerekli verileri içerir.
Yeni gelenler, standart geliştiricilerin oynadığı oyunları anlamıyorlar. 850, 1900, 900, 1800 MHz GSM frekanslarını kullanıyor gibi görünüyor, dahası? Hızlı cevap - telefon kılavuzunun aşağıdaki bölümünü okuyun. Genel kabul görmüş yorumun yanlışlığı gösterilecektir. Sorun aşağıdaki hükümlerle açıklanmaktadır:
- İkinci nesil 2G hücresel iletişim, bir dizi standart üretti. Dünya ritmi belirleyen üç merkez üssü biliyor: Avrupa, Kuzey Amerika, Japonya. Rusya, ilk ikisinin standartlarını değiştirerek onları benimsedi.
- Standartların soy ağacı sürekli genişlemektedir.
- Standartların uluslararası versiyonları, tek tek ülkelerin farklı kurallarını birleştirmeyi amaçlamaktadır. Doğrudan enjeksiyon çoğu zaman mümkün değildir. Hükümetler değişir Yasama çerçevesi sabit frekans planları.
Yukarıdakiler, sorunun yeni başlayanlar tarafından yanlış anlaşılmasının kökenlerini açıklar. Soruya açıklık getirerek, yol boyunca kullanılan frekansları gösteren basitleştirilmiş bir standartlar hiyerarşisi oluşturalım.
Standartların soykütüğü
Aşağıdaki bilgiler, meslekten olmayanlara mevcut, soyu tükenmiş standartların yapısını açıklamayı amaçlamaktadır. Rusya'da kullanılan teknolojiler aşağıdaki bölümlerde açıklanacaktır. Rus ormanını süsleyen ağacın karşılık gelen temsilcileri kalın olarak işaretlenmiştir.
1G
- AMPS ailesi: AMPS, NAMPS, TACS, ETACS.
- Diğerleri: NMT, C-450, DataTAC, Hicap, Mobitex.
2G: 1992
- GSM / 3GPP ailesi: GSM, HSCSD, CSD.
- 3GPP2 ailesi: cdmaOne.
- AMPS ailesi: D-AMPS.
- Diğerleri: iDEN, PHS, PDC, CDPD.
2G +
- 3GPP / GSM ailesi: GPRS, EDGE.
- 3GPP2 ailesi: Gelişmiş dahil CDMA2000 1x.
- Diğerleri: WiDEN, DECT.
3G: 2003
- 3GPP ailesi: UMTS.
- 3GPP2 ailesi: CDMA2000 1xEV-DO R. 0
3G +
- 3GPP ailesi: LTE, HSPA, HSPA +.
- 3GPP2 ailesi: CDMA2000 1xEV-DO R.A, CDMA2000 1xEV-DO R.B, CDMA2000 1xEV-DO R.C
- IEEE ailesi: Mobil WiMAX, Flash OFDM.
4G: 2013
- 3GPP ailesi: LTE-A, LTE-S Pro.
- IEEE ailesi: WiMAX.
5G: 2020
- 5G-NR.
Kısa Açıklama
Şecere, soyu tükenmiş türleri izlemenizi sağlar. Örneğin, modern yazarlar genellikle GSM kısaltmasını kullanır ve okuyucuyu yanıltır. Teknoloji, tamamen soyu tükenmiş bir tür olan ikinci nesil hücresel iletişimle sınırlıdır. Eklemelerle eski frekanslar, torunlar tarafından kullanılmaya devam ediyor. 1 Aralık 2016'da Avustralya'daki Telstra, GSM kullanmayı bırakarak dünyanın ekipmanını tamamen yükselten ilk operatörü oldu. Dünya nüfusunun %80'i teknolojiden memnun olmaya devam ediyor (GSM Derneği'ne göre). Avustralyalı meslektaşlarının 1 Ocak 2017'deki örneğini Amerikan AT&T izledi. Bunu, operatör Optus tarafından Nisan 2017'de hizmetin askıya alınması izledi, Singapur, 2G'nin tutarsızlığını nüfusun artan ihtiyaçlarıyla kabul etti.
Bu nedenle, GSM terimi, Rusya Federasyonu'nu sular altında bırakan eskiyen ekipmanla ilgili olarak kullanılmaktadır. Descendant protokoller, GSM'in torunları olarak adlandırılabilir. Frekanslar sonraki nesiller tarafından korunur. Delinmeler, bilgi aktarma yöntemleri değişiyor. Ekipman yükseltmelerine eşlik eden frekans tahsisi hususları aşağıda tartışılmaktadır. GSM ilişkisinin kurulmasına imkan verecek bilgilerin sağlanması zorunludur.
Telefon kılavuzu
Soruyla ilgili faydalı bilgiler telefon kılavuzunda sağlanacaktır. İlgili bölüm, desteklenen frekansları listeler. Bireysel cihazlar, resepsiyon alanını kişiselleştirmenize izin verecektir. Genel kabul görmüş Rus kanallarını yakalayan bir telefon modeli seçmelisiniz:
- 900 MHz - E-GSM. Yukarı akış dalı 880..915 MHz, aşağı akış dalı 925..960 MHz'dir.
- 1800 MHz - DCS. Artan dal - 1710..1785 MHz, azalan - 1805..1880 MHz.
LTE teknolojisi 2600 MHz'lik bir bölge ekler, 800 MHz'lik bir kanal tanıtılır.
RF iletişiminin tarihi: frekanslar
1983 yılında, dijital iletişim için bir Avrupa standardının geliştirilmesi başladı. Bir hatırlatma olarak, 1G'nin ilk nesli analog iletimi kullandı. Böylece mühendisler, teknolojinin gelişim tarihini öngörerek standardı önceden geliştirdiler. Dijital iletişim, İkinci Dünya Savaşı'ndan, daha doğrusu Green Hornet şifreli iletim sisteminden doğdu. Ordu çok iyi anladı: dijital teknoloji çağı yaklaşıyordu. Sivil sanayi rüzgarı yakaladı.
900 MHz
Avrupa kuruluşu CEPT, bir GSM komitesi (Grup Özel Mobil) kurmuştur. Avrupa Komisyonu 900 MHz spektrumunun kullanılmasını önerdi. Geliştiriciler Paris'e yerleşti. Beş yıl sonra (1987), 13 AB ülkesi, Kopenhag'a birleşik bir hücresel ağ oluşturma ihtiyacına ilişkin bir muhtıra sundu. Topluluk, GSM yardımı talep etmeye karar verdi. İlki şubatta çıktı. veri Sayfası... Dört ülkenin politikacıları (Mayıs 1987) projeyi Bonn Deklarasyonu ile desteklediler. Sonraki kısa dönem (38 hafta), atanmış dört kişi tarafından yönetilen genel bir koşuşturma ile doludur:
- Armin Silberhorn (Almanya).
- Philippe Dupoulis (Fransa).
- Renzo Failli (İtalya).
- Stephen Temple (İngiltere).
1989'da GSM komisyonu CEPT'in velayetini bırakarak ETSI'nin bir parçası oldu. 1 Temmuz 1991'de Finlandiya'nın eski Başbakanı Harry Holkeri, Radyo Hattı sağlayıcısının hizmetlerini kullanarak bir aboneye (Kaarina Suonio) ilk aramayı yaptı.
1800 MHz
2G'nin tanıtımına paralel olarak 1800 MHz bölgesinin kullanılması için çalışmalara başlandı. İlk ağ İngiltere'yi kapsıyordu (1993). Aynı zamanda, Avustralyalı telekom operatörü taşındı.
1900 MHz
1900 MHz frekansı ABD (1995) tarafından tanıtıldı. GSM derneği oluşturuldu, küresel abone sayısı 10 milyon kişiye ulaştı. Bir yıl sonra, rakam on kat arttı. 1900 MHz kullanımı, UMTS'nin Avrupa versiyonunun piyasaya sürülmesini engelledi.
800 MHz
800 MHz bandı, 2002 yılında multimedya mesajlaşma servisinin tanıtımına paralel olarak ortaya çıktı.
Dikkat, soru!
Hangi frekanslar Rus standardı haline geldi? Karışıklık, kabul edilen standartların Runet'inin yazarları tarafından bilgi eksikliği ile eklenir. resmi geliştiriciler... Doğrudan cevap yukarıda tartışılmıştır (Telefon talimatları bölümüne bakın), belirtilen kuruluşların çalışmalarını açıklıyoruz (bölüm UMTS).
Neden bu kadar çok frekans var?
2010 yılı sonuçlarını inceleyen GSM Birliği, dünya abonelerinin %80'inin standart kapsamında olduğunu belirtti. Bu, ağların beşte dördünün tek bir frekans seçemeyeceği anlamına gelir. Ayrıca %20 uzaylı iletişim standartları vardır. Kötülüğün kökü nereden geliyor? Yirminci yüzyılın ikinci yarısının ülkeleri izole bir şekilde gelişti. SSCB'nin 900 MHz frekansları askeri, sivil hava navigasyonu tarafından işgal edildi.
GSM: 900 MHz
GSM'in ilk versiyonlarının Avrupa tarafından geliştirilmesine paralel olarak NPO Astra, Araştırma Enstitüsü Radyo, Savunma Bakanlığı Araştırma Enstitüsü, saha testleri ile sona erdi. Teslim edilen karar:
- Navigasyonun olası ortak çalışması ve ikinci nesil hücresel iletişim.
- NMT-450.
Lütfen dikkat: yine 2 standart. Her biri kendi frekans ızgarasını kullanır. Açıklanan GSM-900 dağıtım ihalesini NPO Astra, OJSC MGTS (şimdi MTS) kazandı. Rus şirketleri, Kanadalı BCETI.
NMT-450MHz - birinci nesil
Böylece, Moskova 1992'den başlayarak 900 MHz bandını kullandı (yukarıya bakın), çünkü diğer GSM frekansları henüz doğmamıştı. Ayrıca NMT (Nordic Mobile Phones) ... Başlangıçta, İskandinav Yarımadası ülkeleri iki seçenek geliştirdi:
- NMT-450.
- NMT-900 (1986).
Rus hükümeti neden ilk cevabı seçti? Muhtemelen iki aralık denemeye karar verdi. Lütfen bu standartların analog iletişimi (1G) tanımladığını unutmayın. Gelişmekte olan ülkeler Aralık 2000'de dükkanı kapatmaya başladılar. İzlanda (Siminn), 1 Eylül 2010'da en son teslim olan ülke oldu. Uzmanlar, 450 MHz bandının önemli bir avantajına dikkat çekiyor: aralığı. Uzak İzlanda tarafından değerlendirilen önemli bir artı. Rus hükümeti, ülkenin alanını minimum kulelerle kaplamak istedi.
NMT balıkçılar tarafından sevilir. Boşalan şebeke, dijital CDMA 450 tarafından alındı. 2015 yılında, İskandinav teknolojileri 4G'de ustalaştı. Rus Uralvestcom, 1 Eylül 2006, Sibirtelecom - 10 Ocak 2008'de dolabı boşalttı. Bağlı kuruluş (Tele 2) Skylink, Perm ve Arkhangelsk bölgelerinde bir dizi puan aldı. Lisans 2021'de sona eriyor.
D-AMPS: UHF (400..890 MHz) - ikinci nesil
AMPS spesifikasyonunu kullanan ABD 1G ağları, GSM'yi kabul etmeyi reddetti. Bunun yerine, organize etmek için iki alternatif geliştirilmiştir. mobil ağlar ikinci nesil:
- IS-54 (Mart 1990, 824-849; 869-894 MHz).
- IS-136. Çok sayıda kanalda farklılık gösterir.
Standart artık öldü, her yerde GSM / GPRS, CDMA2000'in torunları tarafından değiştirildi.
Bir Rus neden D-AMPS'ye ihtiyaç duyar?
Sokaktaki Rus adam genellikle kullanılmış ekipman kullanır. D-AMPS ekipmanı Tele 2 ve Beeline depolarına ulaştı. 17 Kasım 2007'de, ikincisi Merkez Bölge için dükkanı kapattı. Novosibirsk bölgesinin lisansı 31 Aralık 2009'da sona erdi. Son kırlangıç 1 Ekim 2012'de (Kaliningrad bölgesi) uçup gitti. Kırgızistan, aralığı 31 Mart 2015'e kadar kullandı.
CDMA2000 - 2G +
Bazı protokol varyantları şunları kullanır:
- Özbekistan - 450 MHz.
- Ukrayna - 450; 800 MHz.
Aralık 2002 - Ekim 2016 spesifikasyonları döneminde 1xRTT, EV-DO Rev. A (450 MHz) Skylink'i kullandı. Şimdi altyapı modernize edildi, LTE tanıtıldı. 13 Eylül 2016'da dünya portalları haberi yaydı: Tele 2, CDMA'yı kullanmayı bıraktı. Amerikan MTS, bir yıl önce LTE'yi tanıtma sürecine başladı.
GPRS - ikinci ila üçüncü nesil
CELLPAC protokolünün gelişimi (1991-1993), hücresel iletişimin gelişiminde bir dönüm noktasıydı. 22 ABD patenti alındı. LTE, UMTS, teknolojinin torunları olarak kabul edilir. Paket veri iletimi, bilgi alışverişi sürecini hızlandırmak için tasarlanmıştır. Proje, GSM şebekelerini iyileştirmeyi amaçlamaktadır (frekanslar yukarıda listelenmiştir). Kullanıcı, aşağıdaki teknolojileri elde etmek için hizmetle yükümlüdür:
- İnternet erişimi.
- Eski "tıkla ve konuş".
- Haberci.
İki teknolojinin (SMS, GPRS) örtüşmesi, süreci birçok kez hızlandırır. Spesifikasyon IP, PPP, X.25 protokollerini destekler. Arama sırasında bile paketler gelmeye devam ediyor.
KÖŞE
GSM evrimindeki bir sonraki adım AT&T (ABD) tarafından tasarlanmıştır. Compact-EDGE, D-AMPS nişini aldı. Frekanslar yukarıda listelenmiştir.
UMTS - tam teşekküllü 3G
Baz istasyonlarının ekipmanının güncellenmesini gerektiren ilk nesil. Frekans ızgarası değişti. HSPA+'dan yararlanan bir hat için maksimum hat hızı 42 Mbps'dir. Gerçekten ulaşılabilir hızlar, 9.6 kbps GSM'yi önemli ölçüde aşıyor. 2006 yılından itibaren ülkeler kendilerini yenilemeye başladılar. Ortogonal frekans çoğullama kullanarak, 3GPP komitesi 4G seviyesine ulaşmak için yola çıktı. İlk kuşlar 2002'de serbest bırakıldı. Başlangıçta, geliştirici aşağıdaki frekansları belirledi:
- .2025 MHz. Yukarı akış bağlantılı bir dal.
- .2200 MHz. Aşağı akış bağlantılı şube.
ABD zaten 1900 MHz kullandığından, 1710..1755 segmentlerini seçti; 2110-2155 MHz. Birçok ülke Amerika örneğini izledi. 2100 MHz frekansı çok meşgul. Dolayısıyla başlangıçta verilen sayılar:
- 850/1900 MHz. Ayrıca, bir aralık kullanılarak 2 kanal seçilir. Ya 850 ya da 1900.
Kabul ediyorum, kötü bir yaygın örneği izleyerek GSM'yi örmek yanlış. İkinci nesil yarı çift yönlü tek kanal kullandı, UMTS aynı anda iki kanal kullandı (5 MHz genişliğinde).
Frekans ızgarası UMTS Rusya
Spektrum dağıtmak için ilk girişim 3 Şubat - 3 Mart 1992 arasında gerçekleşti. Çözüm Cenevre konferansı (1997) tarafından uyarlanmıştır. Aralıkları sabitleyen S5.388 spesifikasyonuydu:
- 1885-2025 MHz.
- 2110-2200 MHz.
Karar daha fazla açıklama gerektiriyordu. Komisyon, 32 ultra kanal belirledi, 11'i kullanılmayan bir rezerv oluşturdu. Bireysel frekanslar çakıştığı için diğerlerinin çoğu uygun isimler aldı. Rusya, Amerika Birleşik Devletleri'ni küçümseyerek Avrupa uygulamasını reddetti ve 2 UMTS-FDD bandını benimsedi:
- 8. 900 MHz - E-GSM. Yukarı akış dalı 880..915 MHz, aşağı akış dalı 925..960 MHz'dir.
- Numara 3. 1800 MHz - DCS. Artan dal - 1710..1785 MHz, azalan - 1805..1880 MHz.
Özellikler cep telefonu verilen bilgilere göre seçilmelidir. Dünya gezegeninin frekans planını ortaya koyan Wikipedia tablosu tamamen işe yaramaz. Rus özelliklerini dikkate almayı unuttum. Avrupa, yakındaki IMT kanalı # 1'i işletmektedir. Ayrıca bir UMTS-TDD ızgarası vardır. İki tür havai ağın donanımı uyumsuzdur.
LTE - 3G +
GSM-GPRS-UMTS paketinin evrimsel devamı. CDMA2000 ağları için bir üst yapı görevi görebilir. Yalnızca çok frekanslı bir telefon LTE teknolojisi sağlayabilir. Uzmanlar doğrudan dördüncü neslin altındaki yeri belirtir. Pazarlamacıların iddialarının aksine. Başlangıçta, ITU-R organizasyonu teknolojiyi uygun gördü, daha sonra pozisyon revize edildi.
LTE, ETSI'nin tescilli ticari markasıdır. Anahtar fikir sinyal işlemcilerinin kullanılması ve yenilikçi taşıyıcı modülasyon yöntemlerinin tanıtılmasıydı. Abonelerin IP adreslemesinin uygun olduğu bulundu. Arayüz geriye dönük uyumluluğunu kaybetti, frekans spektrumu tekrar değişti. İlk ağ (2004) Japon şirketi NTT DoCoMo tarafından piyasaya sürüldü. Teknolojinin sergi versiyonu, sıcak Mayıs 2010'da Moskova'yı geride bıraktı.
UMTS deneyiminin ardından, geliştiriciler iki hava protokolü seçeneği uyguladı:
- LTE-TDD. Kanalların zaman bölümü. Teknoloji yaygın olarak Çin, Güney Kore, Finlandiya, İsviçre tarafından desteklenmektedir. Tek bir varlığı frekans kanalı(1850..3800 MHz). WiMAX ile kısmen örtüşüyor, yükseltme mümkündür.
- LTE-FDD. Kanalların frekans bölümü (ayrı ayrı aşağı akış, yukarı akış).
2 teknolojinin frekans planları farklı, çekirdek tasarımın %90'ı aynı. Samsung, Qualcomm, her iki protokolü de işleyebilen telefonlar üretiyor. işgal edilen aralıklar:
- Kuzey Amerika. 700, 750, 800, 850, 1900, 1700/2100, 2300, 2500, 2600 MHz.
- Güney Amerika. 2500 MHz.
- Avrupa. 700, 800, 900, 1800, 2600 MHz.
- Asya. 800, 1800, 2600 MHz.
- Avustralya, Yeni Zelanda. 1800, 2300 MHz.
Rusya
Rus operatörler LTE-FDD teknolojisini seçtiler, frekansları kullanıyorlar:
- 800 MHz.
- 1800 MHz.
- 2600 MHz.
LTE-A - 4G
Frekanslar aynı kaldı (bkz. LTE). Lansmanların zaman çizelgesi:
- 9 Ekim 2012'de Yota, 11 baz istasyonunu satın aldı.
- 25 Şubat 2014'te Megafon, başkentin Bahçe Halkasını kapladı.
- Beeline, 5 Ağustos 2014'ten beri LTE 800, 2600 MHz'de çalışıyor.
DownLink - baz istasyonundan aboneye iletişim kanalı
UpLink, aboneden operatörün baz istasyonuna bir iletişim kanalıdır.
4G / LTE standart Frekans 2500
Bu iletişim türü nispeten yakın zamanda ve esas olarak şehirlerde gelişmektedir.
FDD (Frekans Bölmeli Çift Yönlü) - Bu DownLink ve UpLink, farklı frekans bantlarında çalışır.
TDD (Zaman bölmeli dupleks) - DownLink ve UpLink aynı frekans bandında çalışır.
Yota: FDD DownLink 2620-2650 MHz, UpLink 2500-2530 MHz
Megafon: FDD DownLink 2650-2660 MHz, UpLink 2530-2540 MHz
Megafon: TDD 2575-2595 MHz - bu frekans bandı yalnızca Moskova bölgesinde tahsis edilmiştir.
MTS: FDD DownLink 2660-2670 MHz, UpLink 2540-2550 MHz
MTS: TDD 2595-2615 MHz - bu frekans bandı yalnızca Moskova bölgesinde tahsis edilmiştir.
Beeline: FDD DownLink 2670-2680 MHz, UpLink 2550-2560 MHz
Rostelecom: FDD DownLink 2680-2690 MHz, UpLink 2560-2570 MHz
Megafon ile satın aldıktan sonra yota, Yota adeta bir Megafon gibi çalışmaya başladı.
4G / LTE standart Frekans 800
Ağ, 2014 yılının başında, özellikle şehir dışında, kırsal alanlarda ticari işletmeye açıldı.
UpLink / DownLink (MHz)
Rostelecom: 791-798.5 / 832 - 839.5
MTS: 798.5-806 / 839.5 - 847.5
Megafon: 806-813.5 / 847 - 854.5
Kısa çizgi: 813.5 - 821 / 854.5 - 862
3G / UMTS standart Frekans 2000
3G / UMTS2000, esas olarak veri iletimi için kullanılan Avrupa'daki en yaygın hücresel iletişim standardıdır.
UpLink / DownLink (MHz)
Skylink: 1920-1935 / 2110 - 2125 - sonunda, büyük olasılıkla bu frekanslar Rostelecom'a gidecek. Açık şu an ağ kullanılmaz.
Megafon: 1935-1950 / 2125 - 2140
MTS: 1950-1965 / 2140 - 2155
Kısa çizgi: 1965 - 1980/2155 - 2170
2G / DCS standardı Frekans 1800
DCS1800, çoğunlukla şehirlerde kullanılan, yalnızca farklı bir frekans aralığında aynı GSM'dir. Ancak örneğin TELE2 operatörünün yalnızca 1800 MHz bandında çalıştığı bölgeler vardır.
UpLink 1710-1785 MHz ve Downlink 1805-1880 MHz
Operatörlere göre bölmeyi göstermek pek mantıklı değil, tk. her bölgede frekans dağılımı bireyseldir.
2G / DCS standardı Frekans 900
GSM900, bugün Rusya'da en yaygın iletişim standardıdır ve ikinci nesil iletişim olarak kabul edilir.
GSM900 MHz'de 124 kanal vardır. Rusya Federasyonu'nun tüm bölgelerinde, GSM frekans bantları operatörler arasında ayrı ayrı tahsis edilmiştir. Ve ek bir GSM frekans bandı olarak E-GSM var. Frekansta tabandan 10 MHz kaydırılır.
UpLink 890-915 MHz ve Downlink 935-960 MHz
UpLink 880-890 MHz ve Downlink 925-935 MHz
3G standart Frekans 900
2000 frekansındaki kanal eksikliği nedeniyle, 3G için 900 MHz frekansları tahsis edildi. Sahada aktif olarak kullanılırlar.
CDMA standardı Frekans 450
CDMA450 - Rusya'nın orta kesiminde bu standart yalnızca SkyLink operatörü tarafından kullanılır.
UpLink 453 - 457,5 MHz ve DownLink 463 - 467,5 MHz.
Sonuç olarak, alıcı ve verici arasındaki fiziksel kanal, frekans, tahsis edilen çerçeveler ve bunlardaki zaman dilimi sayıları ile belirlenir. Tipik olarak, baz istasyonları bir veya daha fazla ARFCN kanalı kullanır ve bunlardan biri yayındaki BTS'nin varlığını belirlemek için kullanılır. Bu kanalın çerçevelerinin ilk zaman dilimi (indeks 0) temel kontrol kanalı (baz kontrol kanalı veya işaret kanalı) olarak kullanılır. ARFCN'nin geri kalanı, operatör tarafından CCH ve TCH kanalları için kendi takdirine bağlı olarak tahsis edilir.
2.3 Mantıksal kanallar
Mantıksal kanallar, fiziksel kanallar temelinde oluşturulur. Um-arayüz, hem kullanıcı bilgilerinin hem de hizmet bilgilerinin değiş tokuşunu ifade eder. GSM spesifikasyonuna göre, her bilgi türü, fiziksel yollarla uygulanan özel bir mantıksal kanal tipine karşılık gelir:
- trafik kanalları (TCH - Trafik Kanalı),
- servis bilgi kanalları (CCH - Kontrol Kanalı).
Servis bilgi kanalları aşağıdakilere ayrılır:
- Yayın (BCH - Yayın Kanalları).
- FCCH - Frekans Düzeltme Kanalı. Cep telefonunun frekans düzeltmesi için ihtiyaç duyduğu bilgileri sağlar.
- SCH - Senkronizasyon Kanalı. Cep telefonuna, BSIC kimliğinin yanı sıra bir baz istasyonu (BTS) ile TDMA senkronizasyonu için gereken bilgileri sağlar.
- BCCH - Yayın Kontrol Kanalı. Servis kanallarını düzenleme yolu, hibe mesajları için ayrılmış blok sayısı ve Çağrı istekleri arasındaki çoklu çerçeve sayısı (51 TDMA çerçevesi) gibi baz istasyonu hakkında temel bilgileri iletir.
- Kanallar genel amaçlı(CCCH - Ortak Kontrol Kanalları)
- PCH - Çağrı Kanalı.İleriye baktığımızda, Çağrı'nın belirli bir kapsama alanındaki kullanılabilirliğini belirlemenizi sağlayan bir cep telefonu ping'i olduğunu söyleyeceğim. bu kanal sadece bunun için tasarlandı.
- RACH - Rastgele Erişim Kanalı. Cep telefonları tarafından kendi SDCCH ek yüklerini talep etmek için kullanılır. Özel Uplink kanalı.
- AGCH - Hibe Kanalına Erişim. Bu kanalda baz istasyonları, cep telefonlarının RACH taleplerine, SDCCH tahsis ederek veya anında TCH'ye yanıt verir.
- Özel Kontrol Kanalları (DCCH)
TCH gibi kendi kanalları belirli cep telefonlarına tahsis edilmiştir. Birkaç alt türü vardır:- SDCCH - Bağımsız Özel Kontrol Kanalı. Bu kanal cep telefonu kimlik doğrulaması, şifreleme anahtarı değişimi, konum güncelleme prosedürü ve ayrıca sesli aramalar yapmak ve SMS mesajları alışverişi için kullanılır.
- SACCH - Yavaş İlişkili Kontrol Kanalı. Bir konuşma sırasında veya SDCCH kanalı zaten kullanımdayken kullanılır. Onun yardımıyla BTS, zamanlamaları ve sinyal gücünü değiştirmek için telefona periyodik talimatlar gönderir. Ters yönde ise alınan sinyal gücü (RSSI), TCH kalitesi ve ayrıca en yakın baz istasyonlarının sinyal gücü (BTS Ölçümleri) hakkında veriler bulunmaktadır.
- FACCH - Hızlı İlişkili Kontrol Kanalı. Bu kanal TCH ile birlikte sağlanır ve örneğin bir baz istasyonundan diğerine geçiş (Handover) sırasında acil mesajların iletilmesine izin verir.
2.4 Patlama nedir?
Canlı yayın verileri, zaman dilimleri içinde çoğunlukla "burst" olarak adlandırılan bit dizileri biçiminde iletilir. En uygun analogu "patlama" kelimesi olan "patlama" terimi, birçok radyo amatörüne aşina olmalıdır ve büyük olasılıkla, herhangi bir aktivitenin benzer olduğu radyo yayınlarının analizi için grafik modellerin derlenmesinde ortaya çıkmıştır. şelaleler ve su sıçramaları. Bu harika makalede (görüntülerin kaynağı) onlar hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz, en önemli şeye odaklanacağız. Bir çoğuşmanın şematik bir temsili şöyle görünebilir:
Koruma Süresi
Girişimi önlemek için (yani iki veri yolunun üst üste binmesi), patlama süresi her zaman zaman aralığı süresinden "Koruma Süresi" olarak adlandırılan belirli bir değer (0,577 - 0,546 = 0,031 ms) kadar daha kısadır. Bu süre, sinyal iletimindeki olası gecikmeleri telafi etmek için bir tür zaman sınırıdır.
Kuyruk Uçları
Bu işaretler, patlamanın başlangıcını ve sonunu tanımlar.
Bilgi
Abone verileri veya hizmet trafiği gibi patlama yükü. İki bölümden oluşur.
bayrak çalmak
Bu iki bit, TCH çoğuşma verilerinin her iki kısmı FACCH üzerinde iletildiğinde ayarlanır. İki yerine bir iletilen bit, çoğuşmanın yalnızca bir bölümünün FACCH üzerinde iletildiği anlamına gelir.
Eğitim Sırası
Patlamanın bu kısmı alıcı tarafından telefon ile baz istasyonu arasındaki kanalın fiziksel özelliklerini belirlemek için kullanılır.
2.5 Patlama türleri
Her mantıksal kanal, belirli patlama türlerine karşılık gelir:
Normal patlama
Bu tür diziler, ağ ve aboneler arasındaki trafik kanallarını (TCH) ve ayrıca her türlü kontrol kanalını (CCH) uygular: CCCH, BCCH ve DCCH.
Frekans Düzeltme Patlaması
Adı kendisi için konuşur. Cep telefonlarının BTS frekansını daha doğru bir şekilde ayarlamasını sağlayan tek yönlü bir aşağı bağlantı FCCH uygular.
Senkronizasyon Patlaması
Patlama bu türden, Frekans Düzeltme Patlaması gibi, yayındaki baz istasyonlarının varlığını tanımlamak için tasarlanmış yalnızca SCH olan bir aşağı bağlantı kanalı uygular. WiFi ağlarındaki işaret paketlerine benzer şekilde, her bir patlama tam güçte iletilir ve aynı zamanda BTS ile senkronize etmek için gerekli olan bilgileri içerir: kare hızı, tanımlama verileri (BSIC) ve diğerleri.
kukla patlama
Baz istasyonu tarafından kullanılmayan zaman dilimlerini doldurmak için gönderilen sahte bir patlama. Gerçek şu ki, kanalda herhangi bir aktivite yoksa, mevcut ARFCN'nin sinyal gücü önemli ölçüde daha az olacaktır. Bu durumda cep telefonu baz istasyonundan uzakta olduğunu hissedebilir. Bundan kaçınmak için BTS, kullanılmayan zaman dilimlerini anlamsız trafikle doldurur.
Seri Çekime Erişim
BTS ile bir bağlantı kurarken, cep telefonu RACH'a özel bir SDCCH talebi gönderir. Böyle bir patlamayı alan baz istasyonu, aboneye FDMA sistem zamanlamalarını atar ve AGCH kanalında yanıt verir, bundan sonra cep telefonu Normal Patlamaları alıp gönderebilir. Artan Koruma süresi süresine dikkat etmek önemlidir, çünkü başlangıçta ne telefon ne de baz istasyonu zaman gecikmeleri hakkında bilgi bilmiyordu. RACH talebi zaman aralığına ulaşmazsa, cep telefonu sözde rastgele bir zaman aralığından sonra tekrar gönderir.
2.6 Frekans Atlamalı
Wikipedia'dan alıntı:Frekans atlamalı yayılma spektrumu (FHSS), özelliği, taşıyıcı frekansının sık değişmesi olan radyo ile bilgi iletme yöntemidir. Frekans, hem gönderici hem de alıcı tarafından bilinen sözde rastgele bir sayı dizisine göre değişir. Yöntem, iletişim kanalının gürültü bağışıklığını arttırır.
3.1 Temel saldırı vektörleri
Um arayüzü bir radyo arayüzü olduğundan, trafiğinin tamamı BTS menzili içindeki herkes tarafından "görünür". Ayrıca, özel ekipman (örneğin, OsmocomBB projesi tarafından desteklenen eski bir cep telefonu veya küçük bir RTL-SDR dongle) ve sıradan bir kişinin doğrudan ellerini kullanarak, evinizden çıkmadan bile kablosuz olarak iletilen verileri analiz edebilirsiniz. bilgisayar.İki tür saldırı vardır: pasif ve aktif. İlk durumda, saldırgan ağ veya saldırıya uğrayan abone ile hiçbir şekilde etkileşime girmez - yalnızca bilgi alır ve işler. Böyle bir saldırıyı tespit etmenin neredeyse imkansız olduğunu tahmin etmek zor değil, ancak aktif bir saldırı kadar çok umudu yok. Aktif bir saldırı, saldırganın saldırıya uğrayan abone ve/veya hücresel ağ ile etkileşimini içerir.
Hücresel ağ abonelerinin maruz kaldığı en tehlikeli saldırı türleri tanımlanabilir:
- Koklama
- Kişisel verilerin, SMS'lerin ve sesli aramaların sızması
- Konum verileri sızıntısı
- Sahtekarlık (FakeBTS veya IMSI Yakalayıcı)
- Uzak SIM yakalama, rastgele kod yürütme (RCE)
- Hizmet Reddi (DoS)
3.2 Abone kimliği
Makalenin başında belirtildiği gibi aboneler, abonenin SIM kartına ve operatörün HLR'sine kaydedilen IMSI kullanılarak tanımlanır. Cep telefonları tarafından tanımlanır seri numarası- IMEI. Ancak, kimlik doğrulamadan sonra ne IMSI ne de IMEI açık bir şekilde havadan uçmaz. Konum Güncelleme prosedüründen sonra, aboneye geçici bir tanımlayıcı - TMSI (Geçici Mobil Abone Kimliği) atanır ve yardımı ile daha fazla etkileşim gerçekleştirilir.Saldırı yöntemleri
İdeal olarak, abonenin TMSI'si yalnızca cep telefonu ve hücresel şebeke tarafından bilinir. Ancak, bu korumayı atlamanın yolları vardır. Döngüsel olarak bir aboneyi ararsanız veya SMS mesajları gönderirseniz (veya daha iyisi Sessiz SMS), PCH kanalını izler ve korelasyon yaparsanız, saldırıya uğrayan abonenin TMSI'sini belirli bir doğrulukla seçebilirsiniz.
Ek olarak, SS7 operatörler arası iletişim ağına erişerek, sahibinin IMSI ve LAC'sini telefon numarasından öğrenebilirsiniz. Sorun, SS7 ağında tüm operatörlerin birbirine "güvenmesi" ve böylece abonelerinin verilerinin gizlilik düzeyini düşürmesidir.
3.3 Kimlik doğrulama
Kimlik sahtekarlığına karşı koruma sağlamak için ağ, hizmet vermeye başlamadan önce abonenin kimliğini doğrular. IMSI'ye ek olarak, SIM kart Ki adlı rastgele oluşturulmuş bir diziyi depolar ve bu diziyi yalnızca karma biçimde döndürür. Ki ayrıca operatörün HLR'sinde saklanır ve hiçbir zaman açık metin olarak iletilmez. Genel olarak, kimlik doğrulama süreci dört yönlü el sıkışma ilkesine dayanır:
- Abone bir Konum Güncelleme Talebi yapar, ardından IMSI'yi sağlar.
- Ağ, sözde rastgele bir RAND değeri gönderir.
- Telefonun SIM kartı, A3 algoritmasını kullanarak Ki ve RAND'ı kullanır. A3 (RAND, Ki) = SRAND.
- Ağ ayrıca A3 algoritmasını kullanarak Ki ve RAND'ı da özetler.
- Abone tarafındaki SRAND değeri, ağ tarafında hesaplanan değerle çakışıyorsa, abonenin kimliği doğrulanmıştır.
Saldırı yöntemleri
RAND ve SRAND değerleriyle Ki üzerinden yineleme yapmak oldukça uzun zaman alabilir. Ayrıca operatörler kendi hash algoritmalarını kullanabilirler. İnternette kaba kuvvet girişimleri hakkında oldukça fazla bilgi var. Ancak, tüm SIM kartlar mükemmel şekilde korunmaz. Bazı araştırmacılar doğrudan erişim elde edebildi. dosya sistemi SIM kartı ve ardından Ki'yi çıkarın.
3.4 Trafik şifrelemesi
Spesifikasyona göre, kullanıcı trafiğini şifrelemek için üç algoritma vardır:- A5 / 0- WiFi ağlarında AÇIK gibi, şifreleme eksikliğinin resmi tanımı. Ben kendim hiç şifreleme olmayan bir ağ görmedim, ancak gsmmap.org'a göre Suriye ve Güney Kore'de A5/0 kullanılıyor.
- A5 / 1 en yaygın şifreleme algoritmasıdır. Bilgisayar korsanlığının çeşitli konferanslarda defalarca gösterilmesine rağmen, her yerde ve her yerde kullanılıyor. Trafiğin şifresini çözmek için 2 TB boş disk alanına, Linux'lu normal bir kişisel bilgisayara ve gemide Kraken programına sahip olmak yeterlidir.
- A5 / 2- kasıtlı olarak zayıflatılmış korumaya sahip bir şifreleme algoritması. Nerede kullanılıyorsa sadece güzellik içindir.
- A5 / 3şu anda 2002'de geliştirilen en güvenli şifreleme algoritmasıdır. İnternette teorik olarak olası bazı güvenlik açıkları hakkında bilgi bulabilirsiniz, ancak pratikte henüz kimse nasıl kırılacağını göstermedi. Operatörlerimizin neden 2G şebekelerinde kullanmak istemediklerini bilmiyorum. Sonuçta, bu bir engel olmaktan uzak, tk. şifreleme anahtarları operatör tarafından bilinir ve trafiğin şifresi operatör tarafından kolayca çözülebilir. Ve tüm modern telefonlar bunu mükemmel bir şekilde destekliyor. Neyse ki, modern 3GPP ağları bunu kullanıyor.
Daha önce de belirtildiği gibi, koklama ekipmanına ve 2 TB belleğe ve Kraken programına sahip bir bilgisayara sahip olarak, oldukça hızlı bir şekilde (birkaç saniye) A5 / 1 oturum şifreleme anahtarlarını bulabilir ve ardından herhangi birinin trafiğinin şifresini çözebilirsiniz. Alman kriptolog Karsten Nohl, 2009'da A5 / 1'in nasıl hackleneceğini gösterdi. Birkaç yıl sonra, Carsten ve Sylvian Muno, müdahale ve şifre çözme yöntemini gösterdi. telefon konuşması birkaç eski Motorola telefonunun yardımıyla (OsmocomBB projesi).
