חלק ב' – תקשורת תאית פרק 1. מבוא מערכות תקשורת ב' חלק ב' – תקשורת תאית פרק 1. מבוא

1. מבוא לתקשורת תאית רשת תאית (סלולארית) היא רשת תקשורת אלחוטית המשרתת מנויים ניידים ומספקת להם שירותי תקשורת מגוונים. ארבעת העקרונות של טכנולוגיה תאית: הרשת מחולקת לתאי שטח קטנים, ובכל תא מותקן משדר-מקלט ה"מכסה" את התא. כאשר המנוי נמצא בתנועה, הוא עובר מתא לתא בלי לפגוע ברציפות התקשורת. הרשת מנוהלת כולה באופן ממוחשב ניתן להשתמש בערוצי הרדיו השונים

מבנה תאית

מבנה התא תחנת הבסיס ממוקמת במרכז התא. באיור מתוארים צורות תא האידיאלי ומעשי : תיאור סכמתי – משושה משוכללת

ניצול חוזר של תדרים – מושגי יסוד ניצול חוזר של תדרים – מושגי יסוד "ריצוף" של המישור הוא כיסוי כל המישור ללא קרעים או חפיפות. ניתן מתמטית לרצף עם משולש שווה-צלעות, מלבן, משושה משוכלל. מבין הצורות לעיל המשושה הכי קרוב לעיגול עם רדיוס R R R/2 כיסוי עם עיגולים ברדיוס R המשיקים אחד לשני אינו מלא. הצפיפות של הכיסוי היא רק 0.785

קיימות שני קונפיגורציות למבנה התא המכונות 7=N

המבנה העקרוני של רשת תאית רשת ציבורית תחנת בסיס תחנת קצה ניידת מתג תאי תחנת קצה ניידת HLR VLR AC EIR

מבנה מערכת תקשורת תאית ניידת מרכזיית מיתוג טלפון אזורית - PSTN Base station – BS תחנת בסיס מרכזת את התעבורה בתא, מקצה משאבי שידור, מתזמנת את הצרכנים לפי עדיפויות Mobile Terminal MT MSC - מרכזיית מיתוג של המערכת התאית ודרכה החיבור ל PSTN Mobile Switching Center (MSC) קו אלחוטי קווי MT BS MT ערוץ עולה MT ערוץ יורד תא (CELL)

המבנה העקרוני של רשת תאית - Base Station, BS תחנת הבסיס - Mobile Switching Center, MSCמתג תאי (מרכזייה) Base Station Controller, BSC – בקר תחנת בסיס - Mobile Station, MS תחנת קצה ניידת Public Switched Telephone Network, PSTN – רשת החיוג הציבורי

אתר (תחנת בסיס BS) האתר משרת מספר רב של מנויים בו זמנית. מכיל כמות גדולה של משדרים/מקלטים, אנטנות וציוד רדיו המאפשרים תקשורת דו-כוונית בו"ז בהרבה ערוצי תדר עם המנויים. כל ערוץ יכל לשמש מספר אפיקי דיבור (שלושה ב IS-136 ושמונה ב GSM) כל ערוץ עושה שימוש בשני תדרים - ריבוב FDD (uplink/downlink) המימשק בין תחנת הבסיס למנויים (טלפון נייד) מנוהל בעזרת ערוצי בקרה מתאימים.

המתג התאי המתג התאי , ,MSC הוא לב המערכת התאית. הוא מבצע משימות הבאות: מיתוג שיחות בין התאים ניהול שיחות בין התאים קישור לרשת הטלפוני הארצית ולרשתות תאיות אחרות (מתג השער) מעכב אחר המנויים ניהול משאבי הרדיו ברשת איסוף מידע לצורך חיוב המשתמשים ברשת

HLR,VLR הרשת התאית זקוקה למידע שוטף על המנויים. ולשם כך היא מנהלת ניהול שני בסיסי נתונים HLR, VLR בסיס נתונים :HLR Home Location Register – מידע על כל מנויי הרשת. זיהוי המנוי הספקת שירותים למנוי מידע עדכני על מיקומו הפיזי ה-HLR הוא מחשב (או מערכת מחשבים) עצמאי הנמצא באתר מרכזי של מפיל הרשת

בסיס נתונים VLR: Visitor Location Register מידע על כל מנויים הנמצאים ברגע נתון באזור שירות מסוים. אזור שירות כולל כל תחנות הבסיס המקושרות למתג נתון VLR מכיל עותק של רשימת המנויים שב-HLR ובנוסף נתוני מיקום של המנוי VLR הוא מודול תוכנה בתוך המתג התאי

חוץ מ-VLR ו-HLR ישנם עוד שני בסיסי נתונים: AC ו-EIR לצורך אבטחת המערכת: מרכז האימות (AC)- Authentication Center יחידת רישום ציוד(EIR) – Equipment Identity Register

לחבר שיחות טלפון למרכזיות אחרות תפקידי המתג MTSO לחבר שיחות טלפון למרכזיות אחרות עריכת חשבונות ביצוע בדיקות שומר נתוני שיחה בדיקת "חוקיות" הלקוח ייצור דוחו"ת

בקר תחנת בסיס בקר תחנת בסיס, BSC, הוא ה"נציג" של המתג בשטח. עיקר תפקידו הוא: לנהל את משאבי רדיו, לפקח על רציפות קיום השיחה ערוץ בקרה בכוון מתחנת בסיס לתחנה ניידת FCC= Forward Control Channel RCC=Reverse Control Channel

הטלפון הנייד NLA IFA1 IFA2 D/A A/D fc A/D מחשב fIF fc זכרון שוויין PA modem PM I/Q fc1 מקלדת SIM מסך

הקצאת תדרים לרשתות תאיות תחומי התדרים שבהם פועלת הרשת התאית נקבע באמצעות החלטות טכניות וניהוליות שקיבלו רשויות התקינה העושקות בתקשורת התאית בעולם. כדי למנוע הפרעות הדדיות בין הרשתות התאיות לבין שידורי תקשורת אלחוטיים אחרים, הוקצו ארבעה תחומי תדרים הבאים לרשתות התאיות: תחום תדרים, MHz אמריקני 824-890 GSM 890-960 DCS-1800 1710-1880 PCS-1900 1850-1990

מפת תדרים בעולם לפי תחומי תדר http://www. ntia. doc מפת תדרים בעולם לפי תחומי תדר http://www.ntia.doc.gov/osmhome/allochrt.pdf

תדרי תקשורת ניידת רדיו T.V 800 MHZ TDMA CDMA משטרה צה"ל 900MHZ אורנג‘ FM/AM T.V VHF/UHF 800 MHZ TDMA CDMA משטרה צה"ל 900MHZ אורנג‘ GSM 1800 MHZ סלקום אורנג 1900MHZ ארה"ב 2200 MHZ–2000 UMTS 3G

התפתחויות של תקשורת תאית 1946 – מערכת טלפונים ניידת בארה"ב MTS (MPS - Mobile Telephone System) 1978- רשת AMPS בשיקגו (הדור הראשון) (AMPS – Advanced Mobile Phone System) 1986 – "פלאפון" - הרשת הראשונה בישראל 1989 – רשת תאית כלל אירופית, GSM- (הדור השני) (GSM – Global System for Mobile Communication) בישראל חברות סלקום ופרטנר

התפתחות התקשורת הניידת התאית דורות של חדשנות בקפיצות מדרגה

הדורות של המערכות התאיות מערכת הדור הראשון תקשורת אלחוטית אנלוגית. הטכנולוגיה .AMPS נפוצה בארה"ב וכמה מדינות בעולם. משרתת כמה עשרות מיליוני מנויים 1946- מערכת טלפונים ניידת בארה"ב MTS. 1978- רשת AMPS בשיקגו. 1986 – "פלאפון" - הרשת הראשונה בישראל.

הדורות של המערכות התאיות מערכות הדור השני תקשורת אלחוטית ספרתית. הטכנולוגיה GSM ו- US-TDM היום הכי נפוצה בעולם. תחילת שנות התשעים - רשת תאית כלל אירופית, GSM בישראל חברות סלקום ופרטנר.

הדורות של המערכות התאיות מערכות הדור השלישי תקשורת אלחוטית רחבת פס. עברת הנתונים והתמונות בקצב מהיר. רשת ליבה