دانلود پروژه رشته برق در مورد سیستم های رادیویی موبایل – قسمت اول

دانلود پایان نامه

سیستم های رادیویی موبایل

در اوایل دهه 70، اندیشه سیستمهای رادیویی موبایل مبتنی بر سلول (Cell) در “آزمایشگاههای بل” آمریكا شكل گرفت. اما چنین سیستمهایی تا یك دهه بعد برای استفاده تجاری عرضه نشدند. در خلال اولین سالهای دهه 80، سیستمهای تلفن سلولی آنالوگ با رشد سریعی در اروپا بویژه در كشورهای اسكاندیناوی و انگلستان مواجه شدند. این سیستمها از باندهای فركانسی 800 مگاهرتز (806 تا 902 مگاهرتز) و 9/1 گیگاهرتز (1850 تا 1990 مگاهرتز) استفاده می كنند. فركانسهای 9/1 گیگاهرتز به PCS (سرویسهای ارتباط شخصی) اختصاص دارند اما بسیاری از سیستمهای سلولی، چنین فركانسی را بعنوان مجموعه قابلیتهای PCS در سرویس Voice-Centric بكار می‌برند.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

سیستمهای سلولی قدیمی و نسل اول از نوع آنالوگ بودند كه با فركانسهای 800 مگاهرتز كار می كردند. بعداً و با توسعه سیستمها فركانسهای 8/1 گیگاهرتز و در قسمتهایی از شمال آمریكا، فركانسهای 9/1 گیگاهرتز مورد استفاده قرار گرفتند.

حدود ده سال بعد با اولین موبایل دیجیتالی در شبكه های سوئیچینگ- مدار، نسل دوم پدیدار شد. این سیستمها از كیفیت بهتر صدا، ظرفیت بیشتر، نیاز به نیروی برق كمتر و قابلیتهای برقراری ارتباط جهانی برخوردار بودند. این سیستمها هم با فركانسهای 800 مگاهرتز و هم با باندهای PCS كار می كردند. سیستمهای موبایل سلولی از سه روش متفاوت برای به اشتراك گذاردن طیف RF (امواج رادیویی) استفاده می كنند:

– دسترسی چندگانه تقسیم فركانس (FDAM)

– دسترسی چندگانه تقسیم زمان (TDMA)

– دسترسی چندگانه تقسیم كد (CDMA)

از سه روش فوق، TDMA و CDMA روشهای غالب و رایج می باشند.

با پیشرفت سریع، كار به جایی رسید كه به دلیل عدم و جود قوانین استاندارد شده، هر شركت سیستم خاص خود را بوجود آورد. عواقب نامطلوب این اتفاق، بوجود آمدنه بازاری چند پاره بود كه هر قطعه فرضی از تجهیزات آن، تنها در محدوده مرزی كشور سازنده كار می كرد. به منظور غلبه بر این مشكل، در سال 1982، كنفرانس پست و مخابرات راه دور اروپا (CEPT) گروه ویژه موبایل (GSM) را تشكیل داد تا یك سیستم رادیویی موبایل سلولی یكسان را در سطح كل اروپا ایجاد نماید. سیستم استاندارد می بایست معیارهای مشخصی را دارا باشد كه عبارت بودند از:

– كارآیی طیف فركانس

– برقراری ارتباط و تغییر آن بصورت بین‌المللی

– هزینه های كم برای سیستم موبایل و ایستگاههای اصلی

– كیفیت صوتی خوب

– سازگاری با سیستمهای دیگر از قبیل ISDN (سرویسهای شبكه مجتمع دیجیتالی)

– امكان پشتیبانی از سرویسهای جدید

مقرر شد كه سیستم GSM با استفاده از تكنولوژی دیجیتال ایجاد گردد. متعاقب آن مخفف GSM به مترادف عبارت “سیستم جهانی برای ارتباطات موبایل” تبدیل شد. در سال 1989 مسئولیت رسیدگی مشخصات استاندارد GSM از CEPT به “موسسه استانداردهای مخابراتی اروپا” (ETSI) واگذار شد.

فاز اول مشخصات GSM، یكسال بعد منتشر گردید، اما استفاده تجاری از سیستم تا اواسط سال 1991 شروع نشد. در سال 1995 مشخصات فاز دوم تا سطح پوشش نواحی شهری توسعه یافت و تا آخر همان سال نزدیك به 120 شبكه در حدود 70 ناحیه جغرافیایی در حال كار بودند.

با شروع هزاره جدید و عبور از موانع متعددی در این مسیر، پیشرفتهای مهمی در حركت بسوی سرویسهای به اصطلاح نسل سوم 3G صورت گرفت:

– تعداد مشتركین GSM در تمام دنیا به مقدار تخمینی 165 میلیون نفر بالغ شد.

– اولین شبكه های GPRS یعنی گامی اساسی به سوی شبكه های 3G بوجود آمد.

– اولین سیستمهای آزمایشگاهی WAP دراروپا در حال راه اندازی بودند.

– تا سال 2001 وعده همكاری یكپارچه میان سیستمها، یعنی دنیای بی سیم و دنیای كامپیوتر/ اینترنت و سرویسهای جدید موجود (نظیر Video on Demand)، از هر زمان دیگری به حقیقت نزدیكتر شد.

GSM

شبكه GSM را می توان به چهار بخش اصلی تقسیم كرد:

– ایستگاه موبایل كه بوسیله مشترك حمل می شود.

– سیستم فرعی، ایستگاه اصلی رادیوئی را با “ایستگاه موبایل” كنترل می كند.

– سیستم فرعی شبكه و سوئیچینگ، یعنی بخش اصلی مركز سوئیچینگ سرویسهای موبایل و سیستمی كه تماسها را بین موبایل و سایر شبكه های موبایل یا ثابت كاربران سوئیچ می كند. زیر- سیستم فوق، كار مدیریت سرویسهای موبایل از قبیل تایید مجوزها را نیز برعهده دارد.

– سیستم فرعی عملیات و پشتیبانی كه بر روند درست عملیات و كار شبكه نظارت دارد.

اتحادیه مخابرات بین‌المللی (ITU) كه (علاوه بر كارهای دیگر) بر تخصیص طیف فركانسهای رادیویی كه به باندهای 915-850 مگاهرتز برای ارسال (از ایستگاه اصلی) اختصاص دارد، مدیریت می كند. این فركانس برای دریافت در شبكه های موبایل اروپا، مقدار 960-935 مگاهرتز (از ایستگاه اصلی به ایستگاه موبایل) می باشد. بدلیل اینكه از اوایل دهه 1980 این محدوده فركانسی، از قبل توسط سیستمهای آنالوگ روز مورد استفاده قرار گرفته بود، CEPT برای حفظ 10 مگاهرتز بالایی هر باند برای شبكه GSM تحت توسعه، پیش‌بینی های لازمه را انجام داد و نهایتاً كل پهنای باند 25*2 مگاهرتز به GSM اختصاص یافت.

به دلیل اینكه طیف فركانس رادیویی یك منبع محدود اشتراكی میان تمامی كاربران است، برای تقسیم پهنای باند در میان حداكثر كاربران، ابداع یك روش خاص ضروری بود. روش انتخاب شده بوسیله GSM، تركیبی از FDMA و TDMA می باشد. قسمت FDMA، تقسیم فركانس پهنای باند 25 مگاهرتزی به 124 فركانس حامل است كه پهنای باند هر كدام 200 كیلوهرتز می باشد. سپس به هر ایستگاه اصلی، یك یا چند فركانس حامل اختصاص پیدا می كند.

سپس با استفاده از یك طرح TDMA، هر كدام از این فركانسهای عامل از نظر زمانی به هشت شكاف تقسیم می شوند. یك شكاف زمانی برای ارسال و یكی برای دریافت در موبایل مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل این جداسازی آن است كه واحد موبایل عمل دریافت و ارسال را بصورت همزمان انجام ندهد، واقعیتی كه صنعت الكترونیك را ساده می كند.

منحصر بفرد بودن تكنولوژی GSM ناشی از این واقعیت است كه كاربران باید “كارتهای ماژول شناسایی مشترك” (سیم كارت) را در دستگاه موبایل دستی خود نصب نمایند. این كارتها، تراشه های كوچكی هستند كه توسط تامین كنندگان خدمات GSM تحویل می شوند. “سیم كارتها” حاوی اطلاعات مهمی از قبیل یك شماره تلفن و كلیه مختصات صورتحساب مشترك می باشد كه می تواند شماره تلفنها را در خود ذخیره كند.

این قابلیت كاربران را قادر می سازد تا فقط با بیرون آوردن سیم كارت از یك گوشی موبایل GSM و قرار دادن آن در دیگری، دستگاه تلفن دستی خود را عوض كنند. در نتیجه كاربران می توانند حتی در صورت تعویض دستگاه موبایل نیز همان شماره تلفن قبلی خود را داشته باشند. ضمناً كاربران می توانند به مناطق یا كشورهایی سفر كنند كه شبكه GSM در آنجا از فركانس متفاوتی استفاده می كند، سپس یك تلفن موبایل اجاره كرده و سیم كارت خود را در آن نصب كنند. با اینكار می توانند كلیه پیامهای تلفنی و پیامهای كوتاه SMS را با استفاده از شماره معمول خود دریافت كنند.

سیستم تلفن GSM مورد استفاده با یك كامپیوتر شخصی “نت بوك” Card PC دارای یك سیستم جامع Plug-and-Play برای برقراری ارتباطات می باشد. قابلیتهای مبادله اطلاعات و فاكس با سرعت 9600 بیت در ثانیه به همراه امكانات ویژه ای مانند تغییر خطوط بین‌المللی و سرویس پیامهای كوتاه (SMS). كاربران موبایل را قادر می‌سازد به هنگام مسافرت در كشورهای مختلف به شكلی ساده و مطمئن، تماس برقرار نمایند. به خاطر داشته باشید كه قابلیتهای تبادل اطلاعات اتوماتیك نیستند وتامین كنندگان خدمات GSM باید امكانات آنرا فراهم كنند تا كاربران موبایل بتوانند از این مزایا بهره مند شوند.

سرویسهای مبادله اطلاعات می تواند “شروع از موبایل” (Mobile Originated) و یا “منتهی به موبایل” (Mobile Terminated) باشد. مفهوم “شروع از موبایل” (MO) آن است كه كاربران می توانند با استفاده از شبكه GSM اطلاعات را از یك مكان دور ارسال نمایند و “منتهی به موبایل” (MT) بدان معنی است كه كاربران می توانند با استفاده از شبكه GSM، فاكس و یا پیامهای كوتاه خود را توسط نت بوك دریافت كنند.

تماسهایی كه با سیستمهای نسل دوم GSM قابل دسترس در اواخر سال 1999 (چه بصورت صوتی و یا اطلاعاتی) برقرار می شدند، تنها یك شكاف زمانی را اشغال نموده و در نتیجه سرعت انتقال اطلاعات فقط به 6/9 كیلوبیت بر ثانیه می رسید. از نظر تئوری می توان چند شكاف زمانی را برای كسب سرعتهای بالاتر به یكدیگر ملحق كرد، درست به همان روشی كه یك زوج از خطهای ISDN برای دو برابر كردن توان عملیاتی به یكدیگر متصل می شوند. ظهور “سوئیچینگ مدار اطلاعات پرسرعت” (HSCSD) كه نیازمند ضمیمه ای برای معرفی یك پروتكل جدید ارتباط رادیویی به GSM استاندارد بود، امكان استفاده از هر هشت شكاف زمانی برای دستیابی به سرعت انتقال اطلاعات تا حد 76 كیلوبیت بر ثانیه را فراهم نمود.

در سال 1993 اولین قرار داد تغییر سرویس دو طرفه به امضاء رسید كه دسترسی متقابل را بین شبكه های GSM خارجی امكان پذیر می كرد. این امكان، كاربران موبایل را از نگرانی در مورد بوق tone شماره گیری كشورهای خارجی، كدهای دسترسی، كد كشورها و ناهمگونی ارتباطای اتصال دهنده، خلاص كرد، زیرا به محض آنكه كاربر تلفن خود را روشن كرده وارد شبكه می شد، خود سیستم آنها را پیدا می‌كند. كاربران می توانند تماس تلفنی برقرار كرده، نامه های الكترونیكی خود را خوانده و اطلاعات بروز رسانی شده بانك اطلاعاتی را دریافت كنند، درست مانند اینكه در منزل خود قرار دارند.

سیستم جابجایی خدمات فاكس، اطلاعات و SMS اولین بار در سال 1995 عرضه شد. SMS كه اساساً برای نشان دادن انتظار پیام صوتی مورد استفاده قرار گرفته بود، با همین روش، در حالت ارتباط دو طرفه كار می كند. متعاقباً این قابلیت به یك سیستم كاملاً عملی در پیام رسانی موبایل تحول پیدا كرد كه امكان مرور، ورود به شبكه، ارسال و دریافت پیامهای كوتاه SMS با طول 160 كاراكتر را بر روی كامپیوترهای قابل حمل فراهم می كرد.

در انتهای هزاره، تقریباً 700 شبكه موبایل GSM در بیش از 100 كشور در اروپا، آمریكای شمالی/ مركزی/ جنوبی، ایسلند، آسیا، آفریقا و استرالیا مشغول فعالیت بودند. علاوه بر آن، ظهور Roaming (پرسه زنی) GSM ماهواره ای باعث گسترش خدمات به مناطقی شد كه امكان پوشش زمینی آنها وجود نداشت. در ماورای كل سیستم، جهت تضمین عملكرد منسجم آن، قراردادها و تفاهم نامه های متعدد بین‌المللی برای ارائه خدمات “Roaming” به امضاء رسیدند كه استانداردهای GSM و فازهای مختلف اجرای آنرا در تمام دنیا مشخص می كرد.

اما سیستم “اطلاعات سوئیچینگ مدار” روش خودخواهانه ای برای بكارگیری منابع محدود است. بویژه زمانیكه كاربران از برنامه های كاربردی پیچیده ای مانند مرورگرهای وب استفاده می كنند. سوئیچینگ بسته های اطلاعاتی، به شكلی كه در شبكه های اینترنت و خطوط اصلی یا Backbone اینترنت بكار می روند، برای فراهم آوردن امكانی جهت به اشتراك گذاشتن منابع میان چند كاربر بطور همزمان، تكنولوژی بسیار مناسبتری می باشد. سرویس بسته رادیویی عمومی (GPRS)، نوع ارتقاء یافته‌ای از شبكه های موبایل GSM است كه یك لایه “Packet-Switched” را به سیستم اضافه می كند و ارائه سرعت انتقال اطلاعات مابین 21 و 100 كیلوبیت بر ثانیه از آن انتظار می رود. مهمتر آنكه، GPRS امكان شارژ هزینه برحسب حجم اطلاعات انتقالی بجای مدت زمان اتصال را برای شركت خدمات موبایل فراهم می كند. از نظر تئوری، معنای این گفته آن است كه كاربران از طریق موبایل می توانند بصورت دائمی به اینترنت متصل باشند، اما فقط بابت دسترسی به نامه های الكترونیكی یا درخواست صفحات وب جدید هزینه پرداخت كنند.

GPRS

مشكلاتی كه مراجع استاندارد صنایع بین‌المللی در مسیر تایید كلی استانداردها با آنها مواجه بوده اند، منجر به تاخیر در بكارگیری سیستمهای بیسیم 3G گردید. برای كم كردن اثر این تاخیر، سرویس GPRS بعنوان مرحله میانی معرفی می گردد تا بتوان اطلاعات سریع را به شكلی موثر از طریق زیر ساختارهای شبكه بیسیم GSM انتقال داد.

GPRS سرویس حامل اطلاعات مبتنی بر انتقال بسته های اطلاعاتی، برای شبكه‌های GSM و TDMA می باشد. این سرویس بعنوان اولین گام مهم به سوی نسل سوم، توسط شركتهای مختلفی در اطراف دنیا منتشر شد. GPRS سرعت انتقال اطلاعات بیشتری را در اختیار كاربران می گذارد و مخصوصاً برای ترافیكهای ناگهانی اینترنت و اینترانت مناسب است و انتقال اطلاعات موبایل را از هر زمان دیگری سریعتر، ارزانتر و كاربر پسندتر ساده تر می كند. با تجهیزات موبایلی كه قابلیت GPRS در آنها فعال شده، كاربران می توانند همیشه به “اینترنت موبایل” متصل باشند، تا برای مثال به محض رسیدن نامه های الكترونیكی آنها را دریافت كنند. ضمناً این سرویس به كاربران اجازه می دهد در هنگام ارسال و دریافت تماسهای اطلاعاتی، بطور همزمان تماسهای تلفنی خود را جواب دهند.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment