В данной выпускной квалификционной работе исследованы вопросы внедрение gprs технологий в стандарте gsm

1.2 GSM standartining asosiy xarakteristikalari

Mobil stansiyaning uzatish va tayanch stansiyaning qabul qilish chastotasi, MGs	890…915
Mobil stansiyaning qabul qilish va tayanch stansiyaning uzatish chastotasi, MGs	935…960
Qabul qilish va uzatish chastotasining dupleksli tarqoqligi, MGs	45
Radio kanalda xabarlarni uzatish tezligi, kbit/s	270, 833
Nutqli kodekni o‘zgartirish tezligi, kbit/s	13
Aloqa kanali rolosasining kengligi, kGs	200
Kanallarning maksimal soni	124
Tayanch stansiyalarida tashkil qilinadigan aloqa kanallarining maksimal soni	16…20
Modulyatsiya turi	MSK
VT modulyatsiya indeksi	0,3
Modulyatsiyadan oldingi gaussov filtri polosasining kengligi, kGs	82,2
Chastota bo‘yicha sekundiga sakrashlar soni	217
Intervallarda vaqtinchalik tarqalishi	2
Mobil stansiya uchun kadrni (uzatish/qabul qilish)
Nutqli kodek turi	RPE LTP
Sotaning maksimal radiusi, km	35 gacha
Kanallarni tashkil qilish sxemasi (aralash)	TDMA/FDMA

Funksional tuzilish va GSM standartida qabul qilingan interfeyslar 1.1-rasmda tazilmaviy sxemasi ko‘rsatilgan:

MSC (Mobile Switching Centre) – mobil aloqani kommutatsiya qilish markazi;
BSS (Base Station Sistem) – tayanch stansiya uskunasi;
OMS (Operations and Maintenance Cetre) – boshqarish va xizmat ko‘rsatish markazi;
MS (Mobile Stations) – mobil stansiyalar.

1.1-rasm. GSM standartining tuzilish sxemasi

Tizimning funksional birlashishi interfeyslar oldida amalga oshiriladi. GSM standartidagi barcha tarmoqli funksional komponentlar MKKTT N7 (SSIT SS N7) signalizatsiya tizimiga muvofiq o‘zaro ishlaydi. SS N7 xalqaro darajada standartlashtirilgan va raqamli dastur-boshqarish stansiyalari bilan aloqaning raqamli tarmog‘ida signalli axborot almashinuvi uchun mo‘ljallangan. Tizim 64 kbit/s tezlik bilan raqamli kanal bo‘yicha ishlash uchun optimallashgan va bog‘lanish jarayonini boshqarish, shuningdek, texnik xizmat ko‘rsatish va ekspluatatsiya qilish axborotini uzatish imkonini beradi. Bundan tashqari, uni telekommunikatsiya tarmoqlarida stansiyalar va ixtisoslashtirilgan markazlar o‘rtasida axborotning boshqa turlarini uzatish uchun ishonchli transport tizimi sifatida qo‘llanilitshi mumkin. SS N7 axborot kanallarning bir yoki bir nechta bog‘lamlar uchun umumiy bo‘lgan maxsus kanal bo‘yicha signalli axborotni uzatish metodidan foydalaniladi. Signalli axborot yo‘qotishlarsiz to‘g‘ri ketma-ketlikda uzatilishi kerak, bunda yer usti va yo‘ldoshli kanallar o‘zaro ishlashi mumkin. SS N7 tarmog‘i GSM standarti tarmog‘ini yaratishning majburiy sharti hisoblanadi.

Mobil aloqa kommutatsiya qilish markazi sotalar guruhiga xizmat ko‘rsatadi va mobil stansiyaning ishlash jarayoniga ehtiyoji bo‘lgan bog‘lanishlarning barcha turlarini ta’minlaydi. MSC kommutasion stansiya ISDN ga o‘xshashdir va qayd etilgan tarmoqlar (PSTN, PDN, ISDN va boshqalar) va mobil aloqa tarmog‘i o‘rtasidagi interfeysni o‘z ichiga oladi. U chaqiruvlarni marshrutlashni va chaqiruvlarni boshqarish funksiyalarini ta’minlaydi. Kommutasion stansiyaning oddiy ISDN funksiyalarini bajarishdan tashqari MSC radio kanallar kommutatsiya funksiyalariga yuklanadi. Ularga sotadan sotaga mobil stansiyaning o‘rnini o‘zgarishida aloqaning ketma-ketligiga va xalaqitlar yoki nosozliklar yuzaga kelganda sotadagi ishchi kanallarni qayta ulanishga erishiladigan jarayonda estafetali uzatish kiradi. Har bir MSC muayyan geografik zona chegaralarida (masalan, Moskva va viloyat) joylashgan harakatdagi abonentlarga xizmat ko‘rsatili-shini ta’minlaydi. MSC chaqiruvni o‘rnatish va marshrutlash protseduralarni boshqaradi. Umumiy foydalanishdagi telefon tarmog‘i (PSTN) uchun MSC SS N7 protokoli bo‘yicha signalizatsiyalash, aniq loyihaning talablariga muvofiq chaqiruvni yoki intnrfeyslarining boshqa turlarini uzatish funksiyasini ta’minlaydi.
MSC aloqaning tarmoq tomonidan taqdim etiladigan xizmatlar uchun hisoblarni yozish uchun zarur bo‘lgan ma’lumotlarni shakllantiradi, ma’lumotlarni amalga oshgan so‘zlashuvlar bo‘yicha to‘playdi va ularni hisob-kitob markaziga (billing-markazga) uzatadi. MSC tarmoqni ishlashini nazorat qilish va optimallashtirish uchun zarur bo‘lgan statistik ma’lumotlarni o‘z ichiga oladi.
MSC radio kanallarga kira olishini boshqarish uchun qo‘llaniladigan xavfsizlik protseduralarini ta’minlaydi.
MSC chaqiruvlarni boshqarishda ishtirok etadi, balki joylashgan o‘rnini ro‘yxatga olish va tayanch stansiyalarning kichik tizimida (BSS) boshqaruvni uzatishdan tashqari, boshqaruvni uzatish protseduralarini boshqaradi. Mobil stansiyalar joylashgan o‘rnini ro‘yxatga olish umumiy foydalanishdagi telefon tarmog‘i abonentlaridan yoki boshqa harakatdagi abonentlardan harakatdagi abonentlarga o‘tadigan chaqiruvni yetkazilishini ta’minlash uchun zarur. Chaqiruvni uzatish protsedurasi bog‘lanishni saqlash imkoniga ega va mobil stansiyalar xizmat ko‘rsatishning bir zonasidan boshqasiga o‘tganda so‘zlashuvni olib borishni ta’minlaydi. Tayanch stansiyaning (BSC) bir kontrolleri tomonidan boshqariladigan sotalarda chaqiruvlar ushbu BSC tomonidan uzatiladi. Chaqiruvlarni uzatish turli BSC tomonidan boshqariladigan ikkita tarmoq o‘rtasida amalga oshirilsa, birlamchi boshqarish MSC da amalga oshiriladi. GSM standartida turli MSC ga taalluqli tarmoqlar (kontrollerlar) o‘rtasida chaqiruvni uzatish protseduralari ko‘zda tutilgan. Kommutatsiya qilish markazi holat (HLR) va ko‘chish (VLR) registridan foydalanib mobil stansiyalar domiy kuzatilishi amalga oshiriladi. HLR da istalgan mobil stansiyaning joylashgan o‘rni to‘g‘risidagi axborot kommutatsiya markaziga stansiya chaqiruvini yetkazish imkonini beradigan qismi saqlanadi. HLR registri harakatdagi abonentning xalqaro identifikasion raqamini (IMSI) o‘z ichiga oladi.
Amaliyotda HLR tarmoqda doimo yoziladigan abonentlar to‘g‘risidagi ma’lumotlarning ma’lumotnoma bazasini o‘z ichiga oladi. Unda tanlab olinadigan raqamlar va adreslar, shuningdek, abonentlarning asllik parametrlari, aloqa xizmatlarining tarkibi, marshrutlash to‘g‘risidagi maxsus axborotidan iborat. Abonentning roumingi (adashish) to‘g‘risidagi ma’lumotlar, shu jumladan, harakatdagi abonentlarning va VLR ga taalluqli vaqtli identifikasion raqami (TMSI) to‘g‘risidagi ma’lumotlar ro‘yxatga olinadi.
U autentifikatsiya markazida (AUC) mobil stansiyaning tanib olish uchun foydalaniladi.

HLR va VLR da saqlanadigan uzoq muddatli ma’lumotlar tarkibi
HLR						VLR
1			IMSI – Harakatdagi abonentning xalqaro identifikasion raqami
2			ISDN xalqaro tarmoqdagi mobil stansiya nomeri
3			Mobil stansiya toifasi
4			Autentifikatsiya kaliti
5			Yordamchi xizmatni ta’minlash turi
6			Foydalanuvchilar yopiq guruhining indeksi
7			Foydalanuvchilar yopiq guruhining blokirovka kodi
8			Uzatilishi mumkin bo‘lgan asosiy chaqiruvlar tarkibi
9			Chaqiruvchi abonentni xabardor qilish
10			Chaqiruvchi abonentning identifikatsiya raqami
11			Ish grafigi
12			Chaqiriluvchi abonentni xabardor qilish
13			Abonentlarni bog‘lashda signalizatsiya nazorati
14			Foydalanuvchilar yopiq guruhining xususiyatlari (vositalari)
15			Foydalanuvchilar yopiq guruhining imtiyozlari
16			Foydalanuvchilar yopiq guruhida taqiqlangan chiquvchi chaqiruvlar
17			Abonentlarning maksimal soni
18			Foydalaniladigan parol
HLR
19			Ustuvor foydalana olish klassi
20			Foydalanuvchilar yopiq guruhida taqiqlangan kiruvchi chaqiruvlar

1.2-rasm. HLR va VLR da saqlanadigan uzoq muddatli ma’lumotlar tarkibi

Tarmoqda bir nechta HLR mavjud bo‘lsa, HLR dagi ma’lumotlardan tarmoqning barcha MSC va VLR distansion foydalana olishga ega, ma’lumotlar bazasida abonent to‘g‘risidagi bitta yozuv bo‘ladi, shuning uchun har bir HLR abonentlar to‘g‘risida tarmoqning ma’lumotlar umumiy bazasining muayyan qismini o‘z ichiga oladi. Abonentlar to‘g‘risidagi ma’lumotlarning bazasidan foydalana olish IMSI yoki MSISDN (ISDN tarmoqning harakatdagi abonenti raqami) raqami bo‘yicha amalga oshiriladi. Ma’lumotlar bazasidan abonentlarning tarmoqlararo roumingini ta’minlash doirasida boshqa tarmoqlarga taalluqli MSC yoki VLR foydalana olishi mumkin.

HLR va VLR da saqlanadigan uzoq muddatli ma’lumotlar tarkibi
HLR			VLR
Autentifikatsiya va shifrlash parametrlari			TMSI - foydalanuvchining vaqtli xalqaro identifikasion raqami
VLR belgilanadigan mobil stansiyaning vaqtli raqami			Joylashish zonasining identifakatori
VLR ko‘chish registrining adresi			Asosiy xizmatlardan foydalanish bo‘yicha ko‘rsatma
Mobil stansiya ko‘chish zonasi			«Estafetali uzatishda» sotalar raqami
Estafetali uzatishdagi sota raqami			Autentifikatsiya va shifrlash parametrlari
Ro‘yxatga olish maqomi
Javob bo‘lmagandagi taymer (bog‘lanish o‘chirilganda) o‘chiriladi
Parolning shu momentda foydalaniladigan tarkibi
Aloqaning faolligi

1.3-rasm. HLR va VLR da saqlanadigan vaqtli

ma’lumotlar tarkibi

Zonadan zonaga mobil stansiya ko‘chishi uchun nazoratni ta’minlaydigan ikkinchi asosiy qurilma - VLR ko‘chish registri. U yordamida HLR nazorat qilinadigan zonalar chegarasidan tashqaridagi mobil stansiyalarning ishlash funksiyalariga erishiladi. Mobil stansiyalar ko‘chish jarayonida tayanch stansiyalar guruhini birlashtiradigan tayanch stansiyalar BSC bir kontrolleri ishlash zonasidan boshqa BSC ishlash zonasiga o‘tsa, u yangi BSC tomonidan ro‘yxatga olinadi va VLR ga mobil stansiyalar chaqiruvlari yetkazilishi ta’minlanadigan aloqa sohasining raqami to‘g‘risidagi axborot kiritiladi. HLR va VLR dagi ma’lumotlarning saqlanganligi uchun, to‘xtashlar sodir bo‘lganda, ushbu registrlar xotirasi qurilmasining muhofazasi ko‘zda tutilgan.

VLR o‘z ichiga HLR kabi ma’lumotlarni oladi, biroq ushbu ma’lumotlar, abonent VLR nazorat qilinadigan zonasida bo‘lgunga qadar VLR da bo‘ladi.
GSM mobil aloqa tarmog‘ida geografik zonasiga (LA) guruhlanadi, unga o‘z identifikasion raqami (LAC) biriktiriladi. Har bir VLR bir nechta LA dagi abonentlar to‘g‘risidagi ma’lumotlarni o‘z ichiga oladi. Mobil abonent bir LA dan boshqasiga o‘tsa, uning joylashgan o‘rni to‘g‘risidagi ma’lumotlar VLR da avtomatik tarzda yangilanadi. Eski va yangi LA turli VLR boshqarilishi ostida bo‘lsa, eski VLR dagi ma’lumotlar yangi VLR ga ko‘chirib olingandan keyin o‘chiriladi. HLR dagi abonentning VLR amaldagi adresi ham yangilanadi.
VLR mobil stansiyaning «adashgan» (MSRN) raqami biriktirilishini ta’minlaydi. Mobil stansiya kiruvchi chaqiruvni qabul qilsa, VLR uni MSRN tanlaydi va uni harakatdagi abonent yonidagi tayanch stansiyalariga ushbu chaqiruvni marshrutlaydigan MSCga uzatadi.
VLR bir MSCdan boshqasiga bog‘lanishlarni uzatishda boshqarishni uzatish raqamini tasdiqlaydi. Bundan tashqari, VLR yangi TMSI taqsimlanishini boshqaradi va ularni MSC ga uzatadi. U chaqiruvni qayta ishlash vaqtida haqiqiyligini o‘rnatish protseduralarni boshqaradi. TMSI operatorining qprori bo‘yicha abonentlarni identifikatsiyalash protsedurasini murakkablashtirish uchun vaqti-vaqti bilan o‘zgartirilishi mumkin. Ma’lumotlar bazasidan foydalana olishni IMSI, TMSI yoki MSRN orqali VLR ta’minlashi mumkin. Umuman VLR abonent joylashgan zona uchun harakatdagi abonent to‘g‘risidagi ma’lumotlarning lokal bazasini o‘z ichiga oladi bu esa, HLR ga doimiy so‘rovlarni o‘chirish va chaqiruvlarga xizmat qilish uchun vaqtni qisqartirish imkonini beradi.
Aloqa tizimlari resurslaridan ruxsatsiz foydalanishning oldini olish uchun autentifikatsiyalash mexanizmlari – abonentning asllilik guvohnomasi kiritiladi. Autentifikatsiya markazi bir nechta bloklarni o‘z ichiga oladi va autentifikatsiya kalitlari va algoritmlarini shakllantiradi. O‘z yordamida abonentning vakolati tekshiriladi va uning aloqa tarmog‘idan foydalanish amalga oshiriladi. AUS autentifikatsiya jarayoni parametrlari to‘g‘risidagi qarorni qabul qiladi va uskuna identifikatsiyalash registrida (EIR -Equipment Identification Register) joylashgan ma’lumotlar bazasi asosida abonent stansiyalarni shifrlash kalitini aniqlaydi.
Har bir harakatdagi abonent aloqa tizimidan foydalanish vaqtida xalqaro identifikatsiya raqamidan (IMSI), autentifikatsiya o‘zining individual kalitidan (Ki), autentifikatsiyalash algoritmidan (A3) iborat abonent haqiqiy-likning standart modulini (SIM) oladi.
Mobil stansiya va tarmoq o‘rtasidagi ma’lumotlar o‘zaro alamshinuvi natijasida SIM ga kiritilgan axborot yordamida autentifikatsiyalashning to‘liq sikli amalga oshiriladi va abonentning tarmoqdan foydalana olishga ruxsat beriladi.
Tarmoqning abonent asilligini tekshirish protsedurasi quyidagicha amalga oshiriladi. Tarmoq mobil stansiyaga tasodifiy raqamni (RAND) uzatadi. Unda Ki va autentifikatsiyalash algoritmi A3 yordamida javob qiymati (SRES), ya’ni

aniqlanadi.

Mobil stansiya tarmoq bilan hisoblanadigan SRES qiymati bilan qilinadigan SRES qiymati qiyoslanadigan tarmoqda hisoblanadigan SRES qiymati yuboriladi. Ikkala qiymati mos kelsa, mobil stansiya xabarlarni uzatishga kirishadi. Aks holda aloqa uziladi va mobil aloqa indikatori kechikish bo‘lmaganligini ko‘rsatadi. SRES hisoblanishi SIM diorasida maxfiyligini ta’minlash uchun sodir bo‘ladi. Maxfiy bo‘lmagan axborot (masalan, Ki) SIM modulida qayta ishlanmaydi.
Autentifikatsiya protsedurasi 1.4-rasmdagi sxemada ko‘rsatilgan.

1.4-rasm. Autentifikatsiya prinsipi

EIR – uskuna identifikatsiyasining registri mobil stansiya uskunasining (IMEI) xalqaro identifikatsiya raqamining aslligini tasdiqlash uchun ma’lumotlarning markazlashtirilgan bazasini o‘z ichiga oladi. Ushbu ma’lumotlar bazasi mobil stansiya uskunasiga mutlaq tegishlidir. EIR ma’lumotlar bazasi quyidagicha tashkil qilingan IMEI raqamlar ro‘yxatidan iborat.