В данном курсовом проекте требуется разработать систему для обеспечения беспроводной связи небольшого числа абонентов в пределах ограниченной территории. Основные требования к системе:
  • минимально возможная мощность излучения абонентской станции;
  • минимальный диапазон используемых частот;
  • возможность адаптивного изменения мощности передачи.
  • Система находится в пригородной зоне, 60 абонентов.
  • Радиус зоны обслуживания 2 км.
В пригородной местности достаточно прямой видимости мобильной станции(MS) и базовой станции(BTS) для приемопередачи сигнала. Одна БС на самой высокой точке местности с этим вполне справится. Но в случае выхода из строя или проведении ремонтно-технических работ связь будет прервана..
То есть необхдимо несколько базовых станций, что в свою очередь подразумевает сложный сценарий взаимодействия. Сеть может быть как централизованной так и децентрализованной(ad hoc). Но из-за динамически меняющейся топологии сети и отсутствия централизованного управления, ad hoc сети уязвимы для ряда атак злоумышленников. Также любая модернизация такой сети означает модернизацию абонентских терминалов. Это создаст дискомфорт для абонентов. Поэтому выберем централизованный вариант клиент — сервер.
По моему мнению самым лучшим вариантом будет несколько базовых станций, образующих сотовую структуру с сервером который обеспечивает контроль абонентские служб, мониторинг, поддержание требуемого качества сети.
Каждая БС обеcпечивает двустороннюю радиосвязь с каждым из абонентов в зоне своего действия. Мобильная сеть, включающая несколько станций, каждая из которых обслуживает небольшую площадь, будет охватывает всю территорию . Абонент мобильной сети может свободно перемещаться по всей этой территории, всегда оставаясь на связи. Данная структура позволяет в случае выхода из строя одной БС за счет адаптивного изменения мощности передачи компенсировать временную неработоспособность одной из станций.
Для взаимодействия между уровнями OSI необходимо ввести индивидуальный идентификатор физического уровня и идентификатор транспортного уровня. Каждому абонентскому терминалу соответствует уникальный заводской идентификатор(ЗИ). ЗИ — код содержащий информацию о дате производства, уникальный код географической области, код оператора, порядковый номер произведенного на заводе терминала. Он служит для идентификации устройства в сети и хранится в прошивке аппарата. В случае если аппарат будет украден злоумышленником, по просьбе абонента произойдет блокировка терминала. Для регистрации и пользования услугами в сети каждый абонент приобретает дополнительный модуль идентификации абонента(МИА). Модуль хранит идентификационную информацию о биллинге абонента.
Мобильная станция предоставляется в аренду. Провайдер в свою очередь владеет несколькими базовыми станциями и центральным сервером — центром коммутации подвижной связи(MSC).
Система должна обеспечивать максимальную безопасность абонентских идентификаторов. Поэтому для регистрации в сети по моему мнению необходима жесткая привязка заводского идентификатора терминала к модулю идентификации абонента(МИА). Даже если МИА каким-то образом будет перехвачен, злоумышленник не сможет воспользоваться услугами сети без терминала абонента.
При включении абонентского терминала происходит поиск сигналов базовых станций. Оценивается уровень SNR и выбирается самый лучший. Происходит считывание информации с МИА и посылка по управляющему каналу кодов ЗИ и МИА в центр коммутации. Где производится декодирование и попытка регистрации абонента в сети. При подтверждении регистрации происходит определение биллинга и возможных услуг. Терминал периодически шлет информацию о своей активности в сети. Каждый терминал взаимодействует исключительно с MSC.
Управление всеми услугами осуществляется центром коммутации подвижной связи. MSC контролирует работу всех БС. Осуществляет установку соединения к абоненту и от него внутри сети, обеспечивает интерфейс между внутренней сетью и ТФОП, другими сетями радиосвязи, сетями передачи данных. Выполняет функции маршрутизации вызовов, управление вызовами, эстафетной передачи обслуживания при перемещении MS из одной ячейки в другую.
Согласно ТЗ система должна использовать минимальный диапазон частот. Для решения этой задачи необходимо множественное использование спектра. Выберем временное разделение каналов(TDMA), как самое подходящее для ТЗ. TDMA позволяет работать нескольким MS на одной частоте. Необходимо адаптивное дискретное изменение уровня выходной мощности в процессе сеанса связи абонентов в соответствии с требуемой напряженностью поля, что приводет к существенному уменьшению взаимных радиопомех.
В итоге система обеспечивает:
вхождение в связь внутри сети и регистрацию стоимости разговора. возможность организации связи между MS и любым абонентом ТФОП. возможность автоматического поиска MS.
В качестве дополнительных услуг для абонентов возможны:
1)Передача данных с коммутацией пакетов;
2)Передача текстовых сообщений.
3)Переадресация вызова
4)Детализация счета.