Citlivosť mobilných telefónov. Všeobecné informácie o frekvenciách GSM Hlavné útočné vektory

V dôsledku toho je fyzický kanál medzi prijímačom a vysielačom určený frekvenciou, pridelenými rámcami a číslami časových úsekov v nich. Základňové stanice zvyčajne používajú jeden alebo viac kanálov ARFCN, z ktorých jeden sa používa na identifikáciu prítomnosti BTS vo vzduchu. Prvý časový slot (index 0) rámcov tohto kanála sa používa ako základný riadiaci kanál alebo signálny kanál. Zvyšnú časť ARFCN distribuuje prevádzkovateľ pre kanály CCH a TCH podľa vlastného uváženia.

2.3 Logické kanály

Logické kanály sa vytvárajú na základe fyzických kanálov. Rozhranie Um zahŕňa výmenu používateľských informácií a informácií o službách. Podľa špecifikácie GSM každý typ informácií zodpovedá špeciálnemu typu logických kanálov implementovaných prostredníctvom fyzických:

• dopravné kanály (TCH - Traffic Channel),
• servisné informačné kanály (CCH - Control Channel).

Dopravné kanály sú rozdelené do dvoch hlavných typov: TCH/F- Kanál plnej rýchlosti s maximálnou rýchlosťou až 22,8 Kbps a TCH/H- Kanál s polovičnou rýchlosťou s maximálnou rýchlosťou až 11,4 Kbps. Tieto typy kanálov možno použiť na prenos hlasu (TCH/FS, TCH/HS) a používateľských dát (TCH/F9.6, TCH/F4.8, TCH/H4.8, TCH/F2.4, TCH/H2 4), napríklad SMS.

Servisné informačné kanály sa delia na:

• Vysielanie (BCH - Broadcast Channels).
  • FCCH - Frekvenčný korekčný kanál. Poskytuje informácie potrebné pre mobilný telefón na opravu frekvencie.
  • SCH - Synchronizačný kanál. Poskytuje mobilnému telefónu informácie potrebné na synchronizáciu TDMA so základňovou stanicou (BTS), ako aj jeho identifikačné údaje BSIC.
  • BCCH - Broadcast Control Channel (informačný kanál vysielacej služby). Vysiela základné informácie o základňovej stanici, ako napríklad spôsob organizácie obslužných kanálov, počet blokov vyhradených pre správy o udelení prístupu, ako aj počet multirámcov (každý 51 rámcov TDMA) medzi požiadavkami stránkovania.
• Common Control Channels (CCCH)
  • PCH - Paging Channel. Pri pohľade do budúcnosti vám poviem, že Paging je druh pingu mobilného telefónu, ktorý vám umožňuje určiť jeho dostupnosť v určitej oblasti pokrytia. Tento kanál je určený presne na to.
  • RACH - Kanál s náhodným prístupom. Používané mobilnými telefónmi na vyžiadanie vlastného servisného kanála SDCCH. Výhradne uplink kanál.
  • AGCH - Access Grant Channel (kanál udeľovania prístupu). Na tomto kanáli odpovedajú základňové stanice na požiadavky RACH z mobilných telefónov priamym pridelením SDCCH alebo TCH.
• Vlastné kanály (DCCH – Vyhradené riadiace kanály)
  Vlastné kanály, ako napríklad TCH, sú pridelené konkrétnym mobilným telefónom. Existuje niekoľko poddruhov:
  • SDCCH - Samostatný vyhradený riadiaci kanál. Tento kanál sa používa na autentifikáciu mobilného telefónu, výmenu šifrovacích kľúčov, procedúru aktualizácie polohy, ako aj na uskutočňovanie hlasových hovorov a výmenu SMS správ.
  • SACCH - Slow Associated Control Channel. Používa sa počas konverzácie alebo keď sa kanál SDCCH už používa. S jeho pomocou vysiela BTS do telefónu pravidelné pokyny na zmenu časovania a sily signálu. V opačnom smere sú údaje o úrovni prijímaného signálu (RSSI), kvalite TCH, ako aj o úrovni signálu blízkych základňových staníc (BTS Measurements).
  • FACCH - Fast Associated Control Channel. Tento kanál je vybavený TCH a umožňuje prenos urgentných správ, napríklad počas prechodu z jednej základňovej stanice na druhú (Handover).

2.4 Čo je to burst?

Bezdrôtové údaje sa prenášajú ako sekvencie bitov, ktoré sa najčastejšie nazývajú „zhluky“ v rámci časových úsekov. Pojem „burst“, ktorého najvhodnejším analógom je slovo „burst“, by mal byť známy mnohým rádioamatérom a s najväčšou pravdepodobnosťou sa objavil pri zostavovaní grafických modelov na analýzu rádiového vysielania, kde je akákoľvek činnosť podobná vodopádom a postriekaniu. z vody. Viac sa o nich dočítate v tomto nádhernom článku (zdroj obrázkov), my sa zameriame na to najdôležitejšie. Schematické znázornenie výbuchu môže vyzerať takto:

Strážne obdobie
Aby sa predišlo interferencii (t. j. dva zhluky, ktoré sa navzájom prekrývajú), trvanie zhluku je vždy o určitú hodnotu (0,577 – 0,546 = 0,031 ms) kratšie ako trvanie časového intervalu, nazývané „ochranná perióda“. Toto obdobie je akousi časovou rezervou na kompenzáciu možných časových oneskorení pri prenose signálu.

Chvostové bity
Tieto značky určujú začiatok a koniec výbuchu.

Info
Nárazové užitočné zaťaženie, napríklad údaje o predplatiteľoch alebo prevádzka služieb. Pozostáva z dvoch častí.

Krádež vlajok
Tieto dva bity sa nastavia, keď sa obe časti zhlukových dát TCH prenášajú na FACCH. Jeden prenášaný bit namiesto dvoch znamená, že cez FACCH sa prenáša iba jedna časť zhluku.

Tréningová sekvencia
Túto časť zhluku používa prijímač na určenie fyzických charakteristík kanála medzi telefónom a základňovou stanicou.

2.5 Typy prasknutia

Každý logický kanál zodpovedá určitým typom zhlukov:

Normálne prasknutie
Sekvencie tohto typu implementujú prevádzkové kanály (TCH) medzi sieťou a predplatiteľmi, ako aj všetky typy riadiacich kanálov (CCH): CCCH, BCCH a DCCH.

Výbuch korekcie frekvencie
Názov hovorí sám za seba. Implementuje jednosmerný kanál FCCH downlink, ktorý umožňuje mobilným telefónom presnejšie naladiť frekvenciu BTS.

Burst synchronizácie
Burst tohto typu, podobne ako Frequency Correction Burst, implementuje downlinkový kanál, tentoraz SCH, ktorý je určený na identifikáciu prítomnosti základňových staníc vo vzduchu. Analogicky s paketmi majákov v sieťach WiFi sa každý takýto zhluk prenáša na plný výkon a obsahuje aj informácie o BTS potrebné na synchronizáciu s ním: snímková frekvencia, identifikačné údaje (BSIC) a ďalšie.

Dummy Burst
Falošná dávka odoslaná základňovou stanicou na vyplnenie nevyužitých časových úsekov. Ide o to, že ak na kanáli nie je žiadna aktivita, sila signálu súčasného ARFCN bude výrazne nižšia. V tomto prípade sa môže zdať, že mobilný telefón je ďaleko od základňovej stanice. Aby sa tomu zabránilo, BTS zapĺňa nevyužité časové úseky nezmyselnou prevádzkou.

Prístup Burst
Pri nadväzovaní spojenia s BTS odošle mobilný telefón vyhradenú požiadavku SDCCH na RACH. Základňová stanica po prijatí takéhoto zhluku pridelí účastníkovi jeho časovanie systému FDMA a odpovedá na kanáli AGCH, po ktorom môže mobilný telefón prijímať a odosielať normálne zhluky. Za zmienku stojí predĺženie trvania strážneho času, keďže spočiatku ani telefón, ani základňová stanica nepoznajú informácie o časových oneskoreniach. Ak požiadavka RACH nespadá do časového slotu, mobilný telefón ju odošle znova po pseudonáhodnom čase.

2.6 Preskakovanie frekvencie

Citát z Wikipédie:

Pseudonáhodné ladenie pracovnej frekvencie (FHSS - Frequency-hopping spread Spectrum) je spôsob prenosu informácií prostredníctvom rádia, ktorého zvláštnosťou je častá zmena nosnej frekvencie. Frekvencia sa mení podľa pseudonáhodnej postupnosti čísel, ktorú pozná odosielateľ aj príjemca. Metóda zvyšuje odolnosť komunikačného kanála voči šumu.

3.1 Hlavné vektory útoku

Keďže rozhranie Um je rádiové rozhranie, všetka jeho prevádzka je „viditeľná“ pre kohokoľvek v dosahu BTS. Navyše môžete analyzovať dáta prenášané cez rádio bez toho, aby ste opustili svoj domov, pomocou špeciálneho vybavenia (napríklad starého mobilného telefónu podporovaného projektom OsmocomBB alebo malého RTL-SDR dongle) a najbežnejšieho počítača.

Existujú dva typy útoku: pasívny a aktívny. V prvom prípade útočník žiadnym spôsobom neinteraguje ani so sieťou, ani s napadnutým účastníkom – iba prijíma a spracováva informácie. Nie je ťažké uhádnuť, že odhaliť takýto útok je takmer nemožné, no nemá toľko perspektív ako aktívny. Aktívny útok zahŕňa interakciu medzi útočníkom a napadnutým účastníkom a/alebo mobilnou sieťou.

Môžeme zdôrazniť najnebezpečnejšie typy útokov, ktorým sú vystavení účastníci mobilnej siete:

• Čuchanie
• Únik osobných údajov, SMS a hlasových hovorov
• Únik údajov o polohe
• Spoofing (FakeBTS alebo IMSI Catcher)
• Vzdialené snímanie SIM karty, spustenie náhodného kódu (RCE)
• Denial of Service (DoS)

3.2 Identifikácia účastníka

Ako už bolo spomenuté na začiatku článku, identifikácia účastníka sa vykonáva pomocou IMSI, ktorá je zaznamenaná na SIM karte účastníka a HLR operátora. Mobilné telefóny sú identifikované sériovým číslom – IMEI. Po overení však vzduchom nelieta IMSI ani IMEI v prehľadnej podobe. Po procedúre aktualizácie polohy je účastníkovi pridelený dočasný identifikátor - TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) a s jeho pomocou sa vykonáva ďalšia interakcia.

Metódy útoku
V ideálnom prípade je TMSI účastníka známa iba mobilnému telefónu a mobilnej sieti. Existujú však spôsoby, ako túto ochranu obísť. Ak cyklicky voláte účastníkovi alebo posielate SMS správy (alebo ešte lepšie Tiché SMS), pozorovaním PCH kanála a vykonávaním korelácie, môžete identifikovať TMSI napadnutého účastníka s určitou presnosťou.

Okrem toho, ak máte prístup k sieti interoperátora SS7, môžete zistiť IMSI a LAC jeho vlastníka podľa telefónneho čísla. Problémom je, že v sieti SS7 si všetci operátori navzájom „dôverujú“, čím sa znižuje úroveň dôvernosti údajov svojich účastníkov.

3.3 Autentifikácia

Na ochranu pred spoofingom sieť autentifikuje predplatiteľa predtým, ako mu začne slúžiť. SIM karta okrem IMSI ukladá aj náhodne vygenerovanú sekvenciu s názvom Ki, ktorú vracia iba v hašovanej forme. Ki je tiež uložená v HLR operátora a nikdy sa neprenáša ako čistý text. Vo všeobecnosti je proces autentifikácie založený na princípe štvorstranného podania ruky:

1. Predplatiteľ vydá požiadavku na aktualizáciu polohy a potom poskytne IMSI.
2. Sieť posiela pseudonáhodnú hodnotu RAND.
3. SIM karta telefónu hashuje Ki a RAND pomocou algoritmu A3. A3(RAND, Ki) = SRAND.
4. Sieť tiež hashuje Ki a RAND pomocou algoritmu A3.
5. Ak sa hodnota SRAND na strane predplatiteľa zhoduje s hodnotou vypočítanou na strane siete, potom predplatiteľ prešiel overením.

Metódy útoku
Iterácia cez Ki s hodnotami RAND a SRAND môže trvať pomerne veľa času. Okrem toho môžu operátori používať svoje vlastné hašovacie algoritmy. O pokusoch hrubou silou je na internete pomerne dosť informácií. Nie všetky SIM karty sú však dokonale chránené. Niektorým výskumníkom sa podarilo priamo získať prístup k súborovému systému SIM karty a potom extrahovať Ki.

3.4 Šifrovanie premávky

Podľa špecifikácie existujú tri algoritmy na šifrovanie používateľskej prevádzky:

• A5/0- formálne označenie pre absenciu šifrovania, rovnako ako OPEN vo WiFi sieťach. Sám som sa nikdy nestretol so sieťami bez šifrovania, podľa gsmmap.org sa však A5/0 používa v Sýrii a Južnej Kórei.
• A5/1- najbežnejší šifrovací algoritmus. Napriek tomu, že jeho hack bol opakovane demonštrovaný na rôznych konferenciách, používa sa všade. Na dešifrovanie prevádzky stačí mať 2 TB voľného miesta na disku, bežný osobný počítač s Linuxom a program Kraken na palube.
• A5/2- šifrovací algoritmus so zámerne oslabeným zabezpečením. Ak sa používa kdekoľvek, je to len pre krásu.
• A5/3- v súčasnosti najsilnejší šifrovací algoritmus, vyvinutý už v roku 2002. Na internete sa dajú nájsť informácie o niektorých teoreticky možných zraniteľnostiach, no v praxi jej hacknutie zatiaľ nikto nepredviedol. Neviem, prečo to naši operátori nechcú používať vo svojich 2G sieťach. To napokon ani zďaleka nie je prekážkou, pretože... šifrovacie kľúče sú operátorovi známe a prevádzka môže byť na jeho strane pomerne jednoducho dešifrovaná. A všetky moderné telefóny to dokonale podporujú. Našťastie to využívajú moderné siete 3GPP.

Metódy útoku
Ako už bolo spomenuté, pomocou snímacieho zariadenia a počítača s 2 TB pamäte a programu Kraken môžete pomerne rýchlo (niekoľko sekúnd) nájsť šifrovacie kľúče relácie A5/1 a potom dešifrovať komunikáciu kohokoľvek. Nemecký kryptológ Karsten Nohl v roku 2009 hackol A5/1. O niekoľko rokov neskôr Carsten a Sylviane Munodovi demonštrovali odpočúvanie a spôsob dešifrovania telefonického rozhovoru pomocou niekoľkých starých telefónov Motorola (projekt OsmocomBB).

Záver

Môj dlhý príbeh sa skončil. S princípmi fungovania celulárnych sietí sa môžete podrobnejšie a z praktickej stránky zoznámiť v sérii článkov hneď, ako dokončím zvyšné časti. Dúfam, že som vám mohol povedať niečo nové a zaujímavé. Teším sa na vašu spätnú väzbu a komentáre!

mobilné zariadenia

rádiový kanál

rádiová komunikácia

Pridať značky

Na základe počtu pásiem sú mobilné telefóny rozdelené do tried a frekvenčných variácií v závislosti od regiónu použitia, keďže historicky rôzne časti sveta štandardizovali rôzne frekvenčné pásma pre GSM siete. Telefóny sú:

• Jednopásmové- telefón môže pracovať v jednom frekvenčnom pásme. V súčasnosti sa nevyrába, ale v niektorých modeloch telefónov, napríklad Motorola C115, je možné manuálne vybrať konkrétny frekvenčný rozsah alebo pomocou inžinierskeho menu telefónu.

• Dvojpásmový - 900/1800 MHz (pre Európu, Áziu, Afriku, Austráliu – tieto 2 frekvenčné rozsahy pre siete GSM sú v tomto regióne štandardizované), príp. 850/1900 MHz (pre Ameriku a Kanadu - na západnej pologuli sa prijali frekvenčné rozsahy, ktoré sa líšia od Európy a zvyšku sveta, pretože v čase prijatia európskeho štandardu v Novom svete mali rádiové frekvenčné pásma 900 a 1800 MHz už boli pridelené na iné účely).

• Trojpásmový - 900/1800/1900 MHz (pre Európu, Áziu, Afriku, Austráliu) a 850/1800/1900 MHz (pre Ameriku a Kanadu).

• Štvorpásmový - 850/900/1800/1900 MHz, ktoré podporujú všetky frekvenčné rozsahy (čiže takéto telefóny sú najuniverzálnejšie – dokážu fungovať takmer kdekoľvek na svete, kde je akákoľvek GSM sieť).

Komerčné siete GSM začali fungovať v európskych krajinách v polovici roka. GSM sa vyvinulo neskôr ako analógové mobilné komunikácie a bolo v mnohých smeroch lepšie navrhnuté. Jeho severoamerický náprotivok, PCS, sa od svojich koreňov rozrástol na štandardy vrátane digitálnych technológií TDMA a CDMA, ale pre CDMA sa potenciálne zlepšenie kvality služieb nikdy nepreukázalo.

GSM fáza 1

1982 (Groupe Spécial Mobile) - 1990 Globálny systém pre mobilnú komunikáciu. Prvá komerčná sieť v januári podporuje rýchlosť prenosu dát až 9,6 kbit/s. Úplne zastarané, výroba zariadení preň bola ukončená.

V roku 1991 boli zavedené služby GSM „PHASE 1“.

Subsystém základňovej stanice

BSS pozostáva zo samotných základňových staníc (BTS - Base Transceiver Station) a ovládačov základňových staníc (BSC - Base Station Controller). Oblasť pokrytá sieťou GSM je rozdelená na šesťuholníky tzv plást alebo bunky. Priemer každej šesťuholníkovej bunky môže byť rôzny - od 400 m do 50 km. Maximálny teoretický polomer bunky je 120 km, čo je spôsobené obmedzenou schopnosťou synchronizačného systému kompenzovať čas oneskorenia signálu. Každá bunka je pokrytá jednou základňovou stanicou umiestnenou v jej strede, pričom bunky sa čiastočne prekrývajú, čím je zachovaná možnosť odovzdania bez prerušenia spojenia pri prechode účastníka z jednej bunky do druhej. Prirodzene, v skutočnosti sa signál z každej stanice šíri a pokrýva oblasť vo forme kruhu a nie šesťuholníka, ktorý je len zjednodušením znázornenia oblasti pokrytia. Každá základňová stanica má šesť susediacich, pretože úlohy plánovania umiestnenia staníc zahŕňali minimalizáciu nákladov na systém. Menej susediacich základňových staníc by viedlo k väčšiemu prekrývaniu pokrytia, aby sa predišlo hluchým miestam, čo by si zase vyžadovalo hustejšie umiestnenie základňových staníc. Väčší počet susedných základňových staníc by viedol k zbytočným nákladom na ďalšie stanice, zatiaľ čo zisk zo zníženia oblastí prekrytia by bol veľmi zanedbateľný.

Základná stanica (BTS) zabezpečuje príjem/prenos signálu medzi MS a ovládačom základnej stanice. BTS je autonómna a postavená na modulárnom základe. Smerové antény základnej stanice môžu byť umiestnené na vežiach, strechách atď.

Ovládač základnej stanice (BSC) riadi spojenia medzi BTS a prepínacím podsystémom. Medzi jeho právomoci patrí aj riadenie poradia pripojení, rýchlosti prenosu dát, distribúcie rádiových kanálov, zhromažďovanie štatistík, sledovanie rôznych rádiových meraní, prideľovanie a riadenie procedúry odovzdávania.

Spínací subsystém

NSS pozostáva z nasledujúcich komponentov.

Switching Center (MSC – Mobile Switching Center)

MSC kontroluje konkrétnu geografickú oblasť, kde sa nachádzajú BTS a BSC. Vytvára spojenie s účastníkom a od účastníka v rámci siete GSM, poskytuje rozhranie medzi GSM a PSTN, inými rádiovými sieťami a dátovými sieťami. Vykonáva aj funkcie smerovania hovorov, správy hovorov, odovzdania pri presune MS z jednej bunky do druhej. Po ukončení hovoru MSC spracuje údaje o ňom a odošle ich do zúčtovacieho centra na vygenerovanie faktúry za poskytnuté služby a zbiera štatistické údaje. MSC tiež neustále monitoruje polohu MS pomocou údajov z HLR a VLR, čo je potrebné pre rýchlu lokalizáciu a nadviazanie spojenia s MS v prípade hovoru.

Register polohy domova (HLR)

Obsahuje databázu k nemu priradených predplatiteľov. Obsahuje informácie o službách poskytovaných danému účastníkovi, informácie o stave každého účastníka potrebné v prípade hovoru, ako aj medzinárodnú identitu mobilného účastníka (IMSI - International Mobile Subscriber Identity), ktorá sa používa na autentifikáciu predplatiteľ (pomocou AUC). Každý účastník je priradený k jednému HLR. K dátam HLR majú prístup všetky MSC a VLR v danej GSM sieti a v prípade medzisieťového roamingu aj MSC iných sietí.

Register polohy návštevníka (VLR)

VLR zabezpečuje sledovanie pohybu MS z jednej zóny do druhej a obsahuje databázu pohybujúcich sa účastníkov, ktorí sa aktuálne nachádzajú v tejto zóne, vrátane účastníkov iných GSM systémov - tzv. Údaje o účastníkovi sa z VLR vymažú, ak sa účastník presunie do inej zóny. Táto schéma vám umožňuje znížiť počet požiadaviek na HLR daného účastníka a následne aj čas služby hovoru.

Register identifikácie zariadenia (EIR)

Obsahuje databázu potrebnú na stanovenie pravosti MS pomocou IMEI (International Mobile Equipment Identity). Generuje tri zoznamy: biely (schválené na použitie), sivý (niektoré problémy s identifikáciou MS) a čierny (používanie MS zakázané). Ruskí operátori (a väčšina operátorov v krajinách SNŠ) používajú iba biele listiny.

Autentifikačné centrum (AUC)

Tu sa autentifikuje predplatiteľ, presnejšie SIM (Subscriber Identity Module). Prístup k sieti je povolený až po tom, čo SIM karta prejde autentifikačnou procedúrou, počas ktorej sa z AUC do MS odošle náhodné číslo RAND, po ktorom sa číslo RAND súčasne zašifruje na AUC a MS pomocou kľúča Ki. SIM pomocou špeciálneho algoritmu. Potom sa „podpísané odpovede“ - SRES (podpísaná odpoveď), ktoré sú výsledkom tohto šifrovania, vrátia z MS a AUC do MSC. Na MSC sa odpovede porovnávajú a ak sa zhodujú, autentifikácia sa považuje za úspešnú.

Jeden priateľ sa pýta druhého:
- Prečo ten chlap hovorí do mobilu?
Neustále sa hrbí a znova vstáva?
- Chytá vlny alebo sa bojí ostreľovačov.
Anekdota na tému dňa (c)

Úvod

Každý chce, aby bol jeho mobil skutočne mobilný. Je pekné, ak vaše zariadenie dostatočne prijíma signál kdekoľvek a môžete hovoriť bez digitálneho dusenia a prerušení. Takúto slobodu by predsa mala poskytovať mobilná komunikácia. Väčšina civilizovaných krajín má 100% pokrytie. To znamená, že môžete prijímať a uskutočňovať hovory kdekoľvek v krajine. Toto je druh najvyššieho spojenia. Pre Rusko takáto príležitosť ešte nie je viditeľná ani na obzore. Máme toľko pôdy a tak málo ľudí, že nie je ekonomicky možné pokryť každý krík komunikáciami. Operátori teda musia myslieť na to, kde a ako namontujú ďalšiu základňovú stanicu. Pravdepodobnosť, že sa vybavenie objaví v tajge, je samozrejme oveľa menšia ako v blízkosti hlavnej diaľnice alebo železnice. Výsledkom je, že nie posledným argumentom pri kúpe mobilného telefónu je citlivosť a výkon jeho prijímacích a vysielacích obvodov. Spomínam si na úsvit rozvoja mobilnej komunikácie, keď vysokokvalitné telefóny skutočne poskytovali mobilitu svojim používateľom a majitelia zjednodušených riešení mali problémy. Teraz sú veľké mestá pokryté veľmi dobre, ale stále vám prichádzajú na myseľ momenty, keď vás váš partner požiada, aby ste šli k oknu alebo našli miesto, kde je spojenie lepšie. Jedna dobrá vec je, že každým rokom počet základňových staníc neustále rastie a oblasť pokrytia sa rozširuje. Tento proces je nezvratný. Pred časom som navštívil odľahlú oblasť regiónu Tver. Tam sme čelili situácii, keď „sofistikované“ mobilné telefóny odmietali fungovať. Sieť sa objavila a zmizla. Bol medzi nami aj šťastný majiteľ vzácnosti Siemens S35. Hovoril odkiaľkoľvek. To jasne svedčilo o tom, že všetky slúchadlá sú iné a kedysi dokázali vyrobiť skutočné bojové mobily. Všetky slúchadlá používajú iný hardvér, a preto je kvalita komunikácie v extrémnych podmienkach (nízka úroveň signálu) odlišná. Čas plynul a táto príhoda z pamäti mi nedovolí pokojne zaspať. Dal som si sľub, že si kúpim ďalšie mobilné zariadenie len pod podmienkou, že mi zaručí kvalitný príjem. Čas uplynul, ale nový mobilný telefón nebol zakúpený. Dnešný materiál by nás mal priblížiť k pochopeniu problému „citlivosti“ mobilného telefónu. Jeho prečítanie vám nezaručí neprerušovanú komunikáciu, ale vyrieši všetky technické aspekty, ktoré priamo súvisia s prijímačom a vysielačom vášho slúchadla. Dozviete sa tiež, ako sa vyhnúť podvodníkom.

Trochu teórie

Ak teda chcete prejsť k vecnému rozhovoru na dnešnú tému, musíte pochopiť konštanty. Na začiatok všetko napísané nižšie platí pre GSM komunikáciu. Keďže väčšina ruských používateľov si vyberá tento konkrétny štandard, preberáme zodpovednosť za písanie špeciálne pre nich. S náležitou inteligenciou a pozoruhodnou vynaliezavosťou však môžete kresliť analógie pre všetky ostatné typy mobilnej komunikácie. To, čo sme vyjadrili, bude miestami fungovať prakticky bez metamorfóz a niekedy budeme musieť opustiť zabehnutý chodníček známeho riešenia. Nohy totiž rastú z jedného miesta. V tomto prípade z mobilného telefónu. Teraz môžeme pokojne prejsť k základným teoretickým výpočtom. Každý mobilný telefón obsahuje vysielač a prijímač. Čisté reči o citlivosti mobilného telefónu sú preto v istom zmysle nesprávne. Je potrebné oddeliť výkon vysielača, implementáciu antény a citlivosť prijímača. Samozrejme, rôzni výrobcovia používajú nie úplne identické diely alebo hardvér. Preto rúrky fungujú inak. Kvalitu komunikácie navyše ovplyvňujú niektoré konštrukčné vlastnosti mobilného telefónu – geometria antény a tela, vaša poloha v priestore a vonkajšie faktory. V tomto chaose však existuje niekoľko základných princípov, na ktoré sa môžeme spoľahnúť. Samozrejme, toto sú štandardy pre mobilnú komunikáciu. Boli zaregistrované a podpísané pred mnohými rokmi. Každý vývojár sa zaväzuje ich posvätne implementovať a ctiť, rovnako ako prezident krajiny sľubuje, že neporuší ústavu. V oboch prípadoch sú možné nejaké porušenia, ale nikto z nich nebude potešený. Sankcie sú možné. V tomto prípade sú prezidenti oveľa lepšie chránení. Napríklad prefíkaná ázijská alebo európska spoločnosť sa rozhodne vytvoriť mobilný telefón so super výkonnou anténou. Zdá sa, že budú kupujúci a reklamné slogany - „Naše antény vysielajú tak, aby vás bolo počuť v najbližšom súhvezdí“ môžu zlomiť psychiku konkurentov. Takéto potrubia však nie je možné legálne predať. Všetky druhy výborov pre normy zatvoria celý podnik. Toto je situácia.

Mobil je takmer živý tvor. Vždy sa snaží komunikovať so základňovou stanicou. Deje sa tak bez ohľadu na želanie majiteľa. Samozrejme, ak je slúchadlo zapnuté. Základňová stanica vysiela signál pre slúchadlo na frekvenciách 935,2 - 959,8 MHz (dôležité! Hovoríme o GSM900) a mobilný telefón vysiela na frekvenciách 890,2 - 914,8 MHz. Drsné matematické výpočty naznačujú, že maximálna možná vzdialenosť medzi mobilným telefónom a základňovou stanicou môže byť 35 km. Je to spôsobené prevádzkou technológie TDMA – každej mobilnej stanici je pridelený časový slot 0,577 milisekúnd (presnejšie pomer je 15/26), počas ktorého musí mobilná stanica odpovedať bunke. Rýchlosť šírenia rádiových vĺn je konečná a známa – 300 tisíc km/s, maximálna vzdialenosť sa vypočíta ako jednoduché vynásobenie času rýchlosťou. Takto dopadne tých istých 35 km. Ak však teoretická vypočítaná hodnota vyzerá veľmi krásne, potom je v skutočnosti všetko trochu iné. Pre GSM-900 existuje 5 výkonových tried mobilných zariadení: 1. - 20 W, 2. - 8 W, 3. - 5 W, 4. - 2 W a 5. - 0,8 W. V skutočnosti sme nevideli jediné nositeľné slúchadlo s výkonom vyšším ako 2 W. S takýmito vlastnosťami je nemožné preniknúť na vzdialenosť 35 km. Ak je zvýšenie výkonu základňovej stanice celkom jednoduché - musíte nainštalovať výkonnejší transformátor a rokovať s dozornými orgánmi, potom nie je možné dať každému používateľovi generátor alebo päťdesiatkilogramovú kyselinovú batériu na chrbát. Proti účastníkovi mobilnej siete hrá doslova všetko: počasie, terén, infraštruktúra a oveľa viac. Takže skutočná vzdialenosť, na ktorú je možná komunikácia v každom konkrétnom prípade, sa dosiahne jednoduchým experimentom s mobilným telefónom. Inými slovami, máte skutočný dôvod na spoľahlivé meranie „citlivosti“ vášho mobilného zariadenia v teréne. Pamätajte, že nameraná hodnota bude veľmi závisieť od vášho konkrétneho mobilného telefónu a meniacich sa poveternostných podmienok. S najväčšou pravdepodobnosťou vám v obchode s mobilnými telefónmi nedovolia otestovať pár slúchadiel. Preto má zmysel len jedna akcia – buďte pozorní. Povedzme, že sa ocitnete v oblasti s nie úplne sebavedomým prijatím. Opýtajte sa svojich súdruhov, ako to ide s ich hovormi cez mobilné telefóny. Takáto skúsenosť nie je konečnou zárukou úspechu nákupu. Už skôr sme písali, že aj v rámci tej istej dodávky môžu trubice tej istej značky fungovať inak. Ani robotické spájkovanie nemôže zaručiť absolútne identické pripojenie vodičov, nehovoriac o polovodičoch a jednotnosti antén.

Vidím, ale vôbec nepočujem!

Pravdepodobne ste už niekedy videli na svojom mobilnom telefóne taký obrázok, že na obrazovke je logo vašej siete a telefonovať je takmer nemožné. Situácia je vaším spoločníkom v podmienkach nedostatočného signálu. Určitá zotrvačnosť loga môže v predplatiteľoch zabiť všetko ľudské. Niekedy je obraz zhoršený skutočnosťou, že váš mobilný telefón vypadol zo siete a telefón vášho priateľa naďalej kreslí obrázok, ktorý hovorí, že na jeho telefóne je spojenie. Pozrime sa na tento zaujímavý fakt. Ukazuje sa, že nie všetko je také zložité a jednoducho vysvetliteľné. Pozrime sa teda ešte raz na fungovanie mobilnej siete. Je známe, že na automatické ovládanie a začlenenie slúchadla do celkovej organizácie sú potrebné informácie o úrovniach signálu základňových staníc. Každý telefón meria úroveň signálu zo základnej stanice v danom časovom intervale. Toto sa vykonáva bez ohľadu na to, či hovoríte na slúchadle alebo či je v režime čakajúceho hovoru. Prečo sa to robí? Slúchadlo často „vidí“ niekoľko základňových staníc (BS) naraz. Sieť je organizovaná tak, že v jednom okamihu môže komunikovať (vaše konverzácie prebiehajú) len cez jednu BS. Mobilný telefón meria úroveň signálu z rôznych základňových staníc a vyberie tú, ktorá „vidí oveľa jasnejšie“. Je to logické a je to základný vektor fungovania siete. Mobilný telefón meria úroveň vstupného signálu na frekvenciách špecifikovaných systémom. Najbližšia bunka sa nemusí nevyhnutne stať vašou. Občas sa pripojíte na geograficky vzdialenejšiu stanicu, hlavne s vyšším signálom. Je možné prepnúť zariadenie na inú základňovú stanicu? Pri bežnej prevádzke mobilného telefónu to nie je možné. Ak zmeníte firmvér a umožníte používateľovi prístup k nastaveniam hardvéru, je to možné.

Pokračuj. Rúrka meria výkon vstupného signálu. Samozrejme, bez chyby to nejde. GSM štandardy poskytujú prípustnú chybu merania pri prevádzke za normálnych podmienok 6,3 krát (+/-4 dB). Pre „drsné“ prevádzkové podmienky, či už sú to napríklad veľmi nízke teploty, norma povoľuje chybu 15,8-násobku (+/-6 dB). Všetky tieto chyby skutočne fungujú na úplne prevádzkyschopné elektrónky. Bolo by veľmi ťažké bez nich žiť, keďže výrobcovia mobilných telefónov fyzicky nedokážu poskytnúť referenčné meranie prichádzajúcej energie. Potom, čo sme sa dozvedeli o chybe v meraní výkonu, zostáva prejsť na konkrétny príklad. Povedzme, že sa vy a vaše slúchadlo ocitnete na mieste, kde je skutočná úroveň signálu základňovej stanice -103 dB. Nastavenia pre všeobecnú prevádzku siete sú nastavené tak, že slúchadlu oznamujú, že prístup k nej je povolený pri nameranej úrovni signálu -105 dB. Samozrejme, tu vychádzajú všetky naše chyby. Prijímač mobilného telefónu je navrhnutý tak, že úroveň signálu je znížená o 4 dB. Signál nameraný elektrónkou bude -107 dB. Plne funkčné slúchadlo, ktoré spĺňa všetky štandardy, bude teda zo siete vyradené, pretože nemá právo byť zahrnuté do systému. Iný mobil má takú implementáciu, že nadhodnotí nameraný signál o 4 dB. Bude sa môcť zaregistrovať v sieti a zobraziť jej logo na obrazovke. Povedzme viac, že ​​ak je skutočná úroveň signálu pre takéto slúchadlo -108 dB (v mieste, kde sa nachádza), zariadenie sa stále správne zaregistruje v sieti operátora. Toľko k „citlivosti“ mobilných zariadení. Takže prítomnosť loga na obrazovke vášho telefónu znamená, že slúchadlo je zaregistrované v sieti, ale nezaručuje normálnu komunikáciu. Stále je to však pekné. Pokus o rozhovor možno niekedy považovať za samotnú výzvu. Takže, milí čitatelia, prajem vám, aby ste mali slúchadlo s prijímačom a meracou dráhou, ktoré bude neustále zvyšovať úroveň výkonu signálu zo základnej stanice. Úplne sme tak zničili mýtus, že používatelia rôznych mobilných telefónov môžu merať úrovne signálu zobrazené na obrazovkách svojich mobilných telefónov. Takéto rozhovory sa totiž vedú len z hlbokej neznalosti danej problematiky. Odteraz, keď sa vás opýtame na úroveň signálu a pozriete sa na informácie na obrazovke slúchadla, nemali by ste strácať čas prázdnymi hovormi. Nemá zmysel porovnávať nameraný výkon prichádzajúceho signálu a na „referenčné kocky“ by ste mali úplne zabudnúť. Ako do nich tento výrobca telefónov prevádza dáta, zostáva záhadou. Opäť nemá zmysel strácať čas otváraním.

Tanec s mobilom

Akákoľvek duplexná rádiová stanica a mobilný telefón je špeciálnym prípadom tohto pravidla, používa anténu na príjem a vysielanie signálu. Táto skutočnosť je ďalším argumentom pre pominuteľnosť pojmu „citlivosť“. Použitie rovnakého rúrkového prvku oddelene zahŕňa určitý kompromis. Vysielač nesmie rušiť prijímač a ten zasa nesmie rušiť ten prvý. Všetci žijeme na planéte Zem a plne dodržiavame fyzikálne pravidlá, ktoré nám ukladá príroda. Preto je hlúpe veriť, že jedno elektrické zariadenie nemôže zasahovať do prevádzky druhého. Výsledkom je, že vývojári prichádzajú k základnému kompromisu. Je to to, čo umožňuje zariadeniu fungovať tak, že vy, účastníci, môžete počuť hlas vášho partnera na slúchadle. Mimochodom, kompromis Jeho Veličenstva sa často robí v prospech prijímača. Samozrejme, bolo by možné vytvoriť nie duplexný, ale simplexný prenos - iba v jednom smere súčasne, ale takéto spojenie by neuspokojovalo potreby moderných používateľov. Existuje názor, že ak zakryjete anténu mobilného telefónu rukou, rozhovory budú jasné a tiché. Pozrime sa na túto situáciu. Ak totiž anténu zakryjete akýmkoľvek predmetom, tak v drvivej väčšine prípadov klesne úroveň meraného signálu mobilom. Mobilné zariadenie je navrhnuté tak, že čím horšie bunku „počuje“, tým „hlasnejšie“ na ňu reaguje. V súlade s tým sa zvýši výkon výstupného signálu. Jeho schopnosť preniknúť do vašej ruky alebo iného predmetu, ktorý blokuje anténu, nie je neobmedzená. Navyše základňová stanica nezvýši výkon, keďže nevie, že užívateľ ruší jej signál a jej parametre na to jednoducho nie sú dimenzované. Všetky vaše činy sú teda deštruktívnejšie, keď si zakryjete anténu mobilného telefónu rukou. Mimochodom, úroveň meraného prichádzajúceho signálu ovplyvňuje nielen ruka, ale aj kovové šperky na nej. Keď hovoríte na mobilnom telefóne, snažte sa držať ruku čo najďalej od antény. Takto si ušetríte zdravie a nebudete zbytočne zasahovať. Železobetónové konštrukcie sa stávajú vynikajúcou prekážkou pre bunkovú komunikáciu. Pamätajte, že čím je vlna kratšia, tým lepšie do nich prenikne. Mimochodom, toto (a nielen to) vysvetľuje fakt, že v centre mesta operátori radi využívajú pásmo 1800 MHz. Mimo mesta, v podmienkach zlej komunikácie, skúste vyliezť na všetky druhy kopcov. Táto akcia odstraňuje zbytočné fyzické rušenie v ceste elektromagnetických vĺn z mobilného telefónu do základnej stanice. Pamätajte, že vo frekvenčných rozsahoch používaných v celulárnej komunikácii, dokonca aj pri malom, len niekoľko centimetrov alebo desiatkach centimetrov, pohybu antény alebo v priebehu času sa úroveň signálu môže zmeniť 100 a dokonca 1 000 krát (o 20 - 30 dB). Nezabudnite sa pohybovať a hľadať „šťastné“ miesta. Nastal čas porozprávať sa o najtemnejšej téme mobilnej komunikácie – vonkajších a vnútorných anténach. Je ťažké spočítať všetky príbehy a spory na túto tému. Budeme hovoriť len o štandardných anténach. Alebo tie, ktoré už máte nainštalované vo vašich mobilných telefónoch. Príjem a vysielanie samozrejme výrazne zlepšujú prídavné (diaľkové) antény s boostermi, ktoré si môžete dokúpiť, no na mobilitu musíte zabudnúť. Mimochodom, nadšencom automobilov sa takéto riešenia naozaj páčia, pretože ich netreba nosiť so sebou. Takže interná alebo externá anténa? Jednoznačné riešenie tohto problému neexistuje. Ak viete, ako vyriešiť vlnové rovnice a nastaviť okrajové podmienky, potom po prijatí skutočných parametrov vášho mobilného telefónu budete môcť simulovať situáciu hovoru na počítači na rôznych miestach v oblasti pokrytia. Pred niekoľkými rokmi jeden Američan zverejnil výsledky svojich výpočtov online. Spôsobili dlhé polemiky. V dôsledku toho ich odstránil. Je to škoda, pretože toto je jediný príklad takýchto výpočtov. Skúsenosti ukazujú, že moderné vstavané antény nie sú v žiadnom prípade nižšie ako externé riešenia. Život výrazne komplikujú najrôznejšie domáce dekorácie, ktoré užívatelia vysielajú do antény. V dôsledku toho môže anténa fungovať abnormálne a môže dokonca poškodiť vaše zdravie, pričom vyžaruje prevažne smerom k vašej hlave.

Rozšírená bunka

Operátor však nemôže vždy nainštalovať bežné základňové stanice na pokrytie veľkých oblastí. Predstavte si napríklad púšť alebo vodnú plochu. Ekonomicky a niekedy aj fyzicky je jednoducho nemožné umiestniť požadovaný počet BS. Pre štandard GSM sa poskytuje bunková konfigurácia, v ktorej sa komunikačný dosah zvyšuje na 70 km. Nazýva sa to Rozšírená bunka. S týmto využitím zariadení sa počet konverzačných kanálov zníži na 3. Ale operátor pokrýva obrovské oblasti iba jednou stanicou.

Nie je to tak dávno, v blízkosti Petrohradu vo Fínskom zálive, jeden z operátorov používal Extended Cell. Predplatitelia mohli vidieť názov tohto operátora s výkričníkom na displeji svojich mobilných telefónov. To znamenalo, že slúchadlo videlo sieť, ale nemohlo s ňou komunikovať. Problém bol vyriešený použitím externých smerových antén, kedy bol výstupný signál zariadenia zosilnený. Extended Cell teda umožňuje pokryť gigantické, riedko obývané oblasti. Ich používanie je však čoraz menej populárne. Na Sibíri také bunky nemôžete nainštalovať a rekreačné oblasti z hľadiska bunkovej záťaže už dlho prevyšujú centrá megacities, pokiaľ ide o intenzitu telefonických rozhovorov. Extended Cell fyzicky nemôže obsluhovať takéto miesta a požiadavka na dodatočnú anténu nerobí tomuto spôsobu komunikácie takú popularitu, akú si zaslúži.

Pozor, podvodníci

Každý používateľ by chcel zvýšiť „citlivosť“ svojho mobilného zariadenia. Útočníci sú pripravení to využiť vo svojich plánoch na oklamanie predplatiteľov mobilnej siete. Najjednoduchší spôsob, ako oklamať človeka, je poskytnúť mu službu, ktorú je ťažké overiť. A ak sa ukáže, že jeho hodnota je malá, tak je to len poklad pre podvodníka. V dôsledku toho sa na trhu objavili „nálepky na zvýšenie citlivosti pre mobilné telefóny“. Samozrejme, že sú vhodné pre všetky typy trubíc, predávajú sa cez internet a stoja smiešne peniaze. Výrobca tohto produktu tvrdí, že nálepka funguje výhradne podľa fyzikálnych zákonov a dáva vášmu telefónu bezprecedentnú citlivosť. Človek má dojem, že nálepky očarené čarodejníkmi a oklamané tamburínou by sa tiež celkom dobre predávali, no podvodníci sa rozhodli zahrať na tuposť davu a masívnosť trhu. Zázračné nálepky sa na internete predávajú s veľkým úspechom dodnes.

Tvorcovia nálepky odporúčajú nalepiť ju pod batériu. Logický ťah. Tam nálepka nebude prekážať a nebude prekážať pri prevádzke skutočnej antény. Mimochodom, na výpočty druhého sa vynakladá obrovské množstvo úsilia. Každá anténa je svojím spôsobom jedinečná a na všetku túto rozmanitosť nemôže existovať všeobecný všeliek. Podvodníci môžu iba narušiť fungovanie vašej štandardnej antény. Je možné zaviesť rušenie a šum. Otázne je aj reklamné tvrdenie, že jedna nálepka nahrádza metrovú anténu. Takáto dĺžka jednoducho nemôže byť potrebná. Samozrejme, môžete zostaviť metrovú anténu, ale bude to veľmi zložitý a nie veľmi potrebný systém. Jedným slovom oklamú nášho brata. Mimochodom, nohy tejto nálepky pochádzajú z Ázie. Kedysi za ne skutočne predávali mobilné telefóny a špeciálne antény vo forme nálepiek. Od systému sa však upustilo, pretože používatelia ich jednoducho nedokázali správne nalepiť. Dôležité bolo presné umiestnenie nálepky do požadovanej časti mobilu. Úloha sa ukázala ako nemožná. Takže neplytvajte peniazmi a povzbudzujte podvodníkov.

Slovo na záver

Dnes sme sa zaoberali pojmom „citlivosť“ mobilného telefónu. Dá sa vyvodiť jeden záver. Čím lepšie je vaše slúchadlo zostavené a čím lepšia je základňa prvkov, tým ľahšie sa vám bude hovoriť v oblastiach so slabým príjmom. Ak máte možnosť použiť vzdialené antény s úzkym vyžarovacím diagramom, tak ich vyskúšajte. Naozaj pomáhajú niekedy riešiť zložité komunikačné situácie. Dúfajme, že po určitom čase mobilní operátori pokryjú celú zemeguľu a na tento problém zabudneme. Zostať v kontakte!

Používatelia sietí GSM sa naďalej obávajú citlivosti rôznych zariadení. Nezamieňajte pojmy citlivosť prijímacej časti a vysielacieho výkonu. Na internete nájdete ľudí presvedčených o tom, že rôzne zariadenia prijímajú rôzne, ako aj tých, ktorí tvrdia, že pojem citlivosť vo vzťahu ku GSM telefónom je typickým mýtom. Je to tak?

Najprv si stručne pochopme základné pojmy, aby nikto nemal žiadne otázky.
Takže, zjednodušene povedané, mobilný telefón je duplexná rádiová stanica, ktorá komunikuje na rôznych frekvenciách. Podľa štandardu GSM môže byť takýchto frekvencií 124, s akou frekvenciou sa práca vykonáva, určuje operátor.

Základná stanica - základňová stanica (BS) vysiela a telefón - mobilná stanica (MS) prijíma na frekvenciách 935,2-959,8 MHz. Mobilný telefón vysiela a základňová stanica prijíma na frekvenciách 890,2-914,8 MHz.

http://www.mobile-review.com
Ak počas rozhovoru zakryjete anténu rukou, výkon sa tiež zvýši so slabnutím signálu. Vzhľadom na to, že telefóny sa zmenšili, je veľmi jednoduché zakryť anténu rukou. Tým sa zmení citlivosť zariadenia minimálne o 4-5 dB. A ako ukazujú testy všetkých moderných telefónov, rozdiely medzi nimi sú presne v rozmedzí 4-5 dB. Na druhej strane, počas testovania sa 4-5 dB zmestí do štatistickej chyby, pojem citlivosti prestáva byť objektívny a stáva sa subjektívnym.

http://www.ixbt.com
Citlivosť, rovnako ako vlastnosti zariadenia, je úplne svojvoľný pojem. Zariadenia z rovnakej šarže môžu mať rôznu citlivosť. Všetko závisí od nastavenia. Podľa pokynov môže rozptyl hodnôt pre rovnaký model dosiahnuť 4 dB.

Http://www.onliner.by
Sme takmer v strede cely. Telefón držíme správne. Nezakrývajte rukou oblasť s anténou navrchu. A čo vidíme? A to, že hladina je -51..-53dB. Teraz položme telefón na mäkký povrch pohovky takmer na to isté miesto, kde sme ho držali v ruke. ČO TO JE??! už máme -44..-45dB!!! Skvelé. Vezmeme telo do ruky. Anténu úplne zakryjeme dlaňou, už je -60! -62!

K všetkému vyššie uvedenému musíme dodať, že diskutované parametre pre konkrétny model telefónu sa hľadajú len veľmi ťažko. Takéto informácie jednoducho nemusia byť v návode na obsluhu a úroveň ich dôveryhodnosti je dosť nízka. Výrobcovia telefónov často zvyšujú špecifikácie a vysvetľujú to svojimi „spoľahlivejšími“ metódami merania. Pridajte k tomu, poskytované štandardom, výrazné rozdiely v charakteristikách dokonca aj v telefónoch rovnakej série. Tak sa veci majú. Môžeme po tomto všetkom dôverovať subjektívnym hodnoteniam z rôznych zdrojov alebo nie?

Voliteľne vám ovládač základňovej stanice umožňuje aktivovať režim, v ktorom je možné používať terminál na vzdialenosť 120 km. z BS, ale v tomto prípade sa počet prevádzkových kanálov na jednom nosiči zníži na štyri. Tento režim sa nazýva rozšírená bunka. V našich končinách nie je jeho využitie efektívne, čo je spôsobené náročným terénom. Napríklad Astrakhan - GSM úspešne používa rozšírené bunky v rovinatých oblastiach a na pokrytie rieky. Volga.

Ako si teda vybrať model telefónu, ktorý bude najlepšie fungovať v oblasti nestabilnej komunikácie?

Myslím si, že v prvom rade si treba dať pozor na funkčnosť telefónu, jednoduchosť ovládania, dizajn a v neposlednom rade aj cenu. A potom - v závislosti od šťastia. V oblasti s normálnou úrovňou signálu sa funkcie parametrov a nastavení telefónu nijako neprejavia. V oblasti nestabilnej komunikácie, slabého signálu, ak budete mať šťastie a narazíte na telefón s priaznivejšou možnosťou nastavenia, bude fungovať o niečo lepšie, ak nebudete mať šťastie, bude pripojenie o niečo horšie alebo tam nebude vôbec žiadne spojenie. V každom prípade je v oblasti nestabilnej komunikácie užitočné pomôcť telefónu pripojením externej smerovej antény alebo aspoň hands free headsetu. Koniec koncov, nemôžete požadovať kompenzáciu za všetky nedostatky, ktoré má oblasť služieb mobilného operátora len od malého telefónu.

Pre informáciu:

Decibely (dB) sú logaritmické jednotky široko používané v rádiotechnike na vyjadrenie pomeru dvoch veličín. Pomer napätí (U) a výkonov (P) dvoch signálov v decibeloch možno vyjadriť takto:
N = 20 log (U1/U2) = 10 log (P1/P2)

Ak sa určitá referenčná absolútna hodnota použije ako jedna z veličín v pomere, potom je možné vyjadriť absolútne hodnoty v logaritmických jednotkách. Napríklad, ak vezmeme 1 mW výkonu ako referenčnú hodnotu, potom ďalšie absolútne hodnoty výkonu môžu byť vyjadrené v logaritmických jednotkách<дБм>(decibel až miliwatt), ktoré sa často používajú v rádiotechnike. V tomto prípade kladné hodnoty zodpovedajú úrovniam presahujúcim referenčnú hodnotu a záporné hodnoty zodpovedajú úrovniam pod referenčnou hodnotou.

O štandarde GSM

GSM (z názvu skupiny Groupe Spécial Mobile, neskôr premenovanej na Global System for Mobile Communications) (rusky SPS-900) je globálny digitálny štandard pre mobilnú bunkovú komunikáciu s rozdelením frekvenčných kanálov na princípe TDMA a stredným stupňom bezpečnosť. Vyvinutý pod záštitou Európskeho inštitútu pre normalizáciu telekomunikácií (ETSI) koncom 80-tych rokov.

Všeobecné informácie

GSM označuje siete druhej generácie (2 generácie) (1G - analógová bunková komunikácia, 2G - digitálna bunková komunikácia, 3G - širokopásmová digitálna bunková komunikácia prepínaná viacúčelovými počítačovými sieťami vrátane internetu).

Mobilné telefóny sú dostupné v 4 frekvenčných pásmach: 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz.

V závislosti od počtu pásiem sú telefóny rozdelené do tried a frekvenčných variácií v závislosti od oblasti použitia.

Jednopásmové - telefón môže pracovať na jednej z frekvencií. V súčasnosti sa nevyrába, ale v niektorých modeloch telefónov, napríklad Motorola C115, je možné manuálne vybrať konkrétnu frekvenciu alebo pomocou inžinierskeho menu telefónu.

Dual Band - pre Európu, Áziu, Afriku, Austráliu 900/1800 a 850/1900 pre Ameriku a Kanadu.

Tri-band - pre Európu, Áziu, Afriku, Austráliu 900/1800/1900 a 850/1800/1900 pre Ameriku a Kanadu.

Quad Band - podporuje všetky pásma 850/900/1800/1900.

Štandard GSM používa moduláciu GMSK s normalizovanou šírkou pásma VT - 0,3, kde B je šírka pásma filtra pri mínus 3 dB, T je trvanie jedného bitu digitálnej správy.

GSM je zďaleka najbežnejším komunikačným štandardom. Podľa GSM Association (GSMA) predstavuje tento štandard 82 % globálneho trhu mobilnej komunikácie, 29 % svetovej populácie využíva globálne technológie GSM. GSMA v súčasnosti zahŕňa operátorov vo viac ako 210 krajinách a územiach.

Etapy vývoja

GSM pôvodne znamenalo Groupe Spécial Mobile, po analytickej skupine, ktorá vytvorila štandard. Teraz je známy ako Globálny systém pre mobilnú komunikáciu, hoci slovo „Komunikácia“ nie je zahrnuté v skratke. Vývoj GSM začal v roku 1982 skupinou 26 európskych národných telefónnych spoločností. Európska konferencia poštových a telekomunikačných správ (CEPT) sa snažila vybudovať spoločný 900 MHz bunkový systém pre všetky európske krajiny. Úspechy GSM boli pre Európsku úniu vzácnym triumfom „jedným z najpresvedčivejších dôkazov toho, čo môže spolupráca európskeho priemyslu dosiahnuť na globálnom trhu“.

V roku 1989 prevzal zodpovednosť za ďalší rozvoj GSM Európsky inštitút pre telekomunikačné normy (ETSI). Prvé odporúčania boli publikované v roku 1990. Špecifikácia bola zverejnená v roku 1991.

Komerčné siete GSM začali fungovať v európskych krajinách v polovici roku 1991. GSM sa vyvinulo neskôr ako konvenčné mobilné komunikácie a bolo v mnohých smeroch lepšie navrhnuté. Jeho severoamerický náprotivok, PCS, prerástol od svojich koreňov do štandardov vrátane digitálnych technológií TDMA a CDMA, ale v prípade CDMA sa skutočná zvýšená použiteľnosť nikdy nepotvrdila.

1982 (Groupe Spécial Mobile) - 1990 Globálny systém pre mobilnú komunikáciu. Prvá komerčná sieť v januári 1992. Digitálny štandard, podporuje rýchlosť prenosu dát až 9,6 kbit/s. Úplne zastarané, výroba zariadení preň bola ukončená.

V roku 1991 boli zavedené služby GSM „PHASE 1“.

Tie obsahujú:

Presmerovanie hovorov.

Schopnosť preniesť prichádzajúce hovory na iné telefónne číslo v prípadoch, keď je číslo obsadené alebo účastník neodpovedá; keď je telefón vypnutý alebo mimo dosahu siete atď. Okrem toho je možné posielanie faxov a dát.

Blokovanie hovorov. Zakázať všetky prichádzajúce/odchádzajúce hovory; zákaz odchádzajúcich medzinárodných hovorov; zákaz prichádzajúcich hovorov, s výnimkou intranetových hovorov.

Čakajúci hovor. Táto služba vám umožňuje prijať prichádzajúci hovor počas hovoru, ktorý už prebieha. V takom prípade bude prvý účastník buď naďalej v kontakte, alebo sa s ním môže dokončiť konverzácia.

Podržanie hovoru. Táto služba vám umožňuje volať (alebo odpovedať na prichádzajúci hovor) inému účastníkovi bez prerušenia spojenia s jedným účastníkom.

Globálny roaming. Pri návšteve ktorejkoľvek krajiny, s ktorou váš operátor podpísal zmluvu, môžete používať svoj GSM mobilný telefón bez zmeny čísla.

Štandard GSM Phase 2 bol prijatý v roku 1993. Digitálny štandard, ktorý podporuje rýchlosť prenosu dát až 9,6 kbit/s. Od roku 1995 zahŕňa pásmo 1900 MHz. Druhá etapa vývoja GSM - GSM „Fáza 2“, ktorá skončila v roku 1997, poskytuje tieto služby:

Prezentácia identifikácie volajúcej linky. Pri prichádzajúcom hovore sa na obrazovke zobrazí číslo volajúceho.

Obmedzenie identifikácie volajúcej linky. Pomocou tejto služby môžete zakázať identifikáciu vlastného čísla pri pripájaní k inému účastníkovi.

Skupinový hovor (viac účastníkov).

Režim telekonferencie alebo konferenčného hovoru vám umožňuje spojiť až päť účastníkov do skupiny a viesť rokovania medzi všetkými členmi skupiny súčasne.

Vytvorenie uzavretej skupiny až desiatich účastníkov (Closed User Group). Umožňuje vám vytvoriť skupinu používateľov, ktorej členovia môžu komunikovať iba medzi sebou. Najčastejšie túto službu využívajú firmy, ktoré svojim zamestnancom poskytujú terminály na prácu.

Informácie o cene hovoru. To zahŕňa časovač, ktorý počíta čas na linke, a počítadlo hovorov. Taktiež si vďaka tejto službe môžete skontrolovať zostávajúci kredit na svojom účte. Je možná aj iná služba: „Avízo o poplatkoch“. Na žiadosť používateľa sa cena a trvanie hovoru skontroluje, keď je zariadenie v kontakte.

Služba alternatívnej linky. Používateľ si môže zakúpiť dve čísla, ktoré budú priradené k jednému modulu SIM. V tomto prípade sa komunikácia uskutočňuje cez dve linky, ktoré poskytujú dva účty, dve hlasové schránky atď.

Krátke textové správy (Služba krátkych správ). Schopnosť prijímať a odosielať krátke textové správy (do 160 znakov).

Systém hlasových správ (Voice Mail). Služba umožňuje automaticky presmerovať prichádzajúce hovory do osobného záznamníka (hlasovej schránky). Toto je možné použiť len vtedy, ak má účastník aktivovanú službu „presmerovanie hovorov“.

Štandard GSM fázy 2 sa považuje za zastaraný; ale keďže štandard GSM predpokladá spätnú kompatibilitu, staré zariadenia a telefóny základňových staníc môžu (a fungujú) v moderných sieťach.

Ďalšia etapa vývoja sietí štandardu GSM „FÁZA 2+“ nie je spojená s konkrétnym rokom implementácie. Nové služby a funkcie sú štandardizované a implementované po príprave a schválení ich technických popisov. Všetky práce na etape „Fáza 2+“ vykonal Európsky inštitút pre normalizáciu telekomunikácií (ETSI). Počet služieb, ktoré sú už implementované a sú vo fáze schvaľovania, presahuje 50. Medzi nimi sú tieto:

vylepšený softvér SIM karty;

vylepšené kódovanie reči pri plnej rýchlosti EFR (Enhanced Full Rate);

možnosť interakcie medzi systémami GSM a DECT;

zvýšenie rýchlosti prenosu dát vďaka prenosu paketových dát GPRS (General Packet RadioService) alebo prostredníctvom systému prenosu dát HSCSD (High Speed ​​​​Circuit Switched Data).

Služby

GSM poskytuje podporu pre nasledujúce služby:

Služby prenosu dát (synchrónna a asynchrónna výmena dát vrátane paketového prenosu dát - GPRS). Tieto služby nezaručujú kompatibilitu koncových zariadení a poskytujú iba prenos informácií do az nich.

Prenos rečových informácií.

Prenos krátkych správ (SMS).

Odosielanie faxových správ.

Doplnkové (voliteľné) služby:

Identifikácia volajúceho čísla a obmedzenie takejto identifikácie.

Bezpodmienečné a podmienené presmerovanie hovorov na iné číslo.

Čakajúci a podržaný hovor.

Konferenčný hovor (súčasná hlasová komunikácia medzi tromi alebo viacerými mobilnými stanicami).

Zákaz služieb definovaných používateľom (medzinárodné hovory, roamingové hovory atď.)

a mnoho ďalších služieb.

Výhody a nevýhody

Výhody štandardu GSM:

Menšie rozmery a hmotnosť telefónnych prístrojov oproti analógovým štandardom (NMT-450, AMPS-800) s dlhšou prevádzkovou dobou bez dobíjania batérie. Dosahuje sa to najmä vďaka vybaveniu základňovej stanice, ktorá neustále analyzuje úroveň signálu prijímaného zo zariadenia účastníka. V prípadoch, keď je vyššia ako požadovaná, sa do mobilného telefónu automaticky odošle príkaz na zníženie vyžarovaného výkonu.

Dobrá kvalita komunikácie s dostatočnou hustotou základňových staníc.

Veľká kapacita siete, možnosť veľkého počtu súčasných pripojení.

Nízka úroveň priemyselného rušenia v týchto frekvenčných rozsahoch.

Vylepšená (v porovnaní s analógovými systémami) ochrana proti odpočúvaniu a nelegálnemu použitiu, ktorá sa dosahuje použitím šifrovacích algoritmov so zdieľaným kľúčom.[špecifikujte]

Efektívne kódovanie reči (kompresia). Technológia EFR bola vyvinutá spoločnosťou Nokia a následne sa stala priemyselným štandardom kódovania/dekódovania pre technológiu GSM.[objasniť]

Rozšírený najmä v Európe veľký výber zariadení. Dnes štandard GSM podporuje 228 operátorov oficiálne registrovaných v asociácii GSM operátorov zo 110 krajín.

Možnosť roamingu. To znamená, že účastník jednej z GSM sietí môže používať číslo mobilného telefónu nielen doma, ale aj pohybovať sa po svete a presúvať sa z jednej siete do druhej bez toho, aby sa rozlúčil so svojím účastníckym číslom. Proces prechodu zo siete do siete prebieha automaticky a používateľ GSM telefónu nemusí operátora vopred upozorňovať (v sieťach niektorých operátorov môžu existovať obmedzenia na poskytovanie roamingu ich účastníkom; podrobnejšie informácie môžete získať priamo u svojho operátora GSM)

Nevýhody štandardu GSM:

Skreslenie reči počas digitálneho spracovania a prenosu.

Komunikácia je možná na vzdialenosť nie viac ako 120 km od najbližšej základňovej stanice, a to aj pri použití zosilňovačov a smerových antén. Preto je na pokrytie určitej oblasti potrebný väčší počet vysielačov ako v NMT-450 a AMPS.

Štandardy a rádiové rozhranie

GSM štandardy vytvára a publikuje Európsky inštitút pre telekomunikačné štandardy. Dokumenty sú označené GSM nn.nn, napríklad štandard pre GSM SIM karty GSM 11.11 je všeobecne známy.

GSM štandard definuje 4 prevádzkové rozsahy (existuje aj piaty):

900/1800 MHz (používané v Európe, Ázii)

Charakteristika GSM-900 GSM-1800

MS vysielacie a prijímacie frekvencie BTS, MHz 890 - 915 1710 - 1785

MS príjem a vysielacie frekvencie BTS, MHz 935 - 960 1805 - 1880

Duplexný odstup prijímacích a vysielacích frekvencií, MHz 45 95

Počet frekvenčných komunikačných kanálov so šírkou 1 komunikačného kanálu 200 kHz 124 374

Šírka pásma komunikačného kanála, kHz 200 200

Digitálny štandard pre mobilnú komunikáciu vo frekvenčnom rozsahu od 890 do 915 MHz (telefón k základnej stanici) a od 935 do 960 MHz (základňová stanica k telefónu). Počet reálnych komunikačných kanálov je oveľa väčší, ako je uvedené v tabuľke vyššie, pretože existuje aj časové rozdelenie kanálov TDMA, to znamená, že na rovnakej frekvencii s časovým delením môže pracovať niekoľko účastníkov.

V niektorých krajinách bol frekvenčný rozsah GSM-900 rozšírený na 880-915 MHz (MS -> BTS) a 925-960 MHz (MS<- BTS), благодаря чему максимальное количество каналов связи увеличилось на 50. Такая модификация была названа E-GSM (extended GSM).

Modifikácia štandardu GSM-900, digitálneho štandardu pre mobilnú komunikáciu vo frekvenčnom rozsahu od 1710 do 1880 MHz.

Zvláštnosti:

Maximálny vyžiarený výkon mobilných telefónov štandardu GSM-1800 je 1W, pre porovnanie s GSM-900 sú to 2W. Dlhší čas nepretržitej prevádzky bez dobíjania batérie a znížená úroveň rádiového vyžarovania.

Vysoká kapacita siete, ktorá je dôležitá pre veľké mestá.

Možnosť súčasného používania telefónov pracujúcich v štandardoch GSM-900 a GSM-1800. Takéto zariadenie funguje v sieti GSM-900, ale pri vstupe do zóny GSM-1800 sa prepne - manuálne alebo automaticky. To umožňuje operátorovi racionálnejšie využívať frekvenčný zdroj a zákazníkom ušetriť peniaze vďaka nízkym tarifám. V oboch sieťach používa účastník jedno číslo. Ale používanie zariadenia v dvoch sieťach je možné len v prípadoch, keď tieto siete patria tej istej spoločnosti, alebo bola uzatvorená roamingová dohoda medzi spoločnosťami pôsobiacimi v rôznych pásmach.

Sieť GSM 900-1800 je jednotná sieť so spoločnou štruktúrou, logikou a monitorovaním, v ktorej telefón nikam neprepína. Ručne môžete zakázať používanie iba jedného z rozsahov v testovaných alebo veľmi starých zariadeniach.

Problémom je, že oblasť pokrytia pre každú základňovú stanicu je oveľa menšia ako v štandardoch GSM-900, AMPS/DAMPS-800, NMT-450. Je potrebných viac základňových staníc. Čím vyššia je frekvencia žiarenia, tým väčšia je schopnosť prenikania (charakterizovaná tzv. hĺbkou kože) rádiových vĺn a tým menšia schopnosť odrážať a ohýbať sa okolo prekážok.

Komunikačný dosah v GSM je obmedzený oneskorením signálu predstihu časovania a je až 35 km. Pri použití rozšíreného bunkového režimu sa dojazd zvýši na 75 km. Prakticky dosiahnuteľné iba v mori, púšti a horách.

850/1900 MHz (používa sa v USA, Kanade, vybraných krajinách Latinskej Ameriky a Afriky)

Charakteristika GSM-850 GSM-1900

MS vysielacie a prijímacie frekvencie BTS, MHz 824 - 849 1850 - 1910

Prijímacie a vysielacie frekvencie BTS, MHz 869 - 894 1930 - 1990

Duplexný odstup prijímacích a vysielacích frekvencií, MHz 45 80

GSM štruktúra

Hlavný článok: Základná sieť GSM

Štruktúra siete GSM

Systém GSM pozostáva z troch hlavných podsystémov:

subsystém základňovej stanice (BSS - Base Station Subsystem),

prepínací subsystém (NSS - Network Switching Subsystem),

stredisko technických služieb (OMC - Operation and Maintenance Centre).

Samostatnú triedu GSM zariadení tvoria koncové zariadenia - mobilné stanice (MS - Mobile Station), známe aj ako mobilné (mobilné) telefóny.

Subsystém základňovej stanice

Antény troch základňových staníc na stožiari

commons: Obrázky základňových staníc GSM na Wikimedia Commons?

BSS pozostáva zo samotných základňových staníc (BTS - Base Transceiver Station) a ovládačov základňových staníc (BSC - Base Station Controller). Oblasť pokrytá sieťou GSM je rozdelená na bunky v tvare šesťuholníka. Priemer každej šesťuholníkovej bunky môže byť rôzny - od 400 m do 50 km. Maximálny teoretický rádius bunky je 120 km, čo je spôsobené obmedzenou schopnosťou synchronizačného systému kompenzovať čas oneskorenia signálu. Každá bunka je pokrytá jednou BTS a bunky sa čiastočne prekrývajú, čím sa zachováva možnosť odovzdania na MS pri prechode z jednej bunky do druhej bez prerušenia spojenia (operácia odovzdania mobilného telefónu (MS) z jednej základňovej stanice (BTS ) na iný, keď mobilný telefón prekročí limit dosahu aktuálnej základňovej stanice počas konverzácie, alebo relácia GPRS sa nazýva technický termín „Handover“). Prirodzene, signál z každej stanice sa skutočne šíri a pokrýva oblasť vo forme kruhu, ale pri krížení sa získajú pravidelné šesťuholníky. Každá základňa má šesť susedných, pretože úlohy plánovania umiestnenia staníc zahŕňali minimalizáciu oblastí prekrývania signálov z každej stanice. Väčší počet susedných staníc ako 6 neprináša žiadne špeciálne výhody. Vzhľadom na hranice pokrytia signálom z každej stanice už v zóne prekrytia dostaneme iba šesťuholníky.

Základná stanica (BTS) zabezpečuje príjem/prenos signálu medzi MS a ovládačom základnej stanice. BTS je autonómna a postavená na modulárnom základe. Smerové antény základnej stanice môžu byť umiestnené na vežiach, strechách atď.

Ovládač základnej stanice (BSC) riadi spojenia medzi BTS a prepínacím podsystémom. Medzi jeho právomoci patrí aj riadenie poradia pripojení, rýchlosti prenosu dát, distribúcie rádiových kanálov, zhromažďovanie štatistík, sledovanie rôznych rádiových meraní, prideľovanie a riadenie procedúry odovzdávania.

Spínací subsystém

NSS sa skladá z nasledujúcich komponentov:

Switching Center (MSC – Mobile Switching Center)

MSC kontroluje konkrétnu geografickú oblasť, kde sa nachádzajú BTS a BSC. Vytvára spojenie s účastníkom a od účastníka v rámci siete GSM, poskytuje rozhranie medzi GSM a PSTN, inými rádiovými sieťami a dátovými sieťami. Vykonáva aj funkcie smerovania hovorov, správy hovorov, odovzdania pri presune MS z jednej bunky do druhej. Po ukončení hovoru MSC spracuje údaje o ňom a odošle ich do zúčtovacieho centra na vygenerovanie faktúry za poskytnuté služby a zbiera štatistické údaje. MSC tiež neustále monitoruje polohu MS pomocou údajov z HLR a VLR, čo je potrebné pre rýchlu lokalizáciu a nadviazanie spojenia s MS v prípade hovoru.

Register polohy domova (HLR)

Obsahuje databázu k nemu priradených predplatiteľov. Obsahuje informácie o službách poskytovaných danému účastníkovi, informácie o stave každého účastníka potrebné v prípade hovoru, ako aj medzinárodnú identitu mobilného účastníka (IMSI - International Mobile Subscriber Identity), ktorá sa používa na autentifikáciu predplatiteľ (pomocou AUC). Každý účastník je priradený k jednému HLR. K dátam HLR majú prístup všetky MSC a VLR v danej GSM sieti a v prípade medzisieťového roamingu aj MSC iných sietí.

Register polohy návštevníka (VLR)

VLR zabezpečuje sledovanie pohybu MS z jednej zóny do druhej a obsahuje databázu pohybujúcich sa účastníkov, ktorí sa aktuálne nachádzajú v tejto zóne, vrátane účastníkov iných GSM systémov - tzv. Údaje o účastníkovi sa z VLR vymažú, ak sa účastník presunie do inej zóny. Táto schéma vám umožňuje znížiť počet požiadaviek na HLR daného účastníka a následne aj čas služby hovoru.

Register identifikácie zariadenia (EIR)

Obsahuje databázu potrebnú na stanovenie pravosti MS pomocou IMEI (International Mobile Equipment Identity). Generuje tri zoznamy: biely (schválené na použitie), sivý (niektoré problémy s identifikáciou MS) a čierny (používanie MS zakázané). Ruskí operátori (a väčšina operátorov v krajinách SNŠ) používajú iba biele listiny, čo im neumožňuje raz a navždy vyriešiť problém krádeží mobilných telefónov.

Autentifikačné centrum (AUC)

Hlavný článok: Zabezpečenie GSM

Tu sa autentifikuje predplatiteľ, presnejšie SIM (Subscriber Identity Module). Prístup k sieti je povolený až po tom, čo SIM karta prejde autentifikačnou procedúrou, počas ktorej sa z AUC do MS odošle náhodné číslo RAND, po ktorom sa číslo RAND súčasne zašifruje na AUC a MS pomocou kľúča Ki. SIM pomocou špeciálneho algoritmu. Potom sa „podpísané odpovede“ - SRES (podpísaná odpoveď), ktoré sú výsledkom tohto šifrovania, vrátia z MS a AUC do MSC. Na MSC sa odpovede porovnávajú a ak sa zhodujú, autentifikácia sa považuje za úspešnú.

Subsystém OMC (Centrum prevádzky a údržby).

Prepojený s ostatnými sieťovými komponentmi a poskytuje kontrolu kvality a správu celej siete. Zvláda alarmy, ktoré vyžadujú zásah personálu. Poskytuje kontrolu stavu siete a možnosť telefonovať. Vykonáva aktualizácie softvéru na všetkých prvkoch siete a množstvo ďalších funkcií.

Materiál z Wikipédie – voľnej encyklopédie.