بر اساس اين نظريه ناحيه اي كه مي خواهد تحت پوشش شبكة موبايل قرار گيرد به نواحي جغرافيايي كوچكتر با شعاع ۲ تا ۵۰ كيلومتر تقسيم مي شود در هر سلول سيستم ها فرستنده گيرنده پوشش راديويي سلول را به عهده دارند . و كانالهاي راديويي با دامنة مختلف فركانس در آن به مشتركش سرويس مي دهند . فرستنده هايي كه در سلولهاي مجاور هم هستند از كانالهاي فركانس جداگانه استفاده مي كنند تا از تداخل فركانس جلوگيري شود اگر انرژي آنتن فرستنده و ارتفاع آن مناسب باشد مي توان از كانالهاي فركانس در فاصله متناسب و دورتر بيشتر به سلول مورد نظر دوباره استفاده كرد تا در اثر فاصله و افت سيگنال شكل داخل پيش نيايد .

از طرفي براي اينكه بتوان بيشترين دفعات از فركانسهاي مجدد استفاده كرد دو سلول هم كانال بايد داراي كمترين فاصلة كمتر باشند پس مجموع فاصله ۲ سلول هم كانال بايد به گونه اي باشد كه تداخل هم كانالي از يك آستانة بخار بيشتر شود . اين آستانه ۱۸db انتخاب شده است . چنانچه سراميك در ناحية يكي از سلولها افزايش يابد مي توان سلول مورد نظر را به ۲ يا چند سلول با توجه به نياز ترافيكي تقسيم كرد را تا هر چه اين تعداد بيشتر شود نياز به زير ساختهاي بيشتري براي حمل كردن سيستم مطرح مي گردد و هزينه بيشتر مي شود در نتيجه پوشش سلولي نوعي فعاليت پويا و ديناميك محسوب مي شو د كه به گروهي از سلولهاي مجاور كه كلية كانالهاي سيستم را بر اساس ضوابط خاص به كار مي برند و در تمام ناحيه تحت پوش تكرار مي شوند كلاستر مي گويند .

در طراحي سلول سلول ۶ ضلعي در نظر گرفته مي شود زيرا اگر با فرض اينكه ۲ عدد BTS با آنتن هاي هم جهت داشته باشيم و براي هر مشترك دوايري به مركز BTS ها در نظر بگيريم مجموعه نقاطي وجود دارند كه قدرت سيگنال رسيده از دو BTS در آنجا يكسان است و با ادامة اين كار به ۶ ضلعي منتظم مي رسيم .
البته در ديتاي واقعي به علت وجود پستي و بلندي و موقعيت جغرافيايي مناطق و همچنين وجود موانع طبيعي و مصنوعي فراوان ( كوهها و ساختمانها ) داشتن ۶ ضلعي هاي منتظم با ابعاد يكسان امكان پذير نمي باشد . ماكزيمم شعاع سلولها ۳۵ كيلومتر مي باشد .

تعريف انواع سلول :
طرح و راه حل هاي مختلفي براي پوشش راديويي در محيط هاي داخلي و خروجي و كانالهاي خاص وجود دارد ؛ ۲ نمونه از اين طرح ها ميكروسلها و مايكروسلها هستند .

ماكروسلها :
ماكروسلها معمولاً در يك توان خروجي بالاتر از ميكروسل ها كار مي كنند و پوشش فركانس را براي هر دو ناحية فضاي آزاد و درون ساختمان فراهم مي آورند . گروهي از ماكروسل ها فراهم مي آورند مي تواند در تمام جهات و يا در يك جهت خاص باشد در ماكروسل تمام جهتي انرژي راديويي در همة جهت هاي افقي   منتشر مي شود . دره كروسل تمام جهتي يك آنتنژسيگنال راديويي را در همة جهات نسبت به افقي منتشر مي كند . اين آنتن در ارتفاعي تقريباً بيني ۱۵ تا ۴۶ متر نصب مي شود .

ميكروسل ها :
معمولاً در يك توان پايين تر از ماكروسل هاي كار مي كنند و يك ناحة كوچك را مورد پوشش خود قرار مي دهند را بي ناحيه حدود ۲۵ درصد از يك ماكروسل مي باشد . ظرفيت كانالهاي يك ميكروسل مركز است از ماكروسل كمتر باشد اما ظرفيت كانال سيستم به كاربران مختلف است . ميكروسل ها براي افزايش ظرفيت نواحي با ترافيك بالاتر به كار برده مي شود ميكروسلها هم خود انواع مختلفي دارند .

ميكروسل بيروني :
يك ميكروسل بيروني معمولاً داراي يك آتش است كه در زير يك سقف امواج به وسيلة ساختمانها و بناها محدود مي شود ، شكل سلول از يك الگوي خياباني پيروي مي كند . يك ميكروسل بيروني ، بخشي از بزرگراهها ، خيابانها و كوچه ها و چهار راه ها تونلها و نواحي محدود به ساختمانهاي مجاور را پوشش مي دهد .

ميكروسل دروني :
يك ميكروسل دروني كه بعضي وقتها ميكروسل ناميده مي شود به منظور پوشش دادن قسمتهاي داخلي يك ساختمان مثل راهروهاي طراحي مي شود آنتن يك پيكول مي تواند روي ديوار با سقف قرار گيرد .

سلول چتري :
ماكروسلها و ميكروسلها با هم ديگر سلولي به نام سلول چتري به وجود مي آورند يك سلول چتري پوشش براي يك قسمت و يا تمام قسمتهايي كه در توسط ديگر سلولها پوشش داده مي شود فراهم مي آورد .

نمونه هايي از سلول چتري
همان طور كه بعدها مشاهده مي كنيم هر سلول توسط يك BS پوشش راديويي داده مي شود . هر سلول داراي يك شماره (CQI) مي باشد . در هر سلول يك كانال راديويي به منظور انتقال اطلاعات سيگنالينگ بين شبكه ي موبايل و MS اي كه در آن سلول قرار دارد در نظر گرفته مي شود . كانالهاي سيگنالينگ از موبايل به BS بكار مي روند تا عمليات سيگنالهايي را كه براي  تازه سازي وضعيت مكاني و تنظيم تماس و پاسخ گويي به پيغامهاي تماسي واردة انجام مي دهند . در مسير برعكس يعني از BS به موبايل كانال سيگنالينگ اطلاعات مربوط به پارامترهاي عملياتي ( شناسه ي معرف مكان شناسه ي سلول و …. ) ، تنظيمات تماس ، paging و تازه سازي اطلاعات را حمل مي كند .

ناحيه مكاني ( LA ) : به مجموعه اي از سلولها گفته مي شود . سيستم موبايل با استفاده از اين تقسيم بندي نواحي مي تواند مشتركيني را كه در وضعيت فعال هستند را جستجو نمايد . هنگامي كه يك تماس براي يك MS وجود داشته باشد يك پيغام ( paging ) بين همه ي سلولهاي يك LA منتشر مي شود . در اصل يك LA ناحيه اي است كه يك مشترك بدون اينكه نياز داشته باشد مكان خود را به شبكه اطلاع دهد در آن حركت مي كند .
ناحيه ي تحت پوشش ms : msc/vlr در يك ديتا بيس كه رجيستر موقعيت محلي (VAL) نام دارد ثبت مي وشد . Msc و VLR هميشه در يك گره قرار مي گيرند . بنابراين ناحيه ي تحت پوشش آنها ناحيه ي msc/vlr ناميده مي شود يك ناحيه ي msc از تعدادي LA تشكيل شده است و در اصل ناحيه ي جغرافيايي تحت پوشش آن توسط يك MSC پوشش داده مي شود براي هدايت كردن يك تماس به يك مشترك موبايل اين تماس از مسير MSC اي عبور داده مي شود كه در ناحيه ي msc/vlr اي است كه مشترك موبايل در آن قرار دارد .

ناحيه ي تحت سرويس شبكه ي موبايل عمومي :
اين ناحيه ، ناحيه اي جغرافيايي است كه توسط يك اپراتور شبكه سرويس دهي مي شود و به عنوان ناحيه اي تعريف مي شود كه در آن يك اپراتور پوشش راديويي را ايجاد و امكان دستيابي به شبكه را ايجاد مي كند .

ناحيه ي تحت سرويس Gsm :
به مجموعه ناحيه هاي جغرافيايي گفته مي شود كه يك مشترك مي تواند به شبكه موبايل دسترسي داشته باشد . هر چقدر تعداد اپراتورهايي كه بخواهند در يك شبكه با يكديگر كار كنند بيشتر باشد ناحيه گسترش پيدا مي كند .

روشهاي دست يابي چند گانه به سيگنال :
در هر سيستم مخابراتي منابع محدود مي باشد و نيز ميزان تجيهزات و تعداد كانالهاي مورد استفاده نيز محدود است . از طرفي در يك لحظه از زمان چندين نفر درخواست سرويس از شبكه را دارند . لذا به منظور استفاده بهينه سيستم بايد مديريت دقيقي روي منابع داشته باشد . لذا از تكنولوژيها و واسطه هايي هوايي استفاده شده كه معروفترين آنها در زير شرح داده شده است .

FDMA :
در اين روش طيف فركانسي موجود به چندين قسمت يا باند فركانسي تقسيم مي شوند و براي مكالمه به هر كاربر يكي از باندهاي فركانسي اختصاص داده مي شود . و تا هنگاميكه تماس تلفني كاربر برقرار باشد اين باند تنها به او اختصاص دارد . مسئله مهم در اين روش voice Activity مي باشد يعني كاربر تنها از ۵۰ تا ۴۰ درصد زمان براي مكالمه استفاده مي كند و بقيه زمان براي تنفس تفكر ، …. استفاده و عملاً كانال هدر مي رود . مسئله ديگر اين است كه در يك ارتباط ، يك باند  فركانسي به فرد و يك باند فركانسي به طرف مقابل او اختصاص داده مي شود . و ارتباط بين اين ۲ از طريق ۲ باند ( رفت و برگشت ) استفاده مي شود . اما در حين مكالمه تنها يكي از ۲ طرف صحبت مي كنند و طرف ديگر گوش مي دهد . پس يكي از باندها به طور بي فايده اشغال مي شود .
پس در FCMA از سيستم به طور ناكارآمد استفاده مي شود . در سيستم هاي آنالوگ مثل Apms از اين روش استفاده مي شد .

TDMA :
در TDMA كل باند فركانسي در هر لحظه اي از زمان به يك كاربر اختصاص داده مي شود . در قطاع هاي زماني حدود ۳۰ ـ ۴۰ ميلي ثانيه اي كاربر حق استفاده از باند فركانسي را داراست .
در آمريكا كانال ۳۰ كيلو هرتزي به سه قطاع زماني تقسيم شد . لذا پهناي باند موثر هر كاربر ۱۰ KHZ مي باشد . مشكل اينجاست كه با كم شدن پهناي باند حساسيت نويز افزايش مي يابند . و صورت ناواضح مي گردد . اما در سيستم GSM از كانالهاي ۲۰۰ KHZ استفاده و آن را به ۸ قطاع زماني تقسيم مي كنند .

CDMA :
در اين روش هر كاربر از يك نوع كد ديجيتال خاص خود ، براي برقراري ارتباط استفاده مي كند . در اين تكنولوژي يك كانال ۱٫۲۵ كيلو هرتزي استفاده مي شود . مشكل اين روش اين است كه ظرفيت آن توسط ميزان تداخل محدود مي شود . و برخلاف FDMA و TDMA به خاطر پهناي باند محدوديت دارد براي رفع اين مشكل از آنتن هاي سكتور بندي شده كه موجب كاهش تداخل مي شوند استفاده و ظرفيت را افزايش مي دهند .

 
فصل دوم :

سيستم GSM

مقدمه :
سيستم GSM كه به عنوان نسل سوم شبكه هاي موبايل معروف است با استفاده از ارسال ديجيتال و الگوريتمهاي پيشرفته ي ارسال و دريافت بين سلولهاي راديويي و در نتيجه به كارگيري دوباره ي فركانس ، استفادهاي بهتري از باند فركانسي را فراهم مي سازد . اين استفاده بهينه از پهناي باند امكان ارائه خدمات بيشتر به تعداد بيشتري از مشتركين را ميسر مي سازد . بنيادي ترين خدماتي كه GSM فراهم مي كند خدمات تلفني است . GSM علاوه بر امكان حركت عمومي ( roaming ) خدمات جديدي نظير ارتباط پذيري سرعت ، دورنگار ، پست صوتي ، و پيام كوتاه GSM را براي كاربران مهيا مي سازد .

كاربران GSM مي توانند داده ها را تا سرعت ۹۰۶  b/s و به سوي كاربران خدمات تلفني ساده قديمي ارسال و دريافت كنند . و از شبكه ي خدمات يكپارچه اي ديجيتال ISDN شبكه هاي داده ي عمومي سويچ بسته اي packet Switching و شبكه هاي داده هاي عمومي سويچ مداري circit Switching بهره مند باشند در GSM دستگاههاي دور نگار معمولي طوري طراحي شده اند كه به يك تلفن وصل شوند و از سيگنالهاي آنالوگ استفاده كنند . يك دورنگار با اين ويژگي مي تواند با هر دورنگار آنالوگ ديگري مرتبط باشد . مشترك GSM با برخورداري از پست دورنگار مي تواند پيامهاي دورنگار را از طريق تلفن بسيار خود از هر دستگاه دور نگاري دريافت كند . خدمات GSM يكي ديگر از خدمات بي نظير اين شبكه مي باشد كه از طريق آن يك ارتباط ۲ طرفه براي پيامهاي كوتاه حرفي ـ عددي تا ۱۶۰ كاراكتر برقرار مي شود .

خدمات تكميلي انتظار مكالمه به مشترك اين اجازه را مي دهد كه نخستين مشترك در حال مكالمه با خود را روي خط منتظر نگه دار د و به مشترك ديگري كه خواهان تماس است پاسخ دهد و يا خود تماس جديدي برقرار كند . از خدمات ديگر اين شبكه شناسايي شماره مشترك خواهان تماس caller ID مي باشد .

تجزيه و تحليل معماري GSM :‌‌
سيستم GSM به سه زير شبكه بزرگ تقسيم مي شود كه عبارتند از :
۱ ـ زير سيستم BSS كه خود از ۲ جزء ايستگاه سيار ( MS ) و سيستم ايستگاه پايه BSS تشكيل شده است .
۲ ـ سيستم سويچينگ و شبكه NSS كه از چهار جزء مركز سويچينگ موبايل ، GATEWAY ( دروازه ) ، ثبت كننده ي موقعيت اصلي HLR ثبت كنندة موقعيت محلي VLR تشكيل شده است .
۳ ـ سيستم عملياتي OSS : كه از جزء هاي مركز بهره برداري و نگهداري ( OMS ) ، مركز صدور مجوز ( AUC ) و ثبت كننده تجهيزات ( ELR ) تشكيل شده است كه در زير به توضيح هر يك از آنها مي پردازيم :

MS : يك MS توسط مشترك شبكه براي برقراري ارتباط با سيستم سلولي استفاده مي شود MS مي تواند يك گوشي موبايل ، يك فكس با دستيابي تلفني با دستيابي تلفني و يا يك كامپيوتر كتابي باشد كه مجهز به مودم راديويي است . MS داراي سه دسته متفاوت مي باشد كه عبارتند از :

الف : ترمينال دستي :
اين نوع MS حمل مي باشد آنتن روي خود آن نصب شده است و از اندازه ي كوچكي برخورد است .

ب ـ ترمينال قابل حمل :
در اين MS آنتن به گوشي متصل نيست و ممكن است كه همه سطوح انرژي را كه در سيستم درخواست مي شود را پشتيباني كند . هم چنين مي تواند هم روي خودرو نصب شود و هم به شكل دستي استفاده شود .

ج ـ ترمينال قابل نصب روي خودرو :
كه به طور فيزيكي روي وسايط نقليه نصب و آنتن آنها خارج از ماشين نصب مي شود .

يك MS  از ۲ بخش اساسي تشكيل شده است :
۱ ـ تجهيزات سخت افزاري و نرم افزاري ( ME )
2 ـ واحد شناسايي مشترك

ساختار سخت افزاري يك MS در زير نشان داده شده است .
صحبت آنالوگ توسط A/D به ديجيتال تبديل مي شود . سپس به سگمنت هاي ۲۰ ms تبديل شده كه به كادر تحويل داده مي شود تا روي آن تحليلي انجام شود . در اين زمينه بعداً در بخش مشكلات انتقال توضيح داده مي شود . به اين عمليات قسمت بندي گويند و اين عمل نرخ بيت را از ۱۳ kb/s به ۲۲ kb/s مي رساند .
در محل بعد عمل رمز شدن اطلاعات انجام مي شود . سپس اطلاعات به فريم هاي ۸ كاناله با نرخ ۳۳۸ kb/s تبديل مي شود . روي فرم بدست آمده مدولاسيون gsmk انجام و روي سيگنالهاي حمل كننده سوار و به آنتن ارسال مي شود .

SIM :
سيم كارت يك كارت كوچكي الكترونيكي است كه داراي حافظه مي باشد . به استثناء برخي تلفنهاي ورودي ms تنها و تنها وقتي مي تواند عمل كند كه يك سيم كارت متعبر روي آن نصب شده باشد . ۲ نوع متفاوت از سيم كارت وجود دارد كه عبارتند از :
 (  ID – ۱ SIM ) و ( plug – in SIM ) .
ID – ۱ شكل و فرم آن براي كارتهاي IC استاندارد شده و اندازه ي آن به اندازه ي كارتهاي اعتباري مي باشد .

Pluging :
اين نوع كارت شبيه مدل قبلي مي باشد اما از نظر اندازه كوچكتر مي باشد . و به صورت نيمه ثابت در MS ها قرار مي گيرند .
اطلاعاتي كه به طور دائم در حافظه ي سيم كارتها ذخيره مي شوند عبارتند از :

–    نوع سيم كارت
–    مشخصات IC كارت ، شماره سريال SIM
–    حدود سرويس SIM و ليست سرويسهاي اضافه مشترك
–    شناسه بين المللي مشترك موبايل
–    شماره شناساي شخصي PIN
–    كد بازگشايي سيم كارت PUK كليد تصديق هويت

PIN :
PIN يك شماره ي ۴ رقمي است كه مشترك در هنگام عضويت در شبكه آنرا دريافت و هر موقع كه بخواهد مي تواند آنرا تغيير دهد . هنگاميكه PIN صحيح وارد شود موبايل به صورت اتوماتيك ثبت و شبكه پاسخ مي دهد . چنانچه اين كد ۴ رقمي ۳ بار متوالي اشتباه وارد شود سيم كارت قفل مي گردد و به حالت تعليق در مي آيد . برخي از كارت ها داراي PIN دومي مي  باشند كه جهت حفاظت شماره هاي ذخيره شده در كارت
مي باشد . اين عمل از دسترسي غيرمجاز به اسامي و شماره تلفن هاي مشخص جلوگيري مي كند چنانچه سيم كارت قفل شود نيازمند كليد بازكننده شخصي يا puk خواهيم بود .

PUK :
سيم كارت قفل شده از طريق PUK باز مي شود و اين شماره حداكثر ۱۰ بار مي تواند تكرار شود . اگر اين كد بيشتر از ۱۰ بار اشتباه وارد شود سيم كارت به طور دائم قفل و تنها توسط تهيه كننده ي سيستم باز مي شود . PUK يك شماره دائم ۸ رقمي مي باشد . ايـن كد امنيت شبكه را بالا برده و باعث مي شود موبايل دزديده شـده قابل استفاده نباشد .
سيستم ايستگاه پايه : base station
اين سيستم از ۲ قسمت ايستگاه فرستنده و گيرنده پايه ( BTS) و كنترل كننده ي ايستگاه پايه ( BSC ) تشكيل شده است .

الف : BTS :
بسته به نوع آنتن هاي استفاده شده در آن مي تواند يك يا چندين سلول را تغذيه نمايد . مثلا با سه آنتن تك جهته با زوايه ي پوشش ۱۲۰ درجه مي تواد سه سلول را پوشش دهد و وظيفه ي اين واحد تبادل امواج راديويي با MS و اطلاعات كنترلي و مكالمه اي با BSC است . وظايف اصلي BTS از چند قسمت متفاوت تشكيل شده است .
انجام امور مشتركين :

يعني سازمان دهي كانال هاي مشترك راديويي مورد استفاده در يك سلول است ، كه در آن تقاضاي كانال از طرف MS را دريافت و آن را با BSC ارسال مي دارد تا در صورت امكان يك كانال ترافيكي به MS اختصاص پيدا كند . هم چنين غير فعال كردن كانال و شروع علميات رمز كردن را نيز انجام مي دهد .

–    كد كردن اطلاعات رسيده از BSC براي ارسال به MS و رمزگشايي اطلاعات آمده از MS و ارسال آن به BSC مالتي پلكس كردن كانالهاي منطقي و ارسال آنها روي كانال هاي فيزيكي .
–    كنترل زير مجموعه هاي راديويي كه شامل تنظيم زمان ارسال اطلاعات توسط MS كه مرتباً تازه شده و نتايج براي BSC ارسال مي شود .
–    ارسال سيگنال كنترل توان خروجي براي MS تا از تداخل كاسته شده و از توان MS استفاده بهينه شود .
–    عمل فرستادن اطلاعات براي واحدهاي بسيار و دريافت امواج راديويي از آنها .
–    عيب يابي مسير راديويي و تشخيص اختلاف مسير راديويي و ارسال نتايج به BSC
–    سنكرون كردن اطلاعات لازم كه از لينك pcm آمده و شماره فريم نيز با شمارنده ي موجود در آن عوض مي شود .
–    set كردن پارامترهاي مربوط به فركانس ، و توان خروجي فرستنده ها و فركانس گيرنده ها و كد رنگي BTS

ساختار يك BTS :
تعريف : به گروهي از فرستنده ـ گيرنده ها كه يك سلول را پوشش مي دهند و در نتيجه روي يك آنتن مي روند ‏TG مي گويند . يك BTS شامل قسمتهاي زير مي باشد :
الف : TRI ( مدار واسط فرستنده ـ گيرنده ي راديويي )
كه اولاً دريچه هاي زماني هر TG را كه روي لينك PCM ارسال شده اند از يكديگر جدا مي كند . و دوماً براي اتصال BTS ها به صورت پشت سر هم استفاده مي شوند كه در اين حالت اطلاعات كنترلي مربوط به BTS دوم ارسال مي شوند .

ب ـ TRX :
هر TRX در حالت دو جهته مي تواند ۸ مشترك را روي هشت دريچه ي زماني سرويس دهد و شامل قسمتهاي زير است :
TRXC : ( كنترل كننده TRX ) : كه مسووليت كنترل TRX را بر عهده دارد و داراي يك سيگنالينگ دريافتي از BSC و دو كانال براي پوشش دادن ۸ كانال صوتي است .
SSP : ( نقطه سرويس سويچينگ ) : كه مسووليت پردازش سيگنال هاي ديجيتالي را دارد و يك دريچه از هر فريم TDMA را عهده دار است پس هر TRX داراي هشت SSP است .
RTX : وظيفه ي ارسال امواج راديويي و در  نتيجه مدولاسيون و توليد كاربرها و تقويت توان را انجام مي دهد .
RRx : كه وظيفه دريافت و مدولاسيون امواج راديويي را داراست . هر RRX متعلق به يك RTX است .

ج ـ ترمينال نگهداري محلي
د ـ ترمينال : TRI I/O :
ه – سويچ باند پايه : ترتيب ارتباط سيستم را با RTX هاي مختلف تعيين مي كند .
و ـ Tining : يك فركانس پايه را از CLICK خط PCM استخرانج كرده براي توليد كريرهاي گيرنده ها و فرستنده ها و شمارش دقيق فريم هاي TDMA بكار مي برد .
ر ـ تركيب كننده فرستنده : سيگنالهاي آمده از TRX را تركيب و روي آنتن مي فرستد .
ژ ـ تقويت و تقسيم كننده امواج دريافتي : سيگنالهاي آمده از آنتن ها را تقويت و بين  RRX ها تقسيم مي كند .
ل ـ تست كننده TRX :
ف : تبديل كننده توان : مبدلي است در داخل BTS كه مي تواند ۲۲۰ VAC يا VDC 66- 48 را به ولتاژ V   DC  ۲۴ مورد نياز براي منبع تغذيه BTS تبديل نمايد .
پ ـ BSC : كنترل كننده ايستگاه پايه :

وظايف آن شامل :

مديريت شبكه راديويي :
نتايج آماري مختلف توسط BSC جمع شده و با توجه به آنها در صورت لزوم مشخصات سيستم راديويي تغيير كرده و يا مقداري از بار ترافيكي يك سلول به سلول ديگر منتقل مي شود .

مديريت ايستگاههاي گيرنده ـ فرستنده :
در آغاز عمليات BSC نمودار مشخصات فرستنده ـ گيرنده ها و فركانس هاي مربوط به هر سلول را تعيين مي كند . در نتيجه كانال هاي منطقي قابل تخصيص به واحدهاي بسيار مشخص مي شوند .

مديريت شبكه انتقال :
تبديل كانالهاي ترافيكي  ۱۳ kb/s به ۶۴ kb/s توسط واحدي به نام TC كه در BSC است انجام مي شود .
در ابتداي مكالمه BSC با توجه به دريچه هاي زماني SALT خالي ، كانالهاي فيزيكي قابل تخصيص به واحد بسيار ( MS ) را مشخص مي كند در طول مكالمه MS قدرت سيگنالهاي دريافتي در BTS خود و BTS هاي مجاور را اندازه گيري كرده  و نتايج را به BTS مي فرستد . BTS اين نتايج را به همراه قدرت سيگنال دريافتي از MS و TA (timing asvance) به BTS ارسال مي كند و BTS با توجه به اين اطلاعات عمليات Handover ( به توضيح آن خواهيم پرداخت ) و با كاهش قدرت خروجي MS يا BTS را انجام مي دهد .

مركز سويچينگ سرويسهاي موبايل : ( MSC)  :
مركز MSC وظيفه همه عمليات سويچينگ ديجيتال مربوط به پردازش يك تماس را بر عهده دارد . MSC از يك سمت يك واسط با BS و از سمت ديگر واسطي براي بقيه شبكه هاي خارجي دارا مي باشد . هر BS با يك MSC مرتبط مي باشد . MSC براي GSM مانند سويچ ISDN محلي مي باشد كه داري توانايي هاي اضافي مانند تعيين موقعيت فعلي و انتقال كنترل از يك سلول به سلول ديگر مي باشد . همچنين تماس از يا به سيستم هاي تلفني ديگر را كنترل مي كند .عمليات MSC در كل شامل قسمتهاي زير مي باشد .

–    ثبت كردن تمام ، نظارت و آزاد سازي كانال
–    جمع آوري ديتاها و انتقال ديجيتال
–    هدايت يك تماس در مسير
–    جمع آوري اطلاعات مربوط به هزينه ها
–    مديريت حركتي كه شامل ثبت موقعيتها ؛ locatioin updating ( بعداً توضيح داده مي شود ) و انتقال كنترل از يك سلول به سلول ديگر مي باشد .
–    paging  و اعلام خطر
–    مديريت منابع راديويي در طي يك تماس
–    حذف اكو
–    مجموعه اتصالات به BSS و ديگر MSC هاو PSTN / ISDN
–    بازيابي رجيستر هاي مناسب

Gateway :
يك گيت وي گره اي است كه از طريق آن ارتباط بين ۲ شبكه برقرار مي شود . اگر فردي در يك شبكه ثابت ( PSTN ) بخواهد با يك مشترك موبايل ارتباط برقرار كند ابتدا ارتباطش با يك گيت وي برقرار مي شود . عمليات گيت وي اكثرا در يك MSC خاص كه به آن GMSC گفته مي شود برقرار مي گردد . همه MSC ها مي توانند در شبكه به عنوان يك gateway عمل كنند ، GMSC نيازي به جابجايي داده هاي مشتركين ندارد . اما بايد قدرت جابجايي استانداردهاي سيگنالينگ جهت برقراري ارتباط با ديگر شبكه ها را داشته باشد .

ثبت كننده موقعيت اصلي ( HLR ) :
HLR يك ديتا بيس مركزي براي نگهداري اطلاعات مشتركين در يك ناحيه سرويس داده شده پهناور مي باشد .
HLR از روش سيگنالينگ براي تشخيص موقعيت مكاني مشتركي كه تماسي برقرار كرده است . استفاده مي كند و در آن شماره شناسايي و آدرسهاي مختلف و پارامترهاي صدور مجوز در آن ذخيره شده است . اين اطلاعات هنگامي كه يك مشترك به سيستم شبكه افزوده مي شود وارد HLR مي شود . HLR هميشه از مكان همه ي موبايلها مطلع است چه مشتركيني كه در شبكه ي درون كشور در حال حركت هستند و چه مشتركيني كه خارج از كشور هستند .
پارامترهاي زير در HLR ذخيره مي شود .

– شماره بين المللي مشترك موبايل ( IMSI ) :
شماره اي واحد مي باشد كه به يك مشترك اختصاص داده مي شود اين شماره باعث شناسايي كاربر در طور مسير راديويي و شبكه مي شود . و براي تمامي عمليات سيگنالينگ در PLMN استفاده مي شود . تمامي اطلاعات مشترك موبايل كه در شبكه ارسال مي شوند داراي اين شماره هستند IMSI از سه جزء تشكيل شده ند .
شماره شناسه ي + ( ns) Ms كد شبكه موبايل + ( MNC ) كد موبايل كشور = IMSI
حداكثر طول ماكزيمم ۱۵ رقم مي باشد .

شماره ISDN ايستگاه موبايل ( MSISDN ) : اين يك شماره ي واحد مي باشد كه شناسه ي يك مشترك موبايل در شبكه سويچينگ عمومي موبايل مي باشد . اين شماره اي است كه در هنگام شماره گيري بر اي يك تلفن موبايل به كار مي رود .
( NDC ) شماره مشترك + كد ملي مقصد NDC ) ) + كد كشور MSISDN = (cc)
MSISDN داراي طولهاي متفاوتي مي باشد .

شماره مشترك    NDC    كد كشور    پيش شماره بين المللي در آلمان
۸۶۰۶۷۳    ۷۰۵    ۴۶    ۰۰

–    محدوديتهاي سرويس ارائه شده به مشترك
–    اطلاعات مربوط به سرويسهاي تكميلي كه به مشترك داده مي شود .
–    وضعيت فعلي مشترك از اين نظر كه در شبكه ثبت شده است يا خير
–    اطلاعات مربوط به هزينه هاي اتصال
–    شماره موقتي مشترك ( TMSI ) اين شماره براي حفظ شناسه مشترك در واسط هوايي است :
–    اين شماره توسط MSC بهMS   كه در ناحيه همان MSC قرار دارد اطلاق مي شود . اين شماره مي تواند بين ۲ تماس متفاوت يا حتي در طي يك تماس و بسته به موقعيت و به خاطر  امنيت بيشتر تغيير پيدا كند . ساختار TMSI مي تواند توسط اپراتورهاي شبكه تغيير كند اما نمي تواند بيشتر از  ۸ رقم باشد .
–    شماره Ronming مشترك موبايل ( MSRN) : HLR مي داند كه MS در ناحيه ي تحت پوشش كدام msc/vlr قرار دارد . براي اينكه يك شماره ي موقتي در طول حركت ايجاد شود . HLR از msc سرويس دهنده به MS مي خواهد كه يكMSRN براي مشتركي كه به او تلف شده است اختصاص دهد .

وقتي HLR ، MSRN را دريافت مي كند ، MSRN را به GMSC  كه تماس را به MXC/VLR درست هدايت مي كند ، بر مي گرداند .
شماره مشترك ( SN ) + كد ملي مقدس ( NDC ) + كد كشور  MSRN = (cc)
ثبت كننده موقعيت محلي ( VLR ) :
اين واحد شامل كليه اطلاعات MS هايي است كه از طريق شماره اشتراك بين المللي خويش ثبت نام نموده اند . اكثر اطلاعاتي كه در VLR ذخيره مي شود كپي اطلاعات HLR است اما اين اطلاعات تنها تا زماني در VLR باقي مي ماند كه مشترك در ناحيه تحت پوشش همان VLR باقي بماند .

VLR شامل اطاعات زير مي باشد :
–    وضعيت فعلي موبايل ( اشغال بودن / آزاد بودن / جواب ندادن و ….. )
–    شناسه LA ( LAI ) :
اين شماره LA اي را كه MS در يكي از سلولهاي آن قرار گرفته است را مشخص مي كند . همين كه مشترك از يك LA به LA ديگر حركت مي كند LAI در VLR تمديد مي شود .

۲ هدف كلي LAI عبارتند از :
paging يك MSC را كه MS در آن قرار  گرفته است را مطلع مي سازد .
تازه كردن اطلاعات مكاني مشتركين موبايل
ساختار LAI به شكل زير مي باشد .

(LAC ) كه  MNC ) + LA كد شبكه موبايل ( MCC ) +  شماره كد كشوري كه موبايل در آن قرار دارد  .
بيشترين طول ۱۶LAC بيت مي باشد كه LA , 65536 متفاوت را در يك PLMN تعريف مي كند .

TMSI :
VLR مكان شماره جديد TMSI را كنترل و آنها را به HLR اطلاع مي دهد . TMSI مرتب عوض مي شود و  اين باعث مي شود كه رد يابي يك تماس مشكل شده و در نتيجه امنيت شبكه افزايش پيدا كند .
مركز عملياتي و نگهداري ( OMC ) :

OMC عناصر شبكه را كنترل و نمايش مي دهد و بهترين كيفيت ممكنه را براي شبكه مهيا مي سازد OMC در واقع مديريت شبكه را بر عهده د ارد و از طريق واسط DMCI كه يك واسط در شبكه x.25 است به تمام عناصر شبكه متصل است . يكي از وظيفه هاي مركز OMC مديرت خط و شبكه مي باشد و شامل آلارمها ( براي تعمير فوري يا تعمير با تاخير ) و اطلاعات تعمير و نگهداري مي باشد . مديريت اجرايي كه شامل جمع آوري و انتقال اطلاعات ارائه و ذخيره نتايج مي باشد نيز از وظايف OMC است .

مديريت شبكه راديويي ( مديريت مسيريابي ، مديريت زماني ) و همچنين مديريت شارژينگ شامل ذخيره و انتقال اطلاعات مربوط به هزينه مكالمات و محاسبات و كنترل واحدهاي نرخ گذاري از وظايف OMC مي باشد . عملياتهاي بهره برداري و نگهداري متداول براي زير سيستم هاي مختلف سيستم سويچين جمع آوري شده اند تا يك زير سيستم معين OMC را تشكيل دهند . يك مثال از يك عمل OMC نگهداري مدارات ترانك مي باشد كه شامل فانكشنهاي نظارتي است . مثل نظارت بر بلاكينگ و نظارت بر اشغالي و نظارت بر اغتشاش . مثالهاي ديگري از عملياتهاي OMC عبارتند از : دستور تست كنترل شده تماس يا تست سيگنالينگ خط .
مركز صدور مجوز ( تشخيص هويت ) (AUC ) :

اين مركز در اصل به HLR متصل مي باشد . اين مركز شامل پارامترهاي صدرو مجوز مي باشد كه در اولين ثبت مكاني و در هر درخواست براي ورود به شبكه توسط MS درخواست مي شود . با استفاده از اين مركز ، از استراق سمع و دسترسي غير مجاز از طريق واسط راديويي جلوگيري به عمل مي آيد . AUC شامل ۳ الگوريتم امنيتي مربوط به VAL مي باشد كه بعدا توضيح داده و خواهند شد .
رجيستر شناسه تجهيزات ( EIR ) :

رجيستر ELR يك ديتا بيس است كه در اثر آن ليست تجهيزات و شماره مشتركين ذخيره شده اند و از طريق يك واسط به NSS و OSS متصل مي گردد .
ELR مديريت تجهيزات را بر عهده دارد و اطلاعات مربوط به شناسايي هر موبايل را ذخيره مي كند اين ديتابيس شامل ۳ ليست سفيد ، سياه و خاكستري مي باشد .
ليست سفيد شامل ليست IMEI هاي موبايل هاي مجاز مي باشد به عبارت ديگر ليست تجهيزات مشتركيني است كه بدون هيچ گونه محدوديتي مي تواند ارتباط برقرار كنند .
ليست خاكستري شامل ليست IMEI هايي است كه به علت بد كار كردن تجهيزات هيچ سرويسي دريافت نمي كنند و يا به دلايلي مشتركين فعلاً حق استفاده از شبكه را ندارند . ( مثل افراد بدهكار ) ليست سياه شامل تمام IMEI هاي دزديده شده يا موبايل هاي معلق شده است  كه داراي مشكل خاصي مي باشند . چنانچه اطلاعات يك موبايل وارد سيستم سياده شود به اين معناست كه سيستم براي همين بلوكه و قطع مي شود .
ساختار  MEI عبارت است از :

IMEI = TAC + FAC + SNR = Spare
TAC  : كد type approval
FAC : كد  اسمبلي نهايي كه ساختار را مشخص مي سازد .
SN : شماره شناسايي MS
SNR : شماره سريال ، يك شماره سريال واحد است كه از ۶ رقم تشكيل شده
Spare : يك بيت خالي براي مصارف آينده مي باشد . و در هنگام انتقال توسط يك موبايل اين بيت هميشه بايد صفر در نظر گرفته شود .

نحوه عمل بديل ترتيب است كه ابتدا MSC يك EI را كه تقاضاي انجام مطالعه دارد و يا متقاي ديگري خواهان برقراري ارتباط با او مي باشد به EIR منتقل مي كند . EIR وضعيت مشترك را كنترل مي كند اگر اين شماره در ليست سياه يا خاكستري و يا در هيچ كدام از ليست هاي متعلق به EIR نباشد ، MSC را مطلع نموده و اعلام مي نمايد كه اين شماره مجاز به برقراري مكالمه نمي باشد و اگر در ليست سفيد باشد ، ضمن اعلام به MSC اجاره انجام مكالمه را مي دهد .
امكانات نرم افزاري OSS :

شامل ۳ قسمت اصلي مي باشد .
الف : مديريت ساختاري
ب : مديريت خطا
ج : مديريت اجرايي

الف : مديريت ساختاري :
در OSS شبكه سلولار واقعي روي يك صفحه نمايش گرافيكي سلول ( GCD) نشان داده مي شود . اين وسيله اين توانايي را دارد  كه روي يك ناحيه خاص از شبكه براي گرفتن جزئيات بيشتر آن ناحيه متمركز شويم . مثلا براي يك سلول ، در تصوير روي ناحيه مورد نظر كليك كرده و روي آن ناحيه متمركز مي شويم .

ب ـ مديريت خطا :
يك  اپراتور مي تواند تمامي شبكه خود را با استفاده از نمايشگر موقعيت شبكه نمايش دهد و اگر خطايي در شبكه رخ دهد يك يا چندين زنگ خطر فعال مي شود . و به OMC اطلاع داده مي شود . آيكونهاي متفاوتي براي خطاهاي مخلتف وجود دارد به عنوان مثال آيكوني براي نمايش وضعيت بحراني و آيكوني ديگر براي نمايش يك اخطار وجود دارد .

ج ـ مديريت اجرايي :
براي برنامه ريزي كارهاي بعدي قابل انجام در شبكه هر اپراتور بايد كار شبكه را چك كند . براي يك اپراتور اين  امكان وجود دارد كه آمارهايي كه بر اساس اندازه گيري كوتاه مدت و بلند مدت از وضعيت شبكه دريافت كند .
باندهاي فركانسي در GSM :

كانال راديويي :
يك MS بايك باند BS از طريق يك كانال راديويي ارتباط برقرار مي كند . يك كانال راديويي يك مسير راديويي انتقالي دو طرف مي باشد . هر كانال راديويي داراي ۲ فركانس جداگانه مي باشد يكي براي down link و يكي براي down link . up link به عنوالن مسير انتقالي ار BS به MS مي باشد و up link مسير انتقالي است كه از BS ارتباط برقرار مي كند . و اين باعث ايجاد مسير ارتباطي fullDuplex مي گردد .
طيفهاي فركانسي gsm : باندهاي فركانسي متفاوتي براي GSM900,GSMI900 , GSM1800 وجود دارد . يك اپراتور براي فركانس ها  موجود درخواست مي دهد يا مانند آمريكا اپراتور ها بايد باندهاي فركانسي را خريداري نمايند .

DOWNLINK    IPLINK    
۹۳۵-۹۶۰ MHZ    ۸۹۰-۹۱۵ MHZ    GSM 9000
1805-1880MHZ    ۱۷۱۰ – ۱۷۸۵ MHZ    GSM 1800
1930 – ۱۹۹۰ MHZ    ۱۸۵۰ – ۱۹۱۰ MHZ    GSM 1900

Duplex Distance :
فاصله فركانسي بين يك فركانس uplink و فركانس down link مربوط به آن مي گويند . اين فاصله براي باندهاي فركانسي مختلف متفاوت مي باشد .

GSM 1900     GSM 1800    GSM 900    
۸۰ MHZ    ۹۵ MHZ    ۴۵ MHZ    DUPLEX DISTANCE

جداسازي كانال :
به فاصله بين فركانس مجاور چه در uplink و چه در down link گفته مي شود . اين جداسازي به منظور كاهش تداخل بين كانالها مورد نياز است .

مدولاسيون انتقال :
در تكنولوژي GSM مدولاسيوني كه به كار مي رود GSMK مي باشد . اين مدولاسيون يك مدولاسيون ديجيتال مي باشد . اين مدولاسيون شبيه به psk ( فاز مدولاتور ) مي باشد . كريرها فاز را بر اساس بيتهاي اطلاعاتي كه به مدولاتور فرستاده مي شوند تغيير مي دهند . اما در Gmsk هنگامي كه تغيير فاز رخ مي دهد برخلاف psk شكل به تند نخواهد داشت و لبه ها نرم شده هستند Gmsk پهناي باند كمتري را نسبت به MSK به دست مي دهند اما مقاوت كمتري در برابر noise دارا مي باشند .

مراحل برقراري ارتباط در GSM :

ارتباط MS
وقتي يك موبايل بخواهد ارتباطي برقرار و يك مكالمه داشته باشد مراحل زير طي مي شود .
۱ ـ مشترك موبايل شماره مورد نظر را مي گيرد .
۲ ـ MSC/VLR يك پيغام كه دستيابي به شبكه را درخواست مي كرد ، را دريافت مي كند .
۳ ـ MSC/VLR چك مي كند كه آيا MS اجازه دستيابي به شبكه را دارا هست يا خير . اگر چنين باشد Ms به حالت فعال مي رود .
۴ ـ شماره درخواستي توسط MSC/VLR آناليز مي شود و از اين طريق با شبكه PSTN مقصد ارتباط برقرار مي شود .
۵ ـ MSC/VLR از BSC يك كانال فركانسي آزاد تقاضا مي كند . اين اطلاعات به BTS سپس به MS منتقل مي شود .
۶ ـ فرد مقصد تماس را دريافت و ارتباط برقرار مي شود .

طريقه تماس با يك MS :
تفاوت تماس به يك مشترك موبايل با تماس به يك مشترك ثابت در اين است كه موقعيت مكني مشترك موبايل معلوم نيست . بخاطر همين قبل از برقراري ارتباط با آن ابتدا آن PAGE كنيم .
مراحل ارتباطي يك تلفن ثابت به مشترك موبايل به شكل زير مي باشد .

۱ ـ مشترك شبكه PSTN شماره مشترك موبايل را مي گيرد وGMSC تماس را دريافت مي كند .
۲ ـ GMSC از HLR براي دريافت اطلاعاتي كه براي هدايت كردن تماس به MSC/VLR نياز است را درخواست مي كند .
۳ ـ GMSC تماس را به MSC مورد نظر هدايت مي كند .
۴ ـ vlr , MSC را چك مي كند تا LA اي را كه MS در آن قرار گرفته پيدا كند .
۵ ـ MSC ، ارتباط MS را با BSC و BTS از طريق فرستادن درخواست paging برقرار مي كند .
۶ ـ MS پاسخ مي دهد .

BSC يك كانال ترافيكي را انتخاب و سپس به MS دستور مي دهد تا از اين كانال ترافيكي استفاده كند . MS يك سيگنال زنگ توليد و وقتي مشترك جواب مي دهد ، ارتباط كامل مي شود .

Handover :‌
در يك تماس ، BS اي كه مشغول سرويس دهي به موبايل مي باشد قدرت و كيفيت سيگنالهاي ارسالي از سمت موبايل را تحت نظر دارد . يك نقطه بحراني در BS براي اندازه و قدرت سيگنالها با توجه به اندازه سلولها و ناحيه تحت پوشش تعيين شده است . اگر كيفيت و قدرت سيگنالهاي ارسالي از مقدار بحراني تعريف شده كمتر باشد شبكه از BS هاي مجاور  مي خواهد قدرت سيگنال را اندازه گيري كنند . اگر در يكي از Bs هاي مجاور قدرت سيگنال بهتر تشخيص داده شده در اين صورت يك پيغام سيگنالينگ به موبايل از طريق يك كانال صحبت ، ارسال مي شود . ( از طرف bs فعلي ) و از موبايل مي خواهد تا ادامه ارتباط را از طريق كانالي آزاد در سلول همسايه انجام دهد . موبايل ارتباطش را از طريق كانال جديد درون سلول جديد ادامه مي دهد و هم زمان با آن شبكه تماس را به bws جديد سويچ مي كند . اندازه گيري قدرت سيگنال و انتخاب سلول جديد و مناسب با قدرت سيگنال چندين دقيقه طول مي كشد .

پس يا توجه به صحبتهاي گفته شده داريم :
سلسله مراتب ايجاد يك تماس در شبكه GSM :
سيگنالينگ هايي كه براي انجام يك تماس انجام مي گيرد به شرح زير مي باشد .

۱-    Location updating
2-    Mobile call originalion
3-    Mobile call originalion
4-    Autentication & ciphering
5-    Call hand off

۱ ـ‌  وقتي يك موبايل به درون يا خارج از يك ناحيه سرويس دهي حركت مي كند سيستم مربوطه بايد از مكان دقيق آن اطلاع داشته باشد تا بتواند تماس هايي را كه براي آن وارد مي شود به طرف آن ارسال كند . وقتي كه يك MS از يك LA به LA ديگر حركت مي كند و يا هنگاميكه هنوز در VLR ناحيه خود ثبت نشده است ، تازه سازي موقعيت مكاني نياز مي باشد مراحل اين تازه سازي براي تغيير مكان از LA به LA ديگر طبق شكل زير مي باشد :

۱ ـ MS از طريق BSS و MSC يك درخواست تازه سازي موقعيت مكاني براي VLR جديد مي فرستد .
۲ ـ VLR يك پيغام تازه سازي موقعيت مكاني را براي HLR مربوط به MS كه شامل آدرس VLR ( جديد ) و MSI مي باشد ، ارسال مي كند . چنانچه LA جديد توسط همان VLR گذشته سرويس دهي شود نيازي به اين كار نيست .
۳ ـ اطلاعات سرويس دهي و امنيتي براي MS درون VLR ريخته مي شود .
۴ ـ براي MS يك پيغام تحت عنوان موفقيت عمل تازه سازي موقعيت مكاني فرستاده مي شود .
۵ ـ HLR از VLR مي خواهد كه ديتاهاي مربوط به MS جاگذاري شده را پاك كند .

Mobile call originaton :
در اصل وقتي كه كاربر شماره را وارد مي كند و كليد senal را فشار مي دهد ، ms يك ارتباط سيگنالي با bss از طريق كانال راديويي برقرار مي كند . اين سيگنالينگ مي تواند شامل درخواست  صدور مجوز و رمز گذاري باشد . هنگامي كه اين ارتباط برقرار شد پراسيجر call – setup اجرا مي شود . اجراي اين پراسيجر طبق ترتيب زير صورت مي گيرد .

۱ ـ MS مبداء سرويس درخواست MSC را به MSC از طريق BSS ارسال مي كند .
۲ ـ MSC از VLR چك مي كند كه آيا MS اجازه استفاده از سرويسها را دارد يا خير . اگر چنين باشد MSC  از BSS براي اختصاص منابع مورد نياز درخواست مي دهد .
۳ ـ اگر تمام مجاز باشد ، MSC ، call را به GMSC مي فرستد .
۴ ـ GMSC ، call را به ناحيه كاربر طرف مقابل هدايت مي كند .
۵ ـ ( location exchange ) LE يك سيگنال زنگ به ترمينال مخاطب ارسال مي كند .
۶ ـ يك جواب از ترمينال براي LE فرستاده مي شود .
۷ ـ سيگنال پاسخ به MS از طريق Msc مسوول كه مسير ارتباطي را كامل مي كند ارسال مي شود .

Mobile call termination : ترتيب نشان داده شده در پايين مربوط مي شود به تماس از يك مشترك شبكه PSTN كه به MS در شبكه GSM ختم مي شود .
۱ ـ مشترك PSTN شماره msisdn مربوط به كاربر مخاطب در شبكه gms را مي گيرد .
۲ ـ LE ، تماس را به GMSC مربوط به MS مخاطب هدايت مي كند .
۳ ـ GMSC از msisdn براي تشخيص HLR مربوطه استفاده مي كند .
 ۴ ـ VLR , HLR مربوطه را براي MS طرف مقابل و براي MSRN درخواست مي كند . بنابراين تماس مي تواند از طريق MSC صحيح هدايت شود .
۵ ـ msm , vlr را به nlr منتقل مي كند .
۶ ـ Nlr هم msm را به GMSC ، تحويل مي دهد .
۷ ـ msm را به GMSC ، تماس را به MSC هدايت مي كند .
۸ ـ MSC از طريق VLR  شماره LAI صحيح را براي MS درخواست مي كند .
۹ ـ VLR شماره صحيح LAI را آماده مي كند .
۱۰ ـ MSc ، MS را از طريق BSS مخصوص به خود page مي كند . MS به page پاسخ مي دهد و لينك هاي صحيح سيگنالينگ را انتخاب مي كند .
۱۱ ـ وقتي BSS با لينك هاي صحيح راديويي ارتباط برقرار كرد MSC مطلع مي شود و تماس به MS فرستاده مي شود .
۱۲ ـ وقتي MS به تماس پاسخ داد ارتباط كامل شده است .

encryption ,  authentication :
عمل صدور مجوز استفاه مي شود تا مشتركين تقلبي از دستيابي به شبكه محروم شوند .  و اين عمل توسط msc/vlr و با درخواست از hc/auc انجام مي شود .
براي ايجاد سدهاي امنيتي در MS در هنگام ساخته شدن الگوريتم هاي ايجاد مجوز
( A3 ) ، ايجاد كننده كليد رمز و الگوريتم ( A5 ) encryption ريخته مي شود . به اين الگوريتم ها در مباحث بعدي خواهيم پرداخت . مراحل بعدي call در پايين به ترتيب ذكر شده است .

۱ ـ در مرحله تازه سازي موقعيت مكاني ترمينال ، MSI , VLR را به HCR مي فرستد .
۲ ـ ۳Hir پارامتر امنيتي ( rand , sress, ki ) را به VLR مي فرستد .
۳ ـ براي صدور مجوز rand , vlr , ciphering را به MS مي فرستد .
۴ ـ با استفاده از الگوريتم A3 كه قبلا ذخيره شده و ki اي كه در سيم كارت ذخيره شده است . و RAND اي كه توسط VLR ايجاد شده ، MS عدد sres را محاسبه مي كند و آن را به vlr باز مي گرداند . با استفاده از الگوريتم a8 و KI و MS هم ke را محاسبه مي كند .

چنانچه sres برگردانيده شده توسط ms با sees ذخيره شده در vlr يكسان باشد vlr نيز رابطه bts اي مي فرستد كه از c براي رمز كردن مسير راديويي ( downlink ) استفاده مي كند .
Inter – Msc Hand off  :
سيستمهاي cellular بايد قادر باشند كه عمل hand off  را از يك كانال به كانال ديگر انجام دهند . عمل hand off  از يك كانال به كانال ديگر ممكن است به يكي از دلايل زير رخ دهد :
–    جلوگيري از قطع تلفن وقتي كه مشترك از مرز يك سلول مي گذرد و به سلول همسايه مي رود .

–    جلوگيري از سطح تداخلي عمومي
–    جلوگيري از عدم تعادل ترافيكي بين سلولهاي مجاور
–    مهمترين معياري كه براي hand off ( از نوع جلوگيري از قطع تماس ) وجود دارد ، كيفيت سيگنال براي يك اتصال برقرار مي باشد ( چه براي up link و چه براي down link )‌

مشابه همين ، معيار hand off براي بهينه كردن تداخلات عمومي ، كيفيت down link ، uplink در مقايسه با سلول همسايه مي باشد . hand off ها براي تنظيم تعادل ترافيكي توسط BSC و MSC ها با توجه به اطلاعات جمع شده در سلولهاي مختلف تحت كنترل آنها ، انجام مي گيرد . چنين hand off هايي ممكن است شامل چندين ms و سلولهاي درون سيستم باشند .
پارامترهايي كه مي توانند در تصميم گير در مورد hand off در ۲ صورت اول مورد استفاده قرار گيرند شامل سرعت خطا در بيتها ( BER ) ، گم شدن مسير در طول كانال راديويي و نسبت C/I مي باشد . در Gsm ، Ms اندازه كيفيت كانالهاي انتقالي را بررسي مي كند . همانطور كه در سلولهاي مجاور اين عمل انجام و به يكديگر گزارش داده مي شود . ( اين كار  حداقل هر ۱ ثانيه يك بار انجام مي شود ) hand off مي تواند يكي از سه نوع inter msc   intea – bsc , inter bsc باشد .

مراحل اجراي hand off را مي توان به صورت زير طبقه بندي نمود :
۱ ـ سخت
۲ ـ به هم پيوسته
۳ ـ نرم

۱ ـ سخت:
در اين حالت موبايل در يك زمان تنها از يك كانال راديويي استفاده مي نمايد . لذ ا قطع شدن ارتباط در هنگام انتقال افزايش مي يابد . در اين حالت لينك جديد پيشابپيش در شبكه برقرار مي شود تا قطع شدن ارتباط تا جايي كه ممكن است كوتاه شود . ارتباط و عبور ديتا از طريق لينك جديد بصورت همزمان انجام مي شود . اين امر مستلزم آن است كه hand off از ابتدا تا انتهاي شبكه كنترل شود يكي از امتيازات اين روش اين است كه موبايل در يك زمان فقط از يك كانال راديويي  استفاده كند و عيب اين روش اين است كه انتقال با تعليق مكالمه همراه خواهد بود . ضمناً اگر موبايل به عنوان منبع اندازه گيري مورد استفاده قرار گيرد ، تمام اطلاعات مورد نياز جهت hand off بايد از طريق ارتباط راديويي به شبكه انتقال يابد كه اين امر سبب بارگذاري زيادي در اين ارتباط مي شود . اين روش در سيستم هاي Gsm مورد استفاده قرار مي گيرد .

۲ ـ به هم پيوسته :
در اين نوع لينك جديد به صورت موازي با لينك قديمي مورد استفاده قرار مي گيرد و جريان data توسط موبايل روي هر دو لينك فرستاده مي شود . در زمان اجراي hand off فقط لينك اصلي فعال است و در انتهاي عمل H.O جريان جديدي از اطلاعات توسط سويچينگ در سطح شبكه فعال مي شود . و جريان قبلي ايستاده و لينك آن آزاد مي شود . اين نوع hand off مستلزم آن است كه موبايل روي ۲ كانال بصورت همزمان ارسال داشته باشد . ضمنا احتمال قطع مكالمه در طول فاز انتقال كمتر مي شود . براي اين روش اختصاص كانال ديناميكي مناسب تر از روش اختصاص كانال ثابت است .

۳ ـ نرم :
اين نوع hand off با سيستم CDMA كار مي كند در اين حالت ۲ لينك و دو جريان مربوطه در يك پريود زماني نسبتا طولاني فعال مي شوند . ترمينال موبايل هم زنان به ۲ ايستگاه ( يا بيشتر ) متصل مي شود . دو لينك ديده شده از موبايل و شبكه مانند مسيرهايي هستند كه فقط يك جريان اطلاعات را عبور مي دهند . استفاده از اين روش مي تواند بدين گونه گسترش يابد كه موبايل در حين مكالمه بتواند دائما به بيش از يك ايستگاه متصل  گردد . اين سيستم به MACRODIVERSITY  معروف است . اين روش امتياز مهمي دارد و آن كيفيت بالاي سرويس براي مصرف كننده است . اما اشكال بزرگي نيز دارد و آن باز سنگيني است كه روي شبكه به وجود مي آورد و اين بدان علت است كه سيستم به جاي يك لينك چندين لينك را برقرار مي نمايد .

مراحل مربوط به hand over نوع سوم به شرح زير مي باشد :
۱ ـ MSCA , BCSA را مطلع مي سازد كه MS به hand over از BTS-A به BTS-B نياز دارد .
۲ ـ MCSB , MCSA را مطلع مي سازد كه hand over از BTSA به BTSB در حال انجام است .
۳ ـ MCSA به BSCA/BTSA فرمان مي دهد كه اقـدام به hand over به BTSB بكنيد .
۴ ـ BTSA به MS فرمان مي دهد تا روي كانال مشخص شده در BRSB برود .
۵ ـ MS ، BRSB را از اينكه آن روي كانال مشخص شده توسط BTSB منتقل شده است ، مطلع مي كند .
۶ ـ MSCB ، MSCA را از اينكه hand over انجام شده است مطلع مي كند .

الف : INTRA – BSS :
در اين نوع hand off هنگاميكه ارتباط موبايل با همان ايستگاه اوليه برقرار باشد اما فقط كانال راديويي تغيير كند اتفاق مي افتد . اين حالت زماني رخ مي دهد كه موبايل در ناحيه سرويسي ايستگاه جاري قرار داشته باشد ( قدرت سيگنال دريافتي به اندازه كافي قوي باشد ) ولي سطح تداخل در كانال راديويي بسيار بالا باشد . ( كاهش     C/I ) اين نوع ho شامل ايستگاه پايه BTS و طبيعتا BSC باشد . اين hand off توسط BSC پردازي نمي شود و ساده ترين نوع ho مي باشد .

ب ـ inter – bss :
اين نوع hand off در همان BSC اوليه انجام مي شود بصورتي كه موبايل ، ايستگاه پايه BTS را تغيير مي دهد . و به يك BTS جديد منتقل مي شود . اين نوع hand off هنگامي شروع مي شود كه موبايل وارد يك ناحيه تحت سرويس يك ايستگاه جديد بشود . اين hand off به علت كاهش كيفيت و قدرت سيگنال بين موبايل و ايستگاه مربوطه هنگاميكه ايستگاه مربوطه هنگاميكه ايستگاه مجاور لينك بهتري انجام دهد . صورت مي گيرد و گاهي اوقات hand off به دليل با زيادي BTS ها صورت مي گيرد .

ج ـ inter – msc :
در اين نوع hand off موبايل ، سلول ، BSC و MSC اش را تغيير مي دهد . اين نوع hand off حساس و آسيب پذير بوده و انجام آن از hand off ، intra – msc مشكل تر مي باشد . در اين نوع hand off احتمال از دست رفتن موقت صدا و قطع تماس وجود دارد .

امنيت در شبكه GSM :
در سيستم GSM امنيت به اين معني مي باشد كه از شبكه در برابر دستيابي هاي غيرمجاز محافظت به عمل بيايد و همچنين از استراق سمع جلوگيري شود . همچنين از دستيابي غير مجاز به شناسه و موقعيت مشتركين در هنگاميكه از شبكه خارج مي شوند و يا به آن وارد مي شوند جلوگيري به عمل آيد . در سيستم GSM جلوگيري از دستيابي غيرمجاز توسط الگوريتم هاي صدور مجوز ( كه شناسه مشترك را قبل از اينكه به او اجازه استفاده از سرويس داده شود ، معتبر مي كند انجام مي شود .

جلوگيري از استراق سمع در طول ارتباط يك مشترك توسط رمز گذاري كانالهاي اطلاعاتي از طريق واسطه هاي راديويي ( از طريق درخواست كدينگ روي رشته هاي ديجيتال در مسيرهاي راديويي ) انجام مي شود . براي حفاظت شناسه و مكان مشترك كانالهاي سيگنالينگ ويژه اي وجود دارند كه آنها هم كد شده هستند و در آنجا از TMSI به جاي ISMI استفاده مي شود . بايد به اين نكته توجه كرد كه مكانيزمهاي پنهان سازي تنها در مسيرهاي راديويي اعمال مي شوند نه روي ساختارهاي ثابت (A8) و الگوريتم ENCRYPTION ( A3 )  ( كه نوعي الگوريتم براي كدينگ مي باشد ) در سيم كارت  توسط اپراتور هاي GSM قرار داده مي شوند IMSI و KI در هر MS مخصوص به همان MS و يگانه هستند .

الگوريتمهاي A3 و A8 مي تواند از يك شبكه با شبكه ديگر متفاوت باشد . اما الگوريتم encryption در تمام شبكه ها يكسان است . مركز ACU وظيفه تمامي عمليات امنيتي را بر عهده دارد . و  عمليات آن خيلي وابسته به HLR مي باشد . AUC ، KI را ايجاد مي كند و آنها را با IMSI ها همراه مي كند و براي هر IMSI هر سه مقادير RAND ( عدد تصادفي ) ، ( single response ) SRES و
 ( ciphening key ) kc را تهيه مي كند HLR سپس VLR مربوط به اين گروه ها را با خبر مي كند و اين همان VLR است كه عمل چك كردن را انجام مي دهد و KC را براي BSC آماده مي كند تا encryption / gecryption در مسير راديويي انجام شود . همچنين اين vlr ممكن است كه سه عدد گفته شده كه در vlr قبلي استفاده نشده است را در تازه سازي موقعيت مكاني دريافت كند . اپراتور مي تواند در يكي از شرايط زير پراسس ها را فراخواني كند . در زمان ثبت ، تازه سازي موقعيت مكاني و در زمان قطع و يا وصل شدن تماس .