Донские РадиолюбителиОграничение возраста
Добропожаловать на новый форум р/л Ростовской области  FORUM.QRV.SU

Форум открыт взамен закрытого radiorostov.org.ru

Добропожаловать на форум р/л колл. рст. Каменска-Ш.  RK6LZQ.QRV.SU
145.050 / 145.650 @ ----.- Гц : Ростов, Сельмаш
145.125 / 145.725 @ ----.- Гц : Ростов, ЗЖМ
145.075 / 145.675 @ ----.- Гц : Зверево
145.150 / 145.750 @ ----.- Гц : Морозовск
145.100 / 145.700 @ ----.- Гц : Таганрог
Эхо-РПТ 145.275 @ ----.- Гц : Таганрог
Эхо-РПТ 145.350 @ ----.- Гц : Волгодонск
145.300 / 439.950 @ ----.- Гц : Волгодонск
145.025 / 145.625 @ ----.- Гц : Волгодонск
Эхо-РПТ 145.250 @ ----.- Гц : с.Вареновка
EchoLink 145.250 @ 88.5 Гц : Донецк (РФ)
EchoLink 145.225 @ ----.- Гц : Новочеркасск
145.125 / 145.725 @ ----.- Гц : Ейск (Красн.к-р)
Эхо-РПТ 145.300 @ ----.- Гц : Краснодон (Укр.)
433.000  / 434.600 @ 88.5 Гц : Ростов
431.000  / 438.600 @ ----.- Гц : Ростов
431.200  / 438.800 @ ----.- Гц : Ростов, ЗЖМ
430.450  / 438.050 TG950615 : Ростов, Центр DMR
430.4375 / 435.4875 TG950615 : Ростов, Сельмаш DMR
431.225  / 438.825 TG950615 : Ростов, Военвед DMR
431.175  / 438.775 TG950615 : Ростов, ЗЖМ DMR
431.100  / 438.700 @ ----.- Гц : Зверево
430.700  / 438.300 @ ----.- Гц : Новочеркасск
Эхо-РПТ 433.475 @ ----.- Гц : Волгодонск
Эхо-РПТ 433.600 @ ----.- Гц : Азов
Эхо-РПТ 438.300 @ ----.- Гц : Таганрог
EchoLink 439.000 @ ----.- Гц : Волгодонск
431.700 / 439.300 TG950619 : Волгодонск DMR
Статьи

СТАТЬИ : Телефония / Сотовая телефония / NMT /

NMT (Nordic Mobile Telephone)

Добавлено пользователем administrator 25.01.2013 в 13:50.
Изменено пользователем administrator 19.11.2018 в 15:02.
Содержание:
История стандарта NMT
О стандарте NMT
Архитектура NMT
Описание протокола NMT
Организация соединений и принципы адресации абонентов
Установление входящего вызова
Установление исходящего вызова
Обмен сообщениями в режиме эстафетной передачи
Как можно хакнуть NMT и что из этого выйдет
О дополнительных сервисах
О перспективах NMT
Литература



Сравнение размеров Nokia 150 (NMT-900) и Nokia 1100 (GSM 900/1800)

Nokia Mobira Senator, 1982 г, NMT-450

Nokia Actionman, 1984 г, NMT-450

Nokia Cityman (2 Вт), 1987 г, NMT-900

Nokia P4000, 1991 г, NMT-450

Nokia 211, 1992 г, NMT-450

Nokia 350, 1993 г, NMT-450

Nokia 450, 1996 г, NMT-450i

Nokia 550, 1998 г, NMT-450i

Nokia 650, 1998 г, NMT-450i

Nokia 640, 1999 г, NMT-450i

Benefon Dragon (TDP70WN), 1998 г, NMT-450i

История стандарта NMT

NMT — один из самых старых стандартов сотовой связи первого поколения (1G). Технические принципы NMT были готовы к 1973 году, а спецификация базовых станций была закончена в 1977 году. Разработка была закончена к 1978 году. Спецификации NMT были свободными и открытыми, предоставляя большому числу компаний возможность производить оборудование для сетей стандарта NMT и продвигать его на рынке мобильной связи. Успех и широкое распространение NMT во многом были достигнуты благодаря компаниям Nokia и Ericsson. Первая сеть NMT-450 начала свою работу в сентябре 1981 г. в Саудовской Аравии, которую смонтировала и запустила Шведская компания Ericsson, принимавшая активное участие в создании сетей NMT-450 в Скандинавии. Изначально стандарт разрабатывался для Скандинавии (Дания, Норвегия, Швеция и Финляндия) с её большой территорией и малой плотностью населения, поэтому он как нельзя лучше подошёл для "мобилизации" России. В первой фазе развития система работала в диапазоне 450 МГц. Через некоторое время сотовая связь стала настолько популярной, что емкость системы приблизилась к насыщению. В связи с этим в 1983 г. была разработана модифицированная версия системы в новом диапазоне 900 МГц, обозначаемая как NMT-900. Эта система начала свою работу только в декабре 1986 г. В Российской Федерации сеть стандарта NMT-450i в 91-м году ввела в эксплуатацию компания "Дельта Телеком" — первый мобильный оператор, образованный в Санкт-Петербурге. Затем появилась "Московская сотовая связь" и другие. Данный стандарт у нас в стране стал известен под торговой маркой «СОТЕЛ — сотовый телефон России». В России использовались следующие разновидности: NMT-450i (с процедурой защиты доступа в сеть) и NMT-450+ ( поддерживающий дополнительные алгоритмы скремблирования (шифрования) радиосигнала, затрудняющие его радиоперехват и прослушивание с помощью простейших устройств). Другая его разновидность, NMT-900, у нас не использовалась ввиду ввода стандарта GSM-900. На данный момент сети MNT на территории России более не действуют — частотный диапазон 450 МГц отдан под сотовую сеть CDMA-450 с торговой маркой "SkyLink".

О стандарте NMT

Стандарт NMT является аналоговым и относится к группе FDMA (Frequency Division Multiplie Access — Множественный Доступ с Частотным Разделением) стандартов сотовой связи. У данной группы стандартов немало недостатков, но и достаточно много преимуществ по сравнению с другими группами (TDMA и CDMA). Основное преимущество — большой радиус действия базовой станции. Вполне приличная связь в 70-ти км от БС — не редкость для NMT. Телефон GSM-900, например, по определению не может работать на расстоянии более 35 км от БС. Главная беда NMT—450 — значительный уровень помех в диапазоне 450 МГц в крупных промышленных городах. Но стоит удалиться от города — качество связи сильно улучшается и зачастую превосходит качество проводных телефонных сетей.
Каждому абоненту для разговора предоставляется в полное распоряжение отдельный полнодуплексный радиоканал. Рабочие частоты находятся в двух полосах: 453—457, 5 МГц для канала от сотового телефона к базовой станции и 463—467, 5 МГц для канала от базовой станции к телефону. Частотный разнос каналов приёма и передачи — 10 МГц. Изначально в NMT использовалась сетка каналов с шагом 25 кГц. Дуплексные пары частот образовывали 180 каналов. За счет многократного использования частот эффективное число каналов составляло 5568. Среднее число каналов, выделяемое базовым станциям, было равно 30. С увеличением количества абонентов шаг сетки уменьшили до 12,5 кГц, вставив между обычными каналами дополнительные, увеличив тем самым ёмкость сети.

Стандарт NMT-450 сертифицирован в России как федеральный. Это означает, что терминалы (телефоны) NMT-450 при программировании получают общероссийские номера, совместимые с общеевропейской системой нумерации. Кроме того, разрешено использование системы двойной нумерации, то есть использование дополнительно к общероссийскому номеру также номера в нумерации местной телефонной сети региона (зоны) прописки терминала. При наборах внутри региона (зоны) прописки используется, как правило, только местный номер, а при наборах из других регионов или по сети NMT-450 России может использоваться и общероссийский семизначный номер. Даже при переезде из одного региона в другой абоненту не нужно ломать голову над бесперебойностью связи, так как номер его терминала универсален и действителен как на территории России, так и в тех странах, где существует сеть NMT-450.

Архитектура NMT

В NMT-450 подвижные станции полностью совместимы со всеми базовыми станциями системы независимо от страны. Все подвижные абоненты имеют возможность работать в любой из стран, входящих в систему.

Первоначально разработчики предполагали существование следующих типов подвижных станций:
1. установленные в транспортных средствах;
2. переносные;
3. беспроводные таксофоны.

В дальнейшем систему расширили до четырёх типов абонентских подвижных станций:
1. Обычные подвижные станции;
2. Подвижные станции с приоритетом;
3. Портативные (носимые) подвижные станции;
4. Подвижные станции-таксофоны.

Эти посылки характерны для скандинавских стран, где одной из причин появления и необычайного успеха сотовой телефонии была низкая плотность населения. Технологический прогресс по сравнению с 80-ми годами позволил заменить подвижные переносные станции носимыми. Система была ориентирована на наземную связь, однако могла использоваться и для связи на короткие расстояния в морской прибрежной зоне. Она также применялась в качестве одного из альтернативных средств беспроводного абонентского доступа к коммутируемым телефонным сетям общего пользования.

Для системы NMT были определены следующие основные требования:
— автоматическое установление соединения с подвижной станцией, а также по инициативе подвижной станции;
— возможность соединения с любым абонентом телефонной сети общего пользования в любой стране, а также с любым абонентом подвижной сети;
— стоимость связи должен оплачивать вызывающий абонент, причем рассчитывается она на основе длительности разговора и набираемого номера,
— для мобильного абонента система должна быть подобна ТфОП в аспектах пользования сетью, надежности передачи данных, оплаты и конфиденциальности разговоров;
— запуск сети NMT не должен привести к сколько-нибудь существенным изменениям в телефонной сети общего пользования.


Система NMT состоит их трех основных групп элементов: центров коммутации подвижной связи (MTX), базовых станций (BS) и подвижных станций (MS).

MTX — это основной управляющий элемент системы. В его задачи входит установление соединения между абонентами сети, а также с абонентами ТфОП. Взаимодействие MTX — ТфОП возможно на локальном, транзитном и международном уровнях, причем предпочтительным является транзитный. MTX представляет собой специализированный цифровой коммутатор. Поэтому, наряду со стандартным соединением, MTX позволяет реализовать дополнительные услуги, такие, как ускоренный набор номера, переадресация соединения и т.д.
В сети оператора может быть несколько MTX. Для того, чтобы абонент мог получить обслуживание в любом месте своей сети его данные должны передаваться между коммутаторами. Для хранения абонентских данных в центре коммутации предусмотрен регистр положения абонентов. Таким образом, данные автоматически передаются от одного регистра к другому по мере передвижения абонента.

Базовые станции реализуют интерфейс между фиксированной частью системы и подвижными станциями. БС обслуживает три соседние соты. БС связаны со станциями MTX по четырехпроводным системам передачи, реализованным на кабельных или радиорелейных линиях. Зоны покрытия базовых станций сгруппированы в так называемые зоны трафика. Каждая зона трафика соединена с MTX фиксированной сетью. Каждый MTX может контролировать несколько зон трафика. Территория, охватываемая базовыми станциями, которые управляются одним центром коммутации MTX, называется зоной обслуживания. Они делятся на зоны трафика. Каждая базовая станция распоряжается подгруппой каналов, выделенных соте в соответствии с планом распределения каналов.

В системе NMT существуют следующие каналы:
— вызывной;
— разговорный;
— доступа (в системе NMT-900);
— совмещенный разговорно-вызывной;
— данных.

В типовой ситуации каждая базовая станция имеет в своем распоряжении вызывной канал, один канал доступа (в системе NMT-900), один канал данных и некоторое количество каналов разговорного трафика. Вызывной канал используется базовой станцией для передачи специального идентификационного сигнала. Подвижные станции, находящиеся в данной зоне трафика и пребывающие в состоянии ожидания, включены на прием сигналов вызывного канала. После идентификации сигнала вызова подвижной станции выделяется разговорный канал, который позволяет завершить процедуру установления соединения и перейти к разговору. Разговорный канал предназначен для осуществления разговора и части процедуры установления соединения. Он может находиться в трех различных состояниях, каждое из которых обозначается особым сигналом:
"свободный" — подвижная станция использует канал для вызова базовой станции и установления соединения;
"занятый" — в текущий момент установлено соединение;
"ожидание" — канал не используется для работы, т.е. не находится ни в свободном, ни в занятом состоянии.


Напомним, что для дуплексной связи требуется пара каналов — один для передачи с базовой станции на подвижную (нисходящая линия связи) и второй, сдвинутый относительно первого на 10 МГц и используемый для передачи в обратном направлении (восходящая линия связи). Подвижная станция, желающая установить соединение, ищет нисходящий канал, обозначенный как свободный. Соответственно, сдвинутый на 10 МГц восходящий канал может использоваться для осуществления процедуры вызова. Совмещенный разговорно-вызывной канал обладает характерными особенностями обоих типов каналов. В обычном режиме он используется как вызывной канал. Однако если все разговорные каналы заняты, этот канал может использоваться отдельными абонентами, имеющими высший приоритет, как разговорный. Канал данных позволяет измерять мощность сигнала подвижной станции, с которой установлено соединение. Результаты измерений используются MTX в процессе хэндовера. Канал доступа — это особый канал в системе NMT-900, предназначенный для передачи вызова вместо разговорного канала, обозначенного "свободным".

Система NMT-450 работает в режиме FDMA/FDD. Частотные диапазоны нисходящих линий связи составляют 463...467,5 МГц в NMT-450 и 935...960 МГц в NMT-900, восходящих — 453,0...457,5 МГц в NMT-450, 890...915 МГц в NMT-900. Несущие частоты разнесены друг от друга на 25 кГц, из которых 9 кГц — защитный частотный интервал и 16 кГц — ширина спектра ЧМ сигнала. Полоса частот приема (передачи) системы составляет 4,5 МГц, что позволяет разместить в выделенном спектре 180 каналов в системе NMT-450 и 1000 каналов в NMT-900. Частота дуплексного сдвига, определяемая как разность частот передачи и приема для каждого речевого канала для NMT-450 равна 10 МГц. Основной план NMT-450 содержит 180 частотных каналов. Каналы нумеруются подряд: 1, 2, 3.....180 (для основного плана). Для канала 1 средняя частота приема базовой станции F1 = 453000 + 12,5 = 453012,5 кГц.

Для канала с номером z основного плана средняя частота приема базовой станции, выраженная в мегагерцах,
f = F1 + 0.025 (z-1),
средняя частота передачи, выраженная в мегагерцах,
f = 10 + F1 + 0.025 (z-1).


Планы частот NMT-450: а — основной; б — дополнительный.

В системе используется также дополнительный частотный план. Он позволяет организовать еще 179 частотных каналов с номерами 181.....359, причем несущие речевых каналов основного и дополнительного плана сдвинуты на частоту, равную половине ширины полосы канала (на 12,5 кГц). Для канала с номером z дополнительного плана средняя частота приема базовой станции, выраженная в мегагерцах,
f = F1 + 0.025 (2z-1).
Для увеличения пропускной способности организуют системы с перемежающимися каналами, которые используют сразу основной и дополнительный планы.
Предусмотрена еще одна возможность увеличения пропускной способности системы путем использования плана частот с увеличенным числом частотных каналов, в котором полоса частот, отводимая на один канал, составляет 20 кГц и общее число частотных каналов — 225. Соседние частотные каналы в соте должны быть разнесены не менее, чем на 175 кГц. Обычно все частотные каналы плана делят на группы, так что в группу с номером G объединены каналы с номерами G, G + N, G + 2N, .... где N — размерность кластера. На одной БС может быть организовано до 16 частотных каналов, из которых 15 — каналы трафика и 1 — канал управления. По нему БС постоянно передает сигнал-идентификатор канала вызова, позволяющий АС определять свое положение, а также сигналы пейджинга для АС. После того, как АС ответит по этому каналу, ей предоставляется один из каналов трафика для переговоров.

Речевые сигналы передаются при помощи FM-модуляции с девиацией частоты 5 кГц. Поскольку количество каналов в системе NMT-450 составляло 180, разработчики системы предвидели, что ее емкости будет недостаточно для обслуживания плотно населенных городских районов. Поэтому была применена идея разделения сот. Одно из возможных решений заключалось в создании концентрических сот с секторами по 60 град. каждый, центр которых располагается в точке, ближайшей к месту с максимальной плотностью трафика. В непосредственной близости вокруг центра соты очень малы. Соты в последующих кольцах становятся все больше и теоретически образуют кольцо. Различные размеры сот и значения мощности базовых станций требуют наличия динамического управления мощностью подвижных станций для того, чтобы минимизировать внутриканальные помехи.


Принцип формирования FFSK-сигнала.

Все управляющие сигналы передаются при помощи FFSK-модуляции (Fast Frequency Shift Keying) со скоростью 1200 бит/с непосредственно в канале речевого трафика, прерывая речевой сигнал абонента. Управляющие сигналы представляют собой блоки из 16 шестнадцатеричных символов, т.е. имеют длину 64 бита. Для обеспечения надежного приема используется корректирующий код Хагельбергера (англ. Hagelberger). Этот код предназначен для исправления пакетов ошибок не длиннее 6 битов. Последовательные пакеты ошибок должны быть подвергнуты перемещению с безошибочными последовательностями длиной не менее 20 битов. Данный код позволяет исправить большинство ошибок, возникающих в результате замираний при стандартной скорости движения подвижной станции.


Наименование параметраNMT-450NMT-900
Полоса частот, МГц:
для передачи подвижной станцией
для приёма подвижной станцией

453,0—457,5
463,0—467,5

890—915
935—960
Частотный разнос каналов, кГц25 (20)25 (12.5)
Дуплексный разнос каналов, МГц1045
Количество каналов180 (359)999 (1999)
Мощность передатчика базовой станции, Втдо 50до 25
Мощность передатчика подвижной станции, Вт15
1,5
0,15
6
1
0,1
Радиус ячейки, км15—402—20

Описание протокола NMT

Организация соединений и принципы адресации абонентов

Служебная информация в системе NMT передаётся в 64-разрядном пакете и располагается в середине полного рабочего кадра. Каждый такой пакет содержит пять полей:
  • номер канала N1N2N3, по которому передаётся данное сообщение;
  • префикс Р, характеризующий тип кадра;
  • номер района обслуживания Y1Y2, где расположена базовая станция с номером канала N1N2N3;
  • помер подвижной станции X1—X7;
  • информационное поле.


    Структура рабочего кадра стандарта NMT.

    При передачи в направлении MSC —> MS информационное поле содержит 12 бит; в направлении MS —> MSC номер района обслуживания Y1Y2 не передаётся, информационное поле содержит 20 бит. В системе NMT в качестве управляющего может использоваться любой из разговорных радиоканалов, что, по мнению специалистов, повышает эффективность управления сотовой системой связи.

    В системе сотовой подвижной связи стандарта NMT вызов всех типов подвижных станций производится одновременно всеми базовыми станциями, расположенными в зоне связи. Когда подвижная станция принимает сигнал вызова, содержащий её опознавательный номер (номер радиотелефона), она отвечает сигналом подтверждения на соответствующей частоте канала управления. После этого MSC передаёт канал связи той базовой станции, в зоне которой оказался абонент.

    Для организации всех соединений в системе сотовой связи используется специальная схема адресации, которая выполняет следующие задачи:
  • предоставляет возможность вызывающему абоненту информировать телефонную сеть о номере вызываемой подвижной станции;
  • служит для передачи информации в телефонную сеть;
  • предоставляет возможность подвижной станции отвечать на вызов MSC;
  • опознает в MSC вызывающую станцию.

    Существующее оборудование телефонных сетей некоторых стран ограничивает число цифр, идущих после кода магистрали Рn (0 или 9), которые может набрать абонент, до семи. С кодом доступа, состоящим из кода магистрали, плюс две цифры, т.е. Рn Y1 Y2, могут быть набраны только пять цифр. Предусмотрено использование кода абонента, состоящего из шести цифр Х1 ХЗ Х4 Х5 Х6. Для связи по направлению MSC — MS полный шестизначный код применим во всех четырех странах.
    В Швеции соединения в телефонной сети осуществляются имеющимся оборудованием, использующим цифры Рn Y1 Y2 Х1 Х2, Последние две цифры обозначают номер MSC, которому принадлежит абонент. В Дании, Финляндии и Норвегии соединения в телефонной сети осуществляются путем анализа цифр Рn Y1 Y2 (YЗ) Х2 (ХЗ).

    Опознавание подвижного абонента требует большей информации, чем цифры Рn Y1 (YЗ); (Х1—Х6), набираемые подвижным абонентом, потому что MSC должен иметь возможно различать абонентские номера (Х1—Х6), принадлежащие различным странам. Поэтому для передачи по радиоканалу к номеру абонента (Х1)...Х2 прибавляется цифра Z, обозначающая страну. Цифра Z используется только внутри самой системы, а не набирается вызывающим абонентом. При осуществлении передачи в сторону подвижного абонента Z прибавляется к номеру абонента (Х1)...Х6 тем радиотелефонным коммутатором, в зоне обслуживания которого он находится. При передаче от подвижного абонента цифра Z автоматически формируется и излучается подвижной станцией. Кроме того, при организации международного вызова вместо кода доступа используется код страны I1 I2 I3.

    Хотя цифра Х1 и не набирается, когда вызывающий подвижный абонент принадлежит к ceти в Дании, Финляндии и Норвегии, она должна прибавляться в MSC к номеру абонента радиотелефонными коммутаторами в этих странах таким же образом, как и цифра Z. Следовательно, во всех странах внутри подвижной радиотелефонной системы подвижные абоненты идентифицируются номером ZX1X2X3X4X5X6X7, который присутствует во всех направлениях передач:
  • MSC —> MSC;
  • MSC —> MS;
  • MSC —> BTS.

    Таким образом, для того, чтобы послать вызов в сторону подвижного абонента, вызывающий абонент должен набрать следующие номера, чтобы выйти на нужный коммутатор, где зарегистрирована вызываемая подвижная станция:

    1) вызовы подвижной станции Швеции:
    национальный Рn Y1 Y2 Х1 Х2 ХЗ Х4 Х5 Х6, международный I1 I2 Y1 Y2 Х1 Х2 ХЗ Х4 Х5 Х6.
    На радиотелефонном коммутаторе, где зарегистрирована подвижная станция, перед Х1 Х2 X3 Х4 Х5 Х6 прибавляется цифра Z;

    2) вызовы подвижных станций Дании, Финляндии и Норвегии:
    национальный Рn Y1 Y2 (YЗ) Х2 Х Х4 Х5 Х6, международный I1 I2 (I3) Y1 Y2 (YЗ) Х2 ХЗ Х4 Х5 Х6.
    На коммутаторе, где зарегистрирована подвижная станция, перед Х2 ХЗ Х4 Х5 Х6 прибавляется цифра Z, обозначающая страну и цифра X1.

    Одним из основных требований является то, чтобы система позволяла вызывать перемещающегося абонента, то есть абонента, который находится в другой зоне связи. Это требование делает необходимым введение в MSC регистра положения абонентов для того, чтобы можно было отслеживать путь своих абонентов. Когда подвижная станция перемещается из одной зоны связи в другую, она автоматически посылает на MSC, контролирующий новую зону связи, сигнал об изменении местоположения. От нового MSC информация об изменении адреса подвижной станции передается по телефонной сети или по сети передачи данных на MSC, где зарегистрирован абонент. Передача данных между подвижной станцией и MSC, в зону действия которого она въезжает, обычно не требует каких-либо действий подвижного абонента.
    В регистре, в который внесена подвижная станция на своем MSC, делается поправка, и все вызовы этого подвижного абонента переадресовываются в зону действия нового MSC.
    Подвижная станция оборудована селектором страны, который препятствует перерыву связи в случае работы с базовыми станциями, отличными от базовых станций данной страны.

    Установление входящего вызова

    Протокол установления входящего вызова в системе NMT построен следующим образом. В исходном состоянии подвижная станция MS настроена на частоту канала управления, имеющего максимальный уровень сигнала. Вызов абонента производится центром коммутации MSC через все базовые станции BTS, которые относятся к так называемой зоне вызова, в которой расположен подвижный абонент в данный момент времени (рисунок 6.7).

    Во время подачи вызова базовая станция (по команде MSC) постоянно излучает контрольный сигнал (тональный сигнал частотой около 4 кГц) и посылает его в сторону подвижной станции, которая ретранслирует этот сигнал по каналу управления на базовую станцию. Ретранслированный сигнал принимается, детектируется и оценивается базовой станцией (определяется отношение сигнал/шум в канале передачи, усредненное за определенный промежуток времени).


    Диаграмма установления входящего вызова.

    Базовые станции посылают информацию о результатах оценки отношения сигнал/шум в MSC. Если качество передачи сигнала соответствует норме, то устанавливается соединение по этому каналу. Аппаратурой MSC выделяется разговорный радиоканал, номер которого сообщается по каналу управления на MS, после чего канал управления освобождается. В противном случае MSC принимает решение о подключении другой базовой станции или об окончании разговора.

    Далее осуществляется контроль установленного между BTS и MSC разговорного канала на правильность выполненных операций. При этом по запросу MSC, подвижная станция MS передает ранее принятый номер радиоканала, который идентифицируется в центре коммутации. В случае отсутствия ошибок центр коммутации передает исполнительную команду вызова «включить сигнал» (звонок). Входящий вызов завершается окончательным переключением на разговорный канал и включением на соответствующей базовой станции BTS тонального сигнала частотой 4 кГц (внеполосная модуляция в радиоканале) для непрерывного контроля качества связи.

    Установление исходящего вызова

    Если подвижный абонент снимает трубку для организации исходящего вызова, то он набирает номер, который переписывается в запоминающее устройство его станции. После этого станция находит один из свободных разговорных каналов и по нему передает сигнал «канал занят». Со стороны центра MSC производится подтверждение принятия этого сигнала, в ответ на который подвижная станция выдает свое подтверждение. При получении этого подтверждения аппаратура MSC передает на MS сигнал готовности к приему номера. Из запоминающего устройства подвижной станции по разговорному радиоканалу транслируется номер вызываемого абонента, и после подтверждения приема номера центром коммутации MSC проводная телефонная пара стыкуется с радиотрактом. Ответ вызываемого абонента служит основанием для формирования разговорного тракта и включения на базовой станции тонального сигнала частотой 4 кГц для контроля качества передачи.

    Таким образом, обмен сигналами в системе стандарта NMT ведется по разговорным радиоканалам, система работает с взаимным многократным подтверждением приема каждого сигнала, что обеспечивает высокую надежность связи.

    Обмен сообщениями в режиме эстафетной передачи

    В режиме эстафетной передачи в системе NMT протокол обмена сообщениями выглядит следующим образом (рисунок 6.8). Контроль качества речи ведется по тональному сигналу частотой 4 кГц, который методом внеполосной модуляции вводится в разговорный тракт на станции BTS1. Этот сигнал излучается совместно с речевым сигналом в сторону подвижного абонента и ретранслируется им на базовую станцию, где производится оценивание его параметров.


    Обмен сообщениями в режиме эстафетной передачи.

    При уменьшении величины ответного сигнала ниже порогового значения центр MSC выдает на соседние базовые станции команду произвести измерение отношения сигнал/шум с указанием номера используемого в настоящий момент радиоканала РК1. Для этих целей все базовые станции снабжены многоканальными приемниками-мониторами. По результатам полученных измерений MSC выбирает базовую станцию с максимальным значением уровня принимаемого сигнала (например, BTS2) и выделяет свободный радиоканал РК2 в зоне действия этой станции. По радиоканалу РК1 через станцию BTS1 на MS передается номер нового радиоканала PK2, по которому аппаратура абонента и центра коммутации взаимодействуют с помощью сигналов «передача - подтверждение». По окончании обмена MSC производит переключение соответствующих устройств и проводной телефонной пары для продолжения разговора по новому разговорному каналу. После переключения всех необходимых цепей с базовой станции BTS1 на базовую станцию BTS2 центр коммутации MSC отключает телефонную пару, соединенную с радиоканалом PK1 на станции BTS1.

    Функции управления потоком информации часто оказывают решающее влияние на производительность системы. Они связаны с процедурами установления соединения, передачи соединения из соты в соту, вызовом подвижных станций и обновлением информации об их местоположении. В NMT-450i применяется так называемая SS N 7 (Сигнализации Номер 7 по спецификации МККТТ), что позволяет быстрее переключать абонентские станции на обслуживание другой базовой станцией при перемещениях абонента, выполнять функции их идентификации и снижать потребление энергии радиотелефонами.
    Рассмотрим работу системы в момент инициируемого сетью установления соединения. Абонент телефонной сети общего пользования, желающий позвонить мобильному абоненту, устанавливает соединение с коммутатором MTX. Существуют две возможности установить соединение с подвижной станцией.
    Первая заключается в установлении соединения с опорным (домашними) ЦКПС данной абонентской станции, т.е. с тем MTX, в котором подвижная станция постоянно зарегистрирована. Информация о текущем местоположении подвижной станции находится в регистре абонентов MTX. На основе этой информации ЦКПС передает соединение на тот MTX, в зоне обслуживания которой подвижная станция находится в текущий момент. Текущее местоположение подвижной станции в зоне обслуживания конкретного MTX отмечено в ее регистре абонентов. Информация о вызываемой подвижной станции окончательно анализируется в MTX назначения, который и управляет последними этапами установления соединения.
    Вторая возможность маршрутизации заключается в установлении соединения с ближайшим MTX, который является шлюзом в систему NMT. Этот коммутатор анализирует вид номера вызываемого абонента и посылает запрос на опорный MTX данного мобильного абонента, чтобы выяснить его текущее местоположение. Далее на основе полученной информации устанавливается кратчайший маршрут к тому MTX, который обслуживает район расположения вызываемой подвижной станции.


    MTX H (опорный ЦКПС, англ. Hote MTX) — это коммутатор приписки абонента, содержащий постоянную информацию и информацию о текущем местоположении вызываемой подвижной станции.
    MTX V (визитный ЦКПС, англ. Visited MTX) — это коммутатор, обслуживающий географическую область, в которой подвижная станция находится в текущий момент.
    MTX G (шлюзовой ЦКПС, англ. Gateway MTXI) — это ближайший к вызываемому абоненту коммутатор системы NMT.

    Следовательно, второй способ требует дополнительного обмена данными сигнализации между коммутаторами MTX, позволяя при этом минимизировать стоимость передачи сигналов. Этот метод может применяться, если в подвижной сети используется план распределения номеров, позволяющий идентифицировать мобильного абонента на ранней стадии установления соединения. Если подвижная станция принимает по вызывному каналу сигнал запроса на соединение, содержащий ее собственный идентификационный номер, она отвечает по восходящему вызывному каналу. На основе этого ответа станция MTX определяет ближайшую к этой подвижной станции базовую станцию, принадлежащую к зоне трафика, в которой недавно зарегистрировалась данная абонентская станция. Затем MTX выделяет ей номер разговорного канала, на который и настраивается вызываемая подвижная станция. С этого момента вызывной канал освобождается и может обслуживать установление других соединений. Если вызываемая подвижная станция не подтверждает вызова, то MTX генерирует тоновое или речевое сообщение, обозначающее, что подвижная станция недоступна. Подобный сигнал передается также в случае отсутствия свободного канала для установления соединения.
    После того как подвижная станция была идентифицирована и ей был выделен свободный разговорный канал, выполняются следующие этапы установления соединения. Выбранная базовая станция начинает передавать тестовый тон для контроля и измерения качества соединения. В системе NMT-900 базовая станция посылает запрос идентификационного номера и пароля подвижной станции. Для передачи этих параметров подвижная станция использует выделенный ей разговорный канал. Если идентификация подвижной станции проходит успешно, то базовая станция посылает команду подать звонковый сигнал. После ответа подвижного абонента (символическое "снятие трубки") осуществляется сам разговор. Отключение одного из абонентов дает сигнал для освобождения выделенного разговорного канала и перехода подвижной станции в режим ожидания. В этом режиме она настроена на вызывной канал той соты, в которой расположена в текущий момент.
    Теперь рассмотрим запрос на соединение, инициируемый мобильным абонентом. Необходимым условием подачи запроса на соединение считается текущая регистрация вызывающей подвижной станции в сотовой сети, а также ее состояние, в котором на нее подается питание, и она настроена на вызывной канал для возможного обнаружения сигнала вызова. Подача мобильным абонентом запроса на соединение начинается с поиска подвижной станцией свободного разговорного канала. Такой канал находится в результате сканирования нисходящих каналов передачи данных, передающих сигнал "свободного канала". По восходящему каналу, связанному с первым найденным свободным нисходящим каналом, подвижная станция инициирует обмен управляющими сигналами. Она передает идентификационный номер и номер вызываемого абонента подвижной или фиксированной сети. Станция MTX, обслуживающая область трафика, в которой находится подающая запрос подвижная станция, выясняет категорию вызывающего абонента.
    В системе NMT-900 подвижная станция осуществляет ту же самую процедуру по каналу доступа. Коммутатор MTX дополнительно проверяет пароль абонента. После этого соединению выделяется свободный канал передачи информации. В случае перегрузки системы абоненты с высшим приоритетом (аварийные службы, полиция, скорая помощь) получают временный доступ к комбинированному разговорно-вызывному каналу. В процессе разговора базовая станция посылает на подвижную станцию непрерывный тоновый Phi-сигнал с частотой порядка 4000 Гц (3955, 3985, 4015 или 4045 Гц). Подвижная станция возвращает этот сигнал на базовую станцию. Базовая станция оценивает качество принимаемого сигнала, для того чтобы определить необходимость начала процедуры передачи соединения в другую соту или завершения соединения. Базовая станция информирует MTX о качестве принимаемого тонового сигнала. Если его уровень слишком низок, MTX инициирует измерения уровня сигнала в соседних сотах. На основе этих измерений принимается решение о возможной передаче соединения в другую соту. Если измерения сигнала во всех соседних сотах оказываются не лучше, чем в текущей, то через 20—30 с. производится вторая попытка передачи соединения. При падении уровня сигнала ниже критического значения соединение прерывается. Если процедура передачи соединения все-таки инициируется и выбирается другая сота, начинается поиск нового разговорного канала. По его нахождению, MTX отправляет подвижной станции команду на перенос соединения на новый разговорный канал в другой соте.
    Заметим, что при передаче соединения подвижная станция находится в пассивном состоянии. В измерениях, последующем анализе их результатов и принятии решения о передаче соединения участвуют только MTX и соответствующие базовые станции. Это серьезная нагрузка на управляющую часть системы. В современных системах измерения и процедуры принятия решения носят более распределенный характер. В них принимают участие и подвижные станции. Если MTX принимает решение о передаче соединения в одну из соседних сот, то она посылает окружающим базовым станциям команду произвести измерение уровня сигнала в канале, который в текущий момент используется подвижной станцией. Поэтому все базовые станции оснащены контрольными приемниками, позволяющими измерять мощность сигнала во всех каналах системы. Информация, полученная с такого приемника, позволяет коммутатору MTX определить, какой базовой станции следует передать соединение с данной подвижной станцией. Заметим, что хэндовер может происходить не только внутри одной зоны трафика, но также и от одной его зоны к другой или даже между зонами обслуживания. В последнем случае происходит смена MTX. Базовой станции также предписывается проводить измерения уровня сигнала в начале процедуры запроса соединения, для того чтобы определить, насколько эта базовая станция подходит для установления соединения с конкретной подвижной станцией. Результаты этих измерений также позволяют убедиться в том, что близко расположенная к базовой станции подвижная станция не посылает сигнал слишком высокой мощности. При необходимости MTX дает подвижной станции команду снизить мощность передатчика, чтобы выровнять уровень мощности сигналов, приходящих от разных подвижных станций. Измерения также используются при переносе соединения на другой разговорный канал в случае, если используемый в данный момент канал вышел из строя или не обеспечивает требуемого качества в конкретных условиях распространения сигнала.
    Процедура обновления информации о местоположении подвижной станции тесно связана с управляющими функциями системы. Как уже упоминалось, пока подвижная станция находится в режиме ожидания, она настроена на вызывной канал своей соты. По этому каналу передается код зоны трафика, которой принадлежит используемая сота. Когда подвижная станция меняет свое местоположение, она настраивается на новый вызывной канал. Следовательно, если подвижная станция обнаруживает новый код зоны трафика, она производит запрос на соединение для того, чтобы обновить информацию о своем местоположении в абонентском регистре опорного MTX. Когда подвижная станция перемещается в новую зону обслуживания, находящуюся в ведении другого ЦКСПС, процедура регистрации выполняется новым, визитным коммутатором MTX. Это и есть так называемый роуминг (англ. roaming). Гостевой MTX посылает информационную последовательность, извещающую о новом местоположении подвижной станции на ее опорный коммутатор MTX и получает, в ответ информацию о текущем статусе абонента.

    В то время, когда телефон не зарегистрирован, дозвонится на него невозможно. Сеть просто не знает, где находится этот телефон.

    Как можно хакнуть NMT и что из этого выйдет

    Особо стоит сказать о системе идентификации абонента: до внесения дополнений в стандарт NMT сделать двойника не составляло труда — нужно было просто скопировать данные из EEPROM одного телефона в другой или даже просто выловить из эфира, однако теперь абонентам сетей NMT беспокоиться не о чем. В NMT используется SIS — Subscriber identity security — процедура идентификации, практически не поддающаяся взлому.
    Вкратце её можно описать так: при общении телефона и базовой станции используется процедура идентификации аппарата, использующая необратимую функцию, т.е. данные, которые передаются по эфиру, являются результатом математической операции, и даже получив этот результат, невозможно получить аргументы, использовавшиеся в вычислениях. Примером такой операции может служить вычисление остатка от деления: имея 3 результатом операции "остаток от деления X на 10", невозможно точно определить X, однако при одинаковых X1 и X2 результаты совпадают. Таким образом, даже имея Pentium III/800 :), шансы подобрать правильный X ничтожны.
    Этим самым X-ом является SAK (secret authentication key) — уникальное для каждого аппарата число, которое используется для кодирования разных данных.
    Официально SAK может быть определён по SIS-коду только посредством обращения к общемировой базе данных, которая и ставит в соответствие SIS и SAK.
    На самом деле, SAK можно узнать и поковыряв телефон, однако, как вы сами понимаете, это можно сделать только с согласия владельца. Так что если телефон не попадал в чужие руки, можно быть уверенным: двойника нет.
    Зная SAK, действительно можно сделать абсолютного двойника зарегистрированного в сети телефона, здесь проблем никаких нет. Однако использовать этого двойника в сети при работающем оригинале практически невозможно. Даже если включить два телефона одновременно, то вы просто услышите на одном из них сигнал о невозможности "прописаться" в сети, и он работать не будет. Кто из двоих — оригинал или двойник зарегистрируется первым — тот и будет работать. Эта ситуация изменится, если работающий экземпляр по каким-то причинам вывалится из сети, а второй в это время попытается за сеть зацепиться.
    Так что реально использовать двойника, не имея связи с владельцем оригинала, не получится. Либо владелец оригинала, держа включённым телефон, не даст прописаться в сети, либо, включив телефон и не имея возможности позвонить, поднимет на уши персонал сотового оператора.

    О дополнительных сервисах

    Услуги, предоставляемые стандартом NMT, частично следуют из особенностей организации связи при помощи электронных телефонных станций, используемых в системе NMT и модифицированных для работы в этой сети сотовой подвижной связи. В общих чертах система предлагает абонентам тот же набор услуг, что и типичная фиксированная телефонная сеть.
    Помимо стандартного разговорного соединения, предоставляется некоторое количество дополнительных услуг, таких, как сокращенный набор номера, немедленная переадресация звонка или переадресация звонка при отсутствии ответа абонента, отслеживание злонамеренных вызовов и т.д. Эти услуги предлагаются как в сети NMT, так и в фиксированных сетях.
    Таким образом, с течением времени в стандарт добавлялись различные сервисы и на сегодняшний день NMT выглядит не хуже своих более молодых конкурентов. Это и определение номера, и голосовая почта, факс-почта, конференц-связь, переадресация вызова, SMS, синхронизация часов и т.п.
    Особенно интересно выглядит SMS в NMT. Это даже интереснее, чем GSM SMS — данные SMS в NMT сетях передаются по разговорному каналу. А значит, их можно принять и декодировать, минуя оператора сотовой связи. Реализовано это следующим образом: в телефоне есть модем. При отправке сообщения телефон звонит по номеру, указанному как "Номер SMS-центра" и своим модемом коннектится с модемом SMS-центра, после чего следует обмен данными по основному (голосовому) каналу: телефон отправляет сообщения, помеченные для отправки, и забирает сообщения от SMS-центра, если там есть сообщения для этого телефона. Софт для организации домашнего SMS-центра уже написан и находится в стадии альфа-тестирования. Возможности просто поражают. Как Вам, например, консоль Linux'а на экранчике сотового телефона? GSM-у до этого ещё далеко :))

    Услуга передачи данных от подвижной станции (англ. Data Mobile Station) представляет собой низкоскоростную (600 бит/с) передачу данных и факсимильных сообщений. Напомним, что при обычном соединении сигнальные последовательности передаются по каналу передачи данных во время перерывов в речевом сигнале. Такой режим работы не подходит для передачи данных. Поэтому передача данных возможна только после прекращения передачи сигнальных последовательностей, необходимых для осуществления хэндовера и управления мощностью.
    Услуга передачи данных активируется и дезактивируется абонентом и требует наличия специального оборудования для взаимодействия, предоставляющего собой модемный интерфейс подвижной станции с терминалом передачи данных или факсимильных сообщений.

    Услуга "мобильный таксофон" (англ. Coin Box Mobile Station) предоставляет подвижной станции информацию о стоимости разговора в ходе звонка, инициированного подвижным абонентом. Может использоваться, например, подвижной станцией, работающей по принципу таксофонного аппарата.
    Абонентам также предлагаются и другие услуги — приоритетный звонок, двухтональный многочастотный набор номера (DTMF), а также целый перечень дополнительных усовершенствований на базе подвижной станции (кнопочный (тастатурный) набор номера, автоматический набор номера без снятия трубки, встроенная в подвижную станцию телефонная книга, повторный набор последнего номера, электронная блокировка и т.д.). Передвигающимся в транспортных средствах абонентам предоставляется очень важная услуга — возможность вести телефонный разговор без помощи рук (англ. hands free).

    О перспективах NMT

    Хотя европейцы потихоньку начинают сворачивать сети NMT в своих странах, у NMT неплохие перспективы в России. В крупных городах NMT, конечно, умрёт. Тут и проблемы с помехами, и ограниченное количество каналов на БС. Скандинавам хорошо — у них территории маленькие. Можно и GSM-ом всё закрыть. А у нас — с нашими-то просторами... GSM? — базовых станций не напасёшься. Или сохранится присущая нынешним российским GSM-операторам тенденция обеспечивать связь только в городах и на крупных трассах. Шаг влево, шаг вправо — "нет сети". Вот тут-то и нужен NMT с его покрытием.
    Некоторые производители аппаратуры для сетей NMT предлагают решения по постепенному переходу от NMT-450 к GSM-400. Но по моему скромному мнению, это абсолютно безнадёжная затея — если в столице даже GSM-900/1800 хронически теряет слова из-за выпадения пакетов данных, то что будет на столь насыщенном помехами диапазоне 450МГц? Если разборчивость речи при аналоговой связи в этом диапазоне вполне достаточна (ну шипит слегка, потрескивает иногда, но всё-таки порой лучше, чем МГТС), то цифровые стандарты более привередливы к уровню помех.
    А пока NMT существует — люди будут им пользоваться. Что бы там ни говорили — слышать ЖИВОЙ голос гораздо приятнее, чем оцифрованный, урезанный и ужатый в таймслоты.

    Литература

  • http://www.ixbt.com/mobile/nmt.html (Андрей Козин, 21 сентября 2000 г.)
  • http://www.sbi-telecom.ru/uslugi-predostavlyaemye-sistemoi-nmt.html
  • http://www.sbi-telecom.ru/upravlenie-potokom-informacii-v-sisteme-nmt.html
  • http://www.sbi-telecom.ru/arhitektura-nmt.html
  • http://mymobilephone.narod.ru/celular/standarts/standart_nmt_450.htm
  • http://nokiamuseum.info/
  • http://mobilnic.narod.ru/phone1/nmt450_a.htm
  • http://gsm.vtc.ru/nmt/description/nmt.htm
  • http://systemseti.com/CCPO/15.html
  • http://my-mc.info/standards/nmt/
  • http://vivacdma-2000.narod.ru/9_nmt.htm
  • http://studopedia.org/1-6203.html
  • → 22:37 MSK. Понедельник, 10 декабря 2018 г.
        Нашли ошибку? Сообщите вэбмастеру: wеbmаstеr @ qrv.su.
    О проекте QRV.SU.
    Условия использования материалов сайта.
    © При перепечатке материалов ссылка обязательна.
    ® qrv.ru : 2005 — 2006
    ® qrv.su : 2008 — 2018
        Построено на mini.aCMS™.
      Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика
    web-ring: электроника, электронные компоненты и приборы
    rand prev next
    Коллективная радиостанция RK6LZQ радиоклуб Элита Каменск-Шахтинский
    free counters