PROGRAMUL DE STUDIU: REȚELE ȘI SOFTWARE DE TELECOMUNICA ȚII FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: ZI PROIECT DE DIPLOMĂ COORDONATOR ȘTIINȚIFIC : PROF.DR.ING.CORNELIA… [632316]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ ȘI
TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI
PROGRAMUL DE STUDIU: REȚELE ȘI SOFTWARE DE
TELECOMUNICA ȚII
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: ZI

PROIECT DE DIPLOMĂ

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC :
PROF.DR.ING.CORNELIA GORD AN – Universitatea din Oradea

ABSOLVENT: [anonimizat]
2018

5 UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ ȘI
TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI
PROGRAMUL DE STUDIU: REȚELE ȘI SOFTWARE DE
TELECOMUNICA ȚII
FORMA DE ÎNVĂȚĂM ÂNT: ZI

APLI CAȚII ALE SISTEMULUI DE
COMUNICAȚII GSM ÎN
SOLUȚIONAREA UNOR SITUAȚII DE
URGENȚĂ PUBLICĂ

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC :
PROF.DR.ING.CORNELIA GORDAN – Universitatea din Oradea

ABSOLVENT: [anonimizat]
2018

6 CUPRINS

INTRODUCERE……………………………………………… ………………………………7
CAPITOLUL I.TEHNICI DE ACCES MULTIPLU ………………………………………..8
I.1 Acces multiplu …………………………………………………………………………8
I.1.1 Accesul multiplu cu diviziune în frecvență (FDMA)…..…………………… ….11
I.1.1.1 Avantajel e FDMA…………………………………………………… .…….13
I.1.1.2 Dezavantajele FDMA………………………… ………………………… .…13
I.1.1.3 Caracteristicile și parametrii sistemelor FDMA …………………………….14
I.1.2 Accesul multiplu cu diviziune în timp (TDMA)…………………………… …..16
I.1.2.1 Avantajele NB -TDMA………………………………………… ….……… ….18
I.1.2.2 Dezavantajele NB -TDMA ………………………………………… .…………18
I.1.2.3 Avantajele WB -TDMA……………………………………………… ….……18
I.1.2.4 Dezavan tajele WB -TDMA……………………………………… ….………..18
I.1.2.5 Caracteristicile și para metrii sistemelor TDMA ………………………………19
CAPITOLUL II. INTRODUCERE ÎN SISTE MUL GLOBAL PENTRU COMUNICAȚII
MOBILE (GSM) ………………………………………………… .…… ………………….. …23
II.1 Istoricul sistemului GSM…………………………… .……… ………… .………….. 23
II.2 Avantajele sistemului GSM………………………… .……… ……………… .…… ..24
II.3 Arhitectura rețele i GSM… …………………………… .……………… ……………..25
II.3.1 Sta ția mobilă ……………………………………… .……………… .….………. .26
II.3.2 Subsistemul sta țiilor de bază …………………….……………… .………… …..28
II.3.3 Subsi stemul rețea și de comutare …………………………………. ..……. …….33
II.4 Structura semnalului în rețea GSM …………………….… …………….……………37
II.5 Canalul radio GSM ……………… .………… ……………… .………… ………… …38
CAPITOLU L III.ROLUL TELECOMUNICAȚII LOR ÎN CAZUL DEZASTR ELOR
NATURALE …………………………………………………… …………… ………… …………41
III.1 Introducere …………………………………………………….………………….…41
III.2 Sistemul de avertizare timpurie……………………………………………… .…….4 3
CONCLUZII… ………………………………………………………… ………………….…48
BIBLIOGRAFIE ………………………………………………………………………… .….49

7 INTRODUCERE

Această lucrare de licență din domeniul ingineriei electro nice și telecomunicațiilor are ca
titlu „ APLI CAȚII ALE SISTEMULUI DE COMUNICAȚII GSM ÎN SOLUȚIONAREA
UNOR SITUAȚII DE URGENȚĂ PUBLICĂ ” prezent în industria electronică. Am ales
această lucrare din anumite considerente, în primul rând pentru că în ultimii a ni domeniul
comunicațiilor mobile și -a continuat dezvoltarea rapidă din anii anteriori,dar totuși baza
telecomunicațiiilor a rămas la fel, apărând mici modificări, îmbunătățiri la transmiterea și
recepția informațiilor.
Sistemul de telefonie mobil ă GSM a f ost dezvoltat in anii 80 ’, în scopul de a crea un
standard European comun de telefonie mobiă și pentru a fi compatibil c u sistemele ISDN. Acest
sistem a revoluționat comunicația mobilă, deoarece a introdus un standard unic pentru toate
sistemele folosite p ână acuma.
Această lucrare a fost realizată cu ajutorul profes oarei dr.ing.Cornelia Gordan.
În primul capitol se dorește punerea în evidență tehnica de acces multiplu ,unde un număr
mare de canale permite accesul simultan în sistem a unui număr mare de ut ilizatori, prezentată
mai detaliat dintre aceste două tehnici , anume accesul multiplu cu diviziune în frecvență și
accesul multiplu cu diviziune in timp.
În capitolul doi se pune atenția asupra sistemului global pentru comunicații mobile
(GSM) . În acest c apitol se prezintă sistemul GSM, avantajele și structura acestuia, dar și mai
detaliat arhitectura sistemului GSM.
În cel de -al treilea capitol va cuprinde rolul telecomunicațiilo r în cazul dezastrelor
naturale, sistemul de avertizare timpurie. Este preze ntat cum sunt avertizați oamenii în cazul
unei dezastre naturale.
Lucrarea de licen ță se încheie cu concluziile și referințele bibliografice.

8 CAPITOLUL I. TEHNICI DE ACCES MULTIPLU

I.1 Acces multiplu

Domeniul comunicațiilor mobile în ultimii ani și-a continuat dezvoltarea tumultuoasă din
anii precedenți , confirmând cele mai optimiste previziuni, dar și -a modificat semnificativ
sensul. Piața comunicațiilor mobile nu mai este stăpânit ă de transmisiile simple de voce,
transmisiile de date formează acum un segment important și în rapidă creștere. Modul de viață
al oamenilor s -a schimbat datorită posibilitățiilor care au fost oferite de telecomunicații cum ar
fi serviciile de voce de bază, accesul la internet , emailul , transferul de fișiere, serviciile
multimedia au schimbat modul de viață al oamenilor.
Dezvoltarea comunicațiilor mobile și a tehnologiilor de procesare a informației a deschis
mai multe porți pentru noile servicii de comunicații. Datorită cererii mari de servicii de
comunicație fără fir în continuă creștere acestea s -au dezvoltat continuu.
Una dintre modalitățile în care poate crește rata de date totală este realizarea unei alocări
mai eficiente a resurselor .
În cazul sistemelor de comunicații mobile apare dorința ca un număr cât mai mare de
utilizatori să poată transmite și recepționa în același timp semnale de la una sau mai multe stații
de bază.
Pentru ca mai mulți utilizatori să poată folosi simultan resursele de comunicații trebuie
stabilit un mod în care aceste resurse să fie alocat e fiecărui utilizator în parte. Tehnica prin care
este împărțit un canal de comunicații comun între utilizatori multipl ii poartă numele de acces
multiplu. Tehnicile de acces multiplu se folosesc atât în comunicațiile analogice și în cele
numerice. [1]
Acce sul multiplu poate fi clasificat în trei categorii, după cum urmează:
a) Pre -asignare. În astfel de sisteme, utilizatorului îi este alocat în mod permanent
(asignat) un canal vocal, chiar dacă acesta este folosit sau nu.
b) Asignare la cerere. În acest c az, utilizatorului îi este alocat un canal vocal la
comandă (la cerere) dintr -un grup de canale disponibile. După ce convorbirea s -a terminat,
canalul este “returnat” sistemului, același canal fiind apoi disponibil pentru alți utilizatori.
c) Acces aleato r. În sistemele cu acces aleator, utilizatorii sistemului încearcă să
acceseze canalele în mod aleator, fără a ține seama de sistem. Sunt posibile în acest caz
“ciocniri” între utilizatorii simultani care încearcă să acceseze același canal. Canalele sunt
returnate sistemului atunci când convorbirea s -a încheiat. [4]

9
Un sistem cu acces multiplu este prezentat în figura I.1.

.
.

`

Figura I.1. Sistem cu acces multiplu

Așa cum se observă un număr mare de utilizatori împart un canal de comunica ție comun în
scopul de a -și transmite informațiile la un receptor. De exemplu canalul comun poate fi o bandă
de frecvență din spectrul radio pe care utilizatorii numeroși o utilizează pentru a comunica cu
receptorul radio. Într -un sistem de comunicație ave m o cantitate fixă de resurse, de spectru, pe
care acesta trebuie să o administreze în mod corespunzător astfel încât toți abonații să poată fi
primi ți de sistem.
Sistemele de comunicații mobile pot fi de bandă îngustă sau de bandă largă, în funcție de
raportul dintre banda ocupată de un utilizator și banda de coerență a canalului de transmisiune
(care reprezintă domeniul de frecvențe în interiorul căruia amplitudinile a două componente
cosinusoidale, pe frecvențe diferite, sunt corelate între ele).
Sistem ele de comunicații mobile de bandă îngustă sunt acele sisteme în care banda
utilizată de un canal (utilizator) este mai mică sau aproximativ egală cu banda de coerență a
canalului de comunicații. În acest caz spectrul frecvențelor radio este împărțit într -un număr cât
mai mare de canale de bandă îngustă, fiecare utilizator putând folosi un astfel de canal.
Tehnicile de acces multiplu ce pot fi folosite în sistemele de bandă îngustă sunt accesul multiplu
cu diviziune în frecvență (FDMA – Frequency Division M ultiple Access) și accesul multiplu cu Emițător 1
Emițător 2
Emițător N Canal Rece ptor

10 diviziune în timp (TDMA – Time Division Multiple Access).
Sistemele de comunicații mobile de bandă largă sunt acele sisteme în care banda utilizată
de un canal (utilizator) este mult mai largă decât banda de coerență a canalului de comunicații.
În acest fel fadingul datorat distribuir ii pe căi multiple nu afectează atât de sever semnalul
recepționat, iar atenuările selective în frecvență vor afecta numai o parte din componentele
spectrale ale semnalului transmis. Tehni cile de acces multiplu folosite în sistemele de
comunicații de bandă largă sunt accesul multiplu cu diviziune în timp (TDMA – Time Division
Multiple Access) și accesul multiplu cu diviziune în cod (CDMA – Code Division Multiple
Access). [2]
Diversele tehni ci de acces multiplu se deosebește prin flexibilitate, calitatea comunica ției
și capacitatea sistemului. Calitateae comunicației și capacitatea sistemului au interpret ări
hotărâte . În ceea ce prive ște flexibilitatea, ea se refer ă la abilitatea de a transmi te semnale
(voce/date/video) av ând benzi de frecven ță diferite și de a gestiona corect mobilitatea global ă
a utilizatorilor. În plus, în mediul radiomobil tehnicile de acces multiplu trebuie s ă fie mult
mai rezistente din punctul de vedere al rezisten ței la fenomenele de interferen ță și fading ce se
manifest ă cu mai mare intensitate în compara ție cu alte sisteme de comunica ție. De asemenea,
tehnicile de acces multiplu trebuie s ă fie ajustate tipului de serviciu cerut de utilizator. Astfel,
transmisiile voca le sunt foarte sensibile la întârzieri de transmisie (uzual, sub 100 ms), dar
admite erori de transmisie mai mari (p ână la
210 ). În transmisiile de date nu se admit erori
de transmisie m ai mari de
510 , dar sunt tolerat e întârzieri peste 100 ms. [3]
În mediile cu acces multiplu este nevoie ca semnalele utilizatorilor diferiți să fie diferite
unul față de altul. În același timp semnalul fiecărui utilizator trebuie să fie identificat printr -o
“etichetă” unică care să poată fi extrasă (identificată) corespunzător la recepție. Eticheta
utilizatorului poate fi atribuită în unul din domeniile: timp, lungime de undă (frecvență), cod,
sau spațiu.
În funcție de modul în care resursele de comunicații sunt împărțite, tehnicile d e acces
multiplu se clasifică în :
Acces multiplu cu diviziune în frecvență (FDMA – Frequency Division Multiple Acces) –
benzi de frecvență specifice sunt alocate fiecărui utilizator.
Acces multiplu cu diviziune în timp (TDMA – Time Division Multiple Acc es) – sloturi
temporale diferite sunt alocate utilizatorilor diferiți.
Acces multiplu cu diviziune în cod (CDMA – Code Division Multiple Acces) – utilizatorii
se deosebesc în funcție de forma de undă de semnătură (sau cod) care diferă de la un utilizator la

11 altul.
Acces multiplu cu diviziune în spațiu (SDMA – Space Division Multiple Acces) –
diversitatea spațială este exploatată.
De asemenea prin combinația acestor tehnici pot fi obținute alte metode hibride, ca
exemplu diviziune ortogonală in frecvența (OFDMA – Orthogonal Frequency Division
Multiple Acces) sau diviziune de polarizare (PDMA – Polarisation Division Multiple Acces).
Fiecare tehnică de acces multiplu are avantajele și dezavantajele sale față de celelalte, acestea
depinzând de multitudinea ap licației, caracteristicile canalului și alți parametrii care po t să
apară în timpul introducerii .
În ceea ce urmează este prezentată mai detaliat dintre aceste patru tehnici, accesul multiplu
cu diviziune în frecvență și accesul multiplu cu diviziune în timp.

I.1.1 Accesul multiplu cu diviziune în frecvență (FDMA)

Accesul multiplu cu diviziune în frecvență a fost cea mai veche tehnică de acces multiplu
și a fost introdus în primele sisteme mobile și se caracterizează prin faptul că un canal radio
poate fi folosit, la un moment dat, de un singur utilizator. Astfel, dacă un utilizator ce dorește
efectuarea unei convorbiri primește canalul i, un alt utilizator va putea realiza o convorbire pe
același canal i numai după ce primul eliberează canalul.
Presupunem că n utilizatori ce desfășoară convorbiri simultan în sistem, o posibilă
distribuire a canalelor radio în sistemele cu acces simplu este prezentată ca în figura I.2. [4]
Figura I.2. Accesul multiplu cu diviziune în frecvență
Utilizțator m
m
Utilizator 2
Utilizator 1
m Bandă de separație Frecvența
Timp Canal m
.
.
.

Canal 2

Canal 1
.
.
.

12 În cazul acesta, există posibilitatea ca doi utilizatori, apropiați ca distanță, să folosească
simultan canale vecine în frecvență, ceea ce produce fenomenul numit interferență de canal
adiacent. Pentru minimizarea acestui tip de interferență este necesa ră existența unei distanțe în
frecvență între canale (bandă de gardă sau bandă de separație).
În cadrul acestei tehnici de acces multiplu banda totală de frecvență este împărțită în mai
multe subbenzi de frecvență mai mici (canale). Receptorul poate separa semnalele utilizatorilor
printr -o simplă filtrare trece -bandă.
Metoda de acces FDMA este prezentată în figura I.3.

Figura I.3. Accesu l cu divizare în frecvență FDMA

Notând cu B banda totală și cu b banda canalului frecve nț ial, fără a ține cont de benzile de
gardă dintre utilizatorii adiacenți, numărul total de utilizatori care pot accesa și utiliza resursele
din sistem este N=B/b. [2]
Și în cazul sistemelor cu fibre optice se poate aplica principiul multiplexării în frec vență;
se folosește terminologia de WDMA (wavelength division multiple access). Lățimea de bandă
imensă a fibrelor optice permite transmisia simultană a diferitelor lungimi de undă (culori)
într-o singură fibră optică. Razele emise de laseri, de lungimi de undă diferite sunt modulate de
semnalele utilizatorilor și cuplate într -o fibră optică. Deci lungimi de undă (frecvențe) diferite
sunt a cordate utilizatorilor diferiți. [1]
Cu ajutorul tehnicii FDMA, utilizatorii împart spectrul radio în domenii de frecve nță.
Acest lucru se realizează prin divizarea întregii lățimi de bandă disponibilă sistemului în
sub-benzi de frecvențe înguste (canale vocale), după cum se ilustrează în figura a. Spațierea Frecvența
Timp .
.
.
.
.
.
.
1 2 b N
B

13 canalelor este dictată de tehnica de modulație utilizată; de exem plu ea este de 5 KHz pentru
SSB și 25 sau 30 KHz pentru FM. Fiecare dintre canalele vocale este alocat numai unuia dintre
utilizatorii concomitenți pe durata comunicației. FDMA este mai potrivit ă pentru sisteme de
modulație analogică, cum ar fi FM, AM și S SB. Aceste sisteme de modulație folosesc tehnica
FDMA combinată cu duplexarea frecvenței. [4]

I.1.1.1 Avantajele FDMA:

 Nu există îndoieli în ceea ce privește fezabilitatea sa.
 Tehnologie bine concepută și sigură.
 Tehnologie flexibilă.
 Nu necesită egaliza rea canalelor. [4]
 Define ște canale de band ă îngust ă în care fadingul este plat .

I.1.1.2 Dezavantajele FDMA:

 Complexitatea stației de bază și necesitatea unui duplexor la stația mobilă.
 Cerințe de stabilitate pentru frecvențele purtătoare, în particular, pentru spațierile
de canal înguste, cum sunt cele utilizate in SSB.
 Protecția împotriva unui fading major este greu de realizat, în special pentru
mobilele ce se deplasează cu viteză redusă.
 Numărul de comunicații concomitente este redus deoarece, la un m oment dat, o
purtătoare poate suporta o singură convorbire;
 Existența benzii de separație, produce o micșorare a numărului de canale radio din
sistem. [4]

Primul dezavantaj face inadmisibilă această tehnică de acces la mediu, în condițiile
necesității o bținerii de sisteme de capacități ridicate. FDMA este aplicabil ă atât modulației
digitale cât și analogice. Totuși nu este o tehnică foarte flexibilă în a furniza debite variabile
ceea ce constituie o cerință importantă a serviciilor de comunicații. Mărire a debitului cere ca
mai multe canale de frecvență să fie atribuite pentru un utilizator. Aceasta include însă nevoia
utilizării filtrelor trece -bandă. [4]
În următoarea figură I.4. este prezentată tehnica de bază de acces multiplu cu diviziune în
frecvență (FDMA):

14

Figura I.4. Tehnic a de baz ă de acces multiplu FDMA [4]

I.1.1.3 Caracteristicile și parametrii sistemelor FDMA

Tehnica de acces multiplu cu diviziune în frecvență FDMA alocă fiecărui utilizator câte un
canal (în speță o frecvență purtătoa re și o bandă de frecvențe), la cererea acestuia. Pe toata
durata convorbirii, acest canal este folosit doar de utilizatorul căruia i -a fost alocat.
Principalele caracteristici ale sistemelor FDMA sunt:
 fiecare canal FDMA este folosit la un moment dat de u n singur utilizator; în cazul
în care utilizatorul căruia i -a fost atribuit canalul face o pauză în convorbire,
canalul, deși nu este utilizat, nu poate fi dat unui alt utilizator pentru a permite
creșterea capacității sistemului;
 după ce un anumit canal este alocat unui utilizator, atât stația mobilă, cât și cea de
bază pot transmite mesaje simultan și continuu; 
 banda unui canal FDMA este relativ redusă (în general 30 kHz) și reprezintă banda
necesară unui utilizator individual; sistemele FDMA sunt deci introduese ca
sisteme de bandă îngustă; 
 rata de transmisie fiind relativ redusă, perioada de simbol este mai mare decât
întârzierile de propagare datorate canalului; aceasta face ca nivelul interferenței
intersimbol să fie redus, nefiind necesară folosirea unui sistem de egalizare
complexă ;
 diversitatea sistemelor FDMA este, în general, mai redusă decât a sistemelor
TDMA din punct de vedere al necesarului de procesare a semnalului transmis; 
 întrucât tehnica FDMA suportă o transmisie continuă, nu este neces ară transmisia
unui număr atât de mare de biți pentru semnalizări ale sistemului (de exemplu, t
f

15 sincronizare sau împărțire în cadre) ca în cazul TDMA; 
 costurile necesare implementării sistemelor FDMA sunt mai mari decât în cazul
celor de tip TDMA, deoarece folosirea unui canal de către un singur utilizator la un
moment dat nu conduce la o utilizare logică a resurselor; în plus, pe de o parte este
necesară folosirea unor filtre trece bandă complicate și scumpe pentru a reduce
puterea radiată în afara benzii, iar pe de altă parte, atât stațiile de bază cât și cele
mobile trebuie să utilizeze circuite duplexoare, pentru că atât emițătorul cât și
receptorul operează în același timp. Acesta duce, de asemenea, la o creștere a
costului echipamentelor. [2] 
Un exemplu clasic de sistem FDMA/FDD este primul sistem celular american, anume
AMPS (Advanced Mobile Phone System). În acest sistem fiecare utilizator ocupă câte un canal
duplex (format din două canale simplex separate între ele cu un ecart de frecvența de 45 MHz)
pe toată durata convorbirii. Atunci când o anumită conversație se încheie sau se produce un
transfer (handover – utilizatorul mobil trece dintr -o celulă într -alta, iar convorbirea se transferă
de pe o stație de bază pe cea corespunzătoare noii celule) cana lul este eliberat și atribui t unui alt
utilizator. Semnalele vocale sau de altă natură sunt transmise de la stația mobilă la stația de bază
prin canalul asociat legăturii ascendente, iar în sens invers pe cel asociat legăturii descendente.
Ca tehnică de mo dulație se folosește modulația în frecvență de bandă îngustă. [2]
În scopul minimizării interferențelor între canale (“cross -talk”), în sistemele de tip FDMA
trebuie dotat un număr de benzi de gardă între utilizatorii adiacenți.
Numărul de canale ce pot f i utilizate simultan într -un sistem FDMA este:

Cg t
BB BN2 (1.1)
Unde:
-Bt este banda de frecvență alocată sistemului;
-Bg este banda de gardă, necesară la capetele domeniului de frecvențe alocat;
-Bc este banda unui canal individual. [2]

I.1.2 Accesul multiplu cu diviziune în timp (TDMA)

Accesul multiplu cu diviziune in timp (Time Division Multiple Access) este o tehnologie
de transmisie digitală, ce permite tuturor utilizator ilor să folosească aceeași frecvență, fără
interferență, iar pentru fiecare canal este alocat un interval temporal. Pe fiecare canal, timpul

16 este decupat în sloturi de durată T. Un număr de M sloturi formează un cadru TDMA (unde M
este o valoare dependentă de implementare). Fiecare utilizator mobil poate utiliza pe același
canal unul sau mai multe sloturi. Pentru m < M, cei m utilizatori vor putea folosi aceeași
purtătoare radio.
Tehnica de acces multiplu cu divizune în timp este prezentată în figura I.5.

Figura I.5. Accesul cu divizare în timp TDMA

Fiecărui utilizator îi este alocat un interval temporal și această alocare este rezervată
pentru utilizatorul respectiv în toate cadrele temporale ce se înșiră secvențial. Prin urm are,
capacitatea canalului este împarțită în mod egal între toți utilizatorii. Notând cu n numărul de
intervale temporale dintr – un cadru, numărul total de utilizatori care pot accesa și folosi
resursele este N=n. Volumul de trafic transmis într -un interva l temporal dintr -un cadru trebuie
să fie cât trebuie pentru orice utilizator din sistem.
Transmisia pe canal este discontinuă, fiind făcută sub formă de pachete (burst).
Modalitatea de a transmite datele de la un anumit utilizator este aceea de a le păstr a într -un
buffer și apoi de a le transmite cu o rată de N ori mai mare pe durata slotului alocat utilizatorului
respectiv.
Cu tehnica TDMA, utilizatorii din sistem împart spectrul radio în domeniul timpului.
Aceasta se realizează prin alocarea unei fracți uni de timp unuia și numai unuia dintre utilizatorii
simultani pentru întreaga durată a comunicației. Pe durata acestei fracțiuni de timp, utilizatorul
are acces la întreaga bandă de frecvență disponibilă sistemului. Acest caz se referă la TDMA de Frecvenț ă
Timp B 1 2 3 4
Cadrul 1 Cadrul 2 1 2 3 4 n n Interval
temporal

17 bandă la rgă (WB -TDMA, figura.I.6.a). Alternativ, in TDMA de bandă îngustă (NB -TDMA),
utilizatorului i se permite accesul numai la o parte din banda de frecvența disponibilă
sistemului, după cum se prezintă în figura.I.6.b. În cadrul NB -TDMA, spațierea canalelor es te
crescută pentru a se permite împărțirea timpului între puțini utilizatori, dar rămâne sub lățimea
de bandă coerentă. În cazul WB -TDMA, spațierea canalelor este mult deasupra lățimii de bandă
coerentă. Tehnicile TDMA se p otrivește mult mai bine sistemelo r digitale. [4]

Figura I.6. Tehnici de bază de acces multiplu: a) WB -TDMA; b) NB -TDMA; [4]

I.1.2.1 Avantajele NB-TDMA:

a) Tehnologie bine concepută.
b) Cerințele pentru stabilitatea oscilatorului sunt mult mai puțin stringente în raport cu
FDMA.
c) Este practicabil să se evite filtrele duplex la stațiile mobile prin selectarea de fracțiuni de
timp diferite, atât pentru transmisie cât și pentru recepție.
d) Codarea se poate implementa ușor. [4]

I.1.2.2 Dezavantajele NB-TDMA:

a) Sunt posibil e unele probleme de egalizare .
b) Este necesară sincronizarea dintre stațiile de bază și mobil, ceea ce poate fi o problemă
serioasă pentru vecinătatea mobilului.
c) Trebuința unor durate mai mari pentru timpul de preambul și timpul de siguranță poate
avea un impact semnificativ asupra eficienței spectrului. [4]

t
Fig. a) f f t
Fig. b)

18 I.1.2.3 Avantajele WB-TDMA:

a) Diversitatea inerentă a frecvențelor datorată fading -ului multiplu.
b) Se pot evita filtrele duplex în stația mobilă prin selectarea de fracțiuni de timp diferite
pentru transmisie și recepție. [4]

I.1.2.4 Dezavantajele WB -TDMA:

a) Tehnologie mai puțin elaborată decât cea folosită în sistemele cu NB -TDMA.
b) O problemă de egalizare dificilă care necesită un sistem eficient de egalizare.
c) Este necesară s incronizarea dintre mobil și stațiile de bază, ceea ce poate fi o problemă
serioasă în cazul vecinătății mobilului.
d) Necesită largi benzi continue de frecvență, care nu pot fi accesibile întotdeauna și
oriunde.
e) Este nevoie o procesare de mare viteză.
f) Necesită un control al puterii pentru a preîntâmpina efectul aproape -departe în care
puterea de la un utilizator situat aproape de stația de bază ar putea acoperi în cadrul aceleiași
celule utilizatorii îndepărtați.
g) Necesitatea unor timpi de preambul și de siguranță poate avea un impact semnificativ
asupra eficienței spectrului. [4]

I.1.2.5 Caracteristicile și parametrii sistemelor TDMA

Principalele caracteristici ale sistemelor TDMA sunt:
 sistemele TDMA folosesc o singură frecvență purtătoare, resp ectiv o singură bandă de
frecvențe, fiecărui utilizator fiindu -i alocat un slot temporal. 
 numărul de sloturi pe fiecare cadru depinde de tehnologia de realizare, tipul de modulație
folosit, banda de frecvențe alocată, etc.; 
 datorită faptului că transmisia datelor în sistemele de tip TDMA se face în pachete, nu în
mod continuu, consumul bateriei stației mobile este redus, deoarece utilizatorul transmite
date doar pe durata slotului alocat; 
 trasmisia în pachete face ca procesul de transfer al convorbirii de la o celulă la alta
(handover) să fie mai ușo ară; stația mobilă, în perioada de inactivitate, poate efectua
măsurătorile necesare pentru a determina stația de bază cea mai apropiată; 

19  de asemenea, TDMA permite monitorizarea puterii semnalului și a probabili tății de eroare
la recepție pe fiecare cadru; 
 deoarece un utilizator folosește sloturi temporale diferite pentru transmisie și recepție nu
este necesară folosirea duplexoarelor în modul TDD, iar în modul FDD se poate folosi un
simplu comutator între emiță tor și receptor; 
 fiindcă rata de transmisie a datelor în TDMA este, în general, ridicată, în comparație cu
FDMA, este necesară utilizarea la recepție a unui sistem de egalizare adaptiv, pentru a
combate efectele canalului de comunicație; 
 în TDMA este n evoie de transmiterea unui număr relative ridicat de biți de sincronizare
deoarece transmisia datelor se face în pachete, deci receptorul trebuie să se sincronizeze la
sosirea fiecărui pachet de date; în plus este necesară introducerea unui număr de biți de
gardă pentru a evita suprapunerea sloturilor provenite de la utilizatori diferiți; din aceasta
cauză informația suplimentară ce trebuie transmisă odată cu informația utilă este mult mai
mare în cazul sistemelor TDMA comparative cu cele FDMA; 
 în TDMA se po ate aloca un număr diferit de sloturi utilizatorilor, deci cantitatea de date
transmisă poate fi modificată în funcție de necesarul impus de utilizator; 
 TDMA permite utilizarea unor domenii largi de rate de transmisie, în general multipli
întregi ai ratei de multiplexare (rata cu care se face comutarea de la un utilizator la altul),
deci se pot utiliza o gamă largă de procedee și tehnici de codare cu rate de bit diferite deci și
cantități diferite; în acest fel prețul poate fi ales de utilizator în funcție de calitațile impuse
aplicației; 
 sistemele TDMA pot fi realizate complet în tehnologie digitală, prin integrare pe scară
largă (VLSI) fără a utiliza filtre de radiofrecvență de bandă îngustă, ceea ce duce la o
scădere substanțială a prețului de cost. [2]

Sistemele TDMA , care folosesc întreaga bandă a transponderului și PSK cu 4 nivele
asigură debite de date de 60Mb/s (36MHz bandă) sau 120Mb/s (72MHz bandă). În prezent
există și sisteme mu PSK cu 8 nivele, asigurând 150Mb/s în 72MHz bandă. [5]
Sistemele T DMA au capacitatea de a împărți utilizatorii în intervale de timp IT (sau
sloturi) pentru că transferă date digital e în locul celor analogice folsoite de obicei în sistemele
FDMA.
În cazul accesului multiplu cu diviziune în timp împărțirea resurselor se fa ce prin
împărțirea unui cadru de timp în IT și atribuirea unui IT temporal pentru fiecare utilizator. Pe
durata IT -ului respectiv se pot transmite sau recepționa mesaje. În acest fel semnalele

20
utilizatorilor sunt separate în domeniul timp și astfel ele nu se vor intersecta cu celelalte.
Trebuie remarcat faptul că în acest caz toți utilizatorii folosesc aceeași bandă de frecvențe.
Transmisia datelor se face păstrând datele într -un buffer pentru ca apoi să fie transmise cu o rată
de N ori mai mare.
Datele car e sunt transmise de utilizatorii diferiți sunt încruci șate într-o structură numită
cadru (frame), vezi figura I.7.

Preambul Date/Mesaj informațional Biți finali

Slot 1 Slot 2 Slot N

Biți de start Biți de sincronizare Biți de informație Biți de gardă

Figura I.7. Structura cadrului TDMA

Un cadru TDMA este format dintr -un preambul care conține informațiile de sincronizare
și cele de adresare, o parte de date ce conține mesajele informaționale propriu -zise și un număr
de biți finali (ta il bits) utilizați pentru descoperirea și corecția erorilor și pentru extragerea unor
informații statistice referitoare la calitatea legăturii.
Partea de date este la rândul său formată din sloturi provenite de la diferiți utilizatori;
fiecare slot este fo rmat din biții de start, un bloc de biți de sincronizare, datele ce formează
mesajul către unul sau mai mulți utilizatori, și un număr de biți de gardă necesari sincronizării
receptorului la trecerea de la un slot la altul sau de la un cadru la altul.
În figura I. 8. se prezintă modul în care este realizată împărțirea resurselor în cadrul
accesului multiplu cu divizare în timp.

21
Figura I.8. Alocarea resurselor în sistemele TDMA

Faptul că intervale le de timp predefinite sunt distribuite fiecărui utilizator elimină în parte
riscul interferenței cu alte semnale, dar poate conduce la reducerea capacității legăturii. Dacă
utilizatorii nu au nimic de transmis, unele sloturi pot fi lăsate goale.
TDMA este relativ simplu de implementat și este foarte flexibil în a furniza rate de bit
variabile. Creșterea ratei de bit poate fi implementată acordând unui utilizator mai multe
intervale de transmisie, deci se poate modifica cantitatea de date transmisă în funcț ie de nevoile
utilizatorilor. Spre deosebire de FDMA transmisiile tuturor utilizatorilor trebuie să fie
sincronizate exact la celelalte în cazul TDMA. Trebuie trimisă din acest motiv pe lângă
informația utilă și o cantitate însemnată de informație întregit ă pentru realizarea sincronizării
corespunzătoare. [1]
Eficiența unui cadru TDMA se definește ca fiind o măsură a procentajului de date ce
conțin informație din totalul de date transmise într -un cadru.

100*)/ 1(sup tot f bb (1.2)
Numărul de biți suplimentari ce se transmit în fiecare cadru este:

g r g t p t r r bNbNbNbN b * * * *sup  (1.3)
unde: – Nr este numărul de pachete de referință (semnalizari ale sistemului) pe cadru;
– Nt este numărul de pachete de date (sloturi) pe cadru;
– br este numărul de biți alocați pachetelor de referință;
– bp este numarul de biți alocați preambulului pe cadru;
– bg este numărul de biți echivalenți corespunzători intervalului de gardă . Timp de gardă
Timp de gardă Frecvenț ă
Timp
IT 1

IT 2

IT 3
…..
.

22 Numărul total de biți pe cadru este:
btot=Tf*R (1.4)
unde: – Tf este durata totală a cadrului;
– R este rata de transmisie a datelor pe canal.
Numărul de canale oferite de un sistem TDMA este:

CG tot
BB BmN)2 ( (1.5)
unde: m = numărul maxim de utilizatori pe fiecare canal TDMA;
Btot = banda totală alocată sistemului;
BG = banda de gardă;
BC = banda unui canal TDMA. [2]
În sistemele TDMA de bandă îng ustă toți utilizatorii folosesc un singur canal de
comunicații, fiecare dintre ei având alocat un slot temporal în mod ciclic. Sistemele TDMA pot
opera din punctul de vedere al comunicației duplex, atât cu diviziune în frecvență
(TDMA/FDD), cât și cu diviz iune în timp (TDMA/TDD). Sistemele TDMA/FDD utilizează
două frecvențe diferite, una pentru legătura ascendentă, cealaltă pentru legătura descendentă.
Sistemele TDMA/TDD utilizează acceași frecvență purtătoare și aceeași bandă de frecvențe
pentru ambele leg ături, transmisia realizându -se într -o direcție sau cealaltă la momente
temporale diferite. Din acest motiv, transmisia de tip TDD este cvasi -simultană, pentru că
atunci când se face transmisia datelor într – o anumită direcție, presupune inhibarea transmis iei
pe direcția opusă. Dacă rata de transmisie este destul de mare, timpul în care una dintre direcții
este reținută este neglijabil, aproape insesizabil în timpul unei comunicații vocale. [2]

23 CAPITOLUL II. Introducere în Sistemul Global pen tru comunicații Mobile
(GSM)

II.1 Istoricul sistemului GSM

În perioada anilor ‘80, sistemele de telefonie celulară analogică au înregistrat o dezvoltare
rapidă în Europa, în special în țările scandinave și Marea Britanie, dar și în Franța și Germania.
Fiecare țară și -a dezvoltat propriul sistem care era incompatibil cu oricare altul în materie de
echipament și operare. S -a realizat astfel o situație nedorit ă, pentru că echipamentul mobil era
limitat la granițele fiecărei țări și oferta de echipamente spe cifice era limitată. Țările europene
au realizat acest lucru și în 1982, Comitetul European de Poștă și Telegraf (CEPT) a format un
grup numit Grup Special Mobil (GSM) pentru a studia și dezvolta un sistem public
pan-european de telefonie mobilă. Sistemul propus trebuia să îndeplinească următoarele
cerințe: calitate bună a transmisiei, costuri mici pentru servicii și terminal, suport pentru
deplasări internaționale, capacitate de a suporta terminale portabile, suport pentru servicii și
facilitați noi, efici ență spectrală precum și compatibilitate cu sistemul ISDN .
În 1989, responsabilitatea GSM a fost transferată Institutului European de Standarde în
Telecomunicații (ETSI), iar faza I a specificațiilor GSM au fost publicate în 1990. Serviciile
comerciale au început pe la mijlocul anului 1991, până în 1993 s -au creat 36 de rețele în 22 de
țări, iar până în 1997 încă 25 de țări au aderat la acest sistem. Deși a fost standardizat în Europa,
GSM nu este doar un standard european. Rețelele GSM (inclusiv DCS1800 și PCS1900) sunt
operaționale în peste 80 de țări din toata lumea. La începutul anului 1994 s -au înregistrat 1,3
milioane de utilizatori în toata lumea, la începutul anului 1995, peste 5 milioane iar până în
decembrie 1995, 10 milioane de utilizatori numai î n Europa. Având un sistem derivat din GSM
numit PCS1900, sistemele GSM există pe fiecare continent, și acronimul GSM se aplică acum
pentru Sistemul Global pentru comunicații Mobile.
Inițiatorii GSM au ales un sistem digital, opus sistemelor celulare analog ice standardizate,
cum ar fi AMPS în Statele Unite și TACS în Marea Britanie, având credința că dezvoltarea
algoritmilor de compresie și a procesoarelor de semnal digitale vor permite îndeplinirea
cerințelor menționate și vor îmbunătăți sistemul în ceea ce privește costul și calitatea.
Recomandările GSM încearcă să admită flexibilitate și suficientă standardizare pentru a garanta
interconectarea componentelor sistemului. Acest lucru este realizat prin oferirea unei descrieri
funcționale pentru fiecare entit ate funcțională definită în sistem. [4]

24 Principalele etape în dezvoltarea GSM sunt:
 1979 Alocarea domeniilor de frecvență pentru serviciul de comunicații celulare;
 1982 Constituirea grupului GSM;
 1986 Formarea grupului permanent GSM;
 1989 GSM devi ne comitet tehnic în ETSI;
 1990 Faza 1 de standardizare GSM și începe procesul de definire pentru DCS 1800;
 1991 Intră în funcțiune experimentală primul sistem GSM;
 1992 Începe faza comercială de exploatare a sistemului GSM;
 1993 Sunt acoperite cu rețele GSM marile orașe din vestul Europei;
GSM depășește granițele Europei, fiind adoptat în Australia;
Primul sistem DCS 1800 devine operațional în Marea Britanie;
 1995 Sunt realizate acoperiri extinse și coridoare de comunicați e;
 1996 Se definitivează standardele GSM faza 2;
În România intră în exploatare două rețele GSM 900;
 1997 Continuă lucrările de standardizare pentru faza 2+ și pentru încadrarea sistemelor
GSM în sistemul de telecomunicații mobile univers al UMTS.
 2000 În România intră în exploatare o rețea GSM 1800 (DCS 1800).

Astfel, GSM s -a dezvoltat în trei etape principale, denumite faza 1, faza 2 și faza 2+. În
faza 1 s -au pus bazele funcționale ale GSM, fiind oferite servicii de transmisii de voc e și de date
pe circuite comutate, cu viteze de transmisie de până la 22,8 kbit/s etc. Faza 2+ a însemnat
îmbogățirea conținutului de servicii oferit de GSM care, în faza inițială oferea doar servicii de
comunicație vocală și servicii de transmisii de date pe canal de utilizator, cu viteze de ordinul a
9,6 kbit/s. [6]

II.2 Avantajele sistemului GSM:

1. Eficiență mărită a spectrului radio permite o capacitate crescută a rețelei. (Poate
suporta un număr mult mai mare de utilizatori).
2. Permite o sofisticată aute ntificare a utilizatorului, reducând posibilitatea
fraudelor.
3. Previne recepționarea conversațiilor prin tehnici complexe de codificare care sunt
aproape în totalitate sigure.
4. Permite o mai bună claritate și consistentă a conversației prin eliminarea

25 interferenței în timpul transmisiei digitale.
5. Lărgimea de band ă mai îngust ă pentru un canal, datorit ă folosirii altgoritmilor de
compresie a vocii.
6. Simplifică transmisia de date, permițând conectarea calculatoarelor portabile la
telefoanele celulare GSM.
7. Un si ngur standard ce permite deplasări internaționale între rețelele GSM din
lume.
8. Versiunile avansate de GSM cu un număr mai mare de antene vor permite
descărcarea și încărcarea de mare viteză a datelor.
9. Are un consum redus de energie .
10. Acoperire geografică am plă în lume.
11. Toleranță la greșeli de transmisie sau defecțiuni .
12. Latență redusă și stabilitate bună. [7,8]

II.3 Arhitectura re țelei GSM

Rețelele GSM sunt construite cu o structură ierarhică. Ele sunt alcătuite din zone
administrative, unui MSC fiindu -i alocată cel puțin o asemenea zonă, denumită arie de
localizare. Fiecare rețea este formată din mai multe subsisteme .
Arhitectura funcțională a sistemului GSM poate fi împărțită în patru subsisteme:
 subsistemul stațiilor mobile (MS – Mobile Station )
 subsist emul stației de bază (BSS – Base Station Subsystem )
 subsistemul de rețea și de comutare (NSS – Network and Switching Subsystem )
 subsistemul de operare și întreținere (OMS – Operation and Maintenance
Subsystem).
Fiecare subsistem este alcătuit din entități funcționale, care comunică între ele prin diferite
interfețe, folosind protocoale specifice. O re țea GSM -PLMN (Global System for Mobile
Communications – Public land Mobile Network – Rețea terestr ă public ă mobil ă) prezint ă 3
interfe țe: interfața cu utilizat orul (interfața Um cunoscută este definită și ca interfața radio
GSM), interfața cu rețeaua fixă (cuprinde interfața A și interfața Abis) și intererfața cu alte
rețele.
În fiugra II.1 este prezentată structura de principiu a unei rețele PLMN -GSM :

26

Subsistemul de operare și întreținere

Alte rețele

Arie PLMN – Arie

GSM
GMSC Arie MSC

MSC

BTS BSS Arie Arie

GMSC MSC

MSC Alte
MS BSC

rețele

MSC EIR HLR VLR

BSC Subsistemul rețea, NSS

VLR

Figura II.1. Structura de principiu a unei rețele PLMN – GSM [6]

II.3.1 Stația mobilă

Stația mobilă (MS) se compune din echipamentul mobil (terminalul) și o cartelă
inteligentă numită "Subscriber Identity Module" ( SIM). GSM folosește mai multe tipuri de
terminale mobile. Primele tipuri de terminale folosite erau “personalizate”, fiind acordate
utilizatorului. În variantele mai noi, GSM face distincție între abonat și terminalul utilizat de
acesta pentru realizarea l egăturii de comunicație. Separarea este necesară pentru ca terminalul
mobil să nu mai fie acordat în exclusivitate unui utilizator, ci să poată fi folosit de oricare
utilizator, cu ajutorul unui modul de identificare. Un abonat poate realiza conectarea la rețea
folosind orice terminal pe care l -a personalizat, prin introducerea modulului propriu de
identificare SIM. Modulul SIM este realizat sub forma unei cartele magnetice pe care sunt
înregistrate caracteristicile necesare pentru recunoașterea utilizatoru lui precum și alte
informații necesare, de exemplu cele pentru taxare.
Echipamentul terminal poate fi format dintr -una sau mai multe unități de echipament și
poate să conțină una sau mai multe din următoarele entități:
 set telefonic;
 terminale de utilizato r, ca echipamente terminale de date, terminale telex;
 sisteme de utilizator.
Echipamentul mobil conține o secțiune de emisie, o secțiune de recepție, un circuit
duplexor care realizează lucrul comun al emisiei și recepției pe o antenă comună, precum și

27 circuite de prelucrare a semnalului pornind de la banda de bază până la semnalul de
radiofrecvență ca și circuite de decodificare a semnalului recepționat și de prelucrare a acestuia
în banda de bază. Echipamentul mobil conține o serie de circuite necesare pe ntru semnalizările
și măsurătorile necesare funcționării în rețea.
Fiecare echipament mobil este identificat printr -un număr de identificare internațională a
echipamentului stației mobile IMEI (International Mobile Equipment Identity ), număr unic
atribuit echipamentului. IMEI cuprinde indicativul fabricantului precum și alte elemente de
identificare. Acest număr este rezultat printr -o convenție între realizatorii de echipamente și are
drept scop identificarea stațiilor și depistarea stațiilor cu defecte, a celor furate etc. IMEI este
folosit de rețea, prin intermediul registrului de identitate a echipamentelor, ori de câte ori este
necesar.
Modulul de identificare a abonatului, SIM, conține informațiile necesare pentru
conectarea unui abonat la rețea. Există două categorii de informații:
 informații fixe, care nu se modifică pe durata exploatării SIM,
 informații variabile, care se modifică pe durata exploatării.
Un exemplu de informație fixă poate fi numărul de identificare internațională a abonatului
IMSI (International Mobile Subscriber Identity ), iar ca exemple de informații variabile, se pot
da numărul de identificare temporar a abonatului TMSI (Temporary Mobile Subscriber
Identity) , detalii referitoare la aria de localizare în care se află abonatul la un m oment dat
(numărul ariei de localizare) etc.
Modulul SIM conține o serie de date obligatorii:
 informații administrative ca modul de operare ;
 numărul de identificare a modulului, număr unic, stabilit de furnizorul SIM;
 pachetul de servicii oferit prin SIM;
 identitatea internațională a abonatului;
 informația de localizare a abonatului mobil;
 cheile de cifrare necesare pentru lucrul în rețea;
 alte date ca lista canalelor ascultate pentru a fi raportate pentru eventuale
necesități de transfer, lista rețelelor P LMN în care nu este permis accesul;
 limba în care urmează a fi realizat afișajul diferitelor mesaje pe display.
Accesul la datele conținute de cartela SIM, este protejat printr -o parolă, care conține
numărul de identitate personal, cu o funcție identică cu cea a parolelor conținute de cărțile de
credit. Multe dintre informațiile memorate pe SIM sunt protejate împotriva citirii sau a
modificării ulterioare datei de emisie. Un operator emite un nou modul SIM cu ocazia

28 înregistrării unui nou abonat. Rețeaua ca re emite modulul SIM este rețeaua de origine pentru
abonatul mobil. În cazul în care există convenții între operatorii de rețea, abonatul poate să intre
în legătură de comunicație și în alte rețele de operator.
Pentru evitarea sau pentru reducerea la un mi nim tehnic posibil a perturbațiilor reciproce
care pot să fie realizate în rețea prin funcționarea concomitentă, în aceeași zonă, a mai multor
stații mobile, este nevoie să se ia o serie de măsuri de prevenire. Acestea sunt de două categorii:
– în banda de lucru, este necesar să se limiteze puterea de emisie a stației mobile la nivelul
necesar asigurării unui bun nivel al comunicației, pentru a se evita perturbări de comunicații
realizate în zonă pe același canal (perturbații co – canal). Aceasta se realizează prin reglarea
automată a nivelului semnalului de ieșire. Reglajul se face în trepte de 2 dB, pornind de la
puterea maximă pe care o poate efectua stația mobilă. Comanda nivelului de putere este
asigurată de sistem, prin intermediul st ației de bază, pe baza măsurătorilor nivelului de recepție
efectuate pe canalul de comunicație atât la stația mobilă cât și la stația de bază.
– în afara benzii de lucru, este necesară evitarea perturbării comunicațiilor care se desfășoară pe
alte canale p recum și evitarea perturbării comunicațiilor realizate în alte sisteme de
comunicație.
Stațiile mobile din generația a doua de sisteme mobile de comunicație preiau unele
funcțiuni de control a calității comunicației, realizându -se astfel o distribuire în r ețea a
funcțiilor de supraveghere și control. Astfel, stația mobilă efectuează măsurători asupra
nivelului semnalului recepționat pe canalul de comunicație de la stația de bază cu care este în
legătură, precum și asupra semnalelor pe care le recepționează de la alte stații de bază aflate în
zonă. Rezultatele măsurătorilor sunt comunicate rețelei prin intermediul stației de bază cu care
se află în legătură și servesc la luarea unor decizii importante ca reglarea nivelului de putere de
emisie pe canal la staț ia mobilă, stabilirea momentului de realizare a transferului legăturii de
comunicație și a stației de bază care trebuie să preia legătura etc. [6]

II.3.2 Subsistemul stațiilor de bază

Subsistemul stațiilor de bază (figura II.2.) controlează funcționarea și calitatea legăturilor
realizate prin interfața radio a GSM, asigură parțial managementul legăturii de comunicație,
având o serie de funcțiuni precis stabilite în cadrul ansamblului unei rețele GSM. Subsistemul
stațiilor de bază are două componente func ționale:
 stația de bază, compusă din unul sau mai multe echipamente de emisie – recepție,
BTS (Base Transceiver Station) ;

29
 controlorul stațiilor de bază, BSC (Base Station Controller) .

Controlorul Subsistem
stațiilor d e Rețea
Bază

Interfața
mU Interfața
bisA Interfața A
Stații mobile Stații de bază

Figura II.2. Subsistemul stațiilor de bază [6]

Stația de bază reprezintă un sistem de echipamente emisie – recepț ie, care realizează
comunicația pe un canal duplex de comunicație. O stație de bază conține câte un echipament de
canal de radiofrecvență, pentru fiecare sens de comunicație, către și de la stația mobilă. Pentru
fiecare canal radio de comunicație și direcț ie, dacă stația de bază funcționează cu antene
sectoriale la o stație de bază se montează câte un transceiver (BTS). În cele mai multe cazuri,
într-un amplasament se montează mai multe transceivere, care sunt folosite într -o celulă. Pe
lângă secțiunile de emisie și de recepție, echipamentele de la o stație de bază cuprind unități de
semnalizare și control a semnalului, inclusiv unități de măsură a câmpului recepționat precum și
circuite necesare pentru realizarea sincronizării în timp a stațiilor mobile afl ate în legătură cu
stația de bază. Dacă la o stație de bază sunt montate mai multe echipamente de canal
(transceiver), se poate realiza folosirea în comun a unora dintre funcțiunile de semnalizare și
control. De exemplu, în situația montării la o stație de bază a mai multor transceivere cu antene
omnidirecționale, acestea pot funcționa cu un singur canal alocat pentru realizarea solicitărilor
de apel către stația de bază (canalul de acces) sau pentru anunțarea stațiilor mobile de primirea
unui apel (canalul de apel) . De asemenea, la o stație de bază cu mai multe transceivere, se poate

30 monta doar o singură unitate de sincronizare și de stabilire a încadrării în ferestrele de timp
pentru fiecare canal de comunicație și de semnalizare.
La o stație de bază, toa te transceiverele care acoperă aceeași zonă (fie că antenele sunt
omnidirecționale, fie că acestea sunt sectoriale), sunt cuplate printr -un sistem duplexor pe o
singură antenă. Antena este realizată în funcție de teritoriul pe care stația de bază trebuie s ă-l
acopere. Legătura dintre stația de bază și controlorul stațiilor de bază prin interfața
mA se poate
realiza atât prin mijloace radio cât și pe cablu.
Principalii parametrii care caracterizează o stație de bază sunt:
 canalele radio rep artizate pentru a fi folosite la emisie și la recepție;
 codul de identificare, BSIC, pentru fiecare stație de bază;
 limitările de putere, în cazurile în care stația de bază nu are permisiunea de a
funcționa la puterea maximă realizabilă;
 configurarea canal elor de semnalizare și control care pot fi folosite în comun de
mai multe echipamente transceiver din cadrul aceleiași stații de bază;
 limitările de putere pe care stația de bază trebuie să le impună stațiilor mobile cu
care intră în legă tură de comunicaț ie.
Principalele funcțiuni ale unei stații de bază sunt:
 realizarea transmisiei semnalelor către stațiile mobile aflate în zona sa de acțiune,
atât pentru canalele de trafic cât și pentru canalele de control;
 recepția semnalelor primite de la stațiile mobi le aflate în zona de acțiune, atât pe
canalele de trafic cât și pe canalele de semnalizare și control;
 procesarea semnalelor după recepție sau înainte de transmitere, procesare prin
care trebuie să se realizeze:
 cifrarea mesajelor transmise;
 codarea canalu lui și îmbinarea biților;
 demodularea;
 egalizarea;
 sincronizarea stațiilor mobile în fereastra de timp pe care au primit -o spre folosire,
pe purtătoarea de radiofrecvență;
 administrarea semnalizărilor realizate între MS și BSC;
 realizarea de măsurători asu pra nivelului și calității recepției semnalului primit de
la stația mobilă
 funcțiuni de management la nivel local.

31 Controlorul stațiilor de bază este echipamentul din subsistemul stațiilor de bază care are
atribuțiuni de administrare și control asupra func ționării stațiilor de bază, fiind în același timp
unitatea de legătură între stațiile de bază și centrul de comutare pentru comunicații mobile.
Legăturile de comunicație și de semnalizare către stațiile de bază se asigură printr -o rețea de
transport, care poate fi realizată prin mijloace radio sau pe cablu coaxial, fibră optică etc., prin
interfața
bisA . Conectarea cu centrul de comutare pentru comunicații mobile se asigură, de
asemenea, printr -o rețea de transport, dimensionată corespunzăt or și realizată prin mijloace
radio sau pe cablu coaxial, fibră optică etc., prin interfața A.
Principalele funcțiuni ale controlorului stațiilor de bază sunt:
 administrarea canalelor radio în subordine, prin care se realizează operații de
reconfigurare operativă a distribuției canalelor radio în funcție de necesitățile de trafic;
 supravegherea calității folosirii resurselor radio prin:
 interpretarea măsurătorilor făcute de stațiile de bază și de stațiile mobile,
 controlarea puterii de emisie a stației mobi le;
 măsurători de trafic și interpretarea evenimentelor de trafic;
 codarea vorbirii și adaptarea vitezelor de transmisie;
 transferul mesajelor de control între stația mobilă și centrala de comutație pentru
rețeaua mobilă, prin intermediul stației de bază;
 administrarea resurselor radio pe durata realizării conectării cu stația mobilă;
 operațiuni legate de gestionarea sistemului stațiilor de bază:
 gestionarea transferurilor legăturii de comunicație în deplasarea stației
mobile, într e stațiile de bază subordo nate aceluiași BSC;
 gestionarea datelor de sistem – informații despre puterea maximă admisă în
celulă, transmiterea indicativelor stațiilor de bază ale căror niveluri trebuie măsurate la
stația mobilă și trebuie raportate de aceasta;
 interpretarea informaț iilor despre nivelul de putere la recepție și calitatea
legăturii, transmise atât de stația mobilă cât și de stația de bază;
 gestionarea datelor de localizare pentru stațiile mobile;
 eventuale acțiuni de întreținere la nivelul stațiilor de bază.
În cadrul funcțiunilor realizate de controlorul stațiilor de bază se pot evidenția acele
funcțiuni legate direct de realizarea și menținerea legăturii de comunicație între rețeaua GSM
fixă și stația mobilă. Funcțiunile BSC direct legate de stabilirea și realizarea î n bune condițiuni
a legăturii de comunicație dintre stația mobilă și rețeaua GSM fixă sunt de două categorii:

32 1) Acțiuni desfășurate în etapa de stabilire a legăturii de comunicație:
 realizarea și transmiterea mesajelor de paging către stațiile de bază care s unt
situate în aria de localizare în care este raportată stația mobilă căreia îi este adresat
mesajul;
 Dacă solicitarea de comunicare este realizată către stația mobilă, atunci
semnalizarea se realizează de la început pe un canal de semnalizare alocat, iar dacă
solicitarea este realizată de stația mobilă, atunci se stabilește semnalizarea pentru
conectarea cu stația mobilă, cu transferarea semnalizărilor de pe canalul de control
comun către un canal de semnalizare alocat de BSC;
 acordarea canalului de trafi c, pe care urmează să se desfășoare legătura de
comunicație.
2) Acțiuni desfășurate pe durata legăturii de comunicație dintre stația mobilă și partea fixă
a rețelei GSM:
 controlul dinamic al puterii atât la stația mobilă cât și la stația de bază pentru
menținerea la un nivel cât mai scăzut posibil a perturbațiilor în celulă și în celulele
vecine;
 localizarea stației mobile, evaluată în cursul legăturii de comunicație, pentru a
stabili, dacă este nevoie, transferul legăturii și la care celulă să se comute le gătura;
 transferul, realizat în condițiile în care fie legătura de comunicație devine
dificilă prin stația de bază curentă, fie din rațiuni de organizare în cadrul rețelei;
 organizarea saltului de frecvență, care reprezintă trecerea comunicației de pe
un canal radio pe altul, în cadrul celulei. Trecerea este realizată după o anumită regulă
și care are drept scop realizarea unui nivel de recepție mai bun, prin evitarea parțială a
fadingului Rayleigh;
 radiodifuzarea unor mesaje de serviciu în celule.
Canalele de control și de comunicație din rețea sunt totdeauna sub controlul BSC. Cu toate
acestea o serie de mesaje de semnalizare, asociate unei conexiuni stabilite, nu sunt afectate în
mod direct de BSC. Pentru aceste mesaje, controlorul este transparent, deci un simplu releu de
transfer.
BSC poate controla mai multe purtătoare radio. Ordinul de mărime al numărului de canale
radio controlate variază , în funcție de fabricantul de echipament și de structura rețelei, de la
câteva zeci la câteva sute de canale radi o. [6]

33
III.3.3 Subsistemul rețea și de comutare

Subsistemul rețea și de comutare este format modular din mai multe unități diferite, fiecare
cu funcțiunile sale specifice în cadrul rețelei GSM și cu punerea în evidență a interfețelor
(figura II.3.) . Sub sistemul rețea conține trei grupe mari de unități funcționale:
 centrul de comutație, MSC;
 bazele de date necesare pentru gestiunea utilizatorilor și pentru realizarea
diferitelor operații funcționale ale sistemului, AuC, EIR, HLR, VLR;
 entitățile de adapta re la ieșirea din GSM, cu alte sisteme de comunicație, IWF, EC,
XC (entitate pentru conversia semnalului în forma necesară BSS).

Interfața F Interfața D

EIR VLR HLR AuC

Interfața B Interfața C

MSC MSC

BSS

XC IWF EC

Interfața E PSTN

MSC VLR PDN

ISDN

PLMN

Interfața A XC IWF EC VLR

Subsistemul rețea

Figura II.3. Subsistemul rețea și de comutare [6]

Rolul subsistemului rețea în cadrul unui sistem GSM este:
 supravegherea și gestionarea legăturii de comunicație între un abonat mobil al
rețelei proprii și abonații ficși sau mobili conectați la alte rețele de comunicații (rețele fixe,
alte rețele mobile, rețele de comunicații prin sateliți, alte tipuri de rețele);
 supravegherea și gestionarea legăturii de comunicații dintre abonații mobili aflați
în zone de acțiune ale unor controloare de stații de bază diferite;
 supravegherea bunei funcționări a abonaților mobili proprii și a celor vizitatori,
prin intermediul bazel or de date AuC, EIR, VLR, HLR.

34 Centrul de comutare pentru abonații mobili, MSC, reprezintă componenta sistemului care
realizează interfața dintre sistemul stațiilor de bază al unei rețele celulare și alte rețele de
comunicație, în particular cu rețeaua tel efonică publică comutată . În același timp, MSC
reprezintă centrala de comutație pentru comunicațiile cu rețeaua de origine sau de destinație
precum și pentru comunicațiile care au loc în cadrul rețelei.
Într- o rețea GSM există mai multe MSC dintre care, a celea care asigură interfața către alte
sisteme de comunicaț ii, de exemplu o interfață PSTN sau o interfață ISDN etc., realizează pe
lângă funcțiunile curente și funcția de poartă de interconectare, Gate – MSC, către respectivele
sisteme.
Modulul funcțion al IWF, acordă rețelei mobile capacitatea de interconectare cu diferite
alte tipuri de rețele de comunicație. IWF permite accesul abonatului la funcții de conversie de
protocol și de conversie de viteză de transmisie de date aparținând abonatului mobil res pectiv
abonatului din rețeaua la care se realizează conexiunea. De exemplu IWF va aloca, la cerere, un
modem din setul de modemuri de care dispune, când terminalul de date mobil realizează
transferul de date cu un terminal de date terestru conectat la o li nie analogică închiriată sau din
rețeaua telefonică publică comutată .
Transcodorul XC, este necesar pentru a realiza conversia de la semnalul PCM rezultat la
ieșirea centralei, de 64 kbit/s, vocal sau de date, la forma folosită pentru transmisia prin
interfața radio dintre stația de bază și stația mobilă sau pentru forma utilizată la transmisia
dintre centrala pentru abonații mobili și subsistemul stațiilor de bază. Deci transcodorul
reprezintă o entitate particulară de conlucrare. În funcție de necesități, transcodorul poate fi
amplasat la centrala pentru abonații mobile MSC, la controlorul stațiilor de bază BSC, sau la
echipamentul de emisie recepție, BTS.
Modulul de eliminare a ecourilor EC, este o entitate care permite eliminarea unor efecte
neplăcute la recepționarea mesajelor transmise în timp real între o rețea mobilă GSM și rețeaua
telefonică fixă comutată. Timpul de întârziere a semnalelor vocale adunate pe întregul lanț de
comunicație, specific sistemelor GSM, este de ordinul a 80 ms fiind datorat, în principal,
codării și decodării. Conectarea dintre rețeaua mobilă și rețeaua fixă necesit ă folosirea unor
transformatoare de la 4 la 2 fire, mod specific de lucu folosit de rețeaua fixă. Datorită
imperfecțiunilor, un astfel de transformator întoarce o p arte din semnalul de la perechea de
recepție la perechea de transmisie din interfața pe 4 fire. În acest mod apare un ecou pe care -l
percepe abonatul mobil, dar care nu este sesizat de abonatul rețelei fixe.
Baza de date primară a abonaților mobile HLR, es te baza de date de referință în care sunt
înregistrați parametrii abonatului. Este obligatoriu ca o rețea GSM să conțină cel puțin un HLR.

35 În funcție de dimensiuni și de modul pe care -l adoptă operatorul pentru structurarea rețelei sale,
într-o rețea pot e xista mai multe HLR. Dispunerea HLR se realizează, de regulă, în același
amplasament cu GMSC dar nu este exclus ca amplasarea să se facă în alt loc iar legătura cu
GMSC să fie realizată printr -o cale de comunicație special creeată. HLR este realizată ca o
unitate la care se pot deosebi patru entități funcționale soft :
 baza de date propriu -zisă, care conține datele de abonat și tripleții de cifrare
formați împreună cu AuC;
 entitatea de analiză;
 entitatea administrativă;
 entitatea prin care se asigură legătu ra cu unitățile care accesează HLR (VLR,
AuC, MSC).
Funcțiunile principale ale HLR sunt:
 stocarea datelor abonaților rețelei și actualizarea dinamică a datelor variabile în
funcție de evoluția abonaților mobili;
 prezentarea la cererea unităților rețelei ca pabile să primească informații de la
HLR, a datelor necesare pentru identificarea abonaților mobili care aparțin de rețea:
 furnizarea către VLR a datelor necesare pentru identificarea abonatului mobil
și pentru realizarea comunicației cu acesta (transmite și primește date de la VLR,
actualizează aria de localizare a stațiilor mobile);
 colaborarea cu AuC pentru realizarea și stocarea parametrilor de securitate
pentru autentificarea utilizatorului și cifrarea comunicației (tripletul de numere necesar
pentru s ecurizarea legăturii).
Informațiile conținute în HLR pot fi accesate de MSC și de VLR ale altor rețele mobile cu
care există convenții de colaborare, pentru a permite realizarea mobilității abonaților între
rețelele de operator. În general, prin trecerea a bonatului mobil dintr -o rețea în alta, abonatul
poate să beneficieze de aceleași facilități ca și în rețeaua de origine.
Baza de date a abonaților vizitatori, VLR, este o bază de date care conține o copie a
principalelor informații referitoare la abonați ș i înregistrate la HLR. Aceste informaț ii sunt
temporare, pentru c ă sunt conținute de VLR doar pe durata de timp în care abonatul mobil se
află pe teritoriul controlat prin VLR -ul respectiv. În consecință, VLR conține datele despre
abonați chiar dacă aceșt ia sunt înregistrați în același timp și la HLR care acoperă zona
respectivă. În acest m od se elimină o serie de accesă ri inutile ale HLR pentru realizarea
legăturilor de comunicație. Așadar , un VLR conține toate datele necesare funcționării stațiilor
mobil e aflate în zona sa de acțiune. Fiecare MSC are asociat câte un VLR. .

36 Entitățile funcționale ale VLR sunt asemănătoare cu cele ale HLR, cu unele diferențieri
rezultate din destinația VLR . Entitățile funcționale sunt:
 baza de date propriu -zisă, care conține datele de abonat;
 entitatea de analiză;
 entitatea administrativă;
 entitatea prin care se asigură legătura cu unitățile care accesează VLR (HLR);
 entitatea de acces la BSC.
VLR este responsabil pentru folosirea datelor referitoare la abonatul vizitator car e se află
în aria de serviciu a MSC. Prin abonați vizitatori ai ariei de serviciu a MSC se înțeleg toți
utilizatorii care se dezvoltă în aria de serviciu a acesteia, indiferent că au realizat contract cu
operatorul căruia îi aparține MSC sau că sunt doar î n convenție de roaming cu operatorul
rețelei. [6]
EIR reprezintă o bază de date centralizată pentru controlul validității numărului
internațional de identificare a echipamentelor (IMEI). Această bază de date conține numai
informații despre echipamentele de abonat. EIR este accesat de la distanță de centralele din
rețea dar poate fi accesat și de centrale din alte rețele. Ca și în cazul HLR, o rețea poate avea mai
multe EIR, fiecare deținând o parte din numerele IMEI. Centrala realizează funcția de
translați e: pentru fiecare IMEI întoarce adresa EIR în care este memorată informația despre
acesta. [9]
Centrul de autentificare, AuC, este o entitate a rețelei care realizează funcții diferit e în
raport cu MSC, fiind responsabilă:
 pentru procesul de autorizare a a ccesului unui abonat mobil în rețea;
 pentru cifrarea transmisiei pe traseul radio;
 pentru acordarea identității temporare, TMSI.
De obicei, AuC se așează în același loc cu HLR, cu rolul creșterii vitezei de adresare și
reactualizare a înregistrărilor abona ților.
Procesul de verificare a autenticității abonatului mobil constă din:
 compararea unor date de siguranță memorate pe SIM cu datele corespunzătoare
conținute de HLR, date înregistrate atât pe SIM cât și în HLR în momentul eliberării
modulului SIM;
 prelucrarea unei serii de date memorate la AuC, conform unor algoritmi și
transmiterea rezultatelor sub forma unui mesaj codat către SIM. Mesajul recepționat este
decodat la stația mobilă și se întocmește răspunsul, SRES, care este returnat către AuC. În
funcț ie de conținutul răspunsului, a bonatului mobil îi este perm is sau nu accesul în rețea . [6]

37 III.4 Structura semnalului în rețeaua GSM

În GSM, accesul multiplu are la bază o structură TDMA implementată pe mai multe
canale radio (TDMA/FDMA). Informațiile t ransmise în GSM sunt prelucrate digital.
Transmisia se face pe fiecare sens de comunicație de la stația mobilă către rețea, respectiv de la
rețea către stația mobilă, pe canale de radiofrecvență . Un canal de radiofrecvență pentru GSM
are lărgimea de bandă de 200 kHz, iar pentru realizarea unei legături de comunicație este nevoie
de o pereche la fel de canale , câte unul pentru fiecare sens de comunicație. Pe fiecare pereche de
canale de radiocomunicație se poate efetua legătura de comunicație, în aceeași pe rioadă de
timp, până la 8 utilizatori. A fost luată în discuție și soluția cu 16 utilizatori, care nu s -a dovedit
a fi cea mai potrivită, din cauza calității scăzute a transmisiei pe canalul vocal.
GSM folosește pentru acoperirea unei zone principiile sist emelor celulare de comunicații.
Aceasta înseamnă utilizarea repetată pe un teritoriu a canalelor RF alocate, cu respectarea
regulilor de protecție impuse de obținerea unor rapoarte semnal/zgomot acceptabile. Sistemele
GSM folosesc:
a) diviziunea de frecvență, prin împărțirea benzilor de frecvență de 25Mhz distribuite în
124 de canale de radiocomunicație, fiecare cu lărgimea de bandă de 200 kHz;
b) diviziunea de timp, prin atribuirea purtătoarei de radiofrecvență la mai mulți
utilizatori, cu folosirea alternativă a canalului de radiofrecvență de aceștia;
c) diviziunea de spațiu, prin repetarea pe un teritoriu a canalelor de radiofrecvență, în
conformitate cu schemele de grupare și refolosire a canalelor RF în zone de reutilizare. [6]
Un cadru este alcătuit din 8 segme nte de timp și are o durată de 4,615 ms. Fiecare canal
fizic este alocat ori unui canal de trafic (TCH – Traffic Channel) ori unui canal de
semnalizare/control. În ambele cazuri se realizează o comunicație de date sub formă de pachete.
Durata unui segment de timp este de 0,577 ms. Pentru a elimina suprapunerea peste canalul
temporal următor, datorită timpului de propagare, în cazul unei celule cu raza de 35 km,
pachetul de acces este mai scurt cu durata corespunzătoare a 68,25 biți.
Cadrele sunt organizate în multicadre formate din 26 cadre și având o durată de 120 ms.
Un supercadru este format din 51 multicadre de trafic sau 26 multicadre de control. Un
hipercadru este constituit din 2048 supercadre, ceea ce înseamnă 2715648 cadre. Durata unui
hipercadru es te 3h28 ’53,76 ”. Pentru organizarea informației transmise, GSM definește diferite
intervale de timp începând de la 0,9 µs (un sfert din durata unui bit, valoare care apare în
stabilirea intervalul de gardă corespunzător unui cadru) pâna la aproximativ 3 ore (durata unui
hipercadru). [10]

38 În intervalele de timp alocate (sloturi de timp) se transmit canalele logice de trafic precum
și informații de semnalizare, organizare a sistemului, buna funcționare a legăturii de
comunicație etc. Pentru unele canale logice se atribuie canale fizice speciale, pe care transmisia
respectă aceeași împărțire de timp. Timpul de transmisie în sistem este utilizat ciclic, durata
ciclului global fiind cel mai mic multiplu comun al tuturor timpilor de repetare pentru bursturile
de transmisie ale tuturor tipurilor de canale logice folosite în sistem.
În fiecare slot de timp, pe canalele fizice definite, se transmit diferite tipuri de informație,
ori cele generate direct de către utilizator (informaț ii de trafic), ori informații de sem nalizare și
control, fie informații destinate pentru utilizatorii aflați în zona de serviciu a rețelei GSM.
Fiecare tip de informație transmis se organizează în canale logice .
Transmisia informațiilor se realizează pe canale fizice. Prin canal fizic se înț elege suportul
pe care se transmite orice tip de informație într -un sistem de comunicație. Pentru realizarea unei
transmisii este necesar ca unui utilizator să i se dea pentru folosire o porțiune de bandă de
frecvențe, o succesiune de intervale de timp sau o combinație timp – bandă de frecvență.
Așadar, un canal fizic folosește o combin ație de multiplexare în frecvență și în timp și este
definit ca o secvență de canal de radiofrecvență și de sloturi de timp. Definirea completă a unui
canal fizic particular constă în descrierea domeniului de frecvență și a domeniului de timp.
Canalul de comunicație poate fi distribuit :
 permanent unui utilizator, cum este cazul sistemelor de radiodifuziune, în care un
emițător folosește, într -o zonă, același canal pe o perioad ă prelungi tă de timp;
 la cerere, adică temporar, dacă utilizatorul îl folosește la solicitare doar un timp
limitat, pe durata evoluției mesajului și a semnalizărilor necesare acestuia, după care
eliberează canalul pentru a fi preluat de alt utilizator. [6]
Alocarea la cerere a canalului de comunicație se poate face:
 prin folosirea succesivă a canalului. Canalul de comunicație este ocupat integral de
utilizator pe toată durata desfășurării comunicației și poate fi ocupat de un alt
utilizator de abia după c e a fost eliberat de precedentul;
 prin folosire alternativă, caz în care canalul este preluat, după o anumită regulă, de
obicei ciclică, de mai mulți utilizatori.

39 II.5 Canalul radio GSM

În orice sistem de comunicații mobile spectrul radio este foarte li mitat, resursele fiind
împărțite între toți utilizatorii. În scopul divizării resurselor spectrale, GSM utilizează o
combinație între accesul multiplu cu divizare în timp și cel în frecvență (TDMA/FDMA).
Rețeaua GSM operează în banda de 900 Mz.
Standardul GSM specifică banda de frecvență de la 890 la 915 MHz pentru legătura
directă (uplink) și de la 935 la 960 pentru legătura inversă (downlink). Cele două subbenzi sunt
împărțite în canale de 200 KHz.
Alte trăsături ale interfeței pe canalul radio sunt alini erea adaptivă în timp, modulația
GSMK, emisie și recepție discontinuă și salturi lente de frecvență. Alinierea adaptivă în t imp
permite stației mobile să î și corecteze momentul de emisie a pachetului de date în funcție de
întârzierea de propagare.
Modulaț ia GSMK (Gaussian Minimum Shift Keying) crește eficiența spectrală și produce
o interferență redusă în afara benzii. Emisia și recepția discontinuă permit trecerea stației
mobile în regim de consum redus în perioadele de așteptare între pachete, realizând o lungire a
timpului de viață a bateriei și reducerea interferenței de canal comun. Salturile lente de
frecvență (Frequency Hopping) sunt o caracteristică aditională a interfeței radio GSM, care
ajută la oprirea efectelor fluctuațiilor de nivel (fading Rayl eigh) și a interferenței de canal
comun. [2]
În tabelul II.1. este prezentat c aracteristicile tehnice de bază pentru interfața radio GSM și
respectiv DCS 1800 (varianta GSM în banda de 1800 MHz) .

Parametri GSM 900 DCS 1800
Banda de frecvență BS -Tx 935-960MHz 1805 -1880MHz
(downlink)
Banda de frecvență MS -Tx (uplink) 890-915MHz 1710 -1785MHz
Acces multiplu FD/TDMA Idem
Duplex FD/TDD Idem
Spațiu duplex frecvențial 45 MHz 95MHz
Spatiu duplex temporal 3 interv. temp. Idem
Banda unui canal radio 200KHz Idem
Număr de purtatoare într -o subbandă 124 374
Intervale Debit normal 8 Idem
temporale pe un Debit înjumătățit 16 Idem
cadru TDMA

40 Număr total de Debit normal 124×8=992 374×8=2992
canale Debit înjumătățit 124×16=1984 374×16=5984
Codarea vocii Debit normal RPE-LTP Idem
13Kbps
Debit înjumătățit Vocoder Idem
5,6Kbps
Debit net pentru Debit normal 9,6Kbps (4,8; Idem
transmisii de date 2,4)
Debit înjumătățit 4,8Kbps (2,4) Idem
Debit net pentru un canal codat 22,8Kbps Idem
Modulația datelor pe interfața radio GMSK Idem
Debit pe o purtătoare RF modulată 270,83Kbps Idem

Tabelul II.1. [2]

41
CAPOTILUL III. ROLUL TELECOMUNICAȚI ILOR ÎN CAZUL
DEZASTRELOR NATURALE

III.1 Introducere

În ultima perioadă dezastrele natural par să fie în creștere ca frecvență . Numărul
dezastrelor naturale raportate a crescut în mod dramatic în a doua jumătate a secolului. Cu toate
acestea, nu toate știrile sunt triste fiindcă pare să fie o scădere a numărului de oamenii rapor tați
ca fiind uciși în dezastre naturale, însă numărul de persoane afectate de aceste dezastre precum
și costurile economice asociate au crescut în mod dramatic.

Figura III.1. Numarul de dezastre naturale raportate in perioada 1900 -2016 [11]

Telecomunicațiile joacă un rol critic în monitorizarea medi ului, difuzarea avertismentelor
și în coordonarea operațiunilor de ajutorare. Cele trei sectoare ale Uniun ii Internațională pentru
Telecomunicații (ITU-International Telecommunication Union ): Radiocomunicații,
Dezvoltare și Birourile de standardizare au creat specificații tehnice pentru sistemele de
telecomunicații de urgență, care promovează folosirea de telecomunicații pentru reducerea

42
situațiilor critice și acordarea de asistență în situații de urgență.

Figura III.2 . Echipament telecom folosit de tehnicienii ITU în cadrul unui cutremur [11]

În ultimii ani tehnologiile de telefonie mobilă a crescut în mod dramatic în întreaga lume ,
traficul global de date mobile s -a dublat.Fără a fi surprinzător, odată cu dezvoltarea
tehnologiilor mobile și a aplicațiilor crește în paralel folosirea rețelelor mobile în întreaga lume.
Odată cu utilizarea tot mai mare, această tehnologie se îmbunătățește în mare măsură în caz de
dezastre și efortu rile de siguranță publică. Țări din întreaga lume se confruntă cu amenințări din
dezastre naturale, schimbările climatice, tulburări civile, atacuri teroriste și activități criminale,
printre altele. Dispozitivele mobile, tablete și telefoane inteligente p ermit gestionarea aceste
provocări și reducerea problemelor de siguranță publică.
Analiz ând dezastrele naturale care au avut loc până acum se identific ă că pierderea de
putere și combustibilul insuficient pentru back -up au fost principalul factor în ceea c e prive ște
degradarea echipamentelor de telecomunicații si punerea lor în afara serviciului. Except ând
situa țiile dezastrelor de tip social (terorism, conflicte) este clar că localizarea echipamentelor în
zone cât mai puțin expuse riscului poate reduce det eriorarea infrastructurii și face instalațiile de
telecomunicații mai puțin sensibile la dezastre naturale.
Sursa de alimentare autonomă este critică și trebuie să existe suficient combustibil pentru
generatoarele de rezervă ca întreruperile de energie să poate fi preluate de echipamente.
Acestea trebuie să fie instalate în clădiri în locații mai înalte în cazul în care riscul de inundații
este redusă și subsolurile ar trebui să fie evitate ca site -uri pentru echipamente și generatoare de
rezervă. Utilizare a instalațiilor aeriene trebuie să fie evitată și echipamentele critice, cum ar fi

43 serverele de autentificare ar trebui să fie dispersate geografic. Orașele pot necesita diferite
măsuri față de zonele rurale. De exemplu, zonele metropolitane lovite de un c utremur sau de
inundații sunt susceptibile de a fi haotice din cauza numarului mare de locuitori încât
transportul și circulația în interiorul zonei afectate poate fi foarte dificil . Pentru a face față
acestui risc, Turkcell, de exemplu, planuiește să cons truiască turnuri de telecomunicații care pot
rezista la cutremure majore în locații cheie în orașe.
De cele mai multe ori persoane afectate de un dezastru încearcă să efect ueze un apel pentru
a informa că sunt î n siguranță sau pentru a verifica dacă alții sunt in siguranță, cauzând
congestionarea rețelei de telecomunic ații. Prin urmare, este necesar pentru punerea în aplicare a
unor măsuri de reducere a congestiei. Congestia pot fi evitate prin:
 încurajarea unor mijloace alternative de comunicare;
 reducerea timpilor de apel în așteptare;
 reducerea calității apelului;
 reasignarea resurselor de rețea pentru telefonie;
 dezvoltarea de noi arhitecturi de rețea care pot ocupa vârfuri de trafic în
telefon;
 atunci când rețelele de Internet Protocol sunt angajate, c ontrolul congestiei de
punere în aplicare algoritmi pentru fluxuri media, astfel încât să se reducă de încărcare
în timpul perioadelor de saturare.
Utilizatorilor poate fi acordat ă prioritate cu privilegii speciale pentru a efectua apeluri în
situații de d ezastru. [11]

III.2. Sistemul de avertizare timpurie

Sistemul de avertizare timpurie reprezintă setul de capacități necesare pentru generarea și
difuzarea de informații de avertizare în timp util și semnificativ pentru a permite oamenilor ,
comunităților și organizațiilor amenințate de un pericol să se pregătească și să acționeze în mod
corespunzător și în timp util, pentru a reduce posibilitatea de vătămare sau de pierdere.
Avertizarea timpurie și informarea publicului în cadrul unui dezastru p ot fi difuz ate de către
media (TV, radio, ziare), rețele publice mobile (care utilizează servicii bazate pe Cell Broadcast
(CBS), al Internetului (e -mail, site -uri de rețele sociale și alte servicii web) sau prin sirene sau
difuzoare. Ecranele pentru publicitate vide o în spațiile publice ("Digital Signage") pot fi
folosite pentru a da avertismente și pentru a furniza informații cum ar fi rutele de evacuare și
condițiile de trafic care se aplică în zona apropiată.

44
Un sistem de avertizare timpurie necesită sisteme de mo nitorizare pentru a furniza
predicțiii referitoare la evenimente cu marje de eroare privind localizarea și intensitatea; un
sistem de comunicații pentru difuzarea eficientă a avertismentelor în timp util și un public
informat capabil să acționeze într -un m od adecvat avertismentelor. Oamenii au nevoie să fie
informați în prealabil cu privire la pericolele și alte eventualități, cum ar fi procedurile și rutele
de evacuare. Avertismente timpurii pot avea o semnificație locală, regională sau globală. Toate
acestea necesită o rețea de instituții să pună în aplicare și să coordoneze operațiunile de sistem
de avertizare timpurie. Intervalul de timp între detectarea unui dezastru și dezastrul în sine sunt
cele în care pot fi furnizate avertismente timpurii. Interval ele acestea variază foarte mult în
funcție de tipul de amenințare : zeci de secunde pentru cutremure, minute pentru tornade,
minute până la ore pentru tsunami, ore până la zile pentru erupții vulcanice, ore la săptamani
pentru uragane, săptămâni sau luni pe ntru secetă și ani pentru evenimente climatice pe termen
lung.
Se recomandă utilizarea numărului 112 sau 911 pentru apelarea serviciilor de urgență. Cu
toate că, rețelele GSM suportă aceste numere ca numere de urgență există multe țări care nu
folosesc un număr unic pentru serviciul de urgență , ci mai mult folosesc numere separate pentru
serviciile de p oliție, medicale și de pompieri , iar atunci când se utilizează un număr unic nu este
întotdeauna 112 sau 911. De exemplu, 111 este utilizat în Noua Zeelandă și 999 este utilizat în
mai multe țări. [11]

Figura III.3 . Schemă pentru situații de urgență [11]

45
Schema pentru furnizarea de echipamente de telecomunicații, în timp util atunci când are
loc un dezastru. Acesta este un cadru cu mai multe părți implicate.

Figura III.4 . Cooperare în situații de urgență [11]

La nivel național, activitatea de pregătire a populației României pentru un dezastru generat
de un cutremur major a fost intensificată în ultimii ani, pornindu -se de la faptul că, dată fiind
repetabilitatea la intervale de timp de câteva decenii a evenimentelor seismice pentru sursa
Vrancea, cetățenii nu au o experiență practică de protecție și comportare în astfel de situații.
Pentru creșterea nivelului de informare, conștientizare și pregătire a populației în vederea
consolidării unor deprinderi corecte de reacționa în situația producerii unui cutremur de
magnitudine ridicată, în ultimii 10 ani, MAI prin Departamentul pentru Situații de Urgență
(DSU) și, respectiv, In spectoratul General pentru Situații de Urgență (IGSU), a inițiat și
implementat, în parteneriat cu alte instituții, campanii de pregătire și exerciții practice.
În același timp , în ceea ce privește pregătirea populației pe această temă au fost folosite
mijloace social media: paginile de Facebook ale DSU, IGSU și ale inspectoratelor pentru
situații de urgență precum și aplicația mobilă a DSU.
În luna aprilie, DSU a lansat aplicația mobilă destinată populației, numită DSU,
disponibilă gratuit în Google Pl ay și Apple Store .
Se prezintă mai jos în figura III.5. aplicațtia mobilă a DSU.

46

Figura III.5. Aplicația mobilă a DSU [13]

Cele 4 componente principale ale aplicației mobile DSU vizează:
 Informare:
– în această secțiune, utilizatorii aplicației vor găsi cele mai noi știri din domeniul
situațiilor de urgență, direct de la sursă. Inspectoratele pentru Situa ții de Urgență, Inspectoratul
General de Aviație, Serviciile de Ambulanță, SMURD și Salvamont vor putea oferi informații
de interes utilizatorilor aplicației DSU. De asemenea, în baza unui parteneriat încheiat cu
Agenția de presă News.ro, în secțiunea News Feed a aplicației DSU, vor putea fi citite știri de
ultimă oră din domeniul situațiilor de urgență sau care au legătură cu acest domeniu.
 Alertare:
– este pentru prima dată când o aplicație va grupa într -un singur loc toate informațiile
despre situațiil e de urgență care apar pe teritoriul României. Alertele meteo, cele de inundații,
drumuri blocate etc. se vor regăsi în această secțiune. Utilizatorii aplicației DSU vor primi push
notifications de fiecare dată când apare o a lertă în zona lor de interes.
 Raportar e:
– populația are acum ocazia să vină în sprijinul personalului din serviciile de urgență.
Oricine este martorul unei situații de urgență, fie că este vorba de inundații, alunecări de teren,
incendiu sau accident rutier, va putea trimite fotogra fii și clipuri video către DSU. În felul
acesta, acțiunea serviciilor de urgență poate fi îmbunătățită prin accesul încă din primele clipe
la imagini de la fața locului. Raportarea nu rep rezintă totuși un apel la 112.

47  Învățare:
– să știi cum să faci față unei situații de urgență este important . De aceea, în această
secțiune a aplicației DSU, utilizatorii au acces la zeci de articole despre comportamentul în caz
de cutremur, inundații, incendii, acordarea primului ajutor și măsuri salvatoare rapide care pot
fi luate dacă suntem puși în fața unei situații de urgență. Ca noutate, lecțiile vin și cu teste, unde
pot fi verificate cunoștințele acumulate prin parcurgerea articolelor. [12]
Aceast ă aplica ție mobilă DSU a fost dezvoltată cu scopul de a pregăti popula ția să facă
față unei situații de urgență, primesc notificații de fiecare dată când apare o alertă în zona lor de
interes. Prin raportare, populația poate ajuta forțele de intervenție ,trimitând imagini de la fața
locului, chiar înainte ca forțele de inte rvenție să ajungă acolo.

48 CONCLUZII

În această lucrare de licen ță din domeniul ingineriei electronice și telecomunicațiilor cu
numele „ APLI CAȚII ALE SISTEMULUI DE COMUNICAȚII GSM ÎN SOLUȚIONAREA
UNOR SITUAȚII DE URGENȚĂ PUBLICĂ ” s-a urmărit rolul ș i importanța sistemului de
comunicații GSM.
În primul rând, a m îcercat să prezint mai întâi tehnica prin care este împărțit un canal de
comincații comun între utilizatori multiplii . Această tehnică a fost implementat pentru a
permite utilizarea a mai mulț i utilizatori într-o convo rbire în același timp . Se utilizează atât î n
comunicații le analogice cât și în cele numerice.
În al doilea rând, am prezentat sistemul global pentru comunicațiile mobile . Am ales acest
sistem, fiindcă așa consider că a introdus ba za comunicaț iei celulare mobile . Dintr -o dată a avut
o dezvoltare explozivă , folosit în primul râ nd in Europa, dar în urmă ș i in afara Europei a fost
acceptat , deoarece era considerat un standard care era adaptabil unor posibile viitoare
tehnologii .
În al treilea râ nd, am prezentat că telecomunicațiile au un rol important în cazul dezastrelor
naturale fiind folosite atât în procesul de prevenire a dezastrelor, dar și în procesul de pregătire
pentru dezastre pentru ca, în final când calamitatea s -a produs, să fie folosite în procesele de
răspuns și revenire după dezastru, unde minimizarea consecințelor depinde foarte mult și de
calitatea sistemelor de comunicație.
Prin urmare, consider că asigurarea telecomnicațiilor de urgență în soluționarea unor
situații de urgență publică este una dintre cele mai importante responsabilități ale unei autorități
publice către cetățenii din teritoriul său. Cetățenii, autoritățile și echipele care răspund în caz de
urgență au nevoie de un sistem de comunicații care să funcțio neze permanent și de calitate
ridicată.

49 BIBLIOGRAFIE

1. http://www.tc.etc.upt.ro/docs/cercetare//teze_doctorat/stam.pdf
2. http://hermes.etc.upt.ro/docs/cercetare//teze_doctorat/ir.pdf
3. Ion Bogdan. Comunicatii mobile – Tehnici de formare a diagramei de radiatie a
antenelor. Editura Tehnopres, Ia și, 2006.
4. Norocel Munteanu,Stefania Barbalau. Retele mobil e de telecomunicatii – Sistemul
GSM. Editura All, Bucure ști, 1997.
5. http://rf -opto.etc.tuiasi.ro/docs/files/RRCS_cap%205.pdf
6. http://www.msqe.ase.ro/Documente/retelemobile%282%29.pdf
7. https://en.wikipedia.org/wiki/GSM
8. http://ww w.rfwireless -world.com/Terminology/Advantages -and-Disadvantages -of-G
SM.html
9. http://www.comm.pub.ro/_curs/rrc/cursuri/RRC%2007%20Retele%20GSM_1.pdf
10. http://www.comm.pub.ro/_curs/rrc/cursuri/RRC%2007%20Retele%20GSM_2.pdf
11. https://www.itu.int/en/I TU-T/focusgroups/drnrr/Documents/Technical_report -2013 -0
6.pdf
12. http://www.dsu.mai.gov.ro/wp -content/uploads/2016/09/Stadiul -de-pregatire -in-cazu
l-unui-cutremur -major.pdf
13. https://www.google.ro/search?biw=1920&bih=974&tbm=isch&sa=1&ei=4OZtWti4
LcfawQL10ab4Cw&q=aplicatia+dsu+cutremur&oq=aplicatia+dsu+cutremur&gs_l=
psy-ab.3…125312.127732.0.127880.9.9.0.0.0.0.157.957.5j4.9.0….0…1c.1.64.psy -ab..
0.0.0….0.NHa6GAUezPU#imgrc= 5MPyoPc5LKLM -M:

50 DECLARAȚIE DE AUTENTICITATE A
LUCRĂRII DE FINALIZARE A STUDIILOR

Titlul lucrării : APLI CAȚII ALE SISTEMULUI DE COMUNICAȚII GSM ÎN
SOLUȚIONAREA UNOR SITUAȚII DE URGENȚĂ PUBLICĂ

Autorul lucrării: MESSER ZSO LT

Lucrarea de finalizare a studiilor este elaborată în vederea susținerii examenului de
finalizare a studiilor organizat de către Facultatea Inginerie Electrică și Tehnologia Informației
din cadrul Universității din Oradea, sesiunea Februarie 2018 a anului universitar 2017-2018.
Prin prezenta, subsemnatul (nume, prenume, C NP) MESSER ZSOLT, 1940129055066
declar pe proprie răspundere că această lucrare a fost scrisă de către mine, fără nici un ajutor
neautorizat și că nici o parte a lucrării n u conține aplicații sau studii de caz publicate de alți
autori.
Declar, de asemenea, că în lucrare nu există idei, tabele, grafice, hărți sau alte surse
folosite fără respectarea legii române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Oradea,
Data Semnătura
02.02.2018