Услуги GSM - GSM services

Услуги GSM - это стандартный набор приложений и функций, доступных через Глобальную систему мобильной связи (GSM) абонентам мобильных телефонов во всем мире. Стандарты GSM определены в сотрудничестве с 3GPP и реализованы в аппаратном и программном обеспечении производителями оборудования и операторами мобильной связи . Единый стандарт позволяет использовать одни и те же телефоны с услугами разных компаний или даже находиться в разных странах. GSM - это самый распространенный в мире стандарт мобильной связи.

Дизайн услуги умеренно сложен, потому что он должен иметь возможность определять местонахождение движущегося телефона в любой точке мира и учитывать относительно небольшую емкость аккумулятора, ограниченные возможности ввода / вывода и слабые радиопередатчики на мобильных устройствах.

Доступ к сети GSM

Чтобы получить доступ к услугам GSM, пользователю необходимы три вещи:

После регистрации абонента информация об их личности (номере телефона) и услугах, к которым им разрешен доступ, сохраняется в «записи SIM» в домашнем реестре местоположения (HLR).

После того, как SIM-карта вставлена ​​в телефон и телефон включен, он будет искать ближайшую мачту мобильного телефона (также называемую базовой приемопередающей станцией / BTS ) с самым сильным сигналом в частотном диапазоне оператора . Если с мачтой удастся связаться, то считается, что в этом районе есть покрытие . Затем телефон идентифицирует себя в сети через канал управления. После успешного завершения телефон считается подключенным к сети.

Ключевой особенностью мобильного телефона является возможность принимать и совершать звонки в любой зоне покрытия. Обычно это называется роумингом с точки зрения клиента, но также называется посещением при описании основного технического процесса. Каждая географическая область имеет базу данных, называемую Регистром местоположения посетителей (VLR), которая содержит подробную информацию обо всех мобильных телефонах, находящихся в настоящее время в этой области. Каждый раз, когда телефон подключается к новому месту или посещает его, Регистр местоположения посетителей должен связываться с Регистром местоположения дома, чтобы получить сведения об этом телефоне. Текущее сотовое местоположение телефона (то есть, в какой BTS он находится) вводится в запись VLR и будет использоваться во время процесса, называемого поисковым вызовом, когда сеть GSM желает определить местоположение мобильного телефона .

Каждая SIM-карта содержит секретный ключ, называемый Ki, который используется для предоставления услуг аутентификации и шифрования. Это полезно для предотвращения кражи услуг, а также для предотвращения «беспроводного» отслеживания активности пользователя. Сеть делает это с помощью центра аутентификации и без непосредственной передачи ключа.

Каждый телефон GSM содержит уникальный идентификатор (отличный от номера телефона), называемый международным идентификатором мобильного оборудования (IMEI). Его можно узнать, набрав * # 06 #. Когда телефон связывается с сетью, его IMEI может быть проверен по реестру идентификации оборудования, чтобы определить местонахождение украденных телефонов и облегчить мониторинг.

Голосовые все звонки

Все исходящие

После того, как мобильный телефон был успешно подключен к сети GSM, как описано выше, с него можно совершать звонки на любой другой телефон в глобальной коммутируемой телефонной сети общего пользования .

Пользователь набирает телефонный номер , нажимает кнопку отправки или разговора , и мобильный телефон отправляет сообщение с запросом на установление вызова в сеть мобильного телефона через ближайшую базовую приемопередающую станцию ​​мобильного телефона (BTS).

Затем сообщение с запросом на установление вызова обрабатывается центром коммутации мобильной связи , который проверяет запись абонента, содержащуюся в реестре местоположения посетителей, чтобы узнать, разрешен ли исходящий вызов. Если это так, MSC затем маршрутизирует вызов таким же образом, как телефонный коммутатор в фиксированной сети.

Если абонент использует предоплаченный тариф (иногда известный как Pay As You Go (PAYG) или Pay & Go ), то выполняется дополнительная проверка, чтобы увидеть, достаточно ли у абонента средств для продолжения. В противном случае вызов отклоняется. Если вызову разрешено продолжить, то он постоянно отслеживается, и соответствующая сумма уменьшается со счета абонента. Когда кредит достигает нуля, вызов прерывается сетью. Системы, которые контролируют и предоставляют предоплаченные услуги, не являются частью стандартных услуг GSM , а являются примером интеллектуальных сетевых услуг, которые оператор мобильной связи может решить реализовать в дополнение к стандартным услугам GSM.

Входящие звонки

Контактная информация MSC шлюза

Когда кто-то звонит на мобильный телефон , он набирает телефонный номер (также называемый MSISDN ), связанный с пользователем телефона, и вызов направляется в центр коммутации шлюза оператора мобильной связи . Шлюз MSC , как следует из названия, действует как «вход» от внешних частей коммутируемой телефонной сети общего на сети провайдера.

Как отмечалось выше, телефон может свободно перемещаться в любом месте сети оператора или в сетях партнеров по роумингу, в том числе в других странах. Таким образом, первая задача шлюза MSC - определить текущее местоположение мобильного телефона, чтобы выполнить вызов. Это делается путем обращения к реестру местоположения дома (HLR), который, как описано выше, знает, с каким реестром местоположения посетителей (VLR) связан телефон, если таковой имеется.

Маршрутизация звонка

Когда HLR получает это сообщение запроса, он определяет, следует ли направить вызов на другой номер (называемый переадресацией) или он должен быть направлен непосредственно на мобильный телефон.

  • Если владелец телефона ранее запрашивал переадресацию всех входящих вызовов на другой номер, известный как номер безусловной переадресации (CFU), то этот номер сохраняется в реестре домашнего местоположения. Если это так, то номер CFU возвращается в MSC шлюза для немедленной маршрутизации к этому месту назначения.
  • Если мобильный телефон в настоящее время не связан с реестром посещенного местоположения (поскольку телефон был выключен), то реестр домашнего местоположения возвращает номер, известный как номер недоступности переадресации (CFNRc), в MSC шлюза, и вызов переправлен туда. Многие операторы могут автоматически устанавливать это значение для номера голосовой почты телефона, чтобы абоненты могли оставить сообщение. Мобильный телефон может иногда отменять настройку по умолчанию.
  • Наконец, если регистр домашнего местоположения знает, что телефон находится в роуминге в определенной области VLR, он запросит временный номер (называемый MSRN ) из этого VLR (используя IMSI в качестве ссылочного номера). Этот номер ретранслируется обратно в MSC шлюза, а затем используется для маршрутизации вызова в MSC, где вызываемый телефон находится в роуминге.

Поиск и звонок на телефон

Когда вызов поступает в гостевой MSC, MSRN используется для определения того, какой из телефонов в этой области вызывается, то есть MSRN сопоставляется с IMSI исходного набранного номера телефона. MSC опрашивает все мачты мобильных телефонов в зоне, в которой зарегистрирован IMSI, чтобы информировать телефон о входящем вызове. Если абонент отвечает, создается речевой тракт через гостевой MSC и шлюз MSC обратно в сеть лица, совершающего вызов, и следует обычный телефонный звонок.

Также возможно, что на телефонный звонок не ответят. Если абонент занят другим вызовом (и ожидание вызова не используется), Visited MSC направляет вызов на заранее определенный номер занятости для переадресации вызовов (CFB). Точно так же, если абонент не отвечает на вызов по прошествии определенного периода времени (обычно 30 секунд), то посещаемый MSC направляет вызов на заранее определенный номер переадресации вызова без ответа (CFNRy). Еще раз, оператор может решить установить это значение по умолчанию для голосовой почты мобильного телефона, чтобы звонящие могли оставить сообщение.

Если абонент не отвечает на пейджинговый запрос, либо из-за того, что он находится вне зоны покрытия, либо его батарея разрядилась / разряжена, то посещаемый MSC направляет вызов на заранее определенный номер недоступности переадресации вызова (CFNRc). Еще раз, оператор может решить установить это значение по умолчанию для голосовой почты мобильного телефона, чтобы вызывающие абоненты могли оставить сообщение.

Пользователь в роуминге может захотеть избежать этих услуг переадресации в посещаемой сети, поскольку будет применяться плата за роуминг.

Голосовые сборы

См. Также: Мобильная телефония § Модели тарифов

В США и Канаде звонящие оплачивают стоимость подключения к шлюзу MSC телефонной компании абонента, независимо от фактического местоположения телефона. Поскольку мобильным номерам присваиваются стандартные географические номера в соответствии с Североамериканским планом нумерации , звонящие платят столько же за доступ к стационарным и мобильным телефонам в данной географической области. Абоненты мобильной связи платят за время соединения (обычно используя минуты по плану или предоплаченные минуты) как для входящих, так и для исходящих вызовов. Для исходящих вызовов все расходы на междугороднюю связь выставляются так, как если бы они исходили от GMSC, даже если это MSC посещения, который завершает соединение с PSTN. Популярны планы, которые включают общенациональный междугородний и / или общенациональный роуминг без дополнительной платы по сравнению с "местными" исходящими звонками.

Мобильные сети в Европе, Азии (кроме Гонконга, Макао (Макао) и Сингапура), Австралии и Аргентине взимают с абонентов плату только за исходящие звонки. Входящие звонки для мобильного абонента бесплатны, за исключением приема звонка, когда абонент находится в роуминге, как описано ниже. Однако при звонках на мобильные телефоны звонящие обычно платят более высокую цену. Специальные префиксы используются для обозначения мобильных номеров, чтобы абоненты знали, что они звонят на мобильный телефон, и поэтому им будет взиматься более высокая плата.

С точки зрения вызывающего абонента не имеет значения, где находится мобильный абонент, так как технический процесс подключения вызова такой же. Если абонент находится в роуминге в сети другой компании, абонент вместо вызывающего абонента может заплатить дополнительную плату за время соединения. Звонки в международном роуминге часто бывают довольно дорогими, и в результате некоторые компании требуют от абонентов предоставить явное разрешение на прием звонков во время роуминга в определенные страны.

Кодировка речи

Во время вызова GSM речь преобразуется из аналоговых звуковых волн в цифровые данные самим телефоном и передается по сети мобильного телефона с помощью цифровых средств. (Хотя более старые части фиксированной телефонной сети общего пользования могут использовать аналоговую передачу.)

Цифровой алгоритм, используемый для кодирования речевых сигналов, называется кодеком . Речевые кодеки, используемые в GSM , называются Half-Rate (HR) , Full-Rate (FR) , Enhanced Full-Rate (EFR) , Adaptive Multirate (AMR) и Wideband AMR, также известный как HD voice. Все кодеки, кроме AMR, работают с фиксированной скоростью передачи данных и уровнем исправления ошибок.

Передача информации

Стандарт GSM также предоставляет отдельные средства для передачи цифровых данных. Это позволяет мобильному телефону работать как любой другой компьютер в Интернете , отправляя и получая данные через Интернет-протокол .

Мобильный телефон также может быть подключен к настольному компьютеру, ноутбуку или КПК для использования в качестве сетевого интерфейса (как модем или карта Ethernet , но с использованием одного из протоколов данных GSM, описанных ниже, вместо аудиоканала, совместимого с PSTN, или канал Ethernet для передачи данных). Некоторыми телефонами GSM также можно управлять с помощью стандартного набора AT-команд Hayes через последовательный кабель или беспроводное соединение (с использованием IRDA или Bluetooth ). Команды AT могут управлять чем угодно, от мелодий звонка до алгоритмов сжатия данных.

Помимо общего доступа в Интернет, оператор мобильной связи может предоставлять другие специальные услуги , такие как SMS .

Протоколы данных с коммутацией каналов

Соединение для передачи данных с коммутацией каналов резервирует определенную полосу пропускания между двумя точками на время существования соединения, точно так же, как при традиционном телефонном звонке между двумя телефонами выделяется аудиоканал определенного качества на время разговора.

Два протокола передачи данных с коммутацией каналов, определены в стандарте GSM: Circuit Switched Data (CSD) и высокоскоростная коммутация каналов данных (HSCSD). Эти типы соединений обычно тарифицируются на посекундной основе, независимо от объема данных, отправленных по ссылке. Это связано с тем, что для подключения выделяется определенная полоса пропускания независимо от того, требуется оно или нет.

Соединения с коммутацией каналов действительно имеют то преимущество, что они обеспечивают постоянное гарантированное качество обслуживания , что полезно для приложений реального времени, таких как видеоконференцсвязь.

Служба пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS)

Основная статья: General Packet Radio Service

General Packet Radio Service (GPRS) является коммутацией пакетов протокола передачи данных, которая была включена в стандарт GSM в 1997 году является обратно совместимым с системами, использующими до 1997 года версий стандарта. GPRS делает это, отправляя пакеты на местную мачту мобильного телефона ( BTS ) по каналам, которые не используются для голосовых вызовов с коммутацией каналов или соединений для передачи данных. Несколько пользователей GPRS могут использовать один неиспользуемый канал, потому что каждый из них использует его только для редких коротких пакетов.

Преимущество соединений с коммутацией пакетов заключается в том, что полоса пропускания используется только тогда, когда есть данные для передачи. Таким образом, этот тип подключения обычно оплачивается за килобайт, а не за секунду, и обычно является более дешевой альтернативой для приложений, которым требуется только отправлять и получать данные спорадически, например обмен мгновенными сообщениями .

GPRS обычно описывается как технология 2.5G ; см. основную статью для получения дополнительной информации.

Служба коротких сообщений (SMS)

Основная статья: Служба коротких сообщений

Служба коротких сообщений (более известная как обмен текстовыми сообщениями ) стала наиболее часто используемым приложением для передачи данных на мобильных телефонах, при этом 74% всех пользователей мобильных телефонов во всем мире уже были активными пользователями SMS, или 2,4 миллиарда человек к концу 2007 года.

Текстовые SMS-сообщения могут быть отправлены пользователями мобильных телефонов другим мобильным пользователям или внешним службам, которые принимают SMS. Сообщения обычно отправляются с мобильных устройств через Центр службы коротких сообщений с использованием протокола MAP .

SMSC является центральным узлом маршрутизации коротких сообщений. Многие операторы мобильной связи используют свои SMSC в качестве шлюзов для внешних систем, включая Интернет , входящие новостные SMS-сообщения и другие операторы мобильной связи (часто использующие стандарт де-факто SMPP для обмена SMS).

Стандарт SMS также используется вне системы GSM ; подробности см. в основной статье.

Дополнительные услуги

См. Также коды GSM для дополнительных услуг .

  • Переадресация звонков .
  • Запрет исходящих звонков .
  • Запрет входящих звонков .
  • Уведомление о зарядке (AoC) . Эта услуга GSM оценивает стоимость вызова для отображения на мобильном телефоне пользователя. Это помогает пользователям предотвратить шокирование счетов и снижает нагрузку на отдел обслуживания клиентов оператора мобильной связи . Однако на практике эта услуга GSM используется редко, потому что расчет более сложен, чем позволяет стандарт. Вместо этого некоторые операторы предоставляют абонентам уведомления о балансе и / или стоимости вызова, отправляемые в заранее определенное время, например, в начале или в конце каждого вызова. Эти уведомления могут быть прочитаны вслух с использованием системы синтеза речи или могут быть переданы в текстовой форме.
  • Удержание вызова .
  • Ожидание вызова .
  • Многосторонний сервис .
  • Представление идентификатора вызывающей линии (CLIP) / ограничение (CLIR) .
  • Закрытая группа пользователей (ЗГП) .
  • Явный перевод вызова (ECT) . Эта услуга позволяет пользователю, у которого есть два вызова, соединить эти два вызова вместе и разорвать соединения с обеими сторонами.

Смотрите также

  • USSD-коды GSM - неструктурированные дополнительные служебные данные: список стандартных кодов GSM для функций, связанных с сетью и SIM-картой

Рекомендации

внешние ссылки