Digital mobilteknologi som GSM (Global System for Mobile Communication) brukes til å overføre mobildata så vel som taletjenester. Dette konseptet ble implementert på Bell Laboratories ved hjelp av et mobilradiosystem i 1970. Som navnet antyder, er det standardiseringsgruppenavnet som ble etablert i 1982 for å lage en generell europeisk mobiltelefonstandard. Denne teknologien eier over 70% av markedsandelen til den digitale mobilabonnenten over hele verden. Denne teknologien ble utviklet ved bruk av digital teknologi. For tiden støtter GSM-teknologi over 1 milliard mobilabonnenter over hele verden i de over 210 landene. Denne teknologien gir tale- og datatjenester fra grunnleggende til komplekse. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over GSM-teknologi.

Hva er GSM-teknologi?

GSM er et mobilkommunikasjonsmodem som står for globalt system for mobilkommunikasjon (GSM). Ideen om GSM ble utviklet på Bell Laboratories i 1970. Det er et mye brukt mobilkommunikasjonssystem i verden. GSM er en åpen og digital mobilteknologi som brukes til å overføre mobile tale- og datatjenester, som opererer på frekvensbåndene 850MHz, 900MHz, 1800MHz og 1900MHz.

GSM-teknologi ble utviklet som et digitalt system ved bruk av TDMA-teknikken (time division multiple access) for kommunikasjonsformål. En GSM digitaliserer og reduserer dataene, og sender den deretter ned gjennom en kanal med to forskjellige strømmer av klientdata, hver i sitt eget tidsluke. Det digitale systemet har muligheten til å bære 64 kbps til 120 Mbps datahastigheter.

GSM-modem

Det er forskjellige cellestørrelser i et GSM-system som makro-, mikro-, pico- og paraplyceller. Hver celle varierer i henhold til implementeringsdomenet. Det er fem forskjellige cellestørrelser i GSM-nettverksmakro-, mikro-, pico- og paraplyceller. Dekningsområdet til hver celle varierer i henhold til implementeringsmiljøet.

Time division multiple access (TDMA) teknikken er avhengig av å tildele forskjellige tidsluker til hver bruker på samme frekvens. Den kan enkelt tilpasse seg dataoverføring og talekommunikasjon og kan bære 64 kbps til 120 Mbps datahastighet.

GSM Technology Architecture

Hovedelementene i GSM-arkitekturen inkluderer følgende.

Arkitekturen til GSM-teknologi

Network and Switching Subsystem (NSS)
Base-Station Subsystem (BSS)
Den mobile stasjonen (MS)
Drift og støtte delsystem (OSS)

Network Switching Subsystem (NSS)

I GSM-systemarkitektur inkluderer den forskjellige elementer, som ofte kalles kjernesystemet / nettverket. Her er det i utgangspunktet et datanettverk som inkluderer en rekke enheter for å gi den største kontrollen samt grensesnittet for hele mobilnettverket. Kjernenettverket inkluderer de viktigste elementene som er diskutert nedenfor.

Mobile Switching Center (MSC)

Mobile Switching Center eller MSC er nøkkelelementet i kjernenettverksregionen i GSM-nettverksarkitekturen. Dette byttesenteret for mobiltjenester fungerer som en standard svitsjenode i en ISDN, ellers gir det også ekstra funksjonalitet slik at mobilbrukerens nødvendigheter kan støttes som autentisering, registrering, inter-MSC-overleveringer samtaleplassering og ruting av samtalen til en mobiltelefonabonnent.

Og det gir også en kant mot det offentlige byttetelefonnettverket slik at telefonsamtalene kan kobles fra mobilnettet til en telefon til en fasttelefon. Grensesnitt til andre mobile byttesenterserverer er gitt for å tillate mobilanrop til mobiltelefoner over forskjellige nettverk.

Hjemmestedsregister (HLR)

Denne HLR-databasen inneholder informasjon om administrativt som alle abonnenter med deres tidligere identifiserte plassering. På denne måten er GSM-nettverket i stand til å koble samtalene til den relaterte basestasjonen for mobilbryteren. Når en operatør slår PÅ telefonen, og deretter registrerer telefonen seg gjennom nettverket, slik at det er sannsynlig å bestemme hvilken basetransceiverstasjon som kommuniserer, slik at innkommende anrop kan kobles riktig.

Selv når mobilen er slått på, men ikke aktiv, registrerer den seg igjen for å sikre at HLR-nettverket er lydhørt overfor sin siste plassering. Det er en HLR for hvert nettverk, selv om den kan være spredt over en rekke undersentre for operasjonelle årsaker.

Besøksplasseringsregister (VLR)

VLR inkluderer foretrukket informasjon som mottas fra HLR-nettverket for å tillate foretrukne tjenester for den separate abonnenten. Besøksplasseringsregisteret kan utføres som en separat enhet, men det blir vanligvis realisert som et essensielt element i MSC, før en individuell enhet. Dermed blir tilgangen fullført raskere og mer praktisk.

Utstyrsidentitetsregister (EIR)

EIR (Equipment Identity Register) er enheten som tar en beslutning om spesifisert mobilutstyr kan være tillatt over nettverket. Hvert mobilutstyr inkluderer et nummer identifisert som IMEI eller International Mobile Equipment Identity.

Så dette IMEI-nummeret er løst i mobilutstyret og blir verifisert gjennom nettverket under registrering. Det avhenger hovedsakelig av informasjonen som holdes i EIR, og mobilenheten kan tildeles en av tre forhold som tillates over nettverket, sperret tilgang, ellers overvåket i tilfelle dens problemer.

Autentiseringssenter (AuC)

AuC (autentiseringssenter) er en beskyttet fil som inkluderer den hemmelige nøkkelen i SIM-kortet til brukeren. AuC brukes hovedsakelig for verifisering og for koding på radiokanalen.

Gateway Mobile Switching Center (GMSC)

GMSC / Gateway Mobile Switching Center er slutten som en ME-avslutningsanrop primært er koblet til uten informasjon om MS-plassen. GMSC innhenter Mobile Station Roaming Number (MSRN) fra MSISDN basert på HLR og kobler samtalen mot den nøyaktige besøkte MSC. “MSC” -delingen av navnet GMSC er forvirrende da gateway-prosessen ikke trenger noen kobling mot en MSC.

SMS Gateway (SMS-G)

SMS-gatewayen eller SMS-G brukes sammen for å forklare to SMS-gateways i GSM-standardene. Disse portene styrer meldinger som er rettet på forskjellige måter.

Short Message Service Gateway Mobile Switching Center (SMS-GMSC) brukes til korte meldinger som overføres til en ME. Short Message Service Inter-Working Mobile Switching Center (SMS-IWMSC) brukes til korte meldinger opprettet gjennom et mobilnettverk. Hovedrollen til SMS-GMSC er relatert til GMSC, men SMS-IWMSC tilbyr en permanent tilgang til SMS-senteret.

Disse enhetene var de viktigste som brukes i nettverket av GSM-teknologi. De var vanligvis samlokalisert, men ofte ble det samlede mellomnettverket overført over hele landet hvor nettverket var. Ved funksjonsfeil vil det gi litt fleksibilitet.

Base Station Subsystem (BSS)

Det fungerer som et grensesnitt mellom mobilstasjonen og nettverksundersystemet. Den består av Base Transceiver Station som inneholder radiosendere og håndterer protokollene for kommunikasjon med mobiltelefoner. Den består også av basestasjonskontrolleren som styrer basesendemottakerstasjonen og fungerer som et grensesnitt mellom mobilstasjonen og mobilbyttesenteret.

Nettverksundersystemet gir den grunnleggende nettverkstilkoblingen til mobilstasjonene. Den grunnleggende delen av nettverksdelsystemet er Mobile Service Switching Center som gir tilgang til forskjellige nettverk som ISDN, PSTN, etc. Det består også av hjemmeposisjonsregisteret og besøksplasseringsregisteret som gir samtaleviring og roamingfunksjonene til GSM.

Den inneholder også utstyrsidentitetsregisteret som fører en oversikt over alt mobilt utstyr der hver mobil er identifisert med sitt eget IMEI-nummer. IMEI står for International Mobile Equipment Identity.

BSS- eller Base Station Subsystem-delen av andre generasjons GSM-nettverksarkitektur er i utgangspunktet koblet til mobilene over nettverket. Dette delsystemet inneholder to elementer som er diskutert nedenfor.

“hva gjør en bro -likeretter ”

Base Transceiver Station (BTS)

BTS (Base Transceiver Station) som brukes i et GSM-nettverk inkluderer radioen Tx, Rx og deres relaterte antenner for å overføre, motta og direkte samtale gjennom mobilene. Denne stasjonen er det viktige elementet for hver celle, og den snakker med mobilen, og grensesnittet mellom de to er identifisert som Um-grensesnittet med relaterte protokoller.

Basestasjonskontroller (BSC)

BSC (basestasjonskontrolleren) brukes til å danne neste fase omvendt til GSM-teknologien. Denne kontrolleren brukes til å kontrollere en samling basissendemottakerstasjoner, og den er ofte samlokalisert gjennom en av mottakerstasjonene i gruppen. Denne kontrolleren administrerer radioens ressurser for å kontrollere forskjellige gjenstander som overlevering i samlingen av BTS, tildeler kanaler. Den snakker med Base Transceiver Stations over Abis-grensesnittet.

Delsystemelementet i basestasjonen til GSM-nettverket bruker den tillatte radioteknologien for å tillate at et antall operatører har rett til å bruke systemet samtidig. Hver kanal støtter opptil åtte operatører ved å la en basestasjon inkludere forskjellige kanaler, og et stort antall operatører kan få plass gjennom hver basestasjon.

Disse er nøye plassert gjennom leverandøren av nettverket for å tillate dekning av hele området. Dette området kan være lukket med en basestasjon som ofte kalles en celle. Fordi det ikke er oppnåelig å stoppe signalene fra å overlappe til de nærliggende cellene, og kanaler som brukes i en celle blir ikke brukt i den neste.

Mobilstasjon

Det er mobiltelefonen som består av mottakeren, skjermen og prosessoren og styres av et SIM-kort som opererer over nettverket.

MS (mobile stasjoner) eller ME (mobilt utstyr) identifiseres vanligvis gjennom ellers mobiltelefoner som er den delen av en GSM mobilkommunikasjon n / w som operatøren observerer og driver. For tiden har dimensjonen deres redusert radikalt, mens funksjonsnivået har økt veldig. Og en fordel er at tiden mellom anklagene har blitt drastisk utvidet. Det er forskjellige elementer i mobiltelefonen, selv om de to viktige elementene er maskinvaren og SIM-kortet.

Maskinvaren inkluderer hovedelementene i mobiltelefonen som saken, skjermen, batteriet og elektronikken som brukes til å produsere signalet og behandle datamottakeren som skal sendes.
Mobilstasjonen inkluderer et nummer kalt IMEI. Dette kan settes opp på mobiltelefonen mens du produserer og kan ikke endres.

Det får tilgang til nettverket under registreringen for å sjekke om utstyret er rapportert som stjålet.

SIM-kortet (Subscriber Identity Module) inneholder dataene som gir brukeridentiteten mot nettverket. Og også inneholder den annen informasjon som et nummer kalt IMSI (International Mobile Subscriber Identity). Når denne IMSI brukes på SIM-kortet, kan mobilbrukeren ganske enkelt bytte mobil ved å flytte SIM-kortet fra en mobil til en annen.

Så det er enkelt å skifte mobil uten å endre det samme mobilnummeret, noe som betyr at folk ofte vil forbedre seg, og dermed skape en ytterligere inntektsstrøm for leverandørene av nettverk og tjene for å forbedre GSMs totale økonomiske seier.

Drift og støtte delsystem (OSS)

Driftsstøttedelsystemet (OSS) er en del av den komplette GSM-nettverksarkitekturen. Dette er koblet til NSS og BSC-komponentene. Dette OSS brukes hovedsakelig til å kontrollere GSM-nettverket og BSS-trafikkbelastningen. Det skal bemerkes at når antall BS forbedrer seg gjennom skalering av abonnentpopulasjonen, blir noen av bevaringsoppgavene flyttet til basetransceiverstasjonene slik at eierkostnadene for systemet kan reduseres.

GSM-nettverksarkitekturen til 2G følger hovedsakelig en logisk teknikk for drift. Dette er veldig enkelt sammenlignet med dagens arkitekturer av mobiltelefonnettverk som bruker programvaredefinerte enheter for å tillate ekstremt smidig drift. Men arkitekturen til 2G GSM vil demonstrere stemmen og operasjonelle grunnleggende funksjoner som kreves og hvordan de arrangeres sammen. Når GSM-systemet er digitalt, er nettverket et datanettverk.

Funksjoner av GSM-modul

Funksjonene til GSM-modulen inkluderer følgende.

Forbedret spektrumeffektivitet
Internasjonal roaming
Kompatibilitet med ISDN (Integrated Services Digital Network)
Støtte for nye tjenester.
SIM-telefonbokadministrasjon
Faste numre (FDN)
Sanntidsklokke med alarmhåndtering
Tale av høy kvalitet
Bruker kryptering for å gjøre telefonsamtaler sikrere
Kortmeldingstjeneste (SMS)

Sikkerhetsstrategiene standardisert for GSM-systemet gjør det til den sikreste telekommunikasjonsstandarden som nå er tilgjengelig. Selv om konfidensialiteten til en samtale og hemmelighold av GSM-abonnenten bare er sikret på radiokanalen, er dette et viktig skritt for å oppnå end-to-end sikkerhet.

GSM-modem

Et GSM-modem er en enhet som enten kan være en mobiltelefon eller en modemenhet som kan brukes til å få en datamaskin eller en hvilken som helst annen prosessor til å kommunisere over et nettverk. Et GSM-modem krever at et SIM-kort skal betjenes og fungerer over et nettverk som abonnerer på av nettoperatøren. Den kan kobles til en datamaskin via seriell, USB eller Bluetooth-tilkobling.

Et GSM-modem kan også være en standard GSM-mobiltelefon med riktig kabel- og programvaredriver for å koble til en seriell port eller USB-port på datamaskinen. GSM-modem er vanligvis å foretrekke fremfor en GSM-mobiltelefon. GSM-modemet har et bredt spekter av applikasjoner i transaksjonsterminaler, supply chain management, sikkerhetsapplikasjoner, værstasjoner og GPRS-modus ekstern datalogging.

Arbeid med GSM-modul

Fra kretsen nedenfor grensesnittet til et GSM-modem til MC gjennom nivåskifteren IC Max232. SIM-kortmontert GSM-modem ved mottak av sifferkommando via SMS fra hvilken som helst mobiltelefon sender dataene til MC gjennom seriell kommunikasjon. Mens programmet kjøres, mottar GSM-modemet kommandoen ‘STOPP’ for å utvikle en utgang på MC, hvis kontaktpunkt brukes til å deaktivere tenningsbryteren.

Kommandoen som sendes av brukeren er basert på en antydning mottatt av ham via GSM-modemet 'ALERT', en programmert melding bare hvis inngangen blir lavt. Hele operasjonen vises over en 16 × 2 LCD-skjerm.

GMS-modemkrets

GSM-teknologiapplikasjoner

Applikasjonene til GSM-teknologi inkluderer følgende.

Intelligent GSM-teknologi for automatisering og sikkerhet

I disse dager har GSM-mobilterminalen blitt en av varene som hele tiden er hos oss. Akkurat som lommeboken / vesken, nøklene eller klokken vår, gir GSM mobilterminalen oss en kommunikasjonskanal som gjør det mulig for oss å kommunisere med verden. Kravet om at en person skal være tilgjengelig eller ringe noen når som helst er veldig tiltalende.

Dette prosjektet er, som navnet sier, prosjektet basert på GSM-nettverksteknologi for overføring av SMS fra avsender til mottaker. SMS-sending og mottakelse brukes for allestedsnærværende tilgang til apparater og tillater bruddskontroll hjemme. Systemet foreslår to delsystemer. Delsystemet apparatkontroll gjør det mulig for brukeren å styre husholdningsapparater eksternt, og delsystemet sikkerhetsvarsling gir automatisk sikkerhetsovervåking.

Systemet er i stand til å instruere brukere via SMS fra et spesifikt cellenummer til å endre tilstanden til hjemmeapparatet i henhold til brukerens behov og krav. Det andre aspektet er sikkerhetsvarsling som oppnås på en måte som ved deteksjon av inntrenging tillater systemet automatisk generering av SMS og dermed varsler brukeren mot sikkerhetsrisiko.

GSM-teknologi tillater kommunikasjon hvor som helst, når som helst og med hvem som helst. Den funksjonelle arkitekturen til GSM som bruker intelligente nettverksprinsipper, og ideologien, som gir utvikling av GSM, er det første trinnet mot et ekte personlig kommunikasjonssystem som har nok standardisering for å sikre kompatibilitet.

“bruker op amp som komparator ”

GSM-applikasjoner i medisinske tjenester

Tenk på to situasjoner som følgende

En person er kritisk skadet eller har blitt syk og må straks ivaretas. Alt han eller personen som følger med, er en mobiltelefon.
En pasient blir utskrevet fra sykehuset og tenker å hvile seg hjemme, men må fortsatt til sykehuset for regelmessige kontroller. Han kan ha en mobiltelefon og også noen medisinske sensorenheter som helseovervåkingsenheter.

I begge situasjoner er den eneste måten som kan gi en løsning å bruke mobilkommunikasjonssystemet. Med andre ord, bruk av kommunikasjonsteknologi kan enhver situasjon som det ovennevnte håndteres bare ved å overføre pasientopplysningene gjennom kommunikasjonsnettverket og motta dem og behandle dem på mottakerseksjonen - enten på helsestasjonen eller hjemme hos legen.

Legen overvåker ganske enkelt pasientopplysningene og gir tilbake instruksjonene til personen (i 1^St.saken) slik at han i det minste kan ta noen forholdsregler før han endelig kommer til sykehuset og i 2^ndsaken overvåker pasientens testresultater, og i tilfelle avvik, tar neste steg for videre behandling.

Hele denne situasjonen er telemedisinstjenestene. Telemedisin-systemet kan brukes på en av de tre måtene.

Ved hjelp av videokonferanser, hvor pasienter som sitter på et sted, kan ha direkte interaksjon med helsepersonellene og følgelig fortsette herdingsprosessen.
Ved å bruke helseovervåkingssensorer som kontinuerlig oppdaterer pasientens helse og som følgelig veileder helsepersonellene til å fortsette behandlingen.
Ved å overføre innhentede medisinske data og overføre innhentede data for konsultasjon og behandling.

For de tre ovennevnte måtene brukes en trådløs kommunikasjonsteknikk. Medisinske tjenester krever mange måter å få tilgang til lagrede ressurser på. Dette kan være medisinske databaser eller online verter med enheter som kan hjelpe deg med å gjenopprette og overvåke pasientens helse. Ulike tilgangsalternativer er bredbåndsnettverk, gjennom medium gjennomstrømningsmedier og smalbånd via GSM.

Fordelene med GSM-teknologi i telemedisin-systemet inkluderer følgende.

Det er mer kostnadseffektivt.
GSM-mottakere er allment tilgjengelige - mobiltelefoner og GSM-modemer
Den har høy dataoverføringshastighet.

Grunnleggende telemedisinsk system

Et grunnleggende telemedisinsk system består av 4 moduler:

Pasientenheten : Den samler informasjon fra pasienten, sender den som et analogt signal eller konverterer den til det digitale signalet, styrer datastrømmen og overfører dataene. Den består i utgangspunktet av forskjellige medisinske sensorer som hjerterytmesensor, blodtrykksmåler, hudtemperaturovervåker, spirometrisensor osv. Som sender ut et elektrisk signal og sender disse signalene til prosessoren eller en kontroller (en mikrokontroller eller en PC) for videre behandling av signaler og overfører deretter resultatene gjennom et trådløst kommunikasjonsnettverk.
Kommunikasjonsnettverk : Den brukes til datasikkerhet og dataoverføring. GSM-teknologien brukes som bruker mobile stasjoner, basestasjoner og nettverkssystemer. Mobilstasjonen består av det grunnleggende mobile tilgangspunktet eller mobiltelefonen og kobler mobiltelefonene til GSM-nettverket for kommunikasjon.
Mottakerenhet / serverside : Det er i utgangspunktet et helsesystem der et GSM-modem er installert som mottar og dekoder signalene og sender dem til presentasjonsenheten.
Presentasjonsenhet : Det er i utgangspunktet prosessoren som konverterer dataene som mottas til et veldefinert format og lagrer dem slik at legene regelmessig kan overvåke det og tilbakemelding til klientsiden kan sendes via SMS fra GSM-modemet.

Et enkelt telemedisinsk system

Et grunnleggende telemedisinsk system kan vises på en forenklet måte. Den består av to enheter - senderenheten og mottakerenheten. Senderenheten sender sensorinngangen og mottakerenheten mottar denne inngangen for å fortsette videre behandling.

Nedenfor er et eksempel på et enkelt telemedisinsk system for å overvåke hjertefrekvensen til pasienten og følgelig behandle dataene.

Telemedisinsk systemsender ved hjelp av GSM-teknologi

Ved senderenheten konverterer hjerterytmesensoren (som består av en lysemitterende kilde hvis det sendes ut lys mens det passerer gjennom menneskelig blod) de innhentede dataene fra menneskekroppen og konverterer dem til elektriske pulser. Mikrokontrolleren mottar disse pulser og behandler dem for å beregne hjerterytmefrekvensen og sender disse beregnede dataene til helseenheten gjennom et GSM-modem. GSM-modemet er grensesnittet med mikrokontrolleren ved hjelp av en Max 232 IC.

Telemedisinsk systemmottaker ved bruk av GSM-teknologi

På mottakerenheten mottar GSM-modemet dataene og mater dem til mikrokontrolleren. Microcontroller analyserer følgelig mottatte data med dataene fra PC-en og viser resultatet på LCD-skjermen. Pasientovervåking kan gjøres basert på resultatet som vises på displayet av medisinsk personale, slik at den nødvendige behandlingsprosedyren kan startes.

Praktiske eksempler på GSM-teknologi i medisinsk

I praksis brukes GSM-teknologi i følgende felt.

AT&T Vitality GlowCaps

Dette er pillerflasker som bare gir en påminnelse til en pasient om å ta medisinene. Den består av en tidtaker som er innstilt for pasientens pilleinntakstid og på det tidspunktet setter hetten for å lyse og starter summeren og deretter ringer pasientens mobiltelefon ved hjelp av GSM-teknologien. Det blir laget en plate for hver åpning av flasken.

Mobisante Mobius SP1 ultralydssystem

Den består av en mobil ultralydsonde koblet til en smarttelefon og overfører håndholdt ultralydavbildning til et hvilket som helst eksternt sted gjennom GSM.

Dexcom Seven Plus System for kontinuerlig glukosemonitorering (CGM)

Dette brukes til å overvåke blodsukkernivået til pasientene og overføre dem til legen. Den består av en sensor plassert under huden som kontinuerlig overvåker blodsukkernivået og overfører dem til mottakeren (en mobiltelefon) med hyppige intervaller.

Fremtidig omfang av GSM i medisinske tjenester

I samsvar med en nylig undersøkelse fra PricewaterhouseCoopers for GSM Association, et bransjeorgan som representerer nesten 800 av verdens mobiloperatører i 219 land, vil GSM-aktiverte tjenester bli en del av helsevesenet innen 2017, og skape et globalt marked på 23 milliarder dollar.

Nå blant alle disse, GSM teknologi er det mest brukte alternativet på grunn av sin enorme popularitet, forbedrede spektrumeffektivitet og lave implementeringskostnader.