O que é tecnologia GSM e como usar GSM para IoT?

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10/20/2022

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GSM é a abreviação de Sistema Global para Comunicações Móveis.

É a Organização Europeia de Normas de Telecomunicações. Tecnologias de acesso múltiplo por divisão de tempo são aplicadas à sua interface aérea. Foi aplicado a mais de 100 países desde o seu lançamento comercial em meados da década de 1990. O objetivo deste artigo é trazer a você uma compreensão mais aprofundada da tecnologia GSM na área de Aplicativos IoT.

1. O que é tecnologia sem fio GSM?

O que é GSM na IoT?

1. GSM é um padrão de rede de telefonia móvel digital desenvolvido pela Europa. GSM usa tecnologia de modulação digital, uma de suas principais tecnologias é o acesso múltiplo por divisão de tempo TDMA (TDMA) (cada usuário ocupa frequência em um determinado intervalo de tempo e só pode receber informações em um determinado horário).

Sistema GSM tem múltiplas bandas de frequência, incluindo GSM 900:900megahertz, GSM-1900, 1900MHz, GSM1800:1800megahertz, e outros.

A popularidade do padrão GSM tornou o roaming internacional comum após a assinatura de “acordos de roaming” entre operadoras de telefonia móvel. A razão pela qual o GSM é visto como a segunda geração de sistemas de telefonia móvel para a maior melhoria do GSM em comparação com seus antecessores é que seus canais de sinalização e voz são digitais.

Características técnicas do GSM

1. Interfaces abertas

O sistema GMS não possui apenas uma interface aérea, mas também contém entidades de rede e dispositivos na rede., por exemplo, a interface Abis.

2. Segurança

A segurança do GSM é protegida por criptografia, autenticação de usuário, e o uso de números TMSI. A autenticação refere-se à verificação da permissão de acesso dos usuários. Controlado pela chave da rede AUC e pelo cartão SIM, criptografia é aquela usada para a interface aérea. IAMT, como um número de identificação temporário atribuído a um usuário por uma rede comercial, ajuda a evitar que alguém rastreie ou revele a localização do usuário.

2. Princípio de funcionamento do GSM IoT

GSM é a abreviação de Sistema Global para Comunicações Móveis, o padrão de telefonia móvel amplamente utilizado é um dos sistemas celulares mais importantes do mundo. CDMA é o principal sistema de comunicação 2G, hoje xiaobian com você para entender o princípio do GSM é como.

Princípio GSM – Introdução

GSM é diferente dos padrões anteriores, pois possui canais de voz e sinalização digital exclusivos, qual é a razão pela qual o GSM é considerado um sistema de telefonia móvel 2G.

Princípio GSM – Recursos

Eficiência espectral: O sistema possui alta eficiência espectral para a utilização de um modulador de alta eficiência, codificação de canal, equalização, intercalar, e codificação de fala.

Capacidade: O aumento da largura de banda de transmissão de cada canal, contribuiu para o mesmo requisito de taxa de multiplexação de frequência reduzido para 9dB.

Devido a isso, o mesmo padrão de multiplexação de frequência do GMS foi reduzido para 3/9 ou 1/4 e ainda menor. Para sua referência, os dados para o sistema analógico são 7/21; Ao mesmo tempo, a introdução da codificação de voz de meia taxa e o esforço para reduzir o número de comutação fora da zona por meio da alocação automática de tráfego, a eficiência da capacidade (número de canais por megahertz por célula) do sistema GSM é cerca de três a cinco vezes maior que a eficiência do sistema TACS

Qualidade de voz: Não importa como está a qualidade da transmissão sem fio, graças às vantagens da tecnologia de transmissão digital, a interface aérea, e codificação de voz no padrão GSM, a qualidade da voz sempre ficará acima do limite padrão.

Interfaces abertas: O sistema GMS não possui apenas uma interface aérea, mas também contém entidades de rede e dispositivos na rede., por exemplo, a interface Abis

Segurança: O segurança do GSM é protegido por criptografia, autenticação de usuário, e o uso de números TMSI. Autenticação refere-se à verificação da permissão de acesso dos usuários. Controlado pela chave da rede AUC e pelo cartão SIM, criptografia é aquela usada para a interface aérea.

Interconexão com outras redes como ISDN e PSTN, normalmente utilizam interfaces existentes, por exemplo, ISUP ou TUP.

A função roaming depende do cartão SIM. Como todo mundo sabe, o roaming é um factor importante nos serviços de comunicações móveis.

Princípio GSM – Princípio básico

A tecnologia central da interface aérea GSM é TDMA. Características técnicas: duplex por divisão de frequência, cada frequência portadora 200KHZ(para cima e para baixo assimétrico); TDM, 8 Canais TDM por frequência portadora; FM lento, contra-interferência.

A cobertura do sinal usa estações base de implantação em grandes áreas, um site é geralmente dividido em três setores, e vários locais podem formar um grupo de células. As células podem ser replicadas continuamente para alcançar uma grande cobertura de área.

A rede de acesso também é chamada de subsistema de estação base (BSS) e a rede principal também é chamada de subsistema de rede de comutação (MSS)

Um, é a interface entre MS e BSS, enquanto A é aquele entre BSS e MSS.

Subsistema de comutação de rede (NSS), Subsistema de estação base (BSS), e subsistema de gerenciamento de rede (Subsistema de gerenciamento de rede) são três subsistemas do sistema GMS. Entre estes, Subsistema de gerenciamento de rede (SMN) também é chamado de Centro de Operação e Manutenção (OMC – Operação & Centro de Manutenção).

O subsistema de rede NSS é o núcleo do sistema GSM. Tem a função de comutação de conexão e administração entre usuários móveis GSM e entre usuários móveis e outros usuários da rede de comunicação. O subsistema da estação base está conectado à estação móvel através de uma interface sem fio, é responsável pelo gerenciamento de recursos sem fio, enviando e recebendo informações, Controle de poder, e assim por diante. Tem a relação mais direta com um componente celular sem fio através da interface sem fio diretamente conectada à estação móvel ao mesmo tempo em que está conectado ao NSS, realiza usuários móveis ou comunicação móvel entre os usuários com conexão de rede fixa., transmitir informações do sistema e informações do usuário, etc. O NMS é responsável pela manutenção e gestão dos sistemas NSS e BSS.

Princípio GSM – segurança

GSM tem um nível médio de segurança. O sistema adota chave de compartilhamento e autenticação de usuário, que contribui para que as comunicações entre a estação base e o usuário possam ser criptografadas.

USIM é uma evolução adicional do UMTS, que tem um melhor desempenho usando chaves de autenticação mais longas para melhor segurança e há autenticação bidirecional entre a rede e o usuário. O GSM possui apenas o recurso de autenticação de rede para usuário. Mesmo que o sistema de segurança possua recursos de segurança e autenticação, sua capacidade é bastante limitada e pode ser fabricada.

GSM usa uma variedade de algoritmos de criptografia para segurança. Adotado na Europa, A5/1 é um algoritmo poderoso, enquanto A5/2 é um algoritmo relativamente fraco usado fora da Europa. Ambas são cifras de streaming adotadas para confirmar o sigilo da conversa aérea. Falhas graves foram encontradas em ambos os algoritmos.

3 .Estrutura da rede GSM

Estação móvel

A estação móvel é a rede móvel mais primitiva:

A função básica

· Foi acessado o sistema GSM, com capacidade de transmissão e processamento sem fio

· A interface homem-máquina também é fornecida(como MIC, Alto-falante, tela de exibição, e vários botões)

Composição

· Terminais móveis

· Módulo de Identidade do Assinante (SIM)

Terminal Móvel (" Máquina ")

· Codificação de voz, codificação de canal, criptografia de informações, modulação, e demodulação, transmitindo e recebendo

cartão SIM (" Cartão de identidade ")

· O cartão SIM é aquele que contém todas as informações necessárias para a autenticação da identidade do usuário, pode realizar algumas operações importantes relacionadas à segurança e proteção. Portanto, pode proibir usuários ilegais de acessar a rede. Ao mesmo tempo, o cartão SIM ajuda a armazenar dados de gerenciamento relacionados à rede e aos usuários, mas somente após a inserção na rede.

Subsistema de estação base (BSS)

Medidas para Melhorar a Capacidade de Gerenciamento do Sistema – Introdução do Master Steward Mobile Switching Center (MSC)

O transceptor da estação base (BTS) e controlador de estação base (BSC) é chamado de subsistema da estação base (BSS).

Controlador de estação base (BSC)

Responsável por múltiplas funções, como administração de recursos de rede WLAN, comutação e controle da potência, gestão de dados, e assim por diante, o BSC controla um ou mais BTSs.

Transceptor de estação base (BTS)

Dispositivo de interface sem fio, totalmente controlado pela BSC, responsável pela função de transmissão sem fio.

Subsistema de rede

Introdução aos principais recursos de uma central de comutação móvel:

· Primeiramente, A principal tarefa deste centro é alcançar a função de comutação de conexão de voz, incluindo a mudança entre usuários móveis e usuários móveis, usuários móveis e usuários fixos

· Apoiar o cadastro e atualização da localização

· Identificação do usuário

· Cooperar com o controlador da estação base para realizar serviço de comutação e roaming inter-regional

· Manutenção de rede e função de faturamento, etc

Assistente do Mobile Switching Center – Registro de localização

Introdução da informação que fica reservada no registo de localização de residência:

A operadora armazenará as informações do usuário no registro de localização do visitante HLR quando o usuário solicitar um novo cartão.

Acessar registro de posição

· Dado que os usuários podem facilmente extrair informações em roaming, uma vez que eles vagam para outras cidades, o VLR do local de roaming copiará automaticamente as informações do usuário do HLR, nesse caso, os usuários podem continuar a usufruir do serviço prestado pela operadora.

Introdução da informação que será armazenada no registo de localização de acesso.

Assistente de Central de Comutação Móvel – Centro de Operação e Manutenção

Centro de Operação e Manutenção (MAC): Monitora e mantém toda a rede, como diagnóstico de falhas e tratamento, estatísticas de tráfego, e carregando.

Assistente de centro de comutação móvel – centro de autenticação

Centro de autenticação (CUA): Usado para realizar chamadas criptografadas, gerenciamento de segurança, e identificar usuários.

VLR funciona como um backup temporário do HLR

Número e identificação do sistema GSM

Número ISDN internacional para estações móveis (MSISDN)

Ligue para um número de celular para ser discado

CC: Código do país, para uma chamada internacional, 86 para a China

CDN: indica o código de destino doméstico, aquilo é, os três primeiros dígitos do número do celular

SN: número de usuário. As primeiras quatro figuras são aplicadas para identificar o local de origem. Quando uma chamada é feita, o HLR onde o usuário reside pode ser encontrado e as informações do usuário podem ser obtidas.

Identidade de usuário internacional (IMSI)

Composto por cartões SIM, HLR e VLR, IMSI é usado em um dispositivo de comunicação para identificar usuários, É especial pela identificação única de usuários móveis na rede doméstica de comunicações móveis GSM.

Identidade temporária de assinante móvel (IAMT): Identidade temporária de assinante móvel (IAMT): Com o propósito de proteger o sigilo do IMSI, O MSC/VLR alocará um número TMSI exclusivo para clientes móveis. Atribuído pelo sistema MSC e como um código BCD de 4 bytes, o número só pode ser usado dentro da área comercial da MSC.

· O IMSI só pode ser transmitido pelo ar por um tempo disponível para confirmar a confidencialidade. Ao mesmo tempo, há um TMSI exclusivo atribuído aos usuários móveis visitantes pelo VRL

· O número é válido apenas localmente e não é um número de uso único, pois será liberado quando o usuário sair da área de serviço do VLR.

· Esses números serão reutilizados e alocados temporariamente pela VLR

Número de roaming da estação móvel (MSRN)

A estrutura é a mesma do MSISDN e é atribuída temporariamente pelo MSC/VLR onde o usuário está em roaming. Este parâmetro é usado para selecionar rotas para usuários móveis durante uma chamada.

O MSISDN aponta para seu HLR, e não é possível estabelecer uma conexão entre o chamador e o MSC onde o chamador está registrado para fazer uma chamada.

Transmissão sem fio características do sistema GSM.

(2) Modo duplex

FDD

(1) Banda de frequência de trabalho

Ligação ascendente: 890-915megahertz

Link descendente: 935-960megahertz

(3) Divisão de canal

Intervalo de canal: 200kHz

O número total de canais válidos é 124

O intervalo de frequência entre cada par de canais é de 45 MHz

(4) Modo de acesso

FDMA/TDMA

(5) Modo de modulação

Modulação de mudança de frequência mínima gaussiana (GMSK)

4. GSM e CDMA

Diferenças entre GSM e CDMA

A codificação do sinal é diferente

Cdma é acesso múltiplo por divisão de código. GSM combina acesso múltiplo por divisão de frequência com acesso múltiplo por divisão de tempo.

Os padrões de rede GSM são diferentes

O sistema de rede GSM geralmente possui três frequências de rede de 800/900/1800/1900mhz, que é tecnologia 2G. Todos os telefones celulares que suportam redes GSM suportam GPRS(Serviço geral de pacotes sem fio), que pertence ao GSM de 2,5 gerações, e agora o preto é outro tipo de EDGE. É uma fase de transição da rede GSM de terceira geração (também conhecido como 2,75GSM). A tecnologia 3G da rede GSM é a rede WCDMA, que é uma das futuras direções de desenvolvimento do GSM.

As redes CDMA são divididas em três tipos (CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMA), entre os quais a rede CDMA da China Unicom pertence ao CDMA2000, que é o padrão de rede CDMA da Qualcomm nos Estados Unidos, e é dividido em CDMA2000 1x/ 2X / 3X; A abordagem da China Unicom é diferente da do Japão, onde um número de telefone está vinculado a um número de telefone e um telefone deve ser alterado ao alterar o número de telefone. Na China, é “separação máquina-cartão”(os usuários podem alterar o número à vontade, sem necessariamente alterar o número de telefone). Claro, os Estados Unidos têm que pagar taxas de patente à Qualcomm todos os anos.

Os principais usuários de redes WCDMA são Hutchison Whampoa em Hong Kong, China, e parece que a Coreia do Sul também usa a mesma rede.

O último TD-SCDMA é uma rede 3GSM desenvolvida em colaboração com a Siemens da Alemanha, e a China tem os seus direitos de propriedade intelectual.

Direção de desenvolvimento da rede 3G GSM da China em dois: um é desenvolver WCDMA, um é TD-SCDMA, dependendo da decisão do governo nacional, claro, o mais provável a desenvolver a rede 3G GSM é a China Mobile, porque a China Unicom já possui rede CDMA2000 1X 3G.

Diferentes distâncias de transmissão

GSM requer mais estações base em comparação com o sistema CDMA baseado na mesma distância. Por exemplo, cobrindo uma distância de 1000 km, O CDMA requer apenas 45 estações base, enquanto o GSM requer 100 estações.

As estações base do CDMA são 80% menos que o GSM, e ao mesmo tempo, cada setor CDMA é pequeno em tamanho, e só ocupa 55% da sua capacidade máxima. O aumento dos canais de tráfego reais causará a redução do raio da célula GSM.

O número de canais de tráfego reais por quilômetro quadrado é de até 20, e cada estação base pode cobrir uma distância de 20 km.

Além disso, Se as estações base GSM não forem capazes de fornecer vozes aceitáveis se o seu intervalo de tempo for maior que 14 vozes.

Capacidade

A utilização eficiente do espectro na interface aérea é muito importante, uma vez que não é apenas limitada, mas também muito cara. Um uso eficiente significa que pode suportar um grande número de usuários na mesma largura de banda, o que pode aumentar a receita potencial e reduzir o custo ao mesmo tempo. O CDMA tem uma elevada capacidade e a sua taxa de utilização do espectro é superior a 10 vezes AMPS.

CDMA pode oferecer até 25 canais talk/sector/CDMA em estado móvel de alta velocidade, que já inclui um 35% sobrecarga de comutação suave. A taxa de transmissão e a taxa de recepção de espectro de cada canal CDMA é de 1,25 MHz.

CDMA, GSM, e as capacidades AMPS podem ser obtidas a partir da comparação do espectro ocupado por 10MHz e 30MHz. GSM ou AMPS não possui fita protetora, qual é o caso mais otimista para eles, conforme mostrado na tabela 3 e mesa 4.

Mesa 3 A situação do espectro de 10 MHz (5Transmissão em MHz, 5Recepção em MHz)

O preço

Muitos fatores devem ser considerados ao determinar o custo de implementação de um sistema sem fio. Construção de controladores de estação base, planejamento e instalação de rede, manutenção, e gestão, assim como todos os custos iniciais.

Uma empresa de sucesso deve planejar seu crescimento para que, à medida que se expanda para mais usuários, gerará mais renda do que o custo do investimento. No entanto, usando uma tecnologia de capacidade irracional, a operação do sistema adicionará mais estações base para expandir o número de usuários, e custa mais.

Às vezes, as despesas também dependem do “tempo de lançamento no mercado”. A inicialização e o funcionamento do sistema e alguns outros fatores influenciam o tempo de lançamento no mercado. O tempo de “chegada ao mercado” levará mais tempo se forem necessárias mais estações base e planejamento de rede.

Como acima mencionado, CDMA requer apenas 20% de estações base em comparação com GSM. Este recurso ajuda a reduzir ativos fixos, investimento em equipamentos, Construção do site, espectro, e custos de manutenção. Além disso, porque a GSM afirma 3/9 multiplexação de frequência, qualquer célula ou setor da estação base que exceda o planejamento inicial requer uma reconfiguração complexa e dispendiosa da rede. O CDMA pode facilmente adicionar células e setores sem causar qualquer impacto no planejamento da rede existente, uma vez que seu fator de reutilização de frequência é 1. Isto é muito conveniente para o planejamento de rede.

Comparado com PCS ocupando espectro de 30 MHz, PCS usando apenas espectro de 10 MHz pode economizar uma quantidade considerável de custos, porque o CDMA de 10 MHz pode fornecer 70% mais volume de chamadas do que GSM de 30 MHz. Os provedores de serviços podem não apenas economizar no custo de aquisição de PCS no estágio inicial, mas também fornecer melhores serviços para mais usuários.

As operações do PCS devem limpar seu espectro de usuários de microondas existentes. Se o telemóvel CDMA estiver longe da estação base, sua taxa de transmissão será muito pequena. Portanto, eles também têm pouca distração para estações fixas de micro-ondas em comparação com GSM. Além disso, por causa da tecnologia de espalhamento espectral inerente do CDMA, os operadores precisam liberar muito pouco espectro para fornecer capacidade suficiente. A integração destes factores facilitou reduções significativas de custos para os operadores de PCS.

Os telefones CDMA são adaptados para atender a diversos mercados. Esses telefones estão alcançando preços econômicos em todo o mundo em uma ampla gama de serviços de loop local sem fio., PCS, e mercados celulares, onde os telefones compartilham componentes de circuito críticos, tornando-os assim mais eficientes e competitivos. Existem dezenas de empresas de telefonia móvel que obtiveram permissão do CDMA, então a concorrência é intensa. Acima de tudo, podemos ver que há um baixo custo de fundação e operação da rede CDMA.

Articulação da fala

A articulação da fala é afetada pelas características de propagação espacial da tecnologia de interface aérea e pelo design do codificador de som. O CDMA possui excelente desempenho de propagação aérea devido às suas boas características.

Os efeitos de desvanecimento Rayleigh e multipercurso de sombra existem em todas as aplicações móveis sem fio. CDMA aproveita ambientes multipercurso através do processamento de expansão de espectro (receptor fora do multicaminho), diversidade de tempo (entrelaçamento de símbolos e detecção de erros e codificação de correção de erros para todos os bits transmitidos), e diversidade multicelular/setorial (comutação suave e suave).

GSM usa um sistema TDMA, então a largura de banda é limitada. Em particular, GSM é pior que CDMA na capacidade de codificação de correção de erros de encaminhamento. CDMA tem uma poderosa função de correção direta de erros, o que é muito significativo, pois pode melhorar significativamente a clareza durante a chamada, especialmente em um ambiente de transmissão barulhento e complicado, ou com grande interferência co-canal causada por sobrecarga do sistema.

Os receptores multipath são muito utilizados no sistema CDMA, por exemplo, serão utilizados três deles no receptor da estação móvel e quatro deles serão utilizados em cada antena da estação base. O que eles fazem é rastrear o sinal e o multicaminho separadamente, e a soma de suas intensidades de sinal é usada para demodulação de sinal. Entre interruptor suave (célula) e comutação suave (entre setores da mesma célula) fornece chamadas de switch completamente transparentes, CDMA usa um soft switch de “quebrado após a primeira passagem”, como resultado, mesmo na borda da célula CDMA, a qualidade da troca de idioma e dados também foi bastante melhorada, então o usuário chama a possibilidade de eliminar efetivamente, Veja a figura 2. CDMA usa o controle de potência dos links direto e reverso para obter melhor clareza de fala. O controle de potência do link reverso pode ser ajustado de duas maneiras: malha fechada e malha aberta. Esses controles de energia são sensíveis à carga celular, mapas de ruído celular, ganho da antena, saída do amplificador, desvanecimento multipercurso, sombreamento, e alterações na distância entre a estação móvel e o receptor da estação base. A vantagem é que custa apenas uma potência de saída média mínima para ter serviços digitais e de voz consistentemente de alta qualidade. A potência média de transmissão muito baixa se traduz diretamente em longos tempos de conversação e tempo de backup. Qualcomm Electronics Inc.. (Qualcomm/Sony) oferecerá aos clientes até 300 minutos de conversação, três dias de tempo de backup, e oito onças (225 gramas) de telefones celulares CDMA e PCS.

Sob condições de compressão, este novo algoritmo de vocoder CDMA ainda pode oferecer uma fala clara. Desenvolvido em 1988, O vocoder do GSM foi projetado para operar a uma taxa fixa de 13kbit/s, um algoritmo que muitas vezes fornece apenas discurso “aceitável”.

A melhoria do desempenho do espaço CDMA beneficiou-se do algoritmo avançado de codificador de voz CDMA. Um vocoder de taxa variável com valor de pico de 8kbit/s é projetado para aplicações celulares e um vocoder de taxa variável com valor de pico de 13kbit/s é projetado para PCS. No entanto, devemos prestar atenção que a taxa normal do vocoder é menor que sua taxa de pico. Ao contrário de alguns vocoders TDMA, que usam interpolação de voz digital, Os vocoders CDMA normalmente transmitem pelo menos 1200 bits/s. Isso torna a qualidade da voz mais natural para o usuário e também torna o CDMA claro. O emprego de limites adaptativos que determinam a taxa do vocoder. Os limites adaptativos alteram a taxa de dados do vocoder de acordo com as alterações no nível de ruído acústico de fundo. Esses limites suprimem o ruído acústico de fundo e, portanto, proporcionam uma fala clara, mesmo em ambientes ruidosos.

Seletivo

A seletividade proporciona às operadoras sem fio a flexibilidade para atender os clientes de hoje e de amanhã. CDMA fornecerá às operadoras quatro vocoders diferentes de maior taxa (13,8,6.5, 4kbit/s). Com esta flexibilidade, os usuários podem escolher serviços de voz em diferentes ambientes (automotivo, negócios, e serviços de voz avançados) como necessário. Ou em ambientes urbanos de alta densidade, as operadoras podem fornecer “largura de banda de instrução” instantânea selecionando módulos de processamento de taxa de dados de pico, dependendo da capacidade necessária. CDMA também oferece uma seleção de serviços: voz de alta qualidade, dados de pacote, dados assíncronos, Fax G3, e mensagens curtas. CDMA pode fornecer serviços de voz e dados ao mesmo tempo, para que os usuários possam receber mensagens de pager enquanto conversam. Não apenas a taxa de dados inicial fornecida pelo sinal de espectro espalhado CDMA de 1,25 MHz, mas uma nova interface aérea CDMA aprimorada foi proposta como padrão para aplicações de dados de alta velocidade. O CDMA aprimorado usará um sinal de espectro espalhado CDMA de 2,5 MHz e fornecerá às operadoras serviços de dados de até 76,8 kbit/s. Este serviço de alta velocidade pode fornecer videofones totalmente móveis, fotos digitais, transferências gigantes de arquivos, e e-mail de alta capacidade, e as operadoras podem compartilhar muitos equipamentos de estação base à medida que passam de CDMA de 1,25 MHz para CDMA aprimorado.

Satisfação do cliente

Serviços sem fio eficazes dependem, em última análise, da satisfação do cliente. Em testes de voz realizados simultaneamente com outras interfaces aéreas, O CDMA foi considerado pela grande maioria dos usuários como tendo boa qualidade de voz. Usar telefones CDMA com qualidade de voz semelhante à dos telefones com fio torna o uso de telefones sem fio uma alegria. Isto é particularmente importante porque o principal meio de comunicação para usuários que utilizam muito telefone são as redes sem fio.. Como o número de serviços de dados (fax, E-mail) aumenta, os usuários se tornarão cada vez mais intolerantes com códigos de erro. Para evitar a ocorrência de códigos de erro, CDMA usa forte correção de erros, comutação suave, e separação do receptor de diversidade multipath, o que significa que o CDMA pode fornecer GSM que não pode corresponder a uma qualidade de dados muito alta. Devido à sua grande cobertura e alta capacidade, CDMA permite que operadoras forneçam serviços sem fio a um preço econômico, melhorando assim a satisfação do usuário com serviços eficientes e de alta qualidade. A combinação de baixa potência média, design vlSIIC de alta eficiência, e bateria de lítio avançada mostram avanço CDMA em aplicações de telefones portáteis. Pesando apenas 8 onças (225 gramas), o aparelho CDMA fornecerá mais do que 3 dias de tempo de backup e mais de 4 horas de conversação. Por causa de sua longevidade, o usuário pode usar seu telefone por muito tempo para receber mais chamadas, e o usuário pode receber mensagens curtas sem desligar.

5. Comparação entre tecnologia GSM e GPRS

GSM representa Sistema Global para Comunicações Móveis

GPRS significa Serviço Geral de Rádio por Pacotes

Baseado no sistema GMS, o sistema GPRS é um portador de pacotes de dados e uma ferramenta de transmissão.

GSM funciona como um sistema de comutação de circuitos, enquanto o GPRS serve como um sistema de comutação de pacotes, qual é a diferença mais essencial entre esses dois sistemas.

GSM só pode transmitir dados via SMS, mas não pode ser alcançado através de “on-line instantâneo” e “faturamento por volume”. GPRS tem uma vantagem distinta de transmitir e suportar dados em comparação com GSM. Isso se manifesta nos seguintes aspectos: primeiramente, tem maior eficiência ao usar os recursos do canal da rede sem fio, em segundo lugar, é adequado para transmissão múltipla de dados, especialmente adequado para pequenas e grandes quantidades de transmissão de dados, transmissão intermitente, transmissão de dados não periódica, etc.

Os pontos fortes técnicos do GPRS também podem ser vistos nos seguintes aspectos: Alta taxa de uso de recursos; Alta taxa de transmissão; Sempre online; Tempo de acesso curto; Suporta protocolos IP e X.25; Cobranças razoáveis, etc.

As vantagens do GPRS

GPRS é uma tecnologia de comutação de pacotes, que tem as vantagens de “alta velocidade” e “sempre online”.

On-line em tempo real

“Online ao vivo” ou “Online em tempo real” refere-se aos usuários que estão conectados à rede e permanecem online o tempo todo. Por exemplo, um usuário acessa a Internet, ao mesmo tempo, seu celular envia e recebe dados através do canal sem fio. O celular continuará conectado à rede, independentemente de haver transmissão de dados ou não.

Preço por volume

Em um sistema GSM comutado por circuito, o canal sem fio é de propriedade do usuário, independentemente de os dados serem transmitidos ou não, durante todo o período de conexão. Para GPRS comutado por pacotes, o usuário ocupa recursos apenas durante o envio ou recebimento de dados. Isso significa que a eficiência pode ser bastante melhorada, já que vários usuários podem compartilhar o mesmo canal sem fio ao mesmo tempo., o que melhora a utilização de recursos. As regras de cobrança do GPRS seguem o princípio “o que você recebe, o que você paga”. De acordo com as características técnicas da comutação de pacotes, o faturamento é baseado no custo do tráfego de dados do usuário. Resumindo, mesmo que o usuário permaneça online, se não houver tráfego de dados durante esse período, os usuários não serão cobrados.

Login rápido

Assim que o celular GPRS ligar, pode ser conectado à rede GPRS, e o tempo de fixação normalmente custa apenas 3-5 segundos. Um processo de ativação é necessário cada vez que o serviço de dados GPRS é utilizado pelo usuário. E esse tempo de ativação normalmente levará 1-3 segundos.

Assim que o serviço de dados GPRS for ativado, a internet estará completamente conectada. O modo dial-up fixo levará pelo menos 8-10 segundos para discar, depois de verificar o nome de usuário e senha, ele fará login no servidor.

A transmissão de alta velocidade

Ao adotar a tecnologia de comutação de pacotes durante o processo GPRS de transmissão de alta velocidade, teoricamente, a maior taxa de transmissão de dados pode atingir 171.2 kbit/s, neste momento tem sido totalmente capaz de apoiar negócios de transmissão de imagens multimídia, como alguns dos requisitos de alta largura de banda do negócio de aplicativos. Mas o valor teórico de 171.2 kbit/s é realizado sob a condição de codificação cS-4 e bom ambiente sem fio e canal suficiente. A taxa real de transmissão de dados é determinada pelo suporte do terminal de rede, modo de codificação, ambiente sem fio, e muitos outros fatores. Hoje em dia, a velocidade de conexão dos usuários GPRS é inferior a 40kbit/s. A velocidade de conexão pode ser aumentada de 60kbit/s para 80kbit/s com o sistema de aceleração de dados.

6. Excelência em IoT GSM

Vantagens GSM

Uma das maiores vantagens do padrão GSM é que ele possui uma interface aberta, não apenas no ar, mas também em redes e entidades de equipamentos de rede. Em segundo lugar, GSM tem forte segurança, passou por autenticação e criptografia e outras formas de garantir a segurança dos números GSM para que possa ter um efeito muito seguro. Finalmente, ele pode fazer roaming em cima de um cartão SIM, permitindo que os usuários alternem entre diferentes redes.

Dobragem de comunicação móvel

GSM é a forma de comunicação móvel celular 2G. Geração 2 refere-se à tecnologia de comunicação móvel celular analógica usada na década de 1980 e à tecnologia CDMA de banda larga que está gradualmente entrando em uso comercial. A tecnologia celular analógica e a tecnologia CDMA de banda larga representam diferentes gerações. Analógico representa a primeira geração, enquanto a outra é a tecnologia de comunicação móvel de terceira geração, também chamado de 3G.

Interface de rádio dobrável

GSM é uma rede celular, o que significa que um telefone celular se conecta à área da célula mais próxima que pode pesquisar. As redes GSM operam em muitas frequências de rádio diferentes.

Microcélula, célula gigante, célula guarda-chuva, e pico cell são quatro tamanhos de células diferentes para redes GSM. A área coberta varia de acordo com os diferentes ambientes. Comumente usado em áreas urbanas, as antenas das Microcélulas são geralmente inferiores à altura média do edifício. Por serem células minúsculas que cobrem apenas algumas dezenas de metros, eles normalmente são usados apenas em ambientes internos. As células gigantes podem ser consideradas antenas de estações base montadas em mastros ou no topo de edifícios. As células guarda-chuva também são lacunas importantes, normalmente usado para preencher as lacunas de sinal entre células diferentes.

Chamadas internas de alta densidade são comuns em locais como aeroportos e shoppings. Mas a verdade é, não é uma necessidade, pois os sinais sem fio através do edifício podem alcançar cobertura interna, mas esta chamada também é significativa, pois reduz o eco e melhora a qualidade do sinal.

Deficiências GSM

Os usuários enviam uma mensagem curta é enviada primeiro para o centro do servidor de mensagens curtas, e, em seguida, o servidor do centro de SMS para receber o processamento da fila de mensagens curtas, para enviar para o terminal de usuário receptor correspondente, se o usuário receptor desligar ou exceder a área de serviço não conseguir comunicação normal, a mensagem de texto enviada mais tarde pode chegar mais rápido ou primeiro, após um certo atraso, como nesta situação.

Além disso, cada usuário tem um cache limitado fornecido pelo servidor do centro de mensagens curtas, aquilo é, 15 para 25 mensagens para cada um. O servidor não receberá nenhuma nova mensagem de texto quando a memória receptora estiver cheia e o usuário receptor também não puder se comunicar normalmente. Isso significa, esse bloqueio de mensagem de texto ocorre, causando perda de mensagens curtas.

Mensagens curtas também podem ser retidas por cerca de um dia no centro de mensagens CURTAS. A rede e o receptor devem estar em um status de comunicação estável para confirmar a troca de dados entre o gerente central e a estação de monitoramento.

O SMS recebido pelo módulo GSM de um telemóvel GSM é armazenado num cartão SIM. Um cartão SIM comum pode armazenar 25 Mensagens SMS. Portanto, o SMS deve ser armazenado no cartão SIM

7. Para que é usado o GSM, Podemos usar GSM em IoT?

O que é um módulo GSM?

O módulo GSM é composto por vários módulos funcionais que integram um chip de processamento de banda base, Chip de frequência de rádio GSM, dispositivo amplificador de potência, memória, etc em uma placa de circuito. Possui processamento de radiofrequência GSM independente, sistema operacional, e sistema de processamento de banda base, fornecendo uma interface padrão.

O módulo GSM compartilha todas as funções básicas, como chamadas de voz, enviando mensagens SMS, Transmissão de dados GPRS, e outras comunicações com a rede GSM. Simplificando, o módulo GSM, mais o teclado, tela de exibição, e bateria, é um celular.

Princípio de funcionamento do módulo GSM

GSM é uma rede celular, o que significa que um telefone celular se conecta à área da célula mais próxima que pode pesquisar. As redes GSM operam em muitas frequências de rádio diferentes.

Microcélula, célula gigante, célula guarda-chuva, e pico cell são quatro tamanhos de células diferentes para redes GSM. A área coberta varia de acordo com os diferentes ambientes. As células gigantes podem ser consideradas antenas de estações base montadas em mastros ou no topo de edifícios. Comumente usado em áreas urbanas, as antenas das Microcélulas são geralmente inferiores à altura média do edifício. As células guarda-chuva também são lacunas importantes, normalmente usado para preencher as lacunas de sinal entre células diferentes.

O raio celular é determinado pela altura da antena, condições de propagação, e ganhar, variando de mais de 100 metros a dezenas de quilômetros. A distância máxima real em uso é de até 35 km de acordo com a especificação GSM. As células também podem ser estendidas, o que significa que o raio da célula pode ser duplicado, estendido ou mais. A cobertura interna também pode ser realizada usando o distribuidor de energia, que pode distribuir a energia da antena externa para a antena interna. Chamadas internas de alta densidade são comuns em locais como aeroportos e shoppings. Mas a verdade é, não é uma necessidade, pois os sinais sem fio através do edifício podem alcançar cobertura interna, mas esta chamada também é significativa, pois reduz o eco e melhora a qualidade do sinal.

Cinco aplicações TÍPICAS de módulos GSM

1. Sistema de controle de acesso controlado por celular

Use GSM para controlar a fechadura eletrônica do Sistema de controle de acesso, se você precisar entrar pela porta, contanto que você disque o número do cartão do celular no módulo GSM, a porta abrirá automaticamente, e apenas o número de celular que você definiu pode abrir a porta, e não há custo.

2. Três viram o outdoor desastre climático fechamento de emergência

Três outdoors duplos são obtidos pelo motor que gira continuamente e exibe vários conteúdos de anúncio, porque instalar fora, quando o desastre climático, como ventos fortes e granizo, outdoor facilmente explodido ou danificado ao cartão morto precisa de desligamento de emergência neste momento, você pode usar os contatos normalmente fechados do relé para controlar a potência do outdoor, então tudo que você precisa é enviar a mensagem de controle “desligado”, O outdoor será fechado automaticamente, e retornar automaticamente ao normal após um certo atraso de tempo (o clima de desastre geral não durará muito tempo) se você quiser abrir o outdoor com antecedência, você pode enviar mensagem de controle “aberta”.

3. Solicitar o pagamento do saldo do sistema de engenharia

Alguma engenharia está segura após a conclusão da operação normal após algum tempo para obter a liquidação do saldo, se o pagamento inadimplente malicioso do cliente pelas mercadorias, o instalador muitas vezes tem dor de cabeça porque o dispositivo foi instalado, se voltar, a perda é muito grande, muito caro, especialmente o cliente pode instalar o primeiro módulo GSM no sistema do cliente, use-o para sistema de controle unidirecional ou multidirecional de alguns pontos-chave, quando o pagamento do cliente inadimplente maliciosamente pode ser encerrado por SMS algumas funções, forçando o cliente a pagar o pagamento e imediatamente abrir o SMS, se o pagamento tiver sido recuperado com sucesso, também pode pedir emprestado a manutenção do sistema em nome do módulo GSM removido do sistema do cliente.

4. Alarme e reinicialização do sistema de monitoramento ou servidor do site

Erro no sistema de monitoramento ou no servidor web pode travar após uma longa execução, então a redução de energia é uma das poucas soluções, em seguida, verifique o módulo GSM do sistema de controle da fonte de alimentação, e configure para abrir automaticamente após 3 modo segundos desligado, pode perceber que a energia foi reiniciada, além disso, o módulo GSM em algumas aplicações especiais também desempenha um papel muito importante, como o desaparecimento da fonte de alimentação principal, erro de memória, desligamento do ventilador de resfriamento, esgotamento de combustível, intrusão de alguém, e outras informações, é a escolha ideal para monitoramento de salas de UAV.

5. Controle remoto de eletrodomésticos inteligentes

É fácil ligar eletrodomésticos inteligentes como panelas elétricas de arroz e aquecedores de água remotamente através de controle SMS. Também é possível controlar aparelhos de ar condicionado controlando controles remotos ou alternando para modo de manutenção.

8. Solução GSM IoT

Solução de Internet das Coisas em testes de ambiente eletromagnético GSM-R

Para atender às necessidades da ferrovia de alta velocidade IoT desenvolvimento da indústria, a tecnologia da Internet das Coisas é aplicada na área de testes de ambiente eletromagnético GSM-R. O design do sistema aproveita ao máximo as vantagens da tecnologia de rede de sensores sem fio na área de medição e controle, auxilia o equipamento de teste do ambiente eletromagnético para coletar a temperatura, umidade, distância do carro, e outras informações no ambiente de teste do ambiente eletromagnético GSM-R, transmissão em tempo real pela Internet, e conclua a recepção de dados, armazenar, processamento e análise no software de computador; O experimento de teste do ambiente eletromagnético na faixa GSM-R de um trecho ferroviário mostra que o sistema pode obter a intensidade do sinal de interferência e outras informações da estação interferida no trecho medido, que confirma o valor da aplicação da tecnologia Internet das Coisas no teste de ambiente eletromagnético GSM-R.

GSM-r Solução IoT no fornecimento de energia do sistema ferroviário

O sistema GSM-R é um importante meio de comunicação ferroviária, e o fornecimento confiável de energia dos equipamentos da rede GSM-R é uma das condições básicas para a operação confiável do sistema GSM-R. Este artigo visa o modo de fornecimento de energia de estações base e estações repetidas que existem ao longo de um grande número de rotas., como conectar ferrovias com 10kV e usar linhas de fechamento automático para instalar estações transformadoras do tipo poste para obter energia nas proximidades. Usando tecnologia de detecção da Internet das Coisas e tecnologia de distribuição inteligente, o fornecimento de energia confiável do sistema ferroviário GSM-R é garantido por meios inteligentes de detecção e monitoramento.

O amplificador de potência está desabilitado na rede GSM

Com base na economia de energia e redução de emissões da rede GSM, é estudada a aplicação da tecnologia de desligamento de amplificadores de potência na rede GSM. O ambiente adaptativo de dois tipos de tecnologia de desligamento de amplificador de potência é analisado e os resultados da comparação são fornecidos. Os resultados mostram que a melhor redução de consumo pode ser alcançada pela aplicação racional da tecnologia de desligamento do amplificador de potência.

Aplicação de monitoramento GSM da Internet das Coisas no tratamento de águas residuais MBTF

A aplicação do módulo do dispositivo de controle eletrônico é baseada na rede GSM no tratamento de esgoto MBTF, o módulo do dispositivo de controle eletrônico é um conjunto de tecnologia de microprocessador de computador, transmissão de dados sem fio, E controle remoto sem fio em um dos módulos integrados de controle de equipamentos elétricos integrados, através do terminal de telefonia móvel formou uma arquitetura de Internet das coisas para tratamento de esgoto. As funções e métodos do módulo do dispositivo de controle eletrônico são mostrados em detalhes.

9. A história do GSM

Como mencionamos acima, GSM é um padrão de rede de telefonia móvel digital desenvolvido pela Europa, também denominado Sistema Global para Comunicações Móveis. GSM pertence à segunda geração (2G) tecnologia móvel celular, em oposição à primeira geração de tecnologia móvel celular analógica usada na década de 1980. Em 1982, existem alguns sistemas móveis celulares analógicos operados na Europa, entre estes, o típico é TACS (Sistema de comunicação de acesso total) no Reino Unido. Alguns países da Europa Ocidental já tinham serviços móveis domésticos naquela época. A desvantagem é que esses sistemas eram domésticos, você não pode usá-los a bordo. Portanto, Será uma grande promoção se existir um sistema comum que permita às pessoas utilizarem uniformemente os telemóveis em toda a Europa. Em 1982, os países nórdicos se destacam e apresentaram uma proposta à Conferência Europa de Correios e Telecomunicações. Propuseram que fosse desenvolvida uma especificação europeia comum para o serviço de telecomunicações na faixa dos 900 MHz. O resultado foi um “Grupo Especial Móvel” (GSM) foi estabelecido sob um comitê na conferência, O GSM foi fundado para desenvolver padrões e oferecer recomendações.

Em 1986, em Paris, o grupo realizou testes de campo de oito sistemas propostos com base em estudos de dimensionamento de cães e experimentos realizados por países e empresas europeias.

Em setembro 7, 1987, operadores e gerentes de 17 Países europeus assinaram um Memorando de Entendimento (Memorando de Entendimento) sobre a implementação do padrão de comunicação móvel celular digital de 900 MHz na Europa, em Copenhague, e posteriormente estabeleceu o grupo MOU para trabalhar no desenvolvimento do padrão GSM.

A especificação do GSM900 foi concluída em 1990, resultando em cerca 130 recomendações. As diferentes propostas foram agrupadas numa série de 12 propostas para o padrão TEST GSM.

O primeiro Sistema foi inaugurado na Europa em 1991, e a organização MOU projetou e registrou uma marca comercial para o Sistema, mudando o nome de GSM para Global System For Mobile Communications. Desde o ano 1991, a comunicação móvel entrou na era da comunicação móvel digital de segunda geração.