Введение

Сотовая связь — один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций (БС). Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть имеет вид сот с шестиугольными ячейками (сотами).

Сеть составляют разнесённые в пространстве приёмопередатчики, работающие в одном и том же частотном диапазоне, и коммутирующее оборудование, позволяющее определять текущее местоположение подвижных абонентов и обеспечивать непрерывность связи при перемещении абонента из зоны действия одного приёмопередатчика в зону действия другого.

Основные составляющие сотовой сети — это сотовые телефоны и базовые станции. Базовые станции обычно располагают на крышах зданий и вышках. Будучи включённым, сотовый телефон прослушивает эфир, находя сигнал базовой станции. После этого телефон посылает станции свой уникальный идентификационный код. Телефон и станция поддерживают постоянный радиоконтакт, периодически обмениваясь пакетами. Связь телефона со станцией может идти по аналоговому протоколу (AMPS, NAMPS, NMT-450) или по цифровому (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS). Если телефон выходит из поля действия базовой станции, он налаживает связь с другой (англ. handover).

Сотовые сети разных операторов соединены друг с другом, а также со стационарной телефонной сетью. Это позволяет абонентам одного оператора делать звонки абонентам другого оператора, с мобильных телефонов на стационарные и со стационарных на мобильные.

Операторы разных стран могут заключать договоры роуминга. Благодаря таким договорам абонент, находясь за границей, может совершать и принимать звонки через сеть другого.

Информацию о типе используемой мобильной станции хранит регистр идентификации оборудования (EIR — Equipment Identity Register). Эти данные могут быть использованы для идентификации и запрета или отслеживания мобильной станции в случае, если она украдена, не одобрена к применению или имеет неисправность, которая может повлиять на сеть.

Все механизмы обеспечения безопасности GSM находятся исключительно под контролем операторов: пользователи не имеют возможности воздействовать на применение или отсутствие аутентификации, шифрования и т. д. Более того, пользователям не всегда известно, какие функции безопасности используются системой. Напротив, как правило, услуги безопасности не афишируются и не входят в число платных. Ниже мы предлагаем подробнее рассмотреть способы защиты информации, применяемые в мобильных сетях стандарта GSM.

Глава 1. Анализ существующих сетей сотовой связи

1. Принципы построения сети сотовой связи

Первые системы подвижной радиосвязи создавались и развива­лись в интересах государственных организаций, коммерческих структур, скорой помощи, милиции и т.п. В принятой за рубежом классификации эти системы относятся к так называемым профес­сиональным системам подвижной радиосвязи PMR (Professional Mobile Radio). Как правило, PMR имеют радиальную или радиально-зоновую структуру сети.

Сети связи с подвижными объектами могут иметь радиальную, радиально-зоновую и сотовую структуру сети.

Радиальные системы основаны на использовании одной цен­тральной наземной радиостанции, имеющей значительный радиус действия (до 50... 100 км). При радиально-зоновой структуре сети область обслуживания делится на зоны, в каждой из которых исполь­зуется радиальный принцип передачи сигналов.

Радиальным сетям присущ ряд недостатков, основными из кото­рых являются ограниченность зоны обслуживания, нерациональное использование имеющегося частотного ресурса, невозможность су­щественного увеличения числа обслуживаемых абонентов из-за по­явления взаимных помех. Для передачи информации в радиальных системах выделяется диапазон частот F_S. В этом диапазоне органи­зуются каналы с полосой пропускания F_C. Тогда число каналов N в диапазоне F_S:

Очевидно, что число каналов N и будет определять число абонен­тов, пользующихся радиосвязью.

Для преодоления ограничений на число каналов в условиях огра­ниченного частотного ресурса F_S была предложена сотовая идеоло­гия построения сетей радиосвязи, позволяющая использовать одни и те же частоты в нескольких ячейках (сотах), отстоящих друг от друга на расстояние, зависящее от размеров соты. Ячейки имеют форму шестиугольника и очень напоминают по форме пчелиные соты. Отсюда и название ячейки «сота».

В городе Душанбе на данный момент функционируют 16 сотовых компании двух стандартов- GSM-900/1800 и CDMA. Большинство сотовой компании используют стандарт GSM- 900/1800. Однако все ресурсы частот распределены и дальнейшее увеличении число компании не представляется возможным. По сравнении с GSM -900/1800 CDMA имеет более широкую возможность. Переход из системы 2G к 3G с использованием новой оборудование требует огромное капиталовложение, поэтому выгодным является модернизация существующий системы 2G.