3.1. Mobil HaberleĢme Yapı Elemanları
3.1.1. MS-Mobil istasyon
Mobil istasyon, mobil telefon (ME) ve sim kart (SIM) yapısından oluşmaktadır. Mobil istasyonlarının arama esnasında ilk çıkış gücü en fazla 2W olarak belirlenmiştir ve bu güç baz istasyonundan alınan sinyal durumunun iyileşmesine göre 0,025 W değerine kadar inebilir.
3.1.2. SIM-Abone kimlik modulü
Abone kimlik doğrulama modulü olarak bilinen SIM kartında, şebeke tarafından verilen ve şebekeye giriş için kullanılan aboneyle ilgili bilgiler bulunur. Üzerinde birçok güvenlik testleri uygulanan SIM; IMSI, kimlik doğrulama algoritması, kimlik tanıma anahtarı, şifreleme anahtarı üretme algoritması, diğer bilgi ve fonksiyonları içeren güvenli bir moduldür. SIM‟in temel fonksiyonu ağ ve mobil istasyon‟un kötü yönde kullanımını engellemek için abone kimlik tanımlaması yapmaktır (Wedder, 1997).
SIM içerisinde RAM, ROM ve EEPROM olmak üzere 3 tür bellek vardır. RAM belleği; CPU ile çalışan, aktarılacak verileri depoyan ve işleyen bellektir. CPU, başlangıçta işletim sistemini RAM belleğe yükler ve sistem çalışmasını başlatır. RAM belleği 1997‟de 256-512 byte iken 2010 yılında 64KB seviyelerine çıkmıştır. EEPROM belleği; gerçek kullanıcı verilerini ve Elementary File sistemini saklar. Elementary file sistemi abone tanımlarını (IMSI,PIN), numara bilgilerini (MSISDN, MSRN), Ki
başlangıç anahtarını, ağ ilişkili yer bilgileri (TMSI, LAI) ve cihaz tanımlarını (IMEI) içerir.
ROM belleği; işletim sistemi, uygulamalar ve güvenlik algoritmaları olan A3 kimlik doğrulama ve A8 anahtar üretme fonksiyonlarını içerir. Her bir üreticinin SIM kartındaki işletim sistemi birbirinden farklıdır. Burada PC‟lerde gördüğümüz gibi MS- DOS ya da Windows gibi işletim sistemi yoktur. Bunlardan oldukça farklıdır. İşletim sistemi, elementary dosyalardan veri okuma, mobil cihaz ile haberleşme gibi sadece okunabilen belleği programlayabilir (Redl, vd., 1998). Bunların yanında verilerin değişimini sağlayan I/O birimi vardır. Bu SIM ile mobil cihaz arasındaki iletişimi sağlar. Bu bus ünitesi 8 bit genişliğindedir ve iletişim bu seri bus ile sağlanır. SIM üzerinde en önemli parametreler Kc anahtarının üretimini ve kimlik doğrulanmasını
sağlayan IMSI ve Ki bilgileridir. Bu tür parametreler dışarıdan okunmaya karşı
korunmalıdır. Bu verilere ancak özel kilit uygulanmamış kodlar ile erişilebilir. Yani mobil cihaz, SIM içerisindeki EEPROM‟a doğrudan ulaşamaz ancak SIM‟in CPU‟sundan bu bilgileri isteyebilir. Bu alana doğrudan erişim yasaklanmıştır. CPU, AuC tarafından sağlanan RAND değerini kullanarak SRES ve Kc bilgisini üretir
ġekil 3. 1. SIM Blok Diyagramı (Sauter, 2006)
3.1.3. BTS-Baz istasyon alıcı-vericisi
Baz istasyonu alıcı-vericisi, mobil istasyonun hava ara yüzeyi ile santrale bağlanmasını sağlar. Tek bir hücreye hizmet verir. Kısaca her bir hücre bir BTS‟ye sahiptir ve genellikle hücrenin merkezine yerleştirilir. Kodlama, şifreleme, çoklu dağıtım, modülasyon ve senkranizasyon başlıca görevleri arasındadır. Şekil 3.2‟de örnek bir baz istasyonu verilmiştir. BTS ve baz istasyonu kontrolcüsü (BSC) arasındaki aktarım fiber optik, mikro dalga veya uydu üzerinden olabilir. Fiber optik çözümü diğerlerine oranla daha güvenilir ama daha maliyetlidir.
Anten, elektrik sinyallerini (voltaj ve akım) elektromanyetik dalgalara ya da elektromanyetik dalgaları elektrik sinyallerine dönüştürmek için kullanılan araçtır. Resimde görülen mikrodalga anten diğer baz istasyonuna nokta bağlantı kurar iken yansıtıcı anten, cep telefonları ile bağlantı sağlar. BTS‟de 6 saatlik elektrik dağlayabilen akü bulunmaktadır. Sistem üzerinde, aynı anda birkaç aboneyi görüştürmeyi, sinyalleşme işlemlerini, frekans tahsisi, sinyal işleme ve telefonu şebekeye bağlı tutma gibi işleri sağlayan RBS(Radyo Baz İstasyonu) sistemi vardır. Bu sistem üzerinde yer alan TRU (Alıcı-Verici Birim) frekansı 8‟e böler. 1‟i sinyalleşme kanalı yani kontrol kanalı diğer 7 tanesi aynı anda konuşmayı sağlayan konuşma kanallarıdır. Her bir baz istasyonunda genelde 3 farklı yöne bakan antenler vardır. Her bir antene 6 adet TRU bağlanmaktadır. Toplam 18 TRU olmuş olur ve bu sistem 7 şer kişiden 126 kişiyi aynı anda konuşmasını sağlar. Bazı baz istasyonlarında her yönde birden fazla anten konularak kullanıcı kapasitesi arttırılırken, bazı istasyonlarda ise daha az anten ve TRU bulunur buda daha az kişinin konuşmasına neden olur. Konuşmaya başladığımızda telefon istasyona sinyal durumunu bildirir. Eğer istasyondan gelen sinyal seviyesi iyi ise çıkış gücünü azaltmasını ister. Bu sırada telefon kendi çıkış gücünü azaltır. Telefon 2 watt‟tan başlayarak 0.025 watt‟a kadar çıkış gücünü azaltabilir. Şekil 3.3‟te mobil telefonlarda indirme ve yükleme işlemi görülmektedir.
3.1.4. BSC-Baz istasyonu kontrolcüsü
Baz istasyonlarını denetleyen santraldir. BSC‟ye bağlanacak baz istasyonlarının sayısı en çok 100 olabilir. Güç kontrolü ve frekans ile ilgilenen BSC, BTS‟ler tarafından uygulanan kanal tahsisini kontrol eder ve baz istasyonu alt bölgesi (BSS) içindeki geçişleri yönetir. Mobil cihazın hangi hücrede olduğu ve MSC/VLR (Mobil anahtarlama merkezi/Ziyaretçi bölge kayıtçıcı) hakkında bilgiye sahip olduğundan arama yapılmadan önce mobil istasyonun gerçek yerini bilir. Baz istasyonları arasında geçiş yönetimini sağlae ve sistem üzerinde zaman ve frekans senkranizayonu uygulanır.
3.1.5. TRAU-GeçiĢ ve adaptasyon birimi
Mobil istasyon için kullanılan 13 Kbps‟lik ses veya veriyi, backbone ağında Mobil anahtarlama merkezinin (MSC) işleyebileceği 64 Kbps‟lik standart hıza getirebilmeyi amaçlar. TRAU sayesinde 13 Kbps ses veya veri + 3 Kbps eklenmiş senkranizasyon verisi toplam 4 kanal üzerinden aynı anda aktarılarak standart 64 Kbps‟lik hız değerine ulaşır (Introduction to GSM, 2011).
3.1.6. SS7 –SinyalleĢme sistemi
Bir cep telefonu diğer cep telefonunu ararken, arama sırasında konuşma kanalının işgal edilmemesini sağlayan ve telefon bulunduğunda konuşma kanalının o zaman kullanılmasını sağlayan bir sistem kurulmuştur. Bu sistem SS7 (signalling system #7) olarak adlandırılmıştır.
3.1.7. MSC-Mobil anahtarlama merkezi
Bir ya da iki baz istasyonu kontrolcüsü (BSC), mobil anahtarlama merkezi (MCS)‟ye bağlı olarak çalışır. Karşılıklı görüşmeleri kontrol eden MSC, arama yolunu bulmak ve arama işlemi yapabilmek için kullanılır. Sabit telefon şebekesi (PSTN,
ISDN) ve diğer telefon şebekeleri ile bağlantılıdır. PSTN ile bağlantılı olan GMSC‟dir. MSC, network alt sisteminin merkezi nesnesidir. Sistem üzerinde hız artırımı yapılarak, (30+2)*64Kbps=2,048 Mbps (E1) veya diğer ağlara (PSDN, ISDN) daha iyi bağlantı sağlanır. MSC sistemi üzerinde yer bilgisi ve SMS‟e geçit görevi vardır ve devamlı olarak baz istasyonu alt sistemi (BSS) ile seknranizasyon halindedir.
3.1.8. HLR-Abone bölge kaydı
Yer kaydı yani abonenin yerleşim bilgilerinin bulunduğu veritabanıdır. Bu veritabanında abonenin bulunduğu santral, IMSI numarası, yönlendirme yapıldıysa onunla ilgili bilgiler, ön-ödemeli abonelerin kontör bilgileri, güvenlik, şifreleme ve doğrulama ile ilgili bilgiler tutulur. MSC için RAND, SRES, Kc değerlerini saklar,
mobil cihazın yer bilgisini tutar. IMEI, IMSI, MSISDN, MSRN, RAND, SRES, Kc
bilgileri bu veri tabanında tutulur.
3.1.9. VLR-Misafir bölge kaydı
MSC‟lerde bulunan HLR‟a benzeyen ama geçici olarak kullanılan bir veritabanıdır. MSC‟de bulunan abonelerin bilgilerini tutar ve abonenin tam yer bilgisine sahiptir. Aktif mobil kullanıcıların yer bilgisini saklayarak, HLR‟nin trafiğini azaltır. Eğer kullanıcı kendi ev ağında değil ise HLR tarafından sağlanan RAND, SRES ve Kc
bilgilerini tutar. GSM sisteminde HLR tek iken, VLR MSC başına bir adettir. VLR, geçici mobil abone kimliği (TMSI( güncellemesi, yönetimi ve saklanmasında işlem görür ve LMSI, MSRN, IMSI, TMSI, MSISDN, LAI, RAND, SRES, Kc bilgileri bu
veritabanında bulunur.
3.1.10. AuC-Kimlik doğrulama merkezi
Doğrulama ve şifreleme algoritması burada üretilir ve bu sayede kimlik tanımlama yapılır ve şifrelemede kullanılacak anahtar değer üretilir ve HLR‟ye bildirilir. Sistem
içerisinde sadece bir tane kimlik doğrulama merkezi bulunur. IMSI, RAND, SRES, Ki,
Kc, bilgileri ve A3, A8 algoritmaları bu veritabanında tutulmaktadır.
3.1.11. EIR-Cihaz tanımlama kaydı
SIM‟deki numara dışında ayrıca telefonlarda da bir tanımlama numarası vardır. Uluslar arası mobil cihaz kimliği (IMEI) olarak bilinen bu numara telefonun markasını ve seri numarasını tutar. Arama sırasında bu IMEI numarası kontrol edilir. Gerekirse cihaz aramaya durdurulur. IMEI bilgisi bu veritabanında tutulmaktadır. Üç adet liste tutar. Bunlar çalınmış veya tanımlanmamış telefonları tutan siyah liste, geçerli aktif telefonları tutan beyaz liste ve yerel takip halindeki telefonları tutan gri listedir.
3.1.12. GMSC-GeçiĢ santrali
Bir abone aranacağı zaman santral, GMSC‟den abone bilgisinin tutulduğu veritabanına bağlanıp gerekli bilgilerin alınmasını talep eder ya da diğer şebekelerden gelen aramalar önce GMSC‟ye oradan da gerekli MSC‟ye bağlanır. GMSC geçiş santrali, PSTN ve diğer operatörler arasındaki bağlantıyı sağlar.
3.1.13. NSS-ġebeke anahtarlama alt sistemi
Abonenin şebeke içinde veya diğer şebekelerde bulunan aboneler ile bağlantısını sağlayan ve abonelik işlemlerini yürüten şebeke parçasıdır. NSS elemanları arasındaki bağlantılar GSM haberleşme sisteminde Zaman Bölmeli Çoklama (Time Division Multiplexing, TDM) ve Frekans Bölmeli Çoklama Erişimi (FDMA) ile sağlanırken daha gelişmiş sistemlerde Kod Bölmeli Çoklama Erişimi (CDMA) ile sağlanmaktadır.
3.2. Çoklu EriĢim Yöntemleri
3.2.1. FDMA teknolojisi
FDMA teknolojisinde, bant genişliği birden fazla kanala bölünür. Bu kanallar dar bant genişliğine sahiptir ve çoğunlukla dar bant sistemlerde kullanılabilir. FDMA her kanala farklı birer frekans ayırır. Her kullanıcı zaman sorunu olmaksızın bütünüyle bir kanalı kullanabilir. Bir kullanıcı tarafında kullanılan frekans bandı aktarımı olmadığında dahi başka kullanıcının kullanımına açılmaz, kanalın verimsiz kullanımı gerçekleşir ve kanal boşuna bekletilmiş olur. Analog aktarım için en uygun çözümlerden biriyken sayısal aktarımda tek başına verim sağlayamaz.
3.2.2. TDMA teknolojisi
TDMA belirli sayıdaki kullanıcının tek bir radyo frekans kanalına, farklı zaman dilimlerinde (slot), erişimini sağlayan sayısal iletim teknolojisidir. Bu sebeple her kanala belirli bir zaman dilimi (time slot) ayrılması tercih edilir. Bu FDMA‟ya göre daha verimli bir çözümdür ve zaten pratik olarak FDMA‟yı içerebilir. Fakat FDMA oranla daha az kanala bölünür ve kullanıcılar bu kanallarda yer alan zaman dilimlerini kullanarak aktarımlarını sağlarlar. Bu zaman dilimde aktarım ve alım için tamamen kullanıcıya hizmet verilmiş olur. TDMA‟de kullanıcılar aynı bant genişliğini paylaştıkları için dikkatli senkronizasyon gerektirir. Daha az kanal olduğu için kanallar arası girişim önemsizdir. Bu yüzden kanallar arası koruma süresi çok küçüktür.
3.2.3. CDMA teknolojisi
CDMA yönteminde iletim ortamındaki tüm kullanıcılar aynı anda ve aynı frekans bandını kullanarak haberleşirler. Her bir kullanıcıya bilgiyi kodlaması için kullanacağı eşsiz bir kod dizisi tahsis edilir. Her kullanıcı diğer kullanıcıların kodlarına dik (orthogonal) olan kendi kod sözcüğüne sahiptir. Gönderilen bilgiyi tespit edebilmek için, alıcının verici tarafından kullanılan kod sözcüğünü bilmesi gerekir. Alıcı, kullanıcının kod dizisini bilir ve işareti aldıktan sonra kodunu çözerek orijinal bilgiyi yeniden elde eder. Bu, istenilen kullanıcı kodu ile diğer kullanıcı kodlarının arasındaki çapraz ilintinin (crosscorrelation) düşük olması ile mümkündür. Kod işaretinin bant genişliği bilgi işaretinin bant genişliğinden çok büyük seçildiğinden, kodlama işlemi bilgiyi geniş bir spektruma yayar ve bu yüzden yayılı spektrum (spread spectrum-SS) modülasyonu olarak da bilinir. Sonuçta oluşan işaret SS işaretidir ve CDMA genellikle yaygın spektrum çoklu erişimi (spread spectrum multiple access, SSMA) olarak da adlandırılır. CDMA, TDMA‟den farklı olarak kullanıcılar arasında zaman senkronizasyonu gerektirmez. Teorik olarak, sınırsız adette kullanıcı aynı kanalı aynı zamanda kullanabilirler. Bunun nedeni de Walsh Coding yönteminin uygulanmasıdır. Ancak kullanıcı sayısı arttıkça gürültü oranı artmaya başlar ve kalite giderek düşer ( Bandırmalı, 2005). CDMA‟nın diğer tekniklerin gözardı ettiği genlik ekseninden de yararlanıyor olması, onu kaynakları en verimli biçimde kullanan çoklu erisim teknolojisi olarak ortaya çıkarmaktadır (Şahin, 2006). Şekil 3.4‟te çoklu erişim yöntemleri görülmektedir.
1G olarak adlandırılan analog telefon sistemleri FDMA teknolojisini, 2G ve 2,5G olarak adlandırılan sayısal telefon sistemleri FDMA, TDMA, CDMA teknolojilerini, 3G olarak adlandırılan sayısal telefon sistemleri CDMA teknolojisini ve 4G olarak adlandırılan sayısal telefon sistemleri FDMA, TDMA, CDMA teknolojilerini bir arada kullanmaktadır. Şekil 3.5‟te FDMA ve TDMA teknolojilerinin birlikte kullanımı gösterilmiştir.
ġekil 3.5. GSM‟in FDMA/TDMA Yapısı (Heine, 1998)
3.3. Cep Telefonu HaberleĢme Mantığı
Cep telefonumuzu açtığımız zaman telefon çevresindeki şebekeleri algılar ve sinyal gücü yüksek olan istasyona bağlanır. Bu bağlantı ilk durumda herhangi bir şebeke olabilir. Bunun sebebi acil arama yapmak istediğimiz takdirde kendi şebekemiz olmasa dahi herhangi bir şebeke üzerinden bu tür acil aramaları gerçekleştirebilmek için telefonumuz hazır olarak bekler. PIN kodunu doğru olarak girdiğimizde bu sefer telefon SIM kartın bağlı olduğu operatör hangisi ise o şebekenin bağlı olduğu istasyonların en
kuvvetlisine, sisteme bağlanmak için kanal talep eder. Şebeke, bağlanmak isteyen telefonu önce güvenlik aşamasından geçirir. Bu esnada IMEI numarası ve IMSI numarası gider. Doğrulama testi yapıldıktan sonra şebeke, telefonu kendisine kaydeder ve bağlı olduğu MSC kayıt altında tutulur. Telefona ayrıca TMSI adıverilen geçici bir numara verilir. Bu geçici mobil tanımlama işlemi için kullanılan numaradır. Telefonumuz açıkken 7 tane baz istasyonunun sinyal seviye listesini tutmaktadır. Konuşma esnasında sinyal seviyesi en yüksek olan baz istasyonunu seçer. Örneğin yolda yürürken yada arabada giderken bağlı bulunduğumuz baz istasyonundan uzaklaştıkça sinyal seviyesi azalır ve buna karşın başka bir baz istasyonunun sinyal seviyesi artmaktadır. Bu 2. Antenin seviyesi bir öncekinden fazla ise telefon anten değiştirme talebinde bulunur. BSC tarafından bu talep işleme konulur ve diğer antene geçiş sinyal kaybı olmadan sağlanır (Atasoy, 2006).
Telefonu kapatma işleminde ise telefonumuzu kapattıktan sonra şebekeye kayıttan çıkma talebi gönderilir. Ancak nerde kapattığımız sistemde kaydolur. Kayıttan çıkma talebinin avantajı, bir kişi arama yapacağı zaman eğer telefon kapalı ise sistem hemen aranan telefonun kapsama alanı dışında olduğunu arayan kişiye bildirebilir. Telefonumuzun şarjı bitti ya da bir anlık kapsama alanı dışına çıktığımız da ise bizi arayan kişi uzun bir süre sonra aranan abonenin kapsama alanı dışında olduğunu bildiren bir anons alır. Bu süre sistemin bizi aramak için harcadığı zamandır. Önce santral sınırında nerede olduğumuz daha sonra ülke bazında nerede olduğumuz aranır ve otomatik geri dönüş yapılır.
3.4. 2G Teknolojisi
2G (İkinci Nesil) sistemi, sayısal iletişim sağlayan ve bu sayede iletişimde güvenlik amacıyla şifreleme yapabilen, analog sisteme oranla daha yüksek kapasiteye sahip, bir frekans kanalını eş zamanlı olarak çeşitli kullanıcılar için kod, zaman veya frekans bölmeli olarak ayıran bir teknolojidir. Teknoloji örnekleri arasında Avrupa‟da
haberleşme standardı olarak tanımlanmış ve kısa sürede Kuzey Amerika dışında birçok ülkede benimsenmiş olan GSM sistemi verilebilir. Bunun yanı sıra Qualcomm şirketi tarafından geliştirilen ve IS-95 standardı olan CDMA teknolojisi ise ABD, Kuzey Kore, Hong Kong, Japonya, Singapur ve birçok Doğu Asya ülkelerinde kullanılmaktadır. Yine 2G sistemler arasında, Japon standardı olan ve JDC (Japon Digital Cellular) olarak ta bilinen PDC teknolojisi önemli örneklerdendir.
3.4.1. GSM haberleĢme sistemi
“Global System for Mobile Communication” kısaca GSM bugün dünyada en çok kullanılan mobil telefon sistemidir. 1978‟de Avrupa ülkelerinin posta idarecilerinden oluşan, Avrupa Telekom Uziletişim Konferansında daha önceki haberleşme sistemlerindeki sıkıntıları çözmek adına, 900 Mhz‟de çalışabilecek standart bir haberleşme sisteminin oluşturulması teklif edilmiştir. Fikrin kabul edilmesiyle 1982 yılında, Avrupa çapında uygulanabilecek hücresel haberleşmenin standartlarını oluşturmak için “European Conference of Postal and Telecomunications”, kısaca CEPT tarafından bir çalışma grubu kurulmuştur. Bu gruba da GSM (Group Speciale Mobile) adı verilmiştir. Yapılan araştırmalar neticesinde sistemin amaçları belirlenmiş ve bu amaçlarını gerçekleştirmek üzere, bu sistem üzerinde kullanılabilecek protokoller belirlenmiştir. Geliştirilen yeni sisteme de Global System for Mobile (GSM; mobil haberleşmede evrensel sistem) adı verilmiştir. Bu konferansın ardından 1989 senesinde belirli standartlara bağlı olabilmek için “European Telecommunications Standarts Institute”, kısaca ETSI, kurulmuş ve bunu takiben çalışmalar Alman-Fransız ortaklığıyla değişik bölgelerde sürdürülmüştür (Eberspacher ve Vogel, 1998).
Bu sistem ile bölgeler arası geçiş sağlanabilmekte, etkin ve kaliteli ses aktarımı yapılabilmekteydi. Bütün bunların yanında sesin sayısal olarak aktarımı sağlanarak, sesin güvenli iletimini sağlamak üzere kimlik doğrulama işlemi gerçekleştirilmiştir. GSM‟in en büyük avantajlarından biri hem hızlı, hem de yüksek ses kalitesinde şifreli iletim sağlamasıydı. Bunun yanında sadece ses değil mesaj gönderme işlemleri de sağlandı. Tüm bu yenilikler, özellikle de sesin sayısal aktarımı, daha önce yapılan
analog ses aktarımının yanında teknolojide büyük değişim sağladığı için 2. Nesil kablosuz ağ olarak adlandırılmıştır.
İlk olarak 1992 yılında ilk GSM operatörü Oy Radiolinja Ab Finlandiya‟da ortaya çıkmış (GSM Association, 2001). 1993 yılı sonunda Roaming çalışmaları ile Avrupa dışında da büyük ölçüde yayılım başlamıştır. Avustralya, Hong Kong, Yeni Zelanda, Brunei, Kamerun, İran, Güney Afrika, Suriye, Tayland, USA ve Birleşik Arap Emirlikleri GSM sistemine geçiş yapan ülkelerden bazıları olmuştur ve 1994 yılında da Türkiye de başta Türkcell ve daha sonra Telsim sayesinde GSM sistemine geçiş sağlanmıştır.
Mobil haberleşme sistemlerinde cep telefonları, hücre adı verilen bir alan içerisinde ve bu hücrenin merkezine yerleştirilmiş, iletişimden sorumlu bir baz istasyonu üzerinden görüşmelerini gerçekleştirirler. GSM hücre yapısı kapsama alanına göre makro hücre, mikro hücre, piko hücre şeklinde 3 farklı biçimde olabilir. Türkiye‟de kullanılan teknolojilerden biri olan GSM900 sistemi için makro hücreler genelde 1-30 km alana hizmet verirken, yerleşimin seyrek olduğu bölgelerde 25-35 km yarıçapında bir alana kadar yayılabilirler. Ancak bina, ağaç ve tepe gibi engellerin çok olduğu yerleşim yerlerinde oluşturulan makro hücrelerin yarıçapları daha küçük olur. Makro hücrelerde GSM900 baz istasyonu antenlerinin çıkış güçleri 40-60 Watt olabilir. Mikro hücreler, genellikle yerleşimin yoğun olduğu ve makro hücresel kapsamayı geliştirici ve tamamlayıcı olarak kurulan ve yaklaşık 0-1 km alana hizmet veren sistemlerdir. Mikro hücreler havaalanı, büyük alışveriş merkezleri gibi yerlerde kurulup, birkaç yüz metrelik yarıçapı olan alanları kapsar ve çıkış güçleri makro hücrelere göre düşüktür (GSM900 için 5-10 Watt civarında). Piko hücreler ise 0- 0,5 km alana hizmet veren, daha çok bina içi haberleşmelerde kullanılan ve birkaç watt çıkış gücüne sahip olan sistemlerdir (Tübitak-Bilten, 2001). Şekil 3.6‟da mobil hücre yapısı görülmektedir.
ġekil 3.6. Mobil Hücre Yapısı K
R
D 3 olarak hesaplanabilir (Steffen, 2000)
İletişim radyo frekansları üzerinde yapılmaktadır. Elektromanyetik dalgaların saniyede yaptığı salınım sayısına yani kendilerini tekrarlama sıklığına frekans denir. Frekansın birimi Hertz (Hz)'dir. 1 Hz saniyede bir salınım; 1 kHz ya da kilohertz saniyede 1000 salınım; 1 MHz ya da megahertz saniyede bir milyon salınım; 1 GHz ya da gigahertz saniyede bir milyar salınım ya da 109 Hz'dir. 3 kHz - 300 GHz arasındaki frekans bölgesi RF frekans bandı olarak tanımlanmıştır. Mikrodalga frekans bandı, RF bandı içinde yer alıp bir kaç yüz MHz‟ten birkaç GHz‟e kadar olan frekans bandını kapsar. Mikrodalga enerjinin en tanıdık ve en yaygın uygulaması 2450 MHz‟de çalışan mikrodalga fırınlardır. Şekil 3.7‟de GSM sistem mimarisi görülmektedir.
3.4.1.1. GSM iletiĢim Ģekli
GSM‟de ses, küçük veri blokları halinde 850, 900, 1800 veya 1900 MHz frekans bandından iletilebilir. Verici tarafından tüm frekanslar küçük zaman dilimlerine bölündüğü için aynı zamanda tek frekanstan birden çok, ama en fazla 8 görüşme yapılabilmektedir. Bu çalışma sisteminin ismine “Time Division Multiple Access”