GSM Networks: Protocols, Terminology and Implementation (Artech House Mobile Communications Library.)

کتاب «GSM Networks: Protocols, Terminology and Implementation» نوشتهٔ گونار هاینه، یکی از جامع‌ترین و دقیق‌ترین منابع مرجع در زمینه شبکهٔ GSM و پروتکل‌های ارتباطی آن به شمار می‌رود. این اثر که توسط نشر Artech House منتشر شده، با رویکردی عملی و ساختاریافته، خواننده را با تمام جنبه‌های شبکهٔ GSM از جمله رابط‌های زمینی، روش‌های سیگنال‌دهی و پیاده‌سازی پروتکل‌ها آشنا می‌سازد. تسلط نویسنده بر جزئیات فنی و ارائهٔ مطالب به زبانی روان و قابل‌درک، این کتاب را به منبعی بی‌نظیر برای مهندسان و دانشجویان حوزهٔ مخابرات تبدیل کرده است.

دربارهٔ کتاب GSM Networks

این کتاب مرجع، به بررسی کامل و موشکافانهٔ شبکهٔ GSM و روش‌های سیگنال‌دهی در رابط‌های زمینی آن می‌پردازد. نویسنده با تکیه بر دانش گستردهٔ خود، تمامی رابط‌های بین زیرسیستم‌های GSM از جمله رابط Abis و رابط هوایی را معرفی کرده و سپس به بررسی عناصر شبکهٔ سوئیچینگ مانند مراکز ثبت موقعیت مکانی (VLR)، ثبت‌کنندهٔ موقعیت دائمی (HLR) و مراکز سوئیچینگ سرویس‌های سیار (MSC) می‌پردازد. خواننده در این کتاب با استانداردهای مختلف سیگنال‌دهی مانند TCAP و MAP آشنا شده و نحوهٔ به‌کارگیری این دانش را در شبکه‌های واقعی فرا می‌گیرد. یکی از ویژگی‌های برجستهٔ این اثر، واژه‌نامهٔ جامع و مفصل آن است که اختصارات، اصطلاحات، پارامترها، شمارنده‌ها و پیام‌های پرکاربرد در شبکهٔ GSM را توضیح می‌دهد. همچنین، کتاب با بهره‌گیری از شکل‌ها، جداول، فرمول‌های آماری و مثال‌های عملی متعدد، درک مفاهیم پیچیده را برای خواننده تسهیل می‌کند. از دیگر مباحث مهم این کتاب می‌توان به بررسی ماژول هویت مشترک (SIM)، کاربرد مدل مرجع OSI در شبکهٔ GSM، و روش‌های عیب‌یابی در محیط آزمایشگاه و سایت اشاره کرد که آن را به یک راهنمای کامل برای عیب‌یابی و بهینه‌سازی شبکه تبدیل ساخته است.

دربارهٔ نویسنده

گونار هاینه، نویسندهٔ این کتاب، فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد در رشتهٔ فناوری ارتباطات از دانشگاه ویلهلمسهافن در آلمان است. او رئیس و مدیرعامل شرکت INACON GmbH بوده و سابقهٔ مدیریت خدمات فنی در شرکت آلکاتل موبایل کامیونیکیشن در ایالات متحده را در کارنامه دارد. هاینه تحقیقات گسترده‌ای در زمینهٔ استانداردسازی 3GPP انجام داده و مؤلف کتاب‌های مرجعی همچون GPRS A-Z و GPRS Signaling and Protocol Analysis نیز می‌باشد. تخصص عمیق او در حوزهٔ شبکه‌های سیار و پروتکل‌های مخابراتی، به این اثر اعتبار و ارزش علمی بالایی بخشیده است.

چرا باید «GSM Networks» را بخوانید؟

• درک جامع از شبکهٔ GSM: با مطالعهٔ این کتاب، دانش کاملی از معماری، پروتکل‌ها و عملکرد تمامی بخش‌های شبکهٔ GSM از جمله زیرسیستم ایستگاه پایه (BSS) و زیرسیستم سوئیچینگ شبکه (NSS) کسب می‌کنید.
• آشنایی با پروتکل‌های سیگنال‌دهی کلیدی: به طور کامل با استانداردهای سیگنال‌دهی مانند SS7، SCCP، TCAP، MAP و پروتکل‌های رابط‌هایی مانند LAPD و BSSAP آشنا می‌شوید و کاربرد هر یک را در عمل فرا می‌گیرید.
• توانایی تحلیل و رفع عیب شبکه: می‌آموزید که چگونه مشکلات شبکه را تحلیل کنید، چه اندازه‌گیری‌هایی برای حل آن‌ها لازم است، و پیام‌های خطا چه وابستگی‌هایی به یکدیگر دارند.
• دسترسی به یک مرجع کامل و کاربردی: واژه‌نامهٔ جامع کتاب و مثال‌های واقعی، آن را به مرجعی سریع و کارآمد برای مهندسان در حین کار تبدیل کرده است.
• یادگیری مفاهیم با رویکردی ساختاریافته: کتاب با پوشش موضوعاتی از قبیل کیفیت سرویس (QoS)، سناریوهای مختلف تماس و مبانی مدل OSI، درک عمیقی از لایه‌های مختلف شبکه به شما می‌دهد.

این کتاب برای چه کسانی مناسب است؟

این کتاب به عنوان یک کتابچهٔ راهنمای عملی، برای طیف وسیعی از فعالان حوزهٔ زیرساخت GSM طراحی شده است. مهندسانی که در زمینهٔ تحقیق و توسعه، نصب، راه‌اندازی، مدیریت عملیاتی، پشتیبانی فنی، نگهداری و تست شبکه فعالیت می‌کنند، مخاطبان اصلی این اثر هستند. همچنین، این کتاب یک منبع مطالعاتی جامع و خودآموز برای مهندسان، سایر متخصصان فنی و دانشجویان مقاطع کارشناسی و کارشناسی ارشد رشته‌های مهندسی برق و مخابرات به شمار می‌رود که با دانش پایه‌ای از مخابرات، به دنبال درک عمیق‌تر از معماری پیچیدهٔ سیگنال‌دهی در شبکه‌های GSM هستند.

سوالات متداول

آیا این کتاب با وجود قدمت، همچنان برای شبکه‌های امروزی مفید است؟

اگرچه فناوری‌های نسل جدید مانند 4G و 5G توسعه یافته‌اند، اما درک مبانی اولیه و پروتکل‌های شبکهٔ GSM که پایه و اساس شبکه‌های سیار نسل دوم محسوب می‌شود، برای هر مهندس مخابرات ضروری است. این کتاب مفاهیم بنیادینی را آموزش می‌دهد که درک آن‌ها برای عیب‌یابی و بهینه‌سازی شبکه‌های قدیمی و همچنین درک بهتر فناوری‌های جدید، بسیار حیاتی است.

آیا برای درک این کتاب به دانش پیشرفته‌ای نیاز است؟

نویسنده کتاب را به گونه‌ای نگاشته است که برای دانشجویان و متخصصانی با دانش پایه‌ای از مخابرات قابل‌درک باشد. با این حال، آشنایی اولیه با مفاهیم شبکه و مخابرات می‌تواند به بهره‌مندی بیشتر از مطالب کتاب کمک کند. سبک نگارش روان و مثال‌های متعدد، فرآیند یادگیری را تسهیل می‌سازد.

تمرکز اصلی کتاب بر کدام جنبه از شبکهٔ GSM است؟

این کتاب با وجود پوشش جامع معماری، تمرکز ویژه‌ای بر روی پروتکل‌ها، اصطلاحات تخصصی و روش‌های پیاده‌سازی (Implementation) دارد. به عبارت دیگر، نویسنده فراتر از مفاهیم نظری، به جزئیات فنی و نحوهٔ عملکرد واقعی شبکه و سیگنال‌دهی بین بخش‌های مختلف آن پرداخته است که آن را از بسیاری از کتاب‌های صرفاً نظری متمایز می‌سازد.

This practical book provides an extremely comprehensive, up-to-date, and easy-to-understand treatment of the entire GSM network and the signaling methods of its terrestrial interfaces. You learn how to analyze network problems, what measurements you have to take to solve them, and where in a scenario you will find the desired information or parameter. The book introduces you to all the interfaces between the GSM subsystems, starting with the Abis- and Air- Interface and continuing on to VLR's, HLR's and MSC's within the Network Switching Subsystem (NSS). You learn about the various signaling standards or methods used in GSM, including TCAP and MAP and how to apply this knowledge when working with GSM networks.A special feature of the book is its extensive glossary that explains abbreviations, terms, parameters, counters, and messages frequently encountered when working with GSM. In addition, it features numerous figures, tables, lists, statistical formulas, real-life examples, and everyday comparisons to give you a detailed reference that's quick to use and easy to understand. You get A-to-Z coverage of dozens of topics, including:>Signaling standards like LAPD, LAPDm, SS7, SCCP, TCAP - GSM applications such as RR, MM, CC, MAP - and all the protocols used in GSM such as LAPD, ISUP, MAP, TCAP, SS7, SCCP, BSSAP, and more>The Subscriber Identity Module (SIM) and Home Location Register (HLR)>The OSI reference model and its applicability to GSM>Failure resolution both in the lab and on site>Measurements required to analyze network problems - and the dependencies of failure messagesThis detailedbook is a practical handbook for engineers involved with all aspects of the GSM infrastructure - from research and development ( to installation, operation, and on-site management ( to technical support, maintenance, and testing. It is also a comprehensive self-study guide for engineers, other technical professionals, and university-level students with a basic knowledge of telecommunications who want to learn about the complex signaling architectures employed in GSM networks. 1 Introduction 1 11 1.1 About This Book 1 11 1.2 Global System for Mobile Communication (GSM) 2 12 1.3 The Focus of This Book 7 17 1.4 Signaling 8 18 1.5 Representation of Messages 10 20 2 The Mobile Station and the Subscriber Identity Module 13 23 2.1 Subscriber Identity Module 23 2.2 Mobile Station 17 27 3 The Base Station Subsystem 19 29 3.1 Base Transceiver Station 19 29 3.2 Base Station Controller 25 35 3.3 Transcoding Rate and Adaptation Unit 28 38 4 The Network Switching Subsystem 31 41 4.1 Home Location Register and Authentication Center 32 42 4.2 Visitor Location Register 33 43 4.3 The Mobile-Services Switching Center 34 44 4.4 Equipment Identity Register 37 47 5 The OSI Reference Model 39 49 5.1 Reasons for Standardization 39 49 5.2 Layering in the OSI Reference Model 40 50 5.3 Data Types of the OSI Reference Model 41 51 5.4 Information Processing in the OSI Reference Model 42 52 5.5 Advantages of the OSI Reference Model 42 52 5.6 The Seven Layers of the OSI Reference Model 43 53 5.7 Comprehension Issues 46 56 6 The Abis-Interface 51 60 6.1 Channel Configurations 51 60 6.2 Alternatives for Connecting the BTS to the BSC 52 61 6.3 Signaling on the Abis-Interface 55 64 6.4 Bringing an Abis-Interface Into Service 87 96 7 The Air-Interface of GSM 89 97 7.1 The Structure of the Air-Interface in GSM 89 97 7.2 Physical Versus Logical Channels 94 102 7.3 Logical-Channel Configuration 94 102 7.4 Interleaving 100 108 7.5 Signaling on the Air-Interface 101 109 8 Signaling System Number 7 125 132 8.1 The SS7 Network 125 132 8.2 Message Transfer Part 126 133 8.3 Message Types in SS7 127 134 8.4 Addressing and Routing of Messages 130 137 8.5 Error Detection and Error Correction 133 140 8.6 SS7 Network Management and Network Test 138 145 9 Signaling Connection Control Part 153 159 9.1 Tasks of the SCCP 153 159 9.2 The SCCP Message Format 156 162 9.3 The SCCP Messages 158 164 9.4 The Principle of a SCCP Connection 167 173 10 The A-Interface 171 176 10.1 Dimensioning 171 176 10.2 Signaling Over the A-Interface 173 178 11 Transaction Capabilities and Mobile Application Part 185 190 11.1 Transaction Capabilities Application Part 185 190 11.2 Mobile Application Part 208 213 12 Scenarios 225 229 12.1 Location Update 227 231 12.2 Equipment Check 227 231 12.3 Mobile Originating Call 233 237 12.4 Mobile Terminating Call 244 248 12.5 Handover 251 255 13 Quality of Service 275 278 13.1 Tools for Protocol Measurements 275 278 13.2 Signaling Analysis in GSM 280 283 13.3 Tips and Tricks 285 288 13.4 Where in the Trace File to Find What Parameter? 287 290 13.5 Detailed Analysis of Errors on Abis-Interface and A-Interface 287 290 Glossary 303 306 A 303 306 B 310 313 C 325 328 D 336 339 E–F 344 347 G–H 349 352 I–K 356 359 L–M 362 365 N–P 371 374 R–S 380 383 T–Z 395 398 About the Author 405 407 Index 407 408 This text offers a comprehensive treatment of the entire GSM network and the signalling methods of its terrestrial interfaces. It introduces all the interfaces between the GSM subsystems, starting with the Abis- and Air-Interface and continuing on to VLRs, HLRs and MSCs within the NSS. The reader learns about the various signalling standards or methods used in GSM, including TCAP and MAP, and how to apply this knowledge when working with GSM networks. Someone who wants to get to know the customs of a country frequently receives the advice to learn the language of that country.