دانلود تحقیق سیستم های رادیویی موبایل

سیستمهای سلولی قدیمی و نسل اول از نوع آنالوگ بودند که با فرکانسهای 800 مگاهرتز کار می کردند.

بعداً و با توسعه سیستمها فرکانسهای 8/1 گیگاهرتز و در قسمتهایی از شمال آمریکا، فرکانسهای 9/1 گیگاهرتز مورد استفاده قرار گرفتند.

حدود ده سال بعد با اولین موبایل دیجیتالی در شبکه های سوئیچینگ- مدار، نسل دوم پدیدار شد.

این سیستمها از کیفیت بهتر صدا، ظرفیت بیشتر، نیاز به نیروی برق کمتر و قابلیتهای برقراری ارتباط جهانی برخوردار بودند.

این سیستمها هم با فرکانسهای 800 مگاهرتز و هم با باندهای PCS کار می کردند.

سیستمهای موبایل سلولی از سه روش متفاوت برای به اشتراک گذاردن طیف RF (امواج رادیویی) استفاده می کنند:
- دسترسی چندگانه تقسیم فرکانس (FDAM)
- دسترسی چندگانه تقسیم زمان (TDMA)
- دسترسی چندگانه تقسیم کد (CDMA)
از سه روش فوق، TDMA و CDMA روشهای غالب و رایج می باشند.

با پیشرفت سریع، کار به جایی رسید که به دلیل عدم و جود قوانین استاندارد شده، هر شرکت سیستم خاص خود را بوجود آورد.

عواقب نامطلوب این اتفاق، بوجود آمدنه بازاری چند پاره بود که هر قطعه فرضی از تجهیزات آن، تنها در محدوده مرزی کشور سازنده کار می کرد.

به منظور غلبه بر این مشکل، در سال 1982، کنفرانس پست و مخابرات راه دور اروپا (CEPT) گروه ویژه موبایل (GSM) را تشکیل داد تا یک سیستم رادیویی موبایل سلولی یکسان را در سطح کل اروپا ایجاد نماید.

سیستم استاندارد می بایست معیارهای مشخصی را دارا باشد که عبارت بودند از:
- کارآیی طیف فرکانس
- برقراری ارتباط و تغییر آن بصورت بین‌المللی
- هزینه های کم برای سیستم موبایل و ایستگاههای اصلی
- کیفیت صوتی خوب
- سازگاری با سیستمهای دیگر از قبیل ISDN (سرویسهای شبکه مجتمع دیجیتالی)
- امکان پشتیبانی از سرویسهای جدید
مقرر شد که سیستم GSM با استفاده از تکنولوژی دیجیتال ایجاد گردد.

متعاقب آن مخفف GSM به مترادف عبارت “سیستم جهانی برای ارتباطات موبایل” تبدیل شد.

در سال 1989 مسئولیت رسیدگی مشخصات استاندارد GSM از CEPT به “موسسه استانداردهای مخابراتی اروپا” (ETSI) واگذار شد.

فاز اول مشخصات GSM، یکسال بعد منتشر گردید، اما استفاده تجاری از سیستم تا اواسط سال 1991 شروع نشد.

در سال 1995 مشخصات فاز دوم تا سطح پوشش نواحی شهری توسعه یافت و تا آخر همان سال نزدیک به 120 شبکه در حدود 70 ناحیه جغرافیایی در حال کار بودند.

با شروع هزاره جدید و عبور از موانع متعددی در این مسیر، پیشرفتهای مهمی در حرکت بسوی سرویسهای به اصطلاح نسل سوم 3G صورت گرفت:
- تعداد مشترکین GSM در تمام دنیا به مقدار تخمینی 165 میلیون نفر بالغ شد.

- اولین شبکه های GPRS یعنی گامی اساسی به سوی شبکه های 3G بوجود آمد.

- اولین سیستمهای آزمایشگاهی WAP دراروپا در حال راه اندازی بودند.

- تا سال 2001 وعده همکاری یکپارچه میان سیستمها، یعنی دنیای بی سیم و دنیای کامپیوتر/ اینترنت و سرویسهای جدید موجود (نظیر Video on Demand)، از هر زمان دیگری به حقیقت نزدیکتر شد.

GSM
شبکه GSM را می توان به چهار بخش اصلی تقسیم کرد:
- ایستگاه موبایل که بوسیله مشترک حمل می شود.

- سیستم فرعی، ایستگاه اصلی رادیوئی را با “ایستگاه موبایل” کنترل می کند.

- سیستم فرعی شبکه و سوئیچینگ، یعنی بخش اصلی مرکز سوئیچینگ سرویسهای موبایل و سیستمی که تماسها را بین موبایل و سایر شبکه های موبایل یا ثابت کاربران سوئیچ می کند.

زیر- سیستم فوق، کار مدیریت سرویسهای موبایل از قبیل تایید مجوزها را نیز برعهده دارد.

- سیستم فرعی عملیات و پشتیبانی که بر روند درست عملیات و کار شبکه نظارت دارد.

اتحادیه مخابرات بین‌المللی (ITU) که (علاوه بر کارهای دیگر) بر تخصیص طیف فرکانسهای رادیویی که به باندهای 915-850 مگاهرتز برای ارسال (از ایستگاه اصلی) اختصاص دارد، مدیریت می کند.

این فرکانس برای دریافت در شبکه های موبایل اروپا، مقدار 960-935 مگاهرتز (از ایستگاه اصلی به ایستگاه موبایل) می باشد.

بدلیل اینکه از اوایل دهه 1980 این محدوده فرکانسی، از قبل توسط سیستمهای آنالوگ روز مورد استفاده قرار گرفته بود، CEPT برای حفظ 10 مگاهرتز بالایی هر باند برای شبکه GSM تحت توسعه، پیش‌بینی های لازمه را انجام داد و نهایتاً کل پهنای باند 25*2 مگاهرتز به GSM اختصاص یافت.

به دلیل اینکه طیف فرکانس رادیویی یک منبع محدود اشتراکی میان تمامی کاربران است، برای تقسیم پهنای باند در میان حداکثر کاربران، ابداع یک روش خاص ضروری بود.

روش انتخاب شده بوسیله GSM، ترکیبی از FDMA و TDMA می باشد.

قسمت FDMA، تقسیم فرکانس پهنای باند 25 مگاهرتزی به 124 فرکانس حامل است که پهنای باند هر کدام 200 کیلوهرتز می باشد.

سپس به هر ایستگاه اصلی، یک یا چند فرکانس حامل اختصاص پیدا می کند.

سپس با استفاده از یک طرح TDMA، هر کدام از این فرکانسهای عامل از نظر زمانی به هشت شکاف تقسیم می شوند.

یک شکاف زمانی برای ارسال و یکی برای دریافت در موبایل مورد استفاده قرار می گیرد.

دلیل این جداسازی آن است که واحد موبایل عمل دریافت و ارسال را بصورت همزمان انجام ندهد، واقعیتی که صنعت الکترونیک را ساده می کند.

منحصر بفرد بودن تکنولوژی GSM ناشی از این واقعیت است که کاربران باید “کارتهای ماژول شناسایی مشترک” (سیم کارت) را در دستگاه موبایل دستی خود نصب نمایند.

این کارتها، تراشه های کوچکی هستند که توسط تامین کنندگان خدمات GSM تحویل می شوند.

“سیم کارتها” حاوی اطلاعات مهمی از قبیل یک شماره تلفن و کلیه مختصات صورتحساب مشترک می باشد که می تواند شماره تلفنها را در خود ذخیره کند.

این قابلیت کاربران را قادر می سازد تا فقط با بیرون آوردن سیم کارت از یک گوشی موبایل GSM و قرار دادن آن در دیگری، دستگاه تلفن دستی خود را عوض کنند.

در نتیجه کاربران می توانند حتی در صورت تعویض دستگاه موبایل نیز همان شماره تلفن قبلی خود را داشته باشند.

ضمناً کاربران می توانند به مناطق یا کشورهایی سفر کنند که شبکه GSM در آنجا از فرکانس متفاوتی استفاده می کند، سپس یک تلفن موبایل اجاره کرده و سیم کارت خود را در آن نصب کنند.

با اینکار می توانند کلیه پیامهای تلفنی و پیامهای کوتاه SMS را با استفاده از شماره معمول خود دریافت کنند.

سیستم تلفن GSM مورد استفاده با یک کامپیوتر شخصی “نت بوک” Card PC دارای یک سیستم جامع Plug-and-Play برای برقراری ارتباطات می باشد.

قابلیتهای مبادله اطلاعات و فاکس با سرعت 9600 بیت در ثانیه به همراه امکانات ویژه ای مانند تغییر خطوط بین‌المللی و سرویس پیامهای کوتاه (SMS).

کاربران موبایل را قادر می‌سازد به هنگام مسافرت در کشورهای مختلف به شکلی ساده و مطمئن، تماس برقرار نمایند.

به خاطر داشته باشید که قابلیتهای تبادل اطلاعات اتوماتیک نیستند وتامین کنندگان خدمات GSM باید امکانات آنرا فراهم کنند تا کاربران موبایل بتوانند از این مزایا بهره مند شوند.

سرویسهای مبادله اطلاعات می تواند “شروع از موبایل” (Mobile Originated) و یا “منتهی به موبایل” (Mobile Terminated) باشد.

مفهوم “شروع از موبایل” (MO) آن است که کاربران می توانند با استفاده از شبکه GSM اطلاعات را از یک مکان دور ارسال نمایند و “منتهی به موبایل” (MT) بدان معنی است که کاربران می توانند با استفاده از شبکه GSM، فاکس و یا پیامهای کوتاه خود را توسط نت بوک دریافت کنند.

تماسهایی که با سیستمهای نسل دوم GSM قابل دسترس در اواخر سال 1999 (چه بصورت صوتی و یا اطلاعاتی) برقرار می شدند، تنها یک شکاف زمانی را اشغال نموده و در نتیجه سرعت انتقال اطلاعات فقط به 6/9 کیلوبیت بر ثانیه می رسید.

از نظر تئوری می توان چند شکاف زمانی را برای کسب سرعتهای بالاتر به یکدیگر ملحق کرد، درست به همان روشی که یک زوج از خطهای ISDN برای دو برابر کردن توان عملیاتی به یکدیگر متصل می شوند.

ظهور “سوئیچینگ مدار اطلاعات پرسرعت” (HSCSD) که نیازمند ضمیمه ای برای معرفی یک پروتکل جدید ارتباط رادیویی به GSM استاندارد بود، امکان استفاده از هر هشت شکاف زمانی برای دستیابی به سرعت انتقال اطلاعات تا حد 76 کیلوبیت بر ثانیه را فراهم نمود.

در سال 1993 اولین قرار داد تغییر سرویس دو طرفه به امضاء رسید که دسترسی متقابل را بین شبکه های GSM خارجی امکان پذیر می کرد.

این امکان، کاربران موبایل را از نگرانی در مورد بوق tone شماره گیری کشورهای خارجی، کدهای دسترسی، کد کشورها و ناهمگونی رابطهای اتصال دهنده، خلاص کرد، زیرا به محض آنکه کاربر تلفن خود را روشن کرده وارد شبکه می شد، خود سیستم آنها را پیدا می‌کند.

کاربران می توانند تماس تلفنی برقرار کرده، نامه های الکترونیکی خود را خوانده و اطلاعات بروز رسانی شده بانک اطلاعاتی را دریافت کنند، درست مانند اینکه در منزل خود قرار دارند.

سیستم جابجایی خدمات فاکس، اطلاعات و SMS اولین بار در سال 1995 عرضه شد.

SMS که اساساً برای نشان دادن انتظار پیام صوتی مورد استفاده قرار گرفته بود، با همین روش، در حالت ارتباط دو طرفه کار می کند.

متعاقباً این قابلیت به یک سیستم کاملاً عملی در پیام رسانی موبایل تحول پیدا کرد که امکان مرور، ورود به شبکه، ارسال و دریافت پیامهای کوتاه SMS با طول 160 کاراکتر را بر روی کامپیوترهای قابل حمل فراهم می کرد.

در انتهای هزاره، تقریباً 700 شبکه موبایل GSM در بیش از 100 کشور در اروپا، آمریکای شمالی/ مرکزی/ جنوبی، ایسلند، آسیا، آفریقا و استرالیا مشغول فعالیت بودند.

علاوه بر آن، ظهور Roaming (پرسه زنی) GSM ماهواره ای باعث گسترش خدمات به مناطقی شد که امکان پوشش زمینی آنها وجود نداشت.

در ماورای کل سیستم، جهت تضمین عملکرد منسجم آن، قراردادها و تفاهم نامه های متعدد بین‌المللی برای ارائه خدمات “Roaming” به امضاء رسیدند که استانداردهای GSM و فازهای مختلف اجرای آنرا در تمام دنیا مشخص می کرد.

اما سیستم “اطلاعات سوئیچینگ مدار” روش خودخواهانه ای برای بکارگیری منابع محدود است.

بویژه زمانیکه کاربران از برنامه های کاربردی پیچیده ای مانند مرورگرهای وب استفاده می کنند.

سوئیچینگ بسته های اطلاعاتی، به شکلی که در شبکه های اینترنت و خطوط اصلی یا Backbone اینترنت بکار می روند، برای فراهم آوردن امکانی جهت به اشتراک گذاشتن منابع میان چند کاربر بطور همزمان، تکنولوژی بسیار مناسبتری می باشد.

سرویس بسته رادیویی عمومی (GPRS)، نوع ارتقاء یافته‌ای از شبکه های موبایل GSM است که یک لایه “Packet-Switched” را به سیستم اضافه می کند و ارائه سرعت انتقال اطلاعات مابین 21 و 100 کیلوبیت بر ثانیه از آن انتظار می رود.

مهمتر آنکه، GPRS امکان شارژ هزینه برحسب حجم اطلاعات انتقالی بجای مدت زمان اتصال را برای شرکت خدمات موبایل فراهم می کند.

از نظر تئوری، معنای این گفته آن است که کاربران از طریق موبایل می توانند بصورت دائمی به اینترنت متصل باشند، اما فقط بابت دسترسی به نامه های الکترونیکی یا درخواست صفحات وب جدید هزینه پرداخت کنند.

GPRS مشکلاتی که مراجع استاندارد صنایع بین‌المللی در مسیر تایید کلی استانداردها با آنها مواجه بوده اند، منجر به تاخیر در بکارگیری سیستمهای بیسیم 3G گردید.

برای کم کردن اثر این تاخیر، سرویس GPRS بعنوان مرحله میانی معرفی می گردد تا بتوان اطلاعات سریع را به شکلی موثر از طریق زیر ساختارهای شبکه بیسیم GSM انتقال داد.

GPRS سرویس حامل اطلاعات مبتنی بر انتقال بسته های اطلاعاتی، برای شبکه‌های GSM و TDMA می باشد.

این سرویس بعنوان اولین گام مهم به سوی نسل سوم، توسط شرکتهای مختلفی در اطراف دنیا منتشر شد.

GPRS سرعت انتقال اطلاعات بیشتری را در اختیار کاربران می گذارد و مخصوصاً برای ترافیکهای ناگهانی اینترنت و اینترانت مناسب است و انتقال اطلاعات موبایل را از هر زمان دیگری سریعتر، ارزانتر و کاربر پسندتر ساده تر می کند.

با تجهیزات موبایلی که قابلیت GPRS در آنها فعال شده، کاربران می توانند همیشه به “اینترنت موبایل” متصل باشند، تا برای مثال به محض رسیدن نامه های الکترونیکی آنها را دریافت کنند.

ضمناً این سرویس به کاربران اجازه می دهد در هنگام ارسال و دریافت تماسهای اطلاعاتی، بطور همزمان تماسهای تلفنی خود را جواب دهند.

GPRS قابلیت اتصال IP “end-to-end” را دارد که می توان توسط اینترفیسهائی به TCP/IP و X.25 برای ارتباط با شبکه های LAN شرکتی، تامین کنندگان خدمات اینترنت (ISPها) و LAN خود شرکتهای اپراتور موبایل، از آن استفاده کرد.

GPRS تقریباً حالت اتصال فوری دارد و شارژ صورتحساب را به جای مدت اتصال، براساس حجم انتقال اطلاعات امکان پذیر می سازد.

بعنوان تکنولوژی انتقال بسته های اطلاعاتی، GPRS فقط هنگامی از منابع شبکه و پهنای باند استفاده می کند که در واقع اطلاعات در حال ارسال می باشند.

این قابلیت باعث می شود از پهنای باند رادیویی موجود، حداکثر بهره وری مفید گرفته شود.

محدوده اطلاعات مورد پشتیبانی با استفاده از فقط یک شکاف TDMA معادل 4/14 کیلوبیت بر ثانیه و هنگام بکارگیری هر هشت شکاف حدود 115 کیلوبیت بر ثانیه و بیشتر را شامل گردد.

GPRS صرفاً با افزودن گره های بسته بندی داده‌ها در شبکه های GSM/TDMA و ارتقاء گره های موجود، قابل پیاده سازی است.

این کار باعث فراهم آمدن مسیر روتینگ برای انتقال اطلاعات میان ترمینال موبایل و یک گره پل ارتباطی یا gateway می گردد.

گره مورد اشاره، امکان همکاری با شبکه های بسته های اطلاعاتی خارجی را برای دسترسی به اینترنت و اینترانت بوجود می آورد و ممکن است برای گره‌های موجود GSM/TDMA به هیچگونه ارتقاء سخت افزاری نیاز نداشته باشد یا فقط با تغییر چند قطعه سخت افزار عملی گردد.

بین سالهای 2000 و 2002، ارتقاء سیستمهای موجود GSM، GPRS و TDMA به گونه ای برنامه ریزی شد که سرعت انتقال اطلاعات با استفاده از یک شکاف واحد برای HSCSD، معادل 4/38 کیلوبیت در ثانیه و برای GPRS، معادل 60 کیلوبیت در ثانیه، امکانپذیر باشد.

این مقدار با اتصال شکافهای چندگانه زمانی، به 284 کیلوبیت در ثانیه می رسید.

این بهینه سازیها که به “انتقال بهینه شده اطلاعات برای ارتقاء GSM” (EDGE) شهرت یافتند، معرف آخرین گام از تحول صعودی ارتباطات اطلاعاتی در محدوده استاندارد GSM می باشند.

چنین گامی، شرکتهای سرویس دهنده ای که دارای شبکه های نسل دوم هستند را قادر می سازد تا با استفاده از زیر ساختهای فعلی شبکه، سیستم خود را با فرکانسهای موجود به سرویسهای نسل سوم ارتقاء دهند.

به همین دلیل، سرویسهای EDGE گاهی بعنوان سرویسهای نسل 5/2 نیز شناخته می شوند.

GPRS قابلیتی ایده آل برای سرویسهای پروتکل نرم افزار کاربردی بیسیم (WAP) می باشد.

WAP بر روی GPRS باعث صرفه جوئی در هزینه، هم برای سرویس دهنده های موبایل و هم برای مشتریان می گردد، چرا که منابع رادیوئی GPRS تنها در زمان انتقال پیامها مورد نیاز خواهند بود.

برای کاربر نهائی، این قابلیت یعنی اینکه باید فقط بابت مدت زمانی که بارگذاری (دریافت) اطلاعات طول می کشد هزینه پرداخت نماید.

برنامه های نرم افزاری یا محتوای WAP برای تجهیزات thin-client مانند تلفنهای موبایل، بهینه شده وfuture proof هستند تا بتوانند هم با سیستمهای نسل 5/2 و هم با نسل سوم و شبکه های دیگر کار کنند.

ضمناً GPRS نشاندهنده استفاده مفید از منابع، دسترسی فوری، تحویل سریع اطلاعات و مدلهای پرداخت هزینه به روشهای خلاقانه می باشد.

در نتیجه، سرویسهای WAP و GPRS ترکیب مناسبی برای کاربران نهایی موبایل، شرکتهای عامل، سرویس دهنده ها، شرکتها و همچنین برنامه نویسان برنامه های کاربردی، ارائه می کنند.

تا اواسط سال 2001، بهای زیاد پرداخت شده برای مجوزهای نسل سوم در خلال سال 2000 (معادل 220 میلیارد پوند فقط در کشور انگلستان)، نزول جهانی در بخش تکنولوژی بطور کلی و شکست شرکتها در برقراری روابط عمومی مناسب که بویژه منجر به تخریب اساسی جایگاه WAP گردید، همه و همه صنعت مخابرات را تحت فشار زیادی قرار داد تا حدی که مرز بحران را به عدم اطمینان رساند.

از آنجائیکه هنوز قسمتهای زیادی از دنیا امکان دسترسی به تکنولوژی نسل سوم را نداشتند، سیستم GPRS بعدی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار بود.

3G سرانجام، یک هدف نهایی برای سرویسهای نسل سوم 3G بوجود آمد که فراهم آوردن ظرفیت کاربری بیشتر، سرعت انتقال اطلاعات بالاتر و امید به قابلیت ارتقاء در سطح جهانی، از اهداف اصلی آن بودند.

وعده طیف فرکانس رادیوئی جدید دلیل عمده ای بود که شرکتهای عامل، چنین بهای گزافی را برای مجوزها یا همان لیسانسهای نسل سوم پرداخت کردند.

در حالیکه سیستمهای تلفن موبایل فعلی در باند فرکانسی بسیار شلوغ 800 و 900 مگاهرتز در فرکانسهای خلوت 1800 و 1900 مگاهرتز کار می کنند، بسیاری از سیستمهای نسل سوم در باند عملیاتی 2 گیگاهرتز یعنی باند هسته IMT-2000 فعال خواهند بود.

این باند فرکانسی در حال پاکسازی شدن از ترافیک موجود است، در نتیجه امید می‌رود محدوده بسیار وسیعی برای توسعه آن بویژه در مورد سرویسهای اطلاعاتی ارزش افزوده، برای مجوزهای نسل سوم قابل عرضه باشد.

اروپا به کار با “Universal Mobile Telephon” (UMTS) به همراه WCDMA بعنوان پروتکل منتخب نسل سوم رضایت داده است.

CDMA بطور عمومی در صنعت مخابرات بعنوان تکنولوژی برتر نسبت به GSM/TDMA در تکنولوژی رابطهای هوائی، مورد پذیرش قرار گرفته است.

اما آنچه که باعث رواج GSM شده قابلیت Roaming بین‌المللی در آن است.

بنیانگذاران سیستم CDMA، این نکته که چنین قابلیتی انگیزه مهمی در محبوبیت و فروش خوب سیستم GSM می باشد را انکار نموده و در عین حال اظهار می کنند که سیستمهای CDMA نیز در آینده از قابلیت Roaming برخوردار خواهند بود.

اما انتظار نمی رود مجوز گیرنده های اروپایی تا سال 2004 بتوانند سرویسهای خود را در دسترس قرار دهند.

استفاده از سیستم سوئیچینگ بسته اطلاعاتی (UMTS) قابلیت انتقال اطلاعات به کاربرانی که با سرعت زیاد در حال حرکت هستند (مانند کسانی که در اتومبیل یا قطار می باشند) را تا سرعت 384 کیلوبیت در ثانیه فراهم می‌کند.

این سرعت برای کاربرانی که به آرامی در محیط اطراف دفتر کار خود یا محیطهای شهری پرسه می زنند به 2 مگابایت در ثانیه می رسد.

اینگونه سرویسهای ظرفیتی در هیچ جای دیگری بکار گرفته نمی شوند.

برای مثال، UTMS فقط در مناطقی با درصد تقاضای بالا، مانند مراکز شهر کاربرد دارد.

بیرون از این نواحی، به کاربران موبایل به صورت بیسیم و با استفاده از تاسیسات موجود نسل 5/2 پاسخ داده می شود.

ژاپن از پیشگامان طرحهای تحقیقاتی، توسعه و بکارگیری تکنولوژی آزمایشی سیستمهای 3G بوده است.

این کشور همچنین بعنوان تکولوژی دسترسی چندگانه بر روی WCDMA تمرکز داشته و ضمناً در کمک به شکل گیری یک استاندارد واحد جهانی نیز نقش مهمی داشته است.

ژاپن اینکار را با ارائه روندی از همکاری و هماهنگی WCDMA با طرح UTRA متعلق به ETSI آغاز کرد.

پدیده استفاده از تکنولوژی موبایل دیجیتال در ژاپن (با بیش از 40 میلیون مشترک تا اواسط سال 2000) وضعیتی ایجاد کرد که سیستمهای نسل سوم بعنوان روشی برای حل مشکلات ظرفیتی شبکه و نیز از طریق سرعتهای بهینه شده انتقال اطلاعات، عاملی برای فراهم آوردن فرصتهای جدید مورد توجه قرار گرفتند.

برخلاف قسمتهایی از جهان که GSM مبنای سیستمهای موجود نسل دوم هستند، سیستم رایج PCD ژاپن هیچگونه جدول زمانی بهینه سازی برای پل زدن به سیستمهای نسل سوم ندارد.

به همین دلیل، انتظار می رفت ژاپن اولین کشوری باشد که تکنولوژی 3G را در حد فراگیر، تا سال 2002 معرفی کند.

در ژاپن “مجمع Radio Industry Businesses” (ARIB) همان کاری را انجام می دهد که در اروپا توسط UTMS انجام می شود.

در آمریکای شمالی نیز همانند اروپا، آماده سازی مسیر صعودی برای شبکه های قدیمی نسل سوم، موضوع مهمی است تا شرکتهای عامل موجود بتوانند زیر ساختها و منابع سرمایه گذاری خود را حفظ کنند.

اما بدون وجود استانداردی مشترک برای G2 و عدم وجود شرکتی که در سطح شبکه ملی فعالیت داشته باشد، وضعیت پیچیده‌تر شده است.

در آمریکای شمالی سه سیستم رقیب نسل سوم در سطح وسیع کاربرد دارند و هر کدام مسیر انتقال خاص خود را به نسل سوم دارند.

IS-136 یک سیستم مبتنی بر استاندارد TDMA و IS-95 سیستمی مبتنی بر استاندارد CDMA می باشد، که هر دو برای باندهای سلولی (موبایل) و PCS بکار گرفته می شوند.

از سیستم PCS1900 که بخشی از GSM است، فقط در باند PCSS استفاده می شود.

به شبکه‌هایی که از استاندارد IS-95 استفاده می کنند، شبکه های cdmsOne گفته می‌شود.

این شبکه ها به cdma2000 ارتقاء می یابند که مشابه استاندارد WCDMA می باشد.

تحت پروتکلهای WCDMA، هر مکالمه تلفنی یا انتقال اطلاعات به دو بسته جدا تقسیم می شود که همراه هم ارسال می گردند، درست مانند یک شبکه کامپیوتری.

بسته‌های اطلاعاتی دارای یک کد شناسایی هستند که امکان مونتاژ و سرهم بندی مجدد آنها در انتهای گیرنده (محل دریافت) شبکه امکان پذیر می سازد.

مشکل اصلی در رابطه با CDMA آن است که هرچه تعداد بیشتری از کاربران بطور همزمان با ایستگاه اصلی ارتباط برقرار کنند، در مورد قدرت محدود فرستنده رقابت سخت تری خواهند داشت.

این رقابت باعث کاهش محدوده سلول که به cell brathing (نفس نفس زدن سلول) معروف است، می گردد.

WCDMA و cdma2000 برای رفع این مشکل طراحی شده اند.

ضمناً این سیستمها به شکل بهتری از طیف فرکانس موجود استفاده می کنند، چرا که کلیه ایستگاههای اصلی می توانند یک فرکانس همسان را بکار ببرند.

کدگذاری، مکالمه را شناسایی کرده و مانع تداخل اصوات از ایستگاههای اصلی مجاور خواهد شد.

در اروپا اجرای UTMS از نماستاندارد WCDMA، در دو حالت کار می کند که هر کدام از امواج حامل 5 مگاهرتزی استفاده می کنند.

حالت اول، باندهای زوجی را بکار می گیرد؛ یکی برای ارسال و دیگری برای دریافت.

این حالت با استفاده از تقسیم داپلکس فرکانس (FDD)، زوج امواج حامل 5 مگاهرتز را قسمت بندی می کند.

در حالت دوم، 5 مگاهرتز از امواج حامل غیر زوجی برای حمل اطلاعات ارسالی و دریافتی به شکافهای زمانی تقسیم می شود که اینکار با استافده از تقسیم داپلکس زمانی (TDD) انجام می گردد.

(OHG) یا “گروه هماهنگ کننده اپراتورها”، سازمانی مستقل و برخواسته از گروه شرکتهای عامل است که نماینده درصد عمده‌ای از صنایع بیسیم می باشد و به ارتقاء توسعه سریع و تجاری سازی سیستمهای بیسیم IMT2000 و عملیات هماهنگ شده جهانی متعهد است.

تلاشهای این سازمان نقش مهمی در اتحاد طرحهای متعدد ITU IMT-2000 3G CDMA ایفا کرده است.

حاصل این تلاشها یعنی G3G (Global Third Generation)، قابلیت همکاری و عملکرد میان سیستمهای 3G در سراسر جهان را تضمین می کند.

با نزدیک تر شدن زمان مورد نظر برای آ‎غاز کار شبکه‌های نسل سوم در اواخر سال 2002، چیز زیادی از مشکلات فراروی شرکتهای عامل شبکه در انگلیس کاسته نشد.

این شرکتها ضمن مواجه شدن با فشار روز افزون سهامداران برای بازگرداندن سود سرمایه ای که برای دریافت مجوزهای نسل سوم بالغ بر 40 میلیارد پوند در بهار سال 2000 هزینه شده بود و متعاقباً توسعه تاسیسات زیر بنایی شبکه، نگران بودند.

این نگرانی، هم مشکلات فنی که می بایست مورد مذاکره قرار می گرفت وهم ادامه عکس العمل نیمه مشتاقانه مصرف کنندگان این تکنولوژی را در بر می گرفت.

بازار گوشی های موبایل پذیرفته بود که کار مجتمع نمودن گیرنده‌ها برای کار با شبکه های نسل 5/2 و 3 در یک تراشه واحد سیلیکون مشکلتر از آن است که در ابتدا فرض می شد، چرا که گوشی ها، احتمالاً بزرگتر و گرانتر از آن چیزی می‌شدند که امید می رفت.

علاوه بر آن، پذیرفته شده بود که کاربران با دور شدن از مناطق تحت پوشش آنتنهای 3G با قطعی تماس مواجه می شوند که در اینصورت راهی جزء ورود مجدد به شبکه وجود نداشت.

این دردسر نسبت به تحمل شبکه کندتر نسل 5/2 سخت تر بود.

در ضمن، تحقیقات نشان داد که مصرف کنندگان نگرانی های دیگری نیز دارند که عبارتند از: - سرویسهای امنیتی 3G، مانند ترس از پخش اطلاعات حساس و اینکه در حین انجام عملیات انتقال اطلاعات با تلفن، اشتباهات جبران ناپذیری صورت گیرد.

- ریسک روز افزون سرقت تلفنهای موبایل.

- نگرانی در خصوص دریافت حجم زیادی از نامه های ناخواسته از طریق تلفن در صورت کافی نبودن اینهمه دلیل برای نگرانی شرکتهای عامل، ترس آن وجود داشت که در احساسات مصرف کنندگان تغییری بوجود نیاید.

تا اینکه کاربرد گم گشته سیستمهای 3G شناسایی شد.

موفقیت سیستم Wi-Fi باعث شد تا این تکنولوژی جایگزین بسیار قابل اعتمادی برای سرویسهایی باشد که 3G به منظور ارایه آنها طراحی شده بود.

WAP پروتکل نرم افزار کاربردی بیسیم (WAP) نیز برای دسترسی مطمئن به “نت” از دستگاههای بیسیم موبایل، بسیار ضروری است.

WAP یک استاندارد جهانی است و تحت کنترل هیچ شرکتی قرار ندارد.

اریکسون، نوکیا، موتورولا و Unwired Planet “مجمع WAP” را در تابستان سال 1997 بنیان گذاردند.

هدف اولیه از اینکار تعریف مشخصات فراگیر در صنعت مربوطه برای توسعه کاربردهای آن در شبکه های مخابراتی بیسیم بود.

نتیجه، استانداردی آزاد و جهانی است که کاربران موبایل را با دستگاههای بیسیم قادر می سازد به آسانی و بی‌وقفه به اطلاعات سرویسها دسترسی داشته و با آن ارتباط برقرار نمایند.

WAP با اکثر شبکه های بیسیم از جمله CDMA، GSM و TDMA کار می کند و برای پوشش محدوده وسیعی از دستگاههای بیسیم شامل تلفنهای موبایل، پیجرها، رادیوهای دو موج، تلفنهای هوشمند و PDAها طراحی شده است.

WAP پروتوکلهای اطلاعات بیسیم که قبلاً نوشته شده و کار با آنها برای کاربران نیز راحت است را در بر گرفته و گسترش داده است.

phone.com یک نگارش از استاندارد HTML را بوجود آورد که اختصاصاً برای انتقال موثر و مقرون به صرفه اطلاعات از طریق شبکه های موبایل طراحی شده است.

سپس ریز مرورگر HDML (زبان نشانه گذاری برای تجهیزات دستی) که در ترمینالهای بیسیم تعبیه شده اند و “پروتکل انتقال اطلاعات در تجهیزات دستی” (HDTP) از شرکت phone.com، ترمینال را به اینترنت و اینترانت، جائیکه اطلاعات مورد درخواست مقیم هستند، وصل می کند.

این تکنولوژی درونWAP قرار گرفته و با واژه های مرتبط با WAP نامگذاری شده اند.

در ضمن، WAP معرف یک محیط کاربردی بیسیم (WAE) نیز هست که هدف آن قادر ساختن شرکت های عامل، سازندگان و برنامه نویسان نرم افزاری، برای توسعه سیستمهای پیشرفته متمایز و برنامه های کاربردی از قبیل ریز مرورگرها، امکانات اسکریپت نویسی، نامه الکترونیکی، پیام رسانی از WWW به تلفنهای دستی موبایل و دسترسی موبایل به تله فاکس می باشد.

برنامه اصلی در دستگاههای WAP، ریز مرورگر (microbrowser) است که امکان دسترسی به هر کدام از سایتهای وب مورد پشتیبانی WAP را امکانپذیر می سازد.

“زبان نشانه گذاری بیسیم” (WML) متعلق به WAP، از استاندارد XML استفاده می کند که از قبل بطور وسیعی در سایتهای وب فعلی مورد استفاده قرار دارد.

اما تفاوتهای مهمی در روش ساماندهی اطلاعات برای سایتهای معمولی و سایتهای فعال شده WAP وجود دارند.

اساس کار در این میان آن است که برخلاف HTML، WML صفحه ندارد، در عوض اطلاعات با استفاده از یک استعاره deck/card ساماندهی می گردد.

WML برای بهینه کردن روش انتقال متنهای اطلاعاتی اینترنت در شبکه های بیسیم با پهنای باند محدود و دستگاههای مجهز به صفحه نمایش کوچک، طراحی‌شده است.

این زبان مخصوصاً برای پشتیبانی دستگاههایی که بدون داشتن کیبرد می توان با یکدست در آنها به جستجوی اطلاعات و انجام امور پرداخت، طراحی گردیده است.

WAP قابلیت تطبیق از صفحه های نمایش متن دو خطی، تا صفحه های گرافیکی که بر روی دستگاههایی مانند تلفنهای هوشمند و communicator ها دیده می شوند را دارد.

در ضمن از WMLScript نیز پشتیبانی می‌کند که مشابه جاوا اسکریپت می‌باشد، اما برای استفاده از حداقل منابع سیستم مانند توان CPU و حافظه طراحی شده است.

احتمال اینکه دست کم تا سالهای آتی، WML از قابلیتهایی مانند صدا و ویدئو پشتیبانی کند ضعیف است.

روال کار بدین شرح است: شخصی با یک تلفن که WAP بر روی آن فعال شده، برای ارائه درخواست به زبان WML از ریز مرورگر توکار آن استفاده می کند.

این درخواست به پل ارتباطی WAP رد می شود.

سپس این پل، اطلاعات را یا با فرمت استاندارد HTML و یا ترجیحاً بصورت مستقیم از اینترنت دریافت می کند.

در حالت دریافت مستقیم، اطلاعات با استفاده از WML مخصوص برای ترمینالهای بیسیم آماده شده اند.

اگر محتویات در حال دریافت، فرمت HTML داشته باشند، ممکن است یک فیلتر در پل ارتباطی WAP، آنرا به زبان WML ترجمه کند.

سپس اطلاعات درخواستی با بکارگیری هر سرویس حامل شبکه موبایل که موجود و مناسب است، از پل ارتباطی WAP به سرویس گیرنده WAP ارسال می شود.

لایه پروتکل تبادل WAP (یعنی WTP)، از مبادله اطلاعات پشتیبانی کرده و باعث افزودن ضریب اطمینان به سرویس datagram که توسط WAP فراهم شده است، می گردد.

لایه پروتکل مرحله WAP (یعنی WSP) لایه مرحله سبک وزن را برای مبادله اطلاعات میان برنامه های کاربردی در اختیار می گذارد.

“رابط کاربرد تلفن بیسیم” (WTAI) ضمیمه WAE است که برای پشتیبانی از “کاربردهای تلفن بیسیم” طراحی شده است.

شرکتهای نوکیا و اریکسون ریز مرورگر خاص خود را نوشته اند و بیش از 20 شرکت سازنده دیگر نیز تحت لیسانس UP یعنی مرورگرهایی که توسط شرکت phone.com نوشته شده قرار دارند (که نام قبلی آن unwired planet بوده است).

اروپایی ها با سیستم عامل Epoc از شرکت Symbian انگیزه زیادی در این زمینه‌ها از خود نشان داده اند که انتظار می رود بر روی تلفنهای هوشمند از آن استفاده شود.

“مجمع WAP”یک اتحادیه صنعتی است که مسئولیت تعیین استاندارد را بر عهده دارد.

سهم اعضای این مجمع در بازار جهانی تلفن های موبایل بیش از 90 درصد است.

این بازار شامل شرکتهای حامل با بیش از 100 میلیون مشترک، شرکتهای بزرگ تامین کننده تاسیسات زیربنایی، نویسندگان نرم افزار و دیگر سازمانهایی است که در حال کار در زمینه صنعت بیسیم می باشند.

بازیگران اصلی نیز عبارتند از شرکتهای AT&T، Hwelett Packard، IBM، Symbian، Intel و شرکت مایکروسافت.

نوکیا اولین شرکتی بود که با یک تلفن موبایل دارای ریزمرورگر WAP 1.1، وارد بازار شد.

این نگارش در سال 1999 بوسیله “مجمع WAP” انتشار یافت، که به تبع آن، سازندگان رقیب در زمینه ساخت تلفنهای بیسیم، از جمله اریکسون، موتورولا و Qualcomm تا اواسط سال 2000 کلیه مدلهای آنرا دنبال کردند.

WAP نگارش 1/1 عملکردهای مشابه نگارش 1 را به انضمام امکانات تکمیلی و واضحتر در اختیار داشت که آزمایشات انطباق و interoperability را امکان پذیر می‌ساخت.

همچنین دارای قابلیتهای تغییرپذیری بود تا از انطباق آن با مشخصات استاندارد XHTML مربوط به “کنسرسیوم World Wide Web” اطمینان حاصل شود.

WAP نگارش 2/1، که برای بهره گیری از روند مجوزهای رسمی WAP طراحی شده بود، در تابستان سال 2000 انتشار یافت.

گفته می شود نگارش 3/1 WAP امکاناتی دارد که حداکثر ایمنی در مبادله اطلاعات از جمله امنیت end-to-end و پشتیبانی از PKI (Publick Key Infrastructure) بیسیم را تضمین می کند.

این واقعیت که برنامه نویسان می بایست برنامه های خود را برای استفاده در ریزمرورگر WAP به زبان WML بازنویسی کنند، مقاومت ناپذیر بود.

در ابتدا، وعده دست یافتن به بازاری بکر از مشتریان موبایل برای پشتیبانی مشتاقانه آنان از WAP کافی به نظر می رسید.

اما واقعیت موضوع خلاف آنرا ثابت کرد.

یکی از مشکلات این بود که سطوح بعدی از اطلاعات WML، متکی به نوع دستگاه طراحی می شد.

یعنی شرکتهای تامین کننده نرم افزار می بایست برای دستگاههای مختلف، برنامه های متفاوتی می نوشتند.

هزینه های مرتبط باعث انصراف بسیاری از شرکتها شد که نتیجه آن کاهش تعداد سایتهای فعال شده “WAP” از حدی که انتظار می رفت بود.