GSM SİSTEMİ VE SAĞLIK

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ ARAŞTIRMA PROJESİ KENAN ATASOY 020435003 GSM SİSTEMİ VE SAĞLIK DANIŞMAN : DOÇ.DR.MEHMET KASAP ANKARA 2006

İÇİNDEKİLER GİRİŞ 3 1-GSM SİSTEMİ 3 1-1-ŞEBEKE ELEMANLARI 4 1-2-BAZ İSTASYONU 6 1-3- Location Area (LA) 10 1-4-Sinyalleşme Kanalları 11 1-4-1-Kontrol Kanalları 11 1-4-2-Konuşma Kanalı 12 1-5- Şebekeye Kayıt Olma ve Kayıttan Çıkma 12 1-5-1 Kayıt Olma 12 1-5-2 Kayıttan Çıkma 12 1-6 Cep Telefonunda arama ve aramaya cevap verme olayları 13 1-6-1 Mobil Orijinli Arama (MO) 13 1-6-2 Mobil Sonlu Arama (MT) 13 1-7-Handover 14 1-7-1- Intra BSC Handover 14 1-7-2-Inter BSC Handover 14 1-7-3-Inter MSC Handover 15 1-8-Baz istasyonu kapasitesi 15 1-9- Mobil Sistemde Frekans Ayırma Tipleri 16 1-9-1-FDMA 16 1-9-2-TDMA 16 1-9-3-CDMA 17 1-9-4-DS-CDMA 17 1-9-5-W-CDMA 18 1-10-Baz İstasyonlarında ve Cep Telefonlarında Güç Kontrolü 18 1-11-GSM'de Transmisyon Problemleri 19 1-11-1-Yol Kaybı 19 1-11-2-Gölgeleme 20 1-11-3-Çok yönlü zayıflama 20 1-11-4-Zaman farkı 20 1

1-11-5-Zaman ayarlama 21 1-11-6-Sinyalin araya yerleştirilmesi (Interleaving) 21 1-11-7-Anten Mesafe Farklılığı 22 1-11-8-Yön farkı 23 1-12-Sinyalleşme Sistemi no7 (SS7) 23 1-12-1-SS7 Ağı ve Protokolü 23 1-12-2-Sinyalleşme Linkleri 23 1-12-3-Sinyalleşme Noktaları 24 1-12-4-SS7 Sinyalleşme Linkleri 24 1-13-Cihaz Tanımlama ve Tespiti 25 1-13-1-MSISDN (Mobil İstasyon ISDN numarası) 26 1-13-2-IMSI (Uluslar arası Mobil Tanımlama Numarası) 26 1-13-3-IMEI (International Mobile Equipment Identity) 26 1-13-4-MSRN (Mobile Subscriber Roaming Number) 26 1-13-5-TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) 27 1-13-6-LAI (Location Area Identity) 27 1-13-7-CID (Cell Identity) 27 1-13-8-BSIC (Base Station Identity Code) 27 1-14-Roaming 28 1-15-SMS (Short Message Service) 28 1-16-WAP (Wireless Application Protocol) 29 1-17-GPRS (General Packet Radio Service) 29 1-18-EDGE (Enhanced Data Rate for GSM Evolution) 31 1-19-UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) 32 2- Sağlık 34 2-1-SAR (Specific Absorption Rate) 36 2-1-1-Limit Değerler 37 2-2-Güvenlik Mesafesi Tanımı ve Güvenlik Sertifikası 38 2-2-1-Okul Ve Sağlık Kuruluşlarında Güvenlik Mesafesi 39 2-2-1-1-Okullar 41 2-2-1-2-Sağlık Kuruluşları 42 2-2-2-Güvenlik Mesafe Hesabı 42 2

GİRİŞ 1800 lerde Allesandro Volta ilk pilini yapmıştı ancak sesin iletilmesi için elektriğin ve manyetizmanın bilinmiş olması gerekirdi. 1820 de Christian Oersted elektromanyetizmayı bulmuştu. Elektrik kablosuna yaklaştırılan bir pusulanın yön değiştirdiğini fark etti. 1821 de Faraday Christian Oested in yapmış olduğu çalışmanın tersini yaparak indüklemeyi buldu. Buna bağlı olarak mekanik enerji elektrik enerjisine dönüştürüldü. 1830 da Joseph Henry ilk elektrik sinyalini gönderdi. Bununla birlikte Samuel Morse 1837 de ilk çalışabilir telgraf yapmıştı. 1876 da Bell sesi aktarmayı başardı ve aynı yılda 3 km mesafede telefon görüşmesi yapıldı. 1892 de Bell 240.000 telefonu kontrol ediyordu. Aynı yılda otomatik tuşlama sistemi başlatıldı. 1893 de merkez ofise konan batarya ona bağlı tüm telefonları besliyordu. 1915 te New York ile San Francisco arasında telefon hattı kuruldu. 1934 te kurulan Federal Communications Commission un amacı frekans planlama ve sinyal karışmasını önlemekti. 1937 de Pulse Code Modulation (Darbeli modülasyon) bulundu. 1951 de mikrodalga sistemi kullanılmaya başlandı ve 107 tekrarlayıcı istasyon kuruldu. 1954 te ABD de 400 istasyon ülke boyunca yayılmıştı. 1958 de mikrodalga taşıyıcısı, 13 milyon km yi kapsayacak kadar hattı taşıyabilmekteydi. 600 konuşma yada 2 tv programı gönderilebilirdi. 1956 da ilk deniz aşırı kablo çekildi. 1958 de gerçek numara arama devreye girdi. GSM in tarihi ise 1980 lerde başlamıştır. 1986 da GSM in temel çalışma prensibi belirlendi. 1989 da GSM, uluslararası kabul edilebilir standart olarak ETSI tarafından belirlenip kabul edildi. 1990 ve 1991 de GSM 900 le ilgili testler yapıldıktan sonra çalışmalar dondurulup DCS 1800 le ilgili çalışmalar başladı. Ocak 1992 de ilk GSM operatörü Oy Radiolinja Ab Finlandiya da ortaya çıktı. 1992 nin sonlarında 12 operatör aktifti. 1993 te Roaming anlaşmaları yapıldı. 1994 te Telsim ve Turkcell, Türkiye ye GSM sistemini getirdi. 1995 te Fax, data ve SMS ile uluslararası dolaşım başladı. 1996 ta ön-ödemeli kartlar çıktı (kontörlü). 1997 de ilk dual bantlı Bosh marka telefon ortaya çıktı. 1999 dan itibaren WAP daha sonra GPRS kullanılmaya başlandı. Bu tezimde, GSM sisteminde kullanılan cihazları, sistemin çalışma şeklini, arama işlemlerinin nasıl yapıldığını ve sistemin insan sağlığı üzerindeki etkisini anlatmaya çalıştım. 3

1- GSM Sistemi GSM sistemi istasyonlardan oluşmuştur. Her bir istasyon bir hücreyi temsil eder (Resim 1.1). Sistemin kullanabileceği frekans aralığı sınırlı olduğu için sistemde kullanılan frekanslar tekrarlanır. Bu ise karışmaya sebep olur. Bunu engellemek için hücrelerin çıkış güçleri ve bulundukları yere bağlı olarak 3 farklı tipe ayrılır. Macro, micro ve pico hücreler. Resim 1.1 Makro Hücre : Büyük alanları kapsayan istasyonlardır. Şehir dışındaki antenler buna örnektir. Mikro Hücre : Küçük alanları kapsayan istasyonlardır. Şehir içindeki antenler buna örnektir. Şehir içine konan antenlerin sayıca fazla olmasının sebebi olarak konuşma kapasitesinin arttırılması örnek verilebilir. Piko Hücre : Çok daha küçük alanları kapsayan istasyonlardır. Bina içindeki antenler yada kısa mesafeli alanlar buna örnektir. Sistemin çalışma şekli, bir a telefonu b telefonunu aradığında bu istek hücrelerden santrale iletilir. Satral b telefonunu bulup gerekli kontroller yapıldıktan sonra a ile b yi görüştürür. 4

Sistemin temel elemanları, baz istasyonu, mobil telefon ve santral dir. İlerde bahsedilecek olan elemanlar baz istasyonu ve santralle alakalı olan denetleme ve doğrulama elemanlarıdır. 1-1- Şebeke Elemanları MS (Mobile Station Mobil İstasyon) : Mobil telefon ve SIM kart mobil istasyonu oluşturur. Bu mobil istasyonların çıkış güçleri en fazla 2W olarak belirlenmiştir. SIM (Subscriber Identity Module AboneTanımlama Modülü) : Abone kimlik doğrulama modülü olarak bilinen SIM kartında, şebeke tarafından verilen ve şebekeye giriş için kullanılan abonelyle ilgili bilgiler bulunur. Bunun dışında konuşmaların nasıl kodlanacağıda SIM de tutulur BTS (Base Transreceiver Station Baz istasyon alıcı-vericisi) : MS in hava arayüzüyle santrale bağlanmasını sağlar. BSC (Base Station Controller Baz İstasyonu Kontrolorü) : Baz istasyonlarını denetleyen santraldir Bu sayı 100 de olabilir. Güç kontrolü ve frekansla ilgilenir. MSC (Mobile Switching Center Mobil Anahtarlama Merkezi) : Mobil anahtarlama merkezi. Bir yada iki BSC, MSC ye bağlı olarak çalışır. Karşılıklı görüşmeleri kontrol eder. Sabit telefon şebekesi ve diğer şebekelerle bağlantılıdır. GMSC (Gateway MSC Ara MSC) : Geçiş 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 ordan gerekli MSC ye bağlanır. HLR (Home Location Register Abone bölge kaydı) : Yer kaydı. Abonenin bilgileri 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. 5

IMSI (Int.Mobile Subscriber Number Mobil Abone Numarası) : Uluslarasası abone tanımlama numarası. Bu numarada abonenin ve şebekenin numarası birliktedir. MCC diye tanımlanan şebeke nin uluslar arası kodu ve MNC diye tanımlanan şebeke nin ülke içi numarasıdır. MSIC ise abonenin numarasıdır. Türkiye de bulunan şebekeler için : MCC : 286 MNC : Turkcell : 01 Telsim : 02 Avea : 03 IMSI = MCC + MNC + MSIC Örnek : 28601905359281774 VLR (Visitors Location Register Misafir (geçici) Bölge Kaydı) : MSC lerde bulunan bir veritabanıdır. HLR a benzer ama geçicidir. O MSC de bulunan abonelerin bilgilerini tutar ve abonenin tam yer bilgisine sahiptir. HLR ın trafiğini azaltır. EIR (Equipment Identity Register Cihaz Tanımlama Kaydı) : SIM deki numara dışında ayrıca telefonlarda da bir tanımlama numarası vardır. IMEI olarak bilinen bu numara telefonun markası ve seri numarasını tutar. Arama sırasında bu IMEI numarası kontrol edilir. Gerekirse cihaz aramaya durdurulur. AuC (Authentication Center Doğrulama merkezi) : Doğrulama ve şifreleme algoritması burada üretilir ve HLR a bildirilir. 1-2- Baz İstasyonu Telefonun şebekeyle ve sistemle iletişim halinde olabilmesi için ona yakın uzaklıkta bir baz istasyonunun (Resim 1.2) olması lazım ki hem cihazın kullanacağı enerji azalsın hemde kullanıcı radyo sinyalinden az etkilesin. 6

Baz istasyonunda bulunan temel elemanlar, GSM için anten, şebekeye bağlanması için link anteni (Resim 1.3) ve konteynerde (Resim 1.4) bulunan baz istasyonunu işletecek kısım olan RBS bulunur. Resim 1.2 Resim 1.3 Resim 1.4 Konteyner in içinde RBS denilen sinyallerin işlendiği kısım, elektrik kesilmesi durumunda yaklaşık 6 saat idare edebilecek akü ve iç sıcaklığı düzenleyecek bir klima vardır. Radio Base Station (RBS Radyo Baz İstasyonu) Sinyal işleme, telefonu şebekeye bağlı tutma, frekans tahsis, sinyalleşme işlemleri, aynı anda birkaç aboneyi konuşturma gibi konuşma ve veri trafiği buradan şebekeye iletilir yada şebekeden alınır telefona gönderilir. RBS lerin tipleri vardır. Önceleri RBS 200 kullanılırken şimdi RBS 2000, RBS 2202, RBS 2206, RBS 2302, RBS 2102 gibi Ericsson un üretmiş olduğu cihazlar kullanılmaktadır. Aralarındaki fark aboneleri konuşturma sayısı ve cihazın az karışık olmasıdır. 7

Resim 1.5 RBS (Resim 1.5) belli kısımlara ayrılmıştır. TRU (Transreceiver Unit Alıcı-verici ünite) : Alıcı verici birim. Sinyallerin modüle edildiği kısımdır. RBS in tipi ve TRU sayısına bağlı olarak bir baz istasyonu aynı anda bir çok kişiyi konuşturabilir. Bir TRU, bir frekansı 8 e böler. Bunlardan biri sinyalleşme kanalı olarak kullanılır. Kalan 7 kanal 7 abonenin aynı anda konuşabilmesi demektir. ECU (Energy Control Unit Enerji Kontrol Ünitesi) : Enerji kontrol birimi. Klimayı, kart sıcaklığını, fanları, aküleri kontrol eder. Eğer sıcaklık -5 ile +45 arasında değilse enerjiyi keser. 8

PSU (Power Supply Unit Güç Kaynağı Ünitesi) : Güç kaynağı. 220V u 24V a çevirir. PSU sayısı TRU sayısına bağlı olarak değişir. 6 TRU için 3 ya da 4 PSU kullanılabilir.(resim 1.6) Resim 1.6 BFU (Battery Full Unit Akü Ünitesi) : Elektrik kesilmesi durumunda devreye giren akülerin çıkış voltajı 21V un altına düşerse enerjiyi keser. Bu değer 21V un üstüne çıktığında tekrar devreye girer. CDU (Combiner Distribution Unit Birleştirme Ünitesi) : Birleştirme Ünitesi. Birkaç tane frekansı tek frekansa birleştirir. Tipleri vardır CDU-A : A tipi CDU. 2 TRU bağlanabilir. Anten girişi 2 tanedir. CDU-C : C tipi CDU. 1 anten çıkışı vardır. 2.CDU varsa max 6 TRU bağlanabilit CDU-C+ : C+ tipi CDU. 2 anten çıkışı vardır CDU-D : 2 anten çıkışı vardır. 12 TRU bağlanabilir 9

1-3- Location Area (LA) GSM sistemi hücrelere ayrılmıştır. Birkaç hücre bir grup oluşturarak bir MSC ye bağlı olarak çalışabilir. Her bir MSC nin altında çalışan baz istasyonu bir bölge sınırı tanımlar. Her bir sınra Location Area ya da MSC/VLR sınırı denir. (Resim 1.7) Avantaj olarak, hareketli bir telefon bir MSC/VLR sınırı içerisinde bulunan baz istasyonları arasında gezdiği sürece santrale her seferinde anten değiştirme bilgisini göndermez. Boş yere trafik oluşturmayı ve telefonun uzun süre dayanmasını sağlar. Ankara nın 6 ya bölündündüğünü ve her bir bölgede 6 MSC ve bu MSC lerin kontrol ettiği 600 tane anten düşünelim. 1. Bölgedeki telefon kendi bölgesinde kaldığı sürece yer değiştirme bilgisi gönderilmeye ihtiyaç yoktur. Ancak bu telefonun kendi bölgesi dışına geçtiğini düşünelim. Telefon, bağlı olduğu baz istasyonun ID sini, frekansını ve bölge numarasını bir önceki bağlı olduğu istasyonla karşılaştırmaktadır. Eğer bölge numara farklılığı varsa telefon başka bir bölgeye geçiş yapmak istediğini santrale bildirir. Onaylandığında telefon diğer bölgeye geçmiş olur. Resim 1.7 10

Resim 1.8 Telefon bölge geçişi yaparken Location Update isteği gönderir yani yer güncellemesi yapar. Resimde (Resim 1.8) telefonun ekranında görüldüğü gibi LAC (Locatin Area Code) değeri 31206 dan 32406 ya değişmiştir. 1-4-Sinyalleşme Kanalları GSM sisteminde konuşma ve sinyalleşme sırasında bir çok kanal kullanılır. Bunlar konuşma ve kontrol kanallarıdır. Bir frekansın 8 zaman dilimine bölündüğünü düşünürsek ilk zaman diliminin (time slot) (TS0) kontrol kanalları için kullanılır. Geri kalan 7 zaman dilimi (TS1, TS2 TS7) ise konuşma için kullanlır 1-4-1-Kontrol Kanalları Sinyalleşme ve konuşma sırasında kullanılan kontrol kanallardır. Time Slot 0 ı kullanır. Bunlar RACH, AGCH, SDCCH, PCH tır RACH (Random Access Channel Rastgele Erişim Kanalı) : Telefon açıldığı zaman sisteme giriş ve konuşma öncesi istek için kullandığı kanaldır. AGCH (Access Grant Channel Erişim Kanalı)) : Konuşma kanalının kullanılacağını beliren kanaldır. 11

SDCCH (Stand Alone Dedicated Control Channel Yalnız Kontrol Kanalı) : Telefon AGCH tan sonraki sinyalleşme kanalıdır. SMS ve konuşma ile ilgili bilgiler bu kanal üzerinden gider. PCH (Paging Channel Tarama Kanalı) : Telefonun bir çağrı yada SMS gelmesi durumunda tarama yaptığı kanaldır. 1-4-2-Konuşma Kanalı Konuşma sırasında kullanılan kanallardır. Time slot 1 ile 7 arasını kullanır. TCH bir konuşma kanalıdır. TCH (Traffic Channel Trafik Kanalı) : Konuşmanın gerçekleştiği kanaldır. 1-5- Şebekeye Kayıt Olma ve Kayıttan Çıkma 1-5-1 Kayıt Olma Cep telefonunuzu açtığınız zaman telefon çevresindeki şebekeleri algılar ve sinyal gücü yüksek olan istasyona bağlanır. Bu herhangi bir şebeke olabilir. Bunun sebebi acil arama yapmak istediğiniz taktirde telefon hazır olarak bekler. Pin kodunu doğru olarak girdiğinizde bu sefer telefon sim kartın bağlı olduğu şebeke 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, telefonunu kendisine kaydeder ve bağlı olduğu MSC kayıt altında tutulur. Telefona ayrıca geçici bir numara verilir. Bu numara TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identitiy) dir. Geçici mobil tanımlama numarasıdır. 1-5-2 Kayıttan Çıkma Telefonunuzu kapattığınız zaman şebekeye kayıttan çıkma talebi gönderilir. Ancak nerde kapattığınız sistemde kaydolur. Kayıttan çıkma işleminin sistem için avantajı, bir kişi 12

arama yapacağı zaman eğer telefon kapalıysa sistem hemen aranan telefonun kapsama alanı dışında olduğunu arayan kişiye bildirebilir. Telefonunuzun şarjı bitti yada bir anlık kapsama alanı dışına çıktığını düşünelim. Sizi arayan kişi uzun bir süre sonra aranan abonenin kapsama alanı dışında olduğunu bildiren bir anons alır. Bu süre sistemin sizi aramak için harcadığı zamandır. Önce santral sınırında nerde olduğunuz daha sonra ülke bazında nerde olduğunuz aranır. 1-6 Cep Telefonunda arama ve aramaya cevap verme olayları Arama yapılmadan önce telefonun sistemde aktif olması gerekmektedir. Eğer aktif değilse santral tarafından abonenin kapsama alanı dışında olduğuna dair bir anons alır. İki türlü arama prosedürü vardır. Biri mobil telefondan yapılan arama diğeri ise mobil telefonun cevapladığı aramadır. 1-6-1 Mobil Orijinli Arama (MO) Bir yer aranacağı zaman arama sizin taraftan yapıldığı için bu mobil orijinli aramadır. Sizin arayacağınız yere bağlı olarak sistem ya sabit hatta yönelecek yada cep telefonu aramasına başlayacaktır. Siz bir yeri arayacağınız zaman telefonunuz önce yapılacak işlem için bir kanal talebinde bulunur. Daha sonra bu kanal üzerinden aramanın yapılacağını bildirir. Sistem telefonu bir güvenlik testinden geçirdikten sonra aranılacak numaranın (b telefonu) yeri önce HLR a sorulur. HLR, telefonun hangi MSC de olduğunu bildirir. MSC, ona bağlı baz istasyonlarına ortak bir mesaj gönderir. Telefonlar beklemedeyken sürekli dinlemede olduğu için bu mesajı alan b telefonu cevap göndererek hazır olduğunu bildirir. Her iki taraf hazır olduğunda konuşma kanalı tahsis edilir ve görüşme başlar. Konuşma kanalı, konuşma bitinceye kadar işgal edilir. 13

1-6-2 Mobil Sonlu Arama (MT) Bu tip arama, arayan kişinin belirli güvenlik aşamasından geçtikten sonra karşı tarafın aramanın yapılacağına dair bilgi almasından sonra cevap verme işlemidir. Mobil orijinli arama geçerlidir. 1-7-Handover (Geçiş) Yolda giderken telefonunuz çaldı ve konuşmaya başladınız diyelim. Bilindiği gibi telefonunuz 7 tane baz istasyonun sinyal seviye listesini tutar. Sinyal seviyesi en yüksek olan baz istasyonunu seçer. Bu istasyondan uzaklaştıkça sinyal seviyesi azalır. Buna karşın başka bir baz istasyonunun sinyal seviyesi artmaktadır. Bu 2. antenin seviyesi bir öncekinin sinyal seviyesinden fazla ise telefon anten değiştirme talebinde bulunur. BSC tarafından bu talep işleme konur ve diğer antene geçiş sinyal kaybı olmadan sağlanır. 3 çeşit handover geçişleri vardır 1-7-1- Intra BSC Handover Aynı BSC de bulunan iki BTS in arasında yapılan geçiştir Konuşma sırasında MS 7 antenin sinyal gücünü BTS e gönderir. BTS bu bilgisi BSC ye gönderir. BSC eğer handover gerektiğini farkederse. MS in gönderdiği listede bulunan ve sinyal seviyesi bağlı olduğu antenden daha iyi ise bu BTS e konuşma kanalı açmasını ister. BSC daha sonra telefonun bağlı olduğu istasyona frekans ve TS değişikliği için gerekli bilgiyi gönderir. MS bu değişikliği uygun TS de gerçekleştirir. MS değişikliği gerçekleştirdikten sonra bunu BTS üzerinden BSC ye gönderir. BSC eski BTS e trafik kanalını kapatmasını bildirir. BSC bilgi amaçlı bu değişikliği MSC ye bildirir. 14

1-7-2-Inter BSC Handover Aynı MSC ve farklı BSC de bulunan iki BTS in arasında yapılan geçiştir Intra dan farklı olarak iki BSC üzerinden yapılan handover dir. BSC tarafından ölçülen sinyal değerleri sırasında eğer MS in başka bir BSC ye bağlı bir BTS e geçmesini gerektiğini farkederse MSC ye başka bir BSC ye geçilmesi gerektiğini bildirir. MSC bu geçişi diğer BSC ye bildirir. Bu BSC boş kanal bulup bir trafik kanalını aktive etmesini ister. Yapılan aktivasyon (frekans ve TS) MSC ye bildirilir. MSC eski BSC ye bu bilgiyi gönderir. MS e yeni trafik kanalı bildirilir. MS handover bilgisini gönderirken BTS, MS e çıkış gücünü ve TA değerini bildirir. Eski trafik kanalları durdurulur ve LU yapılır. 1-7-3-Inter MSC Handover Farklı MSC de bulunan iki BTS in arasında yapılan geçiştir BSC, MS ten aldığı HO mesajını msc e bildirir. MSC diğer MSC ye HO bilgisini gönderir ve geçici bir numara ister. HO talebi yeni BSC ye gönderilir. BSC yeni BTS e kanal açmasını ister. MSC bu bilgileri alır. Handover mesajı ms e bildirilir. MS yeni trafik kanalı üzerinde handover mesajı gönderir. Eski trafik kanalları geri alınır ancak bu sırada eski MSC kontrole devam eder. Konuşma bitiminde LU yapılır ve HLR a bildirilir. 1-8-Baz istasyonu kapasitesi Dışarı çıktığınızda ve şehir içindeyseniz yakın mesafeler içinde bir bir baz istasyonu direği yada binanın çatısında antenler görürsünüz. Çoğu kişinin aklına gelen soruların biri ise neden baz istasyonu antenleri, TV vericileri yada telsiz tekrarlayıcı antenleri gibi bir tane yada birkaç tane konmuyor şeklindedir. Buna iki neden gösterilebilir. Birincisi anten sayısını arttırarak baz istasyonu ve telefondan çıkan sinyal gücünün düşük tutulmasıdır. İkincisi ise bölgenin trafik yoğunluğuna bağlı olarak konması gereken anten sayısıdır. Bir baz istasyonu düşünün. Bu istasyonda üç tane farklı yöne bakan sektör antenleri bulunsun. Her bir sektör anteni 6 TRU ya bağlansa 18 TRU kapasiteli trafiğe eş değer olur. Bu ise 126 kişiyi aynı anda konuşturmaya yeterdir. Ancak her baz istasyonu bu özelliği taşımayabilir. Kimi yerlerde tek sektör antenli ve 2 TRU çalışan baz istasyonları da vardır. Bu ise en fazla 14 kişiyi birden 15

konuşturabilir. Bir bölgede anten planlaması yapılırken bu işin maddi kısmı düşünülerek antenin en fazla nerden trafik alabileceği düşünülür ve buna bağlı olarak ne kadarlık trafik alabileceği hesaplanır. Eğer istasyon olduğundan fazla trafik alıyor ve buna cevap veremiyorsa (blok) o zaman TRU eklenir. Eğer bir bölge çok trafik alıyorsa o zaman anten sayısı artar ama hizmet alanı dardır. Mesela bir sokak arası örnek gösterilebilir. 1-9- Mobil Sistemde Frekans Ayırma Tipleri 1-9-1-FDMA FDMA en eski ve en önemli olan radyo vericilerinin aynı spektrumda veri göndermesini sağlayan sistemdir. Mobil telefonlar için kullanılır. Frekans bandını 30'a böler. Her bir bölüm ses, data gönderme özelliği vardır. FDMA analog sistemlerde kullanılan basit sistemdir. Her kanal sacece 1 kişi için ayrıbalır. FDMA, TACS içinde kullanılır. Resim 1.9 1-9-2-TDMA Her kanalı 3 zaman dilimine böler buda daha fazla bilgi taşınmasını sağlar. DECT sistemlerde de kullanılır. Resim 1.10 16

1-9-3-CDMA Sinyal çoğaltıcı tipidir. Belirli frekans aralığını aynı anda birçok kullanıcıya karıştırarak gönderir. Bir çok sinyali tek bir verici kanalında toplar. Buda bant genişliğini ayarlar. Analog sinyali dijitale çevirir. Binary'e çevrilmiş kodu bu koda uygun olan alıcıya gönderir. Bu nedenle bu kod verici frekansıyla uyumlu olarak gönderilir. Birçok frekans sırası vardır bu nedenle çözülemez. CDMA'da baz istasyonu her bir telefonun çıkış gücünü kontrol edebilir. Sinyallerin karışmaması için örneğin 1 KHz'lik sinyal 100 khz'lik bölmelere ayrıldıysa 10log10(100)=20 db'lik kazanç sağlar. Buda istenmeyen frekansların alınmamasını sağlar. Resim 1.11 1-9-4-DS-CDMA Gönderilen bilgiler küçük parçacıklar halinde belli bir frekans kanalında karşıya gönderilir. Data sinyali gönderilirken daha yüksek bit sırasıyla gönderilir. Chipping kodu sinyal karışmasına karşı gelir ve bir hata olduğunda bunu düzeltir. Frekans atlatıcı sistemler daha az güç harcarlar ve ucuzdur ancak DS-CDMA sistemi daha iyidir. Resim 1.12 17

1-9-5-W-CDMA Her türlü datayı 2 MBps'ye kadar gönderebilir. Giriş sinyalleri dijitalize edilir ve kodlanır. 5 MHz'lik geniş taşıyıcı kullanılır. CDMA dar bant kullanır (200 khz). Resim 1.13 1-10-Baz İstasyonlarında ve Cep Telefonlarında Güç Kontrolü Belki farkında olanlarımız vardır. Biri sizi aradığında yakınınızda bir radyo yada tv varsa 2-3 saniye önce bir sinyalizasyon başlar ve kuvvetlidir daha sonra bu gittikçe azalır Baz istasyonu için avantajı, sinyal gücünü zayıflatarak olası bazı frekansların birbirleriyle karışmasını önlemek. baz istasyonu eğer akü ile çalışıyorsa daha az akım çekmesini sağlamak içindir Cep telefonu için avantajı, aynı şekilde sinyal karışması ve telefonun minimum batarya kullanımı içindir Telefon sürekli sinyal ölçümü yapar ve bunu baz istasyonuna bildirir (saniyede 2 kez). Konuşma sırasında ani değişimler (ör: binaya girme, çukur alanlara girme) olabilir bunu 18

önlemek içinse filtreleme kullanılır. en son sinyalin kayıpsız olarak aktarılması için sinyal gücü arttırılır, fazla ise azaltılır Konuşmaya başladığınızdan itibaren telefon sinyal durumunu bildirir bu sırada eğer istasyondan gelen sinyal seviyesi iyi ise çıkış gücünü azaltmasını ister bu sırada telefon kendi çıkış gücünü azaltır. telefon 2 watt'an başlayarak 0,025 watt'a kadar çıkış gücünü azaltabilir (şehir içinde sinyalin iyi olduğu yerlerde) ancak istasyonun yakınına geldiğinizde bu değer0,012'ye kadar düşebilir Telefonunuzun sinyal seviyesi -85 dbm'e inerse konuşma kalitesi alt sınırındadır. -85 dbm ile -105 dbm arasında ise konuşma kalitesinde düşmeler ve paket kayıplar olur Resim 1.14 Resim 1.15 1-11-GSM'de Transmisyon Problemleri Transmisyon sırasında birçok problemler açığa çıkar bunlar aşağıda belirtilmiştir 1-11-1-Yol Kaybı Mobil istasyon (MS) ile baz istasyon (BTS) arasındaki mesafe arttıkça sinyal zayıflar. Alıcı ile verici arasında engel olmasa da bu durum tüm RF cihazlarında söz konusudur. 19

1-11-2-Gölgeleme MS ile BTS arasında bulunan bina veya tepeler sinyalin zayıflamasına neden olur. Bazı bölgeler dip noktalardır buralarda sinyal yok veya düşük seviyededir. Bu nedenle bunu en aza düşürmek için duruma göre tepelere ve yüksek binalara istasyon kurulur Resim 1.16 1-11-3-Çok yönlü zayıflama Burada ise MS ile BTS arasındaki sinyalleşme yolunun birden fazla olmasından kaynaklanan zayıflamadır Buna Rayleigh zayıflama denir. Örneğin iki bina ve bu binaların birine yakın bir istasyon düşünelim. Sinyalin bir tanesi direkt telefona gelirken diğeri ise 2.binadan yansıyarak telefona ulaşır. Bu bazen sinyalin yok olmasına sebep olabilir. Resim 1.17 1-11-4-Zaman farkı Rayleigh zayıflamadan kaynaklanan bir durumdur. Burada örneğin telefona gelen 2 sinyalin hangisinin gerçek veya yanıltıcı olduğunun tespiti önemlidir. 20

Resim 1.18 1-11-5-Zaman ayarlama Her MS arama sırasında TDMA slotunda bulunan bir zaman dilimine yerleştirilir. BTS bir sinyal gönderdiği zaman buna karşı olarak MS'in verilen zaman dilimi içine sinyali geri göndermesi gerekmektedir. Bu tip sorun yolda giderken BTS ile artan mesafeden kaynaklanır. Buna karşı bir önlem alınmazsa gönderilen data yanlış zaman dilimine yerleştirilir bu da istenmeyen durumdur Resim 1.19 Yukarıdakilere karşı olarak kaybolan sinyallerin düzeltilmesi yapılabilmektedir 1-11-6-Sinyalin araya yerleştirilmesi (Interleaving) Sıralı biçimde alınan paket sırasız biçimde gönderilir. Bunun avantajı paket kaybolsa da tekrar sıralı biçime getirildiğinde eksik paketin tespitidir. 21

Resim 1.20 1-11-7-Anten Mesafe Farklılığı 2 alıcı anten arasına mesafe verilip kullanıldığında birinin almadığı sinyali diğer anten aldığı zaman en sonunda bu alınan sinyaller birleştirilir. Sinyal kaybı azalmış olur. Resim 1.21 22

1-11-8-Yön farkı Bu tip antende 2 yönlü anten bulunur. 45 derece dönüktür. Bazen Tx/Rx anten olarak ta kullanılabilir. Yer kazancı sağlar 1-12-Sinyalleşme Sistemi no7 (SS7) 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. ITU tarafından konulmuş bir standart olup PSTN (Public Switched Telephone Network) dijital sinyalleşme yapan bir şebeke ile kablolu ve kablosuz arama, yönlendirme ve kontrol için bilgi değişimi yapar. 1-12-1-SS7 Ağı ve Protokolü -Arama -Kablosuz servisler, kablosuz dolaşım, abone kontrol -Taşınabilir numara -800'lü servisler -Arama yönlendirme, CLIP/CLIR (arayan no görünür/görünmez), 3 yönlü arama -Verimli ve güvenilir telekomünikasyon için kullanılır. 1-12-2-Sinyalleşme Linkleri SS7, mesajları 56 kbps veya 64 kbps hızla şebeke elemanları tarafından çift yönlü kanalla değiştirilir. Sinyalleşme bant dışında belirli kanallarda yapılır. Konuşma kanalı işgal edilmez. Bu ise: 23

-Arama süresinin kısalmasını -Daha verimli bir şekilde kullanılabilen konuşma kanalını -Akıllı servislerde (veritabanı gibi) kullanılması gereken, şebeke elemanları arasında sesin kullanılmadığı sinyalleşmeyi sağlar 1-12-3-Sinyalleşme Noktaları Her sinyalleşme noktası kendisine özel bir nümerik nokta kodla tanımlanmıştır. Nokta kodlar her mesajın kaynağını ve gönderilecek olan yeri sinyal noktaları arasında değiştirilir. Her sinyalleşme noktası yönlendirme tablosuna bakarak uygun olan sinyalleşme yolunu her mesaj için seçer. 3 sinyalleşme noktası vardır: -SSP (Service Switching Point - Servis Anahtarlama Noktası) -STP (Signal Transfer Point - Sinyal Transfer Noktası) -SCP (Service Control Point - Servis Kontrol Noktası) SSP'ler aramaları başlatır veya durdurur. Bir SSP diğer SSP'ye sinyalleşme mesajıyla hazırlanmasını talep eder, düzenletir veya konuşma devresini başlattırır. Resim 1.22 Sinyal noktaları arasındaki trafik paket anahtarı STP tarafından yönlendirilebilir. STP gelen mesajı giden sinyal linkine gönderir. Hub gibi davrandığı için STP sinyalleşme noktaları arasında gerekli olan direkt linkleri seçer. Bu ise SS7 ağında verimlilik sağlar. STP firewall gibide davranabilir. Diğer operatörlerdeki SS7 mesajlarını engelleyebilir. 24

1-12-4-SS7 Sinyalleşme Linkleri Sinyalleşme linkleri kullanımlarına göre tiplere ayrılır: Resim 1.23 Link A : A (access - erişim) tipi sadece kaynaktan hedefe mesaj iletir Link B : B (bridge - köprü) tipi bir SSP'yi diğer SSP'ye bağlar Link C : C (cross - çapraz) tipi eğer STP'nin başka yönlendirebileceği yer yoksa kullanılır Link D : D (diagonal - köşegen) tipi ikincil STP'yi birincil STP'ye bağlar "B/D link"te denir Link E : E (extended - uzatılmış) tipi A tipi link kullanılamazsa SSP'yi alternatif STP'ye bağlar Link F : F (fully associated - tamamıyla birleştirilmiş) tipi iki sinyalleşme noktasını birleştirir ancak çok kullanılmaz 1-13-Cihaz Tanımlama ve Tespiti Bir cep telefonu sisteme bağlandığında kendisini sisteme tanıtır. Sistem gerekli değerlerin doğru olduğunu görürse (IMEI + SIM) telefonu sisteme kaydeder ve hangi santralde bulunduğu sistemde tutulur. 25

1-13-1-MSISDN (Mobil İstasyon ISDN numarası) Abonenin telefon numarasıdır CC + NDC + SN ile oluşur CC : Country Code : Ülke kodu NDC : National Destination Code : Ulusal Gidilecek kod SN : Subscriber Number : Abone numarası Ör : 90 532 9010000 1-13-2-IMSI (International Mobile Subscriber Identity - Uluslar arası Mobil Tanımlama Numarası) 15 haneli bir numaradır MCC + MNC + MSIN ile oluşur MCC : Mobile Country Code : Mobil Ülke Kodu MNC : Mobile Network Code : Mobil Ağ Kodu MSIN : Mobile Subscriber Identitiy Number : Mobil Abone Tanımlama Numarası Ör : 28601xxxxxxxxxx 1-13-3-IMEI (International Mobile Equipment Identity Cihaz Tanımlama Numarası) Telefonun seri numarasıdır. 15 hanelidir. Eğer bu numara sizin hattınızla birlikte uyuşmuyorsa o zaman sistem eğer isterse sizi sisteme sokmayabilir. 1-13-4-MSRN (Mobile Subscriber Roaming Number Mobil Abone Dolaşım Numarası) Arama yapılırken santralde kendi arasında bir arama yapacaktır. Bu sırada geçici bir numara kullanır. 26

1-13-5-TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity Geçici Abone Kayıt Tanımı) IMSI dışında bir geçici tanımlamadır. Telefon sisteme kaydolduğunda geçici bir tanımlama numarası alır ve her arama ve bölge değiştirmede bu numara değişir. 1-13-6-LAI (Location Area Identity Bölge Tanımı) Bir grup baz istasyonu bir bölge oluşturur. Bu bölgenin de baz istasyonları tarafından ayırt edilmesi için bir bölge numarası taşır. Bölge numarası, santral numarasını da belirtir. 1-13-7-CID (Cell Identity Hücre Tanımı) Her baz istasyonun her anteni bir numara taşır. Bu anten numarasıdır. Resim 1.24 Resimde CID olarak gözüken anten numarasıdır. Bu numarayla tahmini o istasyonun kaç tane anteni olduğunu da bilebiliriz. Bir baz istasyonunda 3 anten varsa verilecek olan anten ID si sıralı olur ör : 1241, 1242, 1243 gibi. 1-13-8-BSIC (Base Station Identity Code Baz İstasyon Tanımlama Kodu) İstasyonları birbirinden ayırt etmek için kullanılır. Eğer aynı BSIC i olan iki istasyon yan yana ise bağlanmak isteyen telefon bağlanamaz. 27

1-14-Roaming (Dolaşım) GSM'in önemli bir özelliği ise abonelerin uluslararası görüşme yapabilmeleridir ancak bunun için gereken abonenin kendi operatörü ile abonenin geçici olarak bağlı olduğu yurt dışı operatörünün birbiriyle anlaşmalı olmasıdır. Yurtdışına iken telefon açıldığında önce GSM bandını tarar. Yayın kanalı (BCCH) taşıyıcısını arar. Sinyali kuvvetli olan istasyondan sistem bilgisini alır (operatör bilgisi). SIM'de bulunan yasak operatörler listesinden bağlı olduğu operatörü arar. Bu listede yoksa IMSI ( = MCC (ülke kodu) + MNC (şebeke kodu) + MSIN (+905xxxxxxxxx) ) gönderir. Onay geldiğinde beklemeye geçer. Resim 1.25 2 abone biri a ülkesinde diğeri b ülkesinde diyelim arama sırasında normal arama prosedürü gerçekleşir ancak bu sırada 2 operatörün Gateway MSC'si ve HLR'si kullanılır. 1, 2'yi aradığında arama a'dan b ülkesine yönlendirilir. b'deki operatör 2'nin a'da olduğunu bulur ve iş a'daki operatöre kalır. Bundan sonra dropback yöntemi denilen bir yöntem kullanılır o da a'daki operatörün 2.abonenin sanki kendi abonesiymiş gibi kendi santrali üstünden 1'i konuşturur. Bu ise işlem kaybını ve arama ücretini azaltır. 28

1-15-SMS (Short Message Service Kısa Mesaj Servisi) Mesaj gönderildiğinde, bu mesaj SMSC'ye (SMS Merkezi) diğer telefonla bağlantı kuruncaya kadar bekletir (28.5 saat). Mesaj gönderme mesajın gönderileceği telefonun numarasının analiziyle yapılır. Mesajın ulaşıp ulaşılmadığı bilgisi gönderilir. SMSC telefonu bulamazsa, beklemede veya ulaşılmadı gibi bir mesaj gönderir SMS'ler maksimum 160 karakterdir -Tanımlama kısmı (mesaj tipi) : 1 byte -Servis merkezi Timestamp : 7 byte. -Adres : max 12 byte -Protokol tanımlayıcı : 1 byte (standart : 0 byte) -Data şifreleme : 1 byte -Data uzunluğu : 1 byte -Data : max 140 byte 7 bit kullanıldığında 160 karakter gönderilebilir ( 140 x 8 / 7 ) 1-16-WAP (Wireless Application Protocol Kablosuz uygulama protokolü) Wap cep telefonuyla yapılan ilk internet erişimidir. GPRS ten farkı sürekli telefonun hatta kalmasıdır ve yavaştır. Telefonun özelliği nedeniyle girilebilecek web sayfaları sınırlıdır. 1-17-GPRS (General Packet Radio Service Paket Radyo servisi) GSM Sistemi teknolojisini kullanlar için yapılmış olan paket radyo erişimidir. Önceleri internete ancak kablolu ağlar ile ISP'ler ile bağlanılırdı. Web, kablosuz internet erişimi için baskı idi. Başlangıç olarak SMS kullanıldı. Daha sonra CSD (Anahtarlı Devre Verisi) kullanıldı ama bunlar kısıtlı idi WAP gibi: yazı tabanlı ve küçük ekran, her zaman açık olmayan ve her bağlantıda yapılacak olan dönüşümler, SMS'ler 160 karakter/mesaj, CSD ise max 9.6 kbps'lik veri sağlaması, sınırlı veri alışverişi, global standardın olmaması. GPRS, WAP'ı daha geliştirip sürekli açık paket veri bağlantısını ucuz şekilde sunar. 29

GPRS'in yapısı GSM sisteminde bulunan HLR, MSC, BSC, BTS dışında Serving GPRS Support Node (SGSN) ve Gateway GPRS Support Node (GGSN) kullanılmaktadır. SCSN, mobil istasyonları (cep tel.) ve hareketlerini coğrafi sınırlar içerisinde izler. Kullanıcı ile şebeke arasında bağlantı kurulumunu sağlar. GGSN, internet ile GPRS alanını APN (Access Point Name) denilen kullanıcı ile şebeke arasında bağlantı kurmasını sağlar. Resim 1.26 GPRS ile chat, resim, video indirme, dosya paylaşımı, mail servis işlemleri, araç takip, uzaktan LAN erişimi, dosya transferi, ev otomasyonu (cihaz kontrolü), güvenlik (alarm, kamera) işlemleri yapılabilir. Veri İletim hızları: Kodlama şemasına göre (CS) veri hızları: CS-1 : 9.05 kbps'lik hız sağlar hata düzeltme oranı yüksektir CS-2 : 13.4 kbps'lik hız sağlar CSD destek servisi CS-3 : 15.6 kbps'lik hız sağlar CS-4 : 21.4 kbps'lik hız sağlar hata düzeltme oranı düşüktür 1 zaman dilimi kullanıldığında CS-1 ile 9.05 kbps'lik hız sağlar 8 zaman dilimi kullanıldığında CS-4 ile 172.4 kbps'lik hız sağlar 30

Daha gelişmiş olan EDGE ise GPRS hızını 3 veya 4 kat hızlandırır 1-18-EDGE (Enhanced Data Rate for GSM Evolution GSM gelişimi için Gelişmiş Veri Hızı) 1. Nesilde AMPS kullanılıyordu ve bu 9,6 kbps lik hız sağlıyordu. Bununla ancak analog ses iletişimi yapılabiliyordu. 2.Nesilde 2000 e kadar GSM hizmeti geldi bununla ise 14.4 kbps ye kadar digital ses iletişimi ve bununla birlikte roaming ve mesajlaşma hizmeti yapılabilmekteydi. 3.Nesle geçişte 2001-2002 de (2.5G) HSCSD (Yüksek hızda devre anahtarlamalı veri - High Speed Circuit Switched Data) ile daha hızlı veri aktarımı yapılabiliyordu 57.6 kbps ye kadar. Bununla birlikte GPRS (General Packet Radio Service) denilen cep telefonu üzerinden wap a girme ve sürekli bağlantı sağlayan paket anahtarlamalı veri kullanıldı 3.nesle doğru yeni jenerasyonun veri başlığı ve kişisel multimedya çevreleri GPRS üzerine kuruludur ve GSM Gelişimi için Gelişmiş Veri Hızı (Enhanced Data rate for GSM Evolution) EDGE adını alır Bu GSM operatörlerinin varolan GSM bantlarında IP tabanlı servisleri ve uygulamaları teorik olarak 384 kbps lik maksimum hızla ve 1 zaman dilimi içinde 48 kbps lik bit rate ile 69.2 kbps lik hızla sağlayabilir. EDGE şebekede yapılacak küçük bir değişiklikle rahat bir şekilde kullanılabilir. TDMA yapısı, kanalı ve 200 khz lik bant genişliğini kullanır. Kullanıcıların internete bağlanmasını, data upload download GSM/GPRS ağından 3 kat daha hızla sunar. GSM operatörleri daha hızlı mobil data erişimi sağlar ve konuşma kanalının (TCH) işgalini azaltır. EDGE mobil topluluğunu UMTS ye (Uluslararası Mobil Telefon Sistemi) 1 adım daha yaklaştırır. GPRS ten daha hızlı veri akışı sağlar ve yeni bir modülasyon tipi ortaya çıkar : 8-PSK 31

8 kanal kullanıldığında 384 kbps lik veri taşıma hızına sahiptir. Asıl adı GSM384 tür. Data servislerini kullanma olanağını verir. Ericsson tarafından UMTS spektrumunu kazanamamış olan şebekeler için geliştirilmiştir. Her hücreye 1 EDGE Alıcı-Verici gereklidir ve BSC (MSC sınırı içinde kalan baz istasyonlarını kontrol eder) software updateleri yapılır. EDGE Alıcı-Vericisi GSM trafiğini idare eder. Gerektiğinde alıcı-verici EDGE moduna geçer. 3G de ise UMTS bulunmaktadır. Bununla 2048 kbps lik veri iletimi yapılabilmektedir. Dolaşımda sağlar. IP kullanılır 1-19-UMTS (Universal Mobile Telecommunication System Uluslar arası Mobil Sistem) Bu sistem çok iyi bir kodlama gerektirir bu nedenle CDMA kullanılmaktadır. UMTS tüm multimedya uygulamalarının cep telefonu ile yapılabileceğini gösterir. Şimdiki telefonlar daha doğrusu sistem ile mail bakabiliyoruz resim göndrebiliyoruz nette gezinebiliyoruz ancak bu hız yetmiyor. örneğin videphone gibi işlemler yapılamıyor. UMTS ile kişi sürekli dolaşımdadır. Kullanıcılar GSM sisteminin onlara verdiği yeni imkanlardan dolayı artık konuşmayı bırakmaktadır bunun yerini data almaktadır. konuşma trafiği : 9,6 kbit/s iken e- mail : 10 kbit/s teleshopping : 100 kbit/s videotelephone : ~500 kbit/s ve videokonferans : 1 MBit/s olarak hesaplanmıştır. UMTS taşıyıcı bantgenişliği Resim 1.27 32

Uplink ve Downlink aynı frekans bandındadır ancak farklı zaman dilimindedirler Bir istasyona çok yüklenildiğinde eskisi gibi blok almayacak istasyon bu durumdan kendisini kurtarmak için kapsadığı alanı küçültecektir. Bu da bir trafiği azaltma örneğidir. istasyona olan uzaklığınız ne kadar fazla ise istasyonun sizinle haberleşmesi için harcayacağı güç daha fazla olacaktır ve bağlantı hızınız buna bağlı olarak etkilenecektir. Makro hücrelerde örneğin 144 kbit/s'lik max hız sağlarken Pico hücreler 2MBit'e kadar hız sağlamaktadır. Telefonlar artık hücreye bağlanmak için broadcast kanalını kullanmayacaktır kodlara bakarak hangi hücreye bağlanması gerektiğini çözecektir. Sistemde yapılacak olan değişiklikler BSC'nin yerini RNC, Site'ın yerini Node B alır. GSM sisteminde BSC'ler bağımsızdır ancak UMTS'te RNC'ler birbirine bağlıdır. Node B : -Hava arayüzü Tx/Rx -Modülasyon -CDMA fiziksel kanal kodlama -Micro Diversity -Hata düzeltme -Kapalı Güç kontrolü RNC : -Radyo kaynak kontrolü -Kanal tahsisi -Güç kontrol ayarı -Handover kontrolü -Macro diversity -Cipher olayı -Bölme toplama -BC sinyalleşme -Açık güç kontrolü Kullanıcı'daki cihazda : -TMSI -IMSI 33

-MSISDN -IMEI (yukardakiler GSM'de kullanılan cihazlarda tanımlı, değişkende olabilir) -P-TMSI -TLLI -IMEISV UMTS IC : -gerektiğinde havadan yapılabilen SIM update -Güvenlik fonksiyonları -Kullanıcı kontrol -Ödeme şekli (post-paid, pre-paid) -Güvenli download 2- Sağlık Kamuoyunda, nükleer ve radyolojik cihazlardan yayılan ve iyonlaştırıcı özelliği bulunan radyasyonla aynı adla anılan, fakat terminoloji benzerliği dışında başka bir benzerliği bulunmayan ve iyonlaştırıcı özelliği olmayan elektromanyetik radyasyon hakkında kavram kargaşası olduğu hususunda toplantıya katılan kurumlarca fikir birliğine varılmıştır. Nükleer radyasyon, yüksek enerjili fotonların yol açtığı iyonlaştırıcı radyasyondur. Baz istasyonlarının neden oldukları ışınım iyonlaştırıcı olmayan radyasyon sınıfında olup, baz istasyonları nükleer radyasyona neden olmazlar. İyonlaştırıcı radyasyon bölgesindeki dalgaların frekansları, baz istasyonlarının çalışma frekansından çok daha yüksektir. Bunlardan; X ışını, γ (GAMA) ışını, α (ALFA) ve β (BETA) parçacıkları iyonlaştırıcı radyasyon sınıfına girmektedir. Bunlar dalga boyları küçük ve yüksek frekanslardaki ışımalar olup, canlı dokulara ve DNA'ya zarar verebilir. Ancak; iyonlaştırıcı olmayan radyasyon bu kapsamda değildir. İyonlaştırıcı olmayan radyasyon kaynakları; baz istasyonlarının yanı sıra radyo-tv vericileri, telsiz, radar, uydu istasyonları, evlerde kullanılan elektrikli alet ve cihazlar, tıbbi tanı ve tedavide kullanılan aletler ile sanayide kullanılan cihazlar vb.dir. Dünyada insan vücudu ve iyonlaştırıcı olmayan radyasyon-elektromanyetik kirlilik arasındaki ilişkiler ve etkilenmelerle ilgili çalışmalar uzun süredir devam etmektedir. Uluslararası düzeyde yapılan çalışmalar ışığında maruz kalınan elektromanyetik alanlar ve maruziyetle 34

ilgili limit seviyeleri belirlenmiştir. Bu çerçevede Dünya Sağlık Örgütünce gönüllü bir kuruluş olarak tanınan, Uluslararası İyonlaştırmayan Radyasyondan Korunma Komisyonunun (ICNIRP) limit değerleri mevcuttur. Dünya Sağlık Teşkilatı'nın Elektromanyetik Alanlar Projesi sonuçlarına göre limitler, uluslararası düzeyde yeniden değerlendirilecektir. Resim 2.1 Verici Tipi Frekans Aralıı Güç Televizyon 200-800MHZ 2,000 W vericileri (VHF) Radyo vericileri 88-108MHz 100-1000W Mobil baz 900MHz 5-20 W istasyonları Bina içi baz 900MHz 0.5 W istasyonları Mobil telefonlar 900MHz 0.25-2 W Tablo 2.1 Bugüne kadar yapılan bilimsel araştırmalar elektromanyetik alan ve dalgaların biyolojik açıdan bazı etkilerinin olduğunu göstermiştir. Bu konudaki araştırmalar halen devam etmektedir. Bu etkiler arasında çeşitli faktörlere bağlı olarak ilgili limit seviyeleri aşıldığı 35

takdirde insan sağlığına zararlı etkileri olabileceği belirtilmektedir. Elektromanyetik alanlar ile sebep oldukları belirtilen çok sayıdaki kronik hastalık veya sağlık sorunu için bütün araştırmacıların üzerinde anlaştığı çok açık neden-sonuç ilişkileri gösterilememektedir. Bununla birlikte, ortaya konan sağlık etkileri ve buna bağlı olarak getirilen maruziyet sınırlamaları dikkate alındığında, biyolojik etkilerin bütün araştırmacılar tarafından kabul edilmesi ve kesinleşmesine kadar, kanıtlanmış sağlık risklerinin varlığı, maruziyet alanlarının çoğalması ve uzun vadedeki olası etkileri göz önünde bulundurulmalıdır. Toplumun, bireylerin ve özellikle risk gruplarının önlenebilir tüm etkilerden korunması için iyonlaştırıcı olmayan radyasyon-elektromanyetik kirlilik ile ilgili tedbirlerin alınması sağlanmalıdır. Bu tedbirler çerçevesinde, Telekomünikasyon Kurumu tarafından 12/07/2001 tarih ve 24460 sayılı Resmî Gazetede yayımlanan "10 KHz-60 GHz Frekans Bandında Çalışan Sabit Telekomünikasyon Cihazlarından Kaynaklanan Elektromanyetik Alan Şiddeti Limit Değerlerinin Belirlenmesi, Ölçüm Yöntemleri Ve Denetlenmesi Hakkındaki Yönetmelik"in hazırlanması safhasında ilgili Kamu Kuruluşları ile koordine edilmiş ve yine elektromanyetik kirliliğin insan yaşamındaki etkilerinin en aza indirilmesi için; gerekli teknik ve idari çalışmalar yapılmış; yönetmeliğin hazırlanması safhasında, Uluslararası İyonlaştırmayan Radyasyondan Korunma Komisyonu (ICNIRP) limitlerinin tek bir cihaz için ¼'ü, ortamın toplam değeri için bu limitler bire bir kabul edilmiştir. Bu çerçevede; konu Yönetmelik kapsamında yer alan sabit telekomünikasyon cihaz ve sistemlerinden yayılan elektromanyetik dalganın çevre ve insan sağlığı üzerinde meydana getirebileceği etkileri minimuma indirgemek amacıyla belirlenen elektromanyetik alan limit değerlerinin aşılmadığı güvenli alanların sağlanması ve sabit telekomünikasyon cihazlarının (örneğin Baz İstasyonları) konu yönetmelikte belirtilen tüm kriter ve limit değerlere uygun olarak, Güvenlik Sertifikası alınması suretiyle, kurulması amaçlanmıştır. Sonuç olarak: baz istasyonlarının da kaynakları arasında bulunduğu elektromanyetik alanların ilgili limit değerlerinin aşıldığı takdirde insan sağlığına olumsuz etkisi mevcuttur. (Örneğin ısıl etki...) Bu istasyonlarda, ilgili yönetmelikteki uluslararası değerlerle uyumlu limit değerlerin aşılmaması, uygun yer seçimi ve işletme koşullarını taşımaları halinde mevcut veriler ışığında endişe edilecek bir durum bulunmamaktadır. 36

2-1-SAR (Specific Absorption Rate Özgül Soğurma Hızı) SAR (Specific Absorption Rate) yani özgül soğurma hızı, elektromanyetik enerjinin vücut dokuları tarafından soğurulma hızıdır. Birimi W/kg'dır. Bugüne kadar yapılan çalışmalar insan vücudunun 1 0 C sıcaklık artışını düzenleyemediğini ve bazı sorunlar yarattığını göstermiştir. İnsan vücudunda 1 0 C sıcaklık artışı için bir kilogram doku başına 4 W güç soğurulması gerekmektedir. İnsanların genel yaşam alanlarında bu değerin 50'de biri olan 0,08 W/kg SAR sınır değeri olarak kabul edilmiştir. Kafa kısmı için ise bu değer 2 W/kg dır. Özgül soğurma hızının doğrudan ölçülmesi hemen hemen imkansızdır. Bu yüzden, sınır değerlerin belirlenmesinde kolay ölçülebilen ve/veya gözlemlenebilen parametreler kullanılmaktadır. Bu parametreler, elektrik alan şiddeti, manyetik alan şiddeti ve güç yoğunluğudur. Bir noktadaki elektromanyetik enerji miktarı, kaynağından olan uzaklığa, kaynağın etkin çıkış gücüne ve yayılım ortamına bağlıdır. Bazı cep telefonlarının SAR değerleri Bosch GSM-908 1,59 Pl G1800-fixed 1,41 Ericsson A1228D 1,35 Nokia 3110 1,24 Siemens a50 0,97 Nokia 3330 0,96 Nokia 3310 0,96 Siemens s45 0,95 Ericsson GH688 0,95 Ericson p900 0,91 Ericsson SH688 0,91 Siemens c45 0,93 Ericsson t610 0,89 Ericsson t630 0,89 Ericsson A1018s 0,88 Nokia 3300 0,87 Nokia 6110 0,87 Ericson t100 0,84 Nokia 8310 0,82 Nokia 6820 0,82 Nokia 6310i 0,81 Nokia 6510 0,81 Nokia 3410 0,81 Nokia 3210 0,81 Nokia 6600 0,80 Ericsson S828 0,77 Nokia 3100 0,76 Nokia 3660 0,75 Nokia 5510 0,74 Nokia 3650 0,72 Siemens C25 0,72 Motorola cd930 0,70 Ericsson i888 0,69 Nokia 1100 0,67 Nokia 3510i 0,66 Nokia 3510 0,66 37

Ericsson p800 0,64 Siemens a55 0,49 Nokia 7210 0,63 Siemens c55 0,49 Nokia 6610 0,63 Ericsson t68i 0,49 Siemens s55 0,62 Ericsson t68 0,49 Siemens sl55 0,62 Nokia 2110 0,44 Nokia 5210 0,62 Nokia 8850 0,43 Nokia 7250i 0,60 Ericsson SH888 0,42 Nokia 7250 0,60 Sony CMDX-1000 0,41 Nokia 6100 0,60 Motorola v60i 0,38 Nokia 5100 0,60 Mot Startac130 0,38 Nokia 3200 0,56 Nokia n-gage 0,37 Nokia 2100 0,55 Nokia 7650 0,35 Sony CMD-C1 0,55 Nokia 7600 0,35 Siemens sx1 0,52 Nokia 9210 0,34 2-1-1-Limit Değerler Telsiz iletişim cihazlarının ortama yaydıkları elektromanyetik alan etkisi altında kalan kişilerin, emniyet ve güvenle sürekli bulunabilecekleri alan şiddeti seviyeleri için Avrupa ülkelerinde de en yaygın kullanılan limit değerler 18 Avrupa ülkesi tarafından kabul edilen CENELEC ve 42 Dünya ülkesi tarafından benimsenen ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection-Uluslararası İyonlaştırmayan Radyasyondan Korunma Komisyonu) limitleridir. Diğer taraftan yalnızca 5 dünya ülkesi muhtemel olumsuzluklar olabileceğini değerlendirmek suretiyle ülkelerinde uygulanacak limit değerini CENELEC ve ICNIRP değerlerinden daha aşağıda belirlemiştir. Tabloda verilen "genel halk için CENELEC ve ICNIRP değerlerinde koruma oranı" 50 kat olarak benimsenmişken, bizim Yönetmeliğimizle bu koruma oranı 800 kata yükseltilmiştir. 38

İlgili Standart Mesleki Maruz Kalma Tüm vücut Bölgesel SAR (Baş Bölgesel SAR (Kol Frekans aralığı ortalama SAR Gövde) Bacak) W/kg W/kg W/kg ICNIRP 0.4 10 20 CENELEC/TSE 10 MHZ-10 GHZ 0.4 10 20 İlgili Standart Genel Halk Maruz Kalma Tüm vücut ortalama Frekans aralığı SAR Bölgesel SAR (Baş Gövde) Bölgesel SAR (Kol Bacak) W/kg W/kg W/kg ICNIRP 0.08 2 4 CENELEC/TSE 10 MHZ-10 GHZ 0.08 2 4 Tıbbi cihazların karıştırmaya maruz kalmaması bakımından limit değerlerin sağlık kuruluşları civarında daha da düşük düzeyde uygulanması hükmü getirilmiştir. 2-2-Güvenlik Mesafesi Tanımı ve Güvenlik Sertifikası Yönetmeliğin limit değerleri ve Güvenlik Mesafesi hesabı kullanılmak suretiyle, sabit telekomünikasyon cihaz ve sistemlerinin civarında insanların emniyet ve güvenle sürekli bulunabilecekleri güvenli alanlar belirlenebilmektedir. Telekomünikasyon Kurumu bir sabit telekomünikasyon cihaz veya sistemi kurma izni ancak insanların yaşadığı mekanlar ve tüm bina ve bahçe müştemilatıyla birlikte okul öncesi ve temel eğitim kurumlarının güvenli alanda bulunabilmesi halinde verilmektedir. Bir sabit telekomünikasyon cihaz ve sistemine kurma izni öncesi Telekomünikasyon Kurumu tarafından bir Güvenlik Sertifikası düzenlenerek güvenli alan belgelendirilmektedir. 39

Daha sonra istasyonun kurularak hizmete verilmesi aşamasında yapılacak teknik ölçüm ve kontrollerin, Yönetmelik hükümleri açısından belirtilen güvenli alan içinde uygun bulunması halinde Güvenlik Sertifikası onaylanmaktadır. Güvenlik Sertifikasının istasyonda vatandaşlarımızın kolayca görebileceği bir konuma asılması ve bu suretle istasyon etrafındaki güvenli bölgenin herkes tarafından bilinmesi mümkün olmaktadır. Ayrıca Güvenlik Sertifikaları çerçevesinde sabit telekomünikasyon cihaz ve sistemlerinin sürekli denetimi yapılarak, zaman içinde ortaya çıkması muhtemel olumsuzlukların da önü alınabilecektir. Bazı Cihazların RF Manyetik Alan Değerleri (50 Hz de) Güvenlik sınırı : 5000 μt Nesne Elektrik Alan (V/m) Manyetik Alan (μt) 400 kv Elektrik Hattı 1000-10000 8-40 25m uzakta Elektrikli tren 300 50 İçerde Mikrodalga fırın, 850W, 2450 MHz 2000 Kabinde Mikrodalga fırın, 850W, 2450 MHz <1.5 4-8 30 cm uzakta Elektrik prizi 100 0.2 Elekt.hattından uzak Elektrikli cihazlar 10-250 30 cm uzakta Radyo 180 1 30 cm uzakta Ütü 120 0.12-0.3 30 cm uzakta Buzdolabı 120 0.01-0.25 30 cm uzakta Tost makinesı 80 Saç kurutma makinesı 80 0.01-7 30 cm uzakta TV yada moitör 10-60 0.01-0.15 1 m uzakta Elektrikli ocak 8 0.15-0.5 30 cm uzakta Ampul 5 Dual bant GSM < 1 40

Kaynak Maksimum Maruz kalma Elektrik alan (V/m) Magnetic flux density (µt) Doğal elektrik alan 200 70 (Earth's magnetic field) Elektrik prizi (nakil hattan uzak) 100 0.2 Elektrik prizi (nakil hata yakın) 10 000 20 Elektrikli tren 300 50 TV yada monitör 10 0.7 Maksimum Maruz kalma (W/m 2 ) Mikrodalga fırın 0.5 Radar 0.2 TV-Radyo vericisi 0.1 Baz istasyonu 0.1 2-2-1-Okul Ve Sağlık Kuruluşlarında Güvenlik Mesafesi 2-2-1-1-Okullar Okul öncesi ve temel eğitim kuruluşlarının bahçe duvarının güvenlik mesafesi dışında tutulması ve yapılacak ölçümde okul bahçesi içinde her noktada elektrik alan şiddetinin 10 V/m değerinden daha düşük olması öngörülmüştür. 41

2-2-1-2-Sağlık Kuruluşları Avrupa ülkelerinde de uygulandığı şekilde tıbbi cihazların etkilenmemesi bakımından bunların çalıştırıldıkları yerlerde, Elektromanyetik Uyumluluk (EMC) çerçevesinde Uluslararası standartlara göre belirlenmiş olan sabit telekomünikasyon cihazları tarafından oluşturulan elektrik alan şiddetinin ortamdaki değerinin 3 V/m'yi aşmaması gerekmektedir. Bu, insan sağlığı için değil, sadece bazı tıbbi cihazların ortamdaki elektromanyetik alandan etkilenmemesi için alınmış bir tedbirdir. 2-2-2-Güvenlik Mesafe Hesabı D = 30 P 10 G /10 E P: Cihaz çıkış gücünü (Watt), G: Anten kazancını (dbi), E: Elektrik alan limit değerini (tek bir cihaz için limit değeri : 10.23 V/m) D: Güvenlik mesafesini (metre) belirtir Örnek P = 7.943 W G = 15.5 dbi E = 10.23 V/m için 15,5/10 30 7,943 10 D = = 8,927 metre 10,23 bulunur 42

REFERANSLAR 1- Ericsson GSM Survey 2- www.tk.gov.tr 3- Elektromanyetik Dalgalar ve İnsan Sağlığı Sıkça Sorulan Sorular, Yanıtları, Tübitak, 2001 4- http://uk.pricerunner.com/phones/mobile-phones/browse 5- http://www.astrosurf.com/lombry/qsl-em-radiation2.htm 6- http://www.who.int/peh-emf/about/whatisemf/en/index4.html 43