Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τμήμα Πληροφορικής Ασύρματα Δίκτυα Ασύρματα Δίκτυα Ευρείας Περιοχής Διδάσκων: Ευάγγελος Παπαπέτρου 1
Διάρθρωση Κυψελοειδή Δίκτυα επαναχρησιμοποίηση συχνοτήτων οργάνωση κυψελοειδών δικτύων λειτουργία κυψελοειδών δικτύων μεταπομπή διάδοση ραδιοκυμάτων σε κυψελοειδή συστήματα διαχείριση τηλεπικοινωνιακής κίνησης κυψελοειδή συστήματα πρώτης, δεύτερης και τρίτης γενιάς Δορυφορικά Δίκτυα 2
Κυψελοειδή Δίκτυα 3
Εισαγωγή Στόχοι κυψελοειδών δικτύων προσφορά υπηρεσιών σε μεγάλες περιοχές υποστήριξη πολλών κινητών χρηστών μεγάλη χωρητικότητα (συνάρτηση του εύρους ζώνης συχνοτήτων) Περιορισμοί περιορισμένο εύρος ζώνης συχνοτήτων απαίτηση ηγια σχετικά μικρή ισχύ εκπομπής Κεντρική ιδέα: Χωρική επαναχρησιμοποίηση συχνοτήτων χρήση ίδιου εύρους ζώνης συχνοτήτων στο διαφορετικές περιοχές 4
Επαναχρησιμοποίηση Συχνοτήτων (1/6) Χωρική ήμονάδα επαναχρησιμοποίησης η η συχνοτήτων: συστάδα κυψελών (cluster) περιοχή στην οποία όλες οι διαθέσιμες συχνότητες του συστήματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν Πρόβλημα: Χρήστες με ίδιες ή γειτονικές συχνότητες μπορούν να δημιουργήσουν παρεμβολές αν: ανήκουν στην ίδια συστάδα και βρεθούν κοντά μέσα σε αυτή ανήκουν σε γειτονικές συστάδες και βρεθούν κοντά στα όρια γειτνίασης 5
Επαναχρησιμοποίηση Συχνοτήτων (2/6) Λύση στο πρόβλημα των παρεμβολών: δημιουργία πολλών υποπεριοχών (κυψελών) μέσα στη συστάδα κάθε συστάδα αποτελείται από το ίδιο πλήθος κυψελών Κυψέλη (cell): περιοχή όπου χρησιμοποιείται μια συγκεκριμένη ομάδα συχνοτήτων χρήστες σε διαφορετικές κυψέλες χρησιμοποιούν διαφορετικές ομάδες συχνοτήτων το σύνολο των ομάδων συχνοτήτων μιας κυψέλης είναι: πλήθος ομάδων συχνοτήτων σε μια συστάδα πλήθος κυψελών σε μια συστάδα 6
Επαναχρησιμοποίηση Συχνοτήτων (3/6) Υπάρχουν πολλές κυψελοειδείς γεωμετρικές διατάξεις με διαφορετικό σχήμα: τετράγωνο, εξάγωνο, κοκ με διαφορετικό αριθμό κυψελών ανά συστάδα 7
Επαναχρησιμοποίηση Συχνοτήτων (4/6) Ο αριθμός των κυψελών σε μια συστάδα ονομάζεται συντελεστής επαναχρησιμοποίησης (reuse factor) Συνήθως χρησιμοποιούνται εξαγωνικές δομές ο αριθμός των κυψελών σε κάθε συστάδα μπορεί να είναι: 2 2 N i j i j i j = + +, = 0123 0,1, 2,3,... η απόσταση μεταξύ γειτονικών κυψελών είναι (R=ακτίνα κυψέλης): ) d = 3R η ακτίνα της συστάδας είναι: D = 3NR 8
Επαναχρησιμοποίηση Συχνοτήτων (5/6) Η χρήση κυψελών εξασφαλίζει μια ελάχιστη απόσταση μεταξύ χρηστών με ίδιες συχνότητες ίδιες κυψέλες σε διαφορετικές συστάδες χρησιμοποιούν τις ίδιες συχνότητες η ελάχιστη απόσταση είναι (περίπου) η ακτίνα της συστάδας (D) 9
Επαναχρησιμοποίηση Συχνοτήτων (6/6) Παρεμβολές μεταξύ χρηστών με γειτονικές συχνότητες εξακολουθούν να υπάρχουν σε επίπεδο κυψέλης Λύση: οι συχνότητες μιας κυψέλης δεν πρέπει να είναι γειτονικές σε κάθε κυψέλη ανατίθεται μια ομάδα συχνοτήτων Πολύπλοκοι αλγόριθμοι καθορίζουν την κατανομή συχνοτήτων (μοντέλο επαναχρησιμοποίησης) σε κάθε κυψέλη στόχος η ελαχιστοποίηση των παρεμβολών Ομάδα 1 Ομάδα 2 10
Αρχιτεκτονικές για αυξημένη χωρητικότητα (1/2) Η αύξηση της τηλεπικοινωνιακής κίνησης επιβάλλει την αύξηση η της χωρητικότητας η Διάφορες τεχνικές μπορούν να εφαρμοστούν: χρήση νέων συχνοτήτων δυναμική εκχώρηση συχνοτήτων σε κυψέλες χρήση κυψελών διαφορετικών μεγεθών μικρότερες κυψέλες σε περιοχές με μεγαλύτερη κίνηση τμηματοποίηση κυψελών δημιουργία τμημάτων (sectors) με χρήση κατευθυντικών κεραιών χρήση μικροκυψελών 11
Αρχιτεκτονικές για αυξημένη χωρητικότητα (2/2) Μικροκυψέλες κυψέλες πολύ μικρών διαστάσεων για αύξηση χωρητικότητας μείωση ακτίνας κατά παράγοντα F αύξηση σταθμών βάσης κατά παράγοντα F 2 μειωμένη εκπεμπόμενη ισχύς 12
Οργάνωση Κυψελοειδούς Συστήματος (1/2) Κάθε κυψέλη εξυπηρετείται από ένα σταθμό βάσης (base station) Ένας σταθμός βάσης: λειτουργεί στις συχνότητες της κυψέλης περιέχει έναν πομπό και ένα δέκτη περιλαμβάνει και μια μονάδα ελέγχου Η μονάδα ελέγχου είναι επιφορτισμένη με: τις λειτουργίες δικτύου, π.χ. δρομολόγηση τη διαχείριση των κινητών χρηστών που μπορεί να εισέρχονται ήνα εξέρχονται από την κυψέλη 13
Οργάνωση Κυψελοειδούς Συστήματος (2/2) Κέντρο μεταγωγής κινητών τηλεπικοινωνιών (Mobile Telecommunications Switching Office MTSO) υπεύθυνο για το συντονισμό των σταθμών βάσεων Είδη καναλιών επικοινωνίας: κανάλια ελέγχου (control channels) κανάλια τηλεπικοινωνιακής κίνησης (traffic channels) μεταφέρουν τα δεδομένα των χρηστών 14
Λειτουργία Κυψελοειδούς Συστήματος (1/3) Εκκίνηση κινητού σταθμού επιτήρηση ισχύος σε διαφορετικές συχνότητες και επιλογή καλύτερης κυψέλης ενημέρωση MTSO Κλήση έλεγχος διαθέσιμων καναλιών αίτημα προς MTSO 15
Λειτουργία Κυψελοειδούς Συστήματος (2/3) Τηλεειδοποίηση αναζήτηση από το MTSO του σταθμού βάσης που εξυπηρετεί το τερματικό προορισμού Αποδοχή κλήσης ενημέρωση του MTSO από το τερματικό προορισμού δέσμευση καναλιού ροή δεδομένων 16
Λειτουργία Κυψελοειδούς Συστήματος (3/3) Μεταπομπή αλλαγή κυψέλης από ένα τερματικό κατά τη διάρκεια της κλήσης η διαδικασία διεκπεραιώνεται αυτόματα από το MTSO δέσμευση καναλιού στην κυψέλη προορισμού 17
Μεταπομπή (Handoff Handover) (1/3) Ορισμός: αλλαγή της κυψέλης εξυπηρέτησης ενός τερματικού κατά τη διάρκεια μιας συνδιάλεξης αλλαγή καναλιού (συχνότητας) επικοινωνίας Πρόβλημα: αβεβαιότητα ύπαρξης καναλιού στην κυψέλη προορισμού η ύπαρξη διαθέσιμου καναλιού δεν είναι δεδομένη πιθανός βίαιος τερματισμός (forced termination) της συνδιάλεξης Λύσεις: δέσμευση καναλιών για μεταγωγή δυναμική ανάθεση καναλιών, κα 18
Μεταπομπή (Handoff Handover) (2/3) Αλγόριθμοι για την πραγματοποίηση της μεταπομπής σχετική ένταση σήματος η ισχύς από ένα γειτονικό σταθμό βάσης γίνει μεγαλύτερη από την τρέχουσα ισχύ φαινόμενο ping pong σχετική ένταση σήματος με κατώφλι πρέπει επιπλέον η τρέχουσα ισχύς να είναι κάτω από ένα κατώφλι σχετική ένταση σήματος με υστέρηση η ισχύς από ένα γειτονικό σταθμό είναι μεγαλύτερη κατά ένα όριο από την τρέχουσα ισχύ σχετική ένταση σήματος με κατώφλι και υστέρηση συνδυασμός των δύο προηγούμενων τεχνικών 19
Μεταπομπή (Handoff Handover) (3/3) 20
Διάδοση Ραδιοκυμάτων σε Κυψελοειδή Συστήματα (1/2) Ο προσδιορισμός της λαμβανόμενης ισχύος είναι σημαντικός για τη σχεδίαση του συστήματος ικανοποιητική ισχύς για λήψη και ταυτόχρονα μικρή ισχύς παρεμβολών πολύπλοκα φαινόμενα διάδοσης λόγω κίνησης, π.χ. πολλαπλές οδεύσεις Μοντέλα λαμβανόμενης ισχύος προσεγγιστικά μοντέλα χρησιμοποιούνται γνωστότερο μοντέλο: Okumura/Hata 21
Διάδοση Ραδιοκυμάτων σε Κυψελοειδή Συστήματα (2/2) Μοντέλο απωλειών Okumura/Hata L = 69.55 + 26.16log f 13.82log h A( h ) + (44.9 6.55log h)logd db c t r t f c φέρουσα συχνότητα 150 1500 MHz h t ύψος κεραίας εκπομπής 30 300300 m h r ύψος κεραίας λήψης 1 10 m d απόσταση ζεύξης 1 20 Km A(h r ) συντελεστής διόρθωσης για το ύψος της κινητής κεραίας μικρή ήήή μεσαίου μεγέθους πόλη A( h ) = (1.1log f 0.7) h (1.56log f 0.8) db r c r c μεγάλη πόλη A h h db f MHz 2 ( r) = 8.29[log(1.54 r)] 1.1, c 300 A h h db f MHz 2 ( r) = 3.2[log(11.75 r)] 4.97, c 300 22
Διαχείριση Τηλεπικοινωνιακής Κίνησης (1/4) Κάθε κυψέλη χαρακτηρίζεται από μια χωρητικότητα (Ν κανάλια ήχρήστες) προσδιορίζει τον μέγιστο αριθμό των ταυτόχρονα εξυπηρετούμενων χρηστών από έναν πληθυσμό L χρηστών σύστημα FDMA: χωρητικότητα συνάρτηση του εύρους ζώνης συχνοτήτων σύστημα TDMA: χωρητικότητα συνάρτηση των χρονοθυρίδων Αφρακτικό σύστημα (Non blocking system) L<=N Σύστημα έμφραξης (blocking system) L>N τα πραγματικά συστήματα ανήκουν στην κατηγορία αυτή 23
Διαχείριση Τηλεπικοινωνιακής Κίνησης (2/4) Σε ένα σύστημα έμφραξης μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές στρατηγικές απόρριψη μπλοκαρισμένων κλήσεων (LCC) καθυστέρηση μπλοκαρισμένων κλήσεων (LCD) κράτηση μπλοκαρισμένων κλήσεων (LCΗ) Για τη σχεδίαση ενός συστήματος έχει ιδιαίτερη σημασία η μελέτη της απόδοσή του με βάση πιθανότητα φραγής (ή μπλοκαρίσματος) μέση καθυστέρηση εξυπηρέτησης Η μελέτη της απόδοσης μπορεί να γίνει με χρήση της θεωρίας αναμονής (queuing theory) 24
Διαχείριση Τηλεπικοινωνιακής Κίνησης (3/4) Ορισμοί θεωρίας τηλεπικοινωνιακής κίνησης λ μέσος ρυθμός νέων κλήσεων στο σύστημα t m μέση διάρκεια μιας κλήσης ένταση τηλεπικοινωνιακής κίνησης A = λ t m Σύστημα LCC (σύστημα Erlang B) πιθανότητα φραγής (ή μπλοκαρίσματος) P = b N N A N! A x x x= 0! διακινούμενη τηλεπικοινωνιακή κίνηση C = (1 P) A b 25
Διαχείριση Τηλεπικοινωνιακής Κίνησης (4/4) Επίδραση ημεταπομπήςμ 26
Κυψελοειδή Συστήματα 1 ης γενιάς Βασικό χαρακτηριστικό: Αναλογικά συστήματα Αναπτύχθηκαν ανεξάρτητα σε Βόρεια Αμερική και Σκανδιναβία Advanced Mobile Phone Service (AMPS) Βόρεια Αμερική Βασικό μειονέκτημα: Χωρητικότητα vs χρήση συχνοτήτων 27
Advanced Mobile Phone Service (AMPS) (1/2) Αναπτύχθηκε από την AT&T τη δεκαετία του 1980 υιοθετήθηκε και χρησιμοποιήθηκε ευρέως σε Νότιο Αμερική, Αυστραλία και Κίνα Αναλογικό σύστημα διαμόρφωση συχνότητας Φασματική εκχώρηση η τεχνική FDMA 2 μπάντες συχνοτήτων των 25MHz (χωρισμένες ρ μ ς σε 2 τμήματα των 12.5 MHz) 416 κανάλια των 30KHz 21 κανάλια ελέγχου των 10Kbps 28
Advanced Mobile Phone Service (AMPS) (2/2) Παράμετροι λειτουργίας 29
Κυψελοειδή Συστήματα 2 ης γενιάς (1/2) Βασικό χαρακτηριστικό: Ψηφιακά συστήματα υψηλότεροι ρυθμοί μετάδοσης υποστήριξη ψηφιακών υπηρεσιών μεγαλύτερη χωρητικότητα Χαρακτηριστικά λειτουργίας ψηφιακά δεδομένα ψηφιακή διαμόρφωση κρυπτογράφηση ανίχνευση και διόρθωση σφαλμάτων τεχνική πρόσβασης: TDMA ή CDMA (σε συνδυασμό με FDMA) 30
Κυψελοειδή Συστήματα 2 ης γενιάς (2/2) 31
Σύστημα GSM (1/6) Global System Mobile Communications (GSM) αναπτύχθηκε το 1990 Ευρωπαϊκό πρότυπο για κυψελοειδή συστήματα 2 ης γενιάς χρησιμοποιείται ευρέως σε όλο τον κόσμο: 750Μ χρήστες στα τέλη του 2000 Αρχιτεκτονική συστήματος Κινητός σταθμός (Mobile Station) Υποσύστημα σταθμού βάσης (Base Station Subsystem BSS) Υποσύστημα Δικτύου (Network Subsystem) 32
Σύστημα GSM (2/6) 33
Σύστημα GSM (3/6) Κινητός σταθμός κινητή συσκευή (Mobile Equipment ME) μονάδα ταυτότητας συνδρομητή SIM αναγνώριση χρήστη και επιλογές λειτουργίας Υποσύστημα σταθμού βάσης ένας ή περισσότεροι πομποδέκτες σταθμού βάσης (Base Transceiver Station BTS) κάθε BTS ορίζει μια κυψέλη με μέγεθος 100m 35Km ελεγκτής σταθμού βάσης (Base Station Controller BSC) έλεγχος πόρων των BTS s μεταπομπή μέσα στο υποσύστημα 34
Σύστημα GSM (4/6) Υποσύστημα Δικτύου κέντρο μεταγωγής (Mobile switching center) υπεύθυνο για λειτουργίες δικτύου, π.χ. δρομολόγηση, κλπ βάση δεδομένων καταχωρητή θέσης έδρας (Home location register HLR) διατηρεί πληροφορίες για συνδρομητές που ανήκουν σε αυτή βάση δεδομένων καταχωρητή θέσης επισκεπτών (Visitor location register VLR) διατηρεί πληροφορίες για επισκέπτες συνδρομητές, ένδειξη της θέσης βάση δεδομένων κέντρου πιστοποίησης (Authentication center AuC) βάση δεδομένων ταυτοτήτων συσκευών (Equipment identity register EIR) 35
Σύστημα GSM (5/6) Ζεύξεις ραδιοκυμάτων GSM δύο μπάντες των 25MHz 935 960 MHz επικοινωνία από σταθμό βάσης 890 915 915 MHz επικοινωνία προς σταθμό βάσης τεχνική πολυπλεξίας: TDMA/FDMA FDMA: 125 αμφίδρομα κανάλια των 200KHz (270,833 Kbps) TDMA: 8 χρονοθυρίδες (15/26 msecs) 156,25 bits ρυθμός για κάθε χρήστη = 22,8Kbps αλλαγή συχνότητας σε κάθε πλαίσιο TDMA (4,615 msecs) 36
Σύστημα GSM (6/6) 37
Συστήματα 2 ης γενιάς με CDMA (1/2) Βασική τεχνική: DSSS Πλεονεκτήματα: διαφορισμός συχνότητας: ανθεκτικότητα σε ριπές θορύβου, επιλεκτικές διαλείψεις, κα αντίσταση πολλαπλών διαδρομών: εξάλειψη συνιστωσών λόγω χαμηλής αυτοσυσχέτισης του κώδικα διασποράς απόρρητο επικοινωνίας ομαλή υποβάθμιση: βαθμιαία μείωση της προσφερόμενων υπηρεσιών με την αύξηση των χρηστών μεγαλύτερη χωρητικότητα 38
Συστήματα 2 ης γενιάς με CDMA (2/2) Μειονεκτήματα: αυτοπαρεμβολή (self jamming): ακύρωση ορθογωνιότητας κωδίκων λόγω πολλαπλών διοδεύσεων πρόβλημα κοντινών μακρινών αποστάσεων: ισχυρές παρεμβολές από κοντινούς (στο σταθμό βάσης) χρήστες ομαλή μεταπομπή (soft handoff): συνθετότερη διαδικασία 39
Κυψελοειδή Συστήματα 3 ης γενιάς (1/3) Ζητούμενο: πολύ υψηλές ταχύτητες υποστήριξη πολυμεσικών υπηρεσιών Πρωτοβουλίες για προτυποποίηση ITU: IMT 2000 καθόρισε τις επιθυμητές δυνατότητες των συστημάτων τρίτης γενιάς ETSI: UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) Wideband CDMA IMT TC ή TD CDMA 40
Κυψελοειδή Συστήματα 3 ης γενιάς (2/3) 41
Κυψελοειδή Συστήματα 3 ης γενιάς (3/3) Προδιαγραφές της ITU ποιότητα φωνής συγκρίσιμη με PSTN 144Kbps σε κινητούς χρήστες με μεγάλη ταχύτητα 384Kbps σε πεζούς ή αργά κινούμενους χρήστες 2048Kbps για δικτύωση γραφείου συμμετρικοί και ασύμμετροι ρυθμοί μετάδοσης υποστήριξη μοντέλου επικοινωνίας ανάλογου αυτού του διαδικτύουδ μεταγωγή κυκλώματος και πακέτου αποδοτικότερη αξιοποίηση φάσματος ευελιξία εισαγωγής νέων υπηρεσιών & τεχνολογιών 42
Δορυφορικά ρ Δίκτυα 43
Εισαγωγή (1/3) Πλεονεκτήματα δορυφορικών συστημάτων Κάλυψη παροχή υπηρεσιών σε περιοχές που δεν καλύπτονται από τα επίγεια δίκτυα Ευρεία εκπομπή / Πολυδιανομή η ταυτόχρονη αποστολή δεδομένων σε πολλούς προορισμούς διευκολύνεται από τη φύση της δορυφορικής ζεύξης Διαθεσιμότητα η ύπαρξη και η ποιότητα της ασύρματης ζεύξης ενισχύεται λόγω της οπτικής επαφής 44
Εισαγωγή (2/3) Πλεονεκτήματα δορυφορικών συστημάτων (συνέχεια) Ευελιξία δικτύωσης εθνικοί τηλεπικοινωνιακοί οργανισμοί μπορούν να παρακαμφτούν εύκολη προσαρμογή στις λειτουργικές απαιτήσεις ετερογενών επίγειων δικτύων Κόστος επικοινωνίας ανεξάρτητο της απόστασης Αξιοπιστία Συντήρηση απαιτείται μόνο για τα τερματικά 45
Εισαγωγή (3/3) Ορισμοί Επίγειος σταθμός σύστημα κεραιών για τη λήψη και εκπομπή που βρίσκεται στην επιφάνεια της γης ανοδική ζεύξη (uplink) η σύνδεση από τον επίγειο σταθμό προς το δορυφόρο καθοδική ζεύξη (downlink) η σύνδεση από το δορυφόρο προς τον επίγειο σταθμό 46
Ταξινόμηση δορυφορικών συστημάτων (1/4) Τα δορυφορικά συστήματα μπορούν να ταξινομηθούν με βάση το σχήμα και τη διάμετρο της τροχιάς των δορυφόρων: Γεωστατικά (GEO) κυκλική τροχιά με ύψος περίπου 36000 Km Μέσης τροχιάς (ΜΕΟ) κυκλική τροχιά με ύψος στην περιοχή των 10000Km Χαμηλής τροχιάς (LEO) κυκλική τροχιά με ύψος στην περιοχή των 1000Km Υψηλά ελλειπτικά (HEO) ελλειπτική τροχιά με μεταβλητό ύψος 47
Ταξινόμηση δορυφορικών συστημάτων (2/4) Τα συστήματα GEO πάρα την απλή υλοποίησή τους χαρακτηρίζονται από: υψηλές καθυστερήσεις διάδοσης (τουλάχιστον 240 msec και στις δύο κατευθύνσεις) υψηλή ισχύ εκπομπής μεγάλες κεραίες Λύση προσφέρουν τα συστήματα LEO: χαμηλές καθυστερήσεις διάδοσης αυξημένη χωρητικότητα υποστήριξη μικρών τερματικών και κινούμενων χρηστών 48
Ταξινόμηση δορυφορικών συστημάτων (3/4) 49
Ταξινόμηση δορυφορικών συστημάτων (4/4) System INM ARSAT-M Mobilsat ICO Iridium Globalstar Owner Comsat, etc AMSC Boeing Satellite Systems, Inc. Iridium Inc. Loral Qualcomm S ystem Type GEO GEO MEO LEO LEO Purpose Voice Data Voice Data Voice Data Voice Data Voice Data Geographic Coverage Worldwide N. America Worldwide Worldwide Worldwide Two way Yes Yes Yes Yes Yes PSTN access Yes Yes Yes Yes Yes Number of satellites 4 2 10 66 48 Orbit Altitude 35,786 km 35,786 km 10,390 km 780 km 1,414 km Band L-Band L-Band S-Band L-Band L-Band System Satellite Satellite Band Access Astrolink EuroSky Way Orbits GEO GEO Architecture Type Processing, Spot beam Processing, Spot beam Ka K a Type MF-TDMA MF-TDMA Spaceway Teledesic Orblink GEO/MEO MEO MEO Processing, Spot beam Processing, Spot beam On-board switching Ka Ka V MF-TDMA MF-TDMA - Skybridge LEO Transparent, Spot beam Ku - 50
Γεωμετρία δορυφορικών συστημάτων (1/2) Γωνία ανύψωσης: η γωνία μεταξύ του δορυφόρου και του ορίζοντα ρζ (e) Ελάχιστη γωνία ανύψωσης: η ελάχιστη γωνία που απαιτείται για την επίτευξη επικοινωνίας (e min ) Ίχνος δορυφόρου: τα σημεία στην επιφάνεια της γης στα οποία η γωνία ανύψωσης είναι μεγαλύτερη από την ελάχιστη Κελί: χωρική μονάδα επαναχρησιμοποίησης συχνοτήτων 51
Γεωμετρία δορυφορικών συστημάτων (2/2) Ένα δορυφορικό σύστημα αποτελείται από έναν αριθμό τροχιακών επιπέδων Σε κάθε τροχιακό επίπεδο υπάρχουν ομοιόμορφα κατανεμημένοι περισσότεροι του ενός δορυφόροι th j orbital plane γ i γ j i i Ω k th i orbital plane Equatorial plane Reference direction υ Ω N A perigee ω i Plane of orbit 52