Εισαγωγή στις ασύρματες επικοινωνίες



Σχετικά έγγραφα
ITU-R F (2011/04)

Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία Το Ευρωπαϊκό Πρότυπο GSM

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

Βασικές έννοιες και ιστορική αναδρομή

Βασικές έννοιες και ιστορική αναδρομή

Βασικές έννοιες και ιστορική αναδρομή

Κινητές επικοινωνίες. Κεφάλαιο 1 Κυψελωτά Συστήματα

Το δίκτυο GSM. ρ Απόστολος Γεωργιάδης Εργαστήριο Κινητών Επικοινωνιών Τµήµα Πληροφορικής & Επικοινωνιών ΑΤΕΙ Σερρών

Ευρυζωνικά δίκτυα (4) Αγγελική Αλεξίου

Μάθημα Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ - ΡΑ ΙΟΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

Μετάδοση πληροφορίας - Διαμόρφωση

ΤΕΙ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ TE ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΚΑΙ ΔΙΚΤΥΩΝ

Μετάδοση πληροφορίας - Διαμόρφωση

ΕΠΛ 476: ΚΙΝΗΤΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (MOBILE NETWORKS)

ΚΩ ΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΟΜΙΛΙΑΣ. Μικρότερος ρυθµός µετάδοσης Μεγαλύτερη χωρητικότητα. Νοε-06 Γ.Ι.Στεφάνου 1

Ασύρµατη ευρυζωνικότητα µέσω τεχνολογίας Wimax

Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία Κυψελωτή Τηλεφωνία

Τεχνολογίες & Εφαρμογές Πληροφορικής Ενότητα 10: Κινητή Τηλεφωνία

Ασφάλεια στο δίκτυο GSM

Το Ασύρματο Δίκτυο TETRA. Αντωνίου Βρυώνα (Α.Μ. 1019)

ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΤΗΛΕΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ

Τί είναι δίκτυο πρόσβασης. Δίκτυα Πρόσβασης. Υπηρεσία πρόσβασης. Τί είναι δίκτυο πρόσβασης (συν.)

ΕΠΛ 476: ΚΙΝΗΤΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΠΛ 476: ΚΙΝΗΤΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Μελέτη και Προσομοίωση n πομπού για ασύρματη πρόσβαση ΦΟΙΤΗΤΗΣ: ΛΑΖΑΡΙΔΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΕΥΣΤΑΘΙΟΥ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Εισαγωγή

Εργαστήριο 8: Τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης στα Δίκτυα Κινητών Επικοινωνιών

Ασύρματα δίκτυα και πολυμέσα. Αντωνοπούλου Ευθυμία ΓΤΠ 61

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

Ασύρματα Δίκτυα Ευρείας Περιοχής

Ασύρματα Δίκτυα Ευρείας Περιοχής

Ασύρματα Δίκτυα Ευρείας Περιοχής

ΠΤΥΧΙΑΚΗ. Θέμα πτυχιακής: Voice over IP. Ονοματεπώνυμο: Κόκκαλη Αλεξάνδρα

Πληροφορική Μάθημα 9

Δίκτυα Θεωρία

Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα ΙΙ

ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Εισαγωγή

Μάθηµα 9 ο : Συστήµατα πολλαπλής πρόσβασης

ΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜ. ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡ/ΚΗΣ & ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Γ. ΓΑΡΔΙΚΗΣ. Σύγχρονες τάσεις και προοπτικές

Πτυχιακή Εργασία. Ασύρματα Δίκτυα της Τεχνολογίας Hot Spot

5.1.4 Τεχνολογίες Ψηφιακής Συνδρομητικής Γραμμής (xdsl)

ΙΚΤΥΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ. Εισαγωγή

INFOCOM WORLD CONFERENCE 2017 «Fiber to the people: The Gigabit Era!»

Η Τηλεπικοινωνιακή Επανάσταση τουwimax & Ευρυζωνικές Triple Play Υπηρεσίες. Σκρίμπας Δημήτριος, M.Sc skribas@marac.gr

ΙΚΤΥΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ. Εισαγωγή

Εισαγωγή Το ασύρματο κανάλι (Introduction The wireless channel. Ασύρματες Επικοινωνίες ΠΕΣ610

ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Ιωάννης Σταυρακάκης, Καθηγητής Password: edi

5749 Κ.Δ.Π. 595/2004. Αριθμός 595 Ο ΠΕΡΙ ΡΥΘΜΙΣΕΩΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΚΑΙ ΤΑΧΥΔΡΟΜΙΚΏΝ ΝΟΜΟΣ, Ν. 112 /2004.

ΑσύρµαταΜητροπολιτικά ίκτυα

Τηλεπικοινωνιακή πολιτική στην Ευρώπη

Προσομοίωση Συστήματος Επικοινωνίας Software Radio. Καλοχριστιανάκης Μιχάλης Επόπτης: Α. Τραγανίτης

Σταθερή περιβάλλουσα (Constant Envelope)

Εισαγωγή στο AC Συμβουλές και Λύσεις Υλοποίησης Ασύρματων Δικτύων στο RouterOS v6 MUM 2015 GREECE. Ελευθέριος Λιοδάκης

Ασύρµατες Επικοινωνίες: Παρελθόν, Παρόν, Μέλλον

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών. Κατανομή και εκχώρηση ασύρματων πόρων - Πολλαπλή πρόσβαση

ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Ιωάννης Σταυρακάκης, Καθηγητής Password: edi

Δίκτυα Απευθείας Ζεύξης

ΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜ. ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡ/ΚΗΣ & ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Γ. ΓΑΡΔΙΚΗΣ. Επίγεια ψηφιακή τηλεόραση

Κινητά Δίκτυα Επικοινωνιών

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

Επίκ. Καθηγητής. Θεωρία-Ασκήσεις: Παρασκευή 8:00-11:00. όροφος

Οριακή Χωρητικότητα κυψέλης WCDMA UL

Διάρθρωση μαθήματος Γενικές Πληροφορίες

Elements of Information Theory

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΙΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα ΙΙ

ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Εισαγωγή

6.003: Signals and Systems. Modulation

ηµοτικό ιαδικτυακό Ραδιόφωνο και Τηλεόραση

Περιεχόμενα ΠΡΟΛΟΓΟΣ Κεφάλαιο 1 ο : Ιστορική Αναδρομή ο δρόμος προς το LTE Κεφάλαιο 2 ο : Διεπαφή Αέρα (Air Interface) Δικτύου LTE...

Εισαγωγή στην πληροφορική

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ

ΤΕΙ ΗΠΕΙΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΤΗΛΕΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ

Κινητές επικοινωνίες. Κεφάλαιο 6 Τεχνικές πoλυπλεξίας - CDMA

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

ΙΚΤΥΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Ασκήσεις για τις βασικές αρχές των κυψελωτών συστημάτων κινητών επικοινωνιών

Προσωπικών Επικοινωνιών. ασύρματων πόρων - Πολλαπλή πρόσβαση

ιάφορες υπηρεσίες => ιάφοροι ρυθµοί

Εισόδου Πολλαπλής Εξόδου (Multiple Input Multiple Output- MIMO) 1/12

Δίκτυα κινητής τηλεφωνίας (1G)

Δημοτικότητα του Διαδικτύου. Αριθμός συνδεδεμένων Η/Υ κατά έτος

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΕΜΠΤΟ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΑΝΑΛΟΓΙΚΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ ΣΕ ΨΗΦΙΑΚΟ

Ευρυζωνικά δίκτυα (2) Αγγελική Αλεξίου

Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ, ΔΙΚΤΥΑ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Οι βασικές βαθμίδες του συστήματος των δορυφορικών επικοινωνιών δίνονται στο παρακάτω σχήμα :

Κινητά Δίκτυα Επικοινωνιών

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

Διάταγμα δυνάμει των άρθρων 4(1)(η) και 21(1)(α) Ο Υπουργός Συγκοινωνιών και Έργων, ασκώντας τις εξουσίες που

ΔΙΚΤΥΑ ΔΗΜΟΣΙΑΣ ΧΡΗΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ Ενότητα #9: Κινητά Δίκτυα Επικοινωνιών

Mobile Telecoms-I Dr. Konstantinos E. Psannis

ΤΕΙ Στερεάς Ελλάδας Τμ. Ηλ.γων Μηχ/κων ΤΕ. Δίκτυα Υπολογιστών. Διάλεξη 2: Επίπεδο 1 «φυσικό στρώμα»

Συμπληρωματικές σημειώσεις για τον σχεδιασμό επίγειας ζεύξης

Ασύρµατα Τοπικά ίκτυα

ΔΙΚΤΥΑ ΔΗΜΟΣΙΑΣ ΧΡΗΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ Ενότητα #9: Κινητά Δίκτυα Επικοινωνιών

Δίκτυα & Επικοινωνία Υπολογιστών

ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΙΑΜΟΡΦΩΣΕΩΝ ΣΕ ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ.

«ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΝΟΣ ΠΟΜΠΟΔΕΚΤΗ ΚΥΨΕΛΩΤΟΥ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ»

Transcript:

Εισαγωγή στις ασύρματες επικοινωνίες Κωνσταντίνος Σ. Χειλάς Φυσικός - Ραδιοηλεκτρολόγος

Η βιομηχανία κινητών βοηθήθηκε από τη δημοτικότητα των ασύρματων τηλεφώνων. Το ασύρματο δίνει «συνεχή» στο σταθερό δίκτυο. Τα ασυρματικά προσφέρουν κινητικότητα και ευκολία - «οπουδήποτε, οποτεδήποτε. Η άνθηση της βιομηχανίας κινητών βοήθησε στην πτώση των τιμών και τη βελτίωση των υπηρεσιών Τα πρότυπα βοηθούν την σχεδόν αδιάκοπτη κινητικότητα των χρηστών σε ευρείες γεωγραφικές περιοχές. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 2

Η αύξηση του αριθμού των συνδρομητών 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 3

Ασύρματες τεχνολογίες

Cellular / PCS Land Mobile Radio: Ανάλογο με τα CB (taxi, τμήματα δημόσιες ασφάλειας) Cellular: Αναλογικό ή ψηφιακό Personal Communications Systems, (PCS): μικρότερα και κοντινότερα κελιά, πιο ελαφριές συσκευές. Ψηφιακή τεχνολογία. Υπηρεσίες φωνής και δεδομένων. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 5

Paging (Digital, Short Message) Χαμηλή ισχύς. Μικρά μηνύματα. Μικρές συσκευές, beepers. Μεγάλες γεωγραφικές περιοχές. Χρησιμοποιεί είτε επίγεια είτε δορυφορική ζεύξη. Μονόδρομη επικοινωνία (Simplex). Ψηφιακή επικοινωνία. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 6

Δορυφόροι Επικοινωνίες μονής ή διπλής κατεύθυνσης. Γεωστατικοί δορυφόροι Μεσαίας τροχιάς (MEOS) Χαμηλής τροχιάς (LEOS) 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 7

Ασύρματα τοπικά δίκτυα (Digital, High Speed Data) Radio ή Υπέρυθρη οπτική εκπομπή, Μερικά είδη κίνησης όπως στα συμβατικά δίκτυα Ψηφιακή επικοινωνία Ρυθμοί μέχρι και μερικά Megabits per second. Πρακτική εγκατάσταση 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 8

Wireless PBX (Private Branch Exchanges ) Η ασύρματη εναλλακτική στα συμβατικά τηλεφωνικά κέντρα. Τυπικά σε μεσαία-προς-μεγάλα περιβάλλοντα. Ψηφιακή μετάδοση. Φωνή και δεδομένα. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 9

Wireless Services Service Coverage Typical Usage Land-Mobile Radio 10-30 miles Fleet Operations Cellular 5-15 miles Business & Personal Voice/Data Wireless Data Similar to Cellular Public Safety, Delivery Services PCS 1-5 miles Business & Personal in Urban Areas Paging Wide area Primarily Business Mobile Satellite Worldwide International Business Travelers 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 10

Τα κίνητρα Αυξημένη χωρητικότητα Βελτιωμένη ποιότητα ομιλίας Πιο δύσκολος κλονισμός που ελαττώνει τις περιπτώσεις καταχρηστικής χρήσης Περισσότερες υπηρεσίες, π.χ. ασφάλεια 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 11

Ανάθεση φάσματος Ανάγκη για φάσμα Εξάρτηση των χαρακτηριστικών της διάδοσης των σημάτων από τη συχνοτική περιοχή Αρκετό εύρος ζώνης για ποιότητα υπηρεσιών και ανάπτυξη Μετάβαση σε υψηλότερες συχνότητες λειτουργίας Διαχείριση της συχνότητας Αποδοτική χρήση του φάσματος 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 12

9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 13

Η χρήση των προτύπων Κυψελωτά: Σημαντική για συστήματα ευρείας χρήσης Φορητότητα and κινητικότητα AMPS (Analog FM) IS-54/IS-136 (TDMA) IS-95 (CDMA) GSM (TDMA) Άλλα συστήματα: περιορισμένη ή καλά ορισμένη περιοχή Κοινός ο ιδιωτικός σχεδιασμός 802.11 (WLAN) HIPERLAN (WLAN) TETRA (Land-Mobile, Europe) 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 14

Πρότυπα

AMPS (Advanced Mobile Phone Service) Βασισμένο στο κυψελωτό σύστημα της ΑΤ&Τ Κυψελωτή αναλογική FM υπηρεσία στις ΗΠΑ Ένας χρήστης ανά κανάλι των 30KHz Έχουν φτάσει τα όρια χωρητικότητας. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 16

IS-54 (Interim Standard 54 ) Δημιουργήθηκε από την επιτροπή ψηφιακών προτύπων EIA/TIA TR45.3 Ψηφιακή διαμόρφωση με πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου (TDMA) Τρεις χρήστες σε κάθε κανάλι των 30-kHz Αντικαταστάτης του συστήματος AMPS Εξοπλισμός διπλού τρόπου λειτουργίας NADC/AMPS IS-136 προσθέτει ψηφιακή μετάδοση στα κανάλια ελέγχου και δίνει τη δυνατότητα για περισσότερα χαρακτηριστικά και υπηρεσίες 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 17

IS-95 (CDMA) Qualcomm Πολυπλεξία με διαίρεση κώδικα (Code Division Multiple Access) Μεγαλύτερη χωρητικότητα από τα συστήματα TDM Το διευρυμένο κανάλι καταλαμβάνει 1.2288 MHz Ισοδυναμεί με 41κανάλια AMPS 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 18

GSM (Global System for Mobile) Πανευρωπαϊκό πρότυπο ψηφιακής κυψελωτής τηλεφωνίας Αντικατέστησε τα έξι ασύμβατα μεταξύ τους συστήματα που λειτουργούσαν στην Ευρώπη. Αρχή 1980's, προηγήθηκε των IS-54 και IS-95 Έχει ομοιότητες με το IS-54 TDMA, FDMA Οκτώ χρήστες ανά κανάλι 50 X 200KHz 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 19

Ασύρματα τοπικά δίκτυα (Wireless LAN) IEEE 802.11 αναδυόμενο πρότυπο για ασύρματα τοπικά δίκτυα (US) 802.11a 24Mbps 5GHz 802.11b 11Mbps 2.4GHz OpenAir Proxim s HIPERLAN αναπτύχθηκε στη Ευρώπη. ETSI - 23,5Mbps - 5Ghz υποστηρίζει QoS HIPER-Access = Wireless ATM TETRA αναπτύχθηκε στην Ευρώπη για κινητά συστήματα εδάφους. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 20

Έννοιες ασυρμάτων δικτύων

Διάδοση & Σκίαση line-of-sight transmission 1/R 2 1/R 4 terrestrial path obstruction 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 22

Multipath fading f = v x fc Η απόσβεση επηρεάζει την στιγμιαία ποιότητα υπηρεσίας 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 23

Shadowing Μεγάλα εδαφικά χαρακτηριστικά αργή μεταβολή της σκίασης. Η σκίαση επιδρά στη διαθεσιμότητα της υπηρεσίας 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 24

Το αποτέλεσμα στο σήμα Relative Signal Strength Relative Signal Strength Time - Distance Time - Distance Multipath effect Shadowing effect 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 25

Cellular Mobile Telephone Network Overlapping cell sites Handoff omni-directional antennas multi-sectored antennas (2-6 sectors) urban market area > 100 base stations > thousands of simultaneous calls and hundreds of thousands of subscribers 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 26

Η διεπαφή με τη σταθερή τηλεφωνία AT - access tandems BU - base units CO - central offices IXC - interexchange carriers PBX - private branch exchange SS7 - Signalling System 7 HLR - Home Location Register VLR - Visitor Location Register MTSO - mobile telephone switching office BS - base station 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 27

Μοντέλο επανάχρησης συχνότητας 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 28

Επανάχρηση συχνότητας (frequency reuse) R : Cell Radius D : Reuse Distance N : Number of available sets of frequencies This formula is based on the assumption that cells are same size so that co-channel interference is independent of transmitted power and depends only on the D/R ratio 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 29

Παρεμβολή στα ψηφιακά συστήματα 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 30

Handoff 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 31

CDMA Soft Handoff 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 32

Handoff Hard handoff (AMPS): Η σύνδεση με το σταθμό βάσης Α διακόπτεται πριν συνδεθεί με τον Β. AMPS Ο σταθμός βάσης ελέγχει την ισχύ του σήματος. Το κέντρο κατευθύνει το τηλεφώνημα στον σταθμό με το ισχυρότερο σήμα Soft handoff (CDMA): Ο σταθμός Β συνδέεται πριν διακοπεί η επικοινωνία με τον Α. Mobile-assisted handoff (TDMA): Συμβαίνει όταν η ισχύς από το γειτονικό σταθμό ξεπερνά εκείνη του παρόντος για συγκεκριμένο χρόνο. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 33

Κάλυψη εναντίον Χωρητικότητας Κάλυψη (coverage) είναι η μέγιστη απόσταση μεταξύ σταθμού βάσης και χρήστη. Χωρητικότητα (Capacity) είναι ο μέγιστος αριθμός χρηστών που υποστηρίζεται ανά κυψελίδα Φορτίο κίνησης (Traffic load) = ο αριθμός των ταυτόχρονων χρηστών στο δίκτυο. 1 Erlang = η ποσότητα της κίνησης που εξυπηρετείται από ένα συνεχώς χρησιμοποιούμενο κανάλι. Η πιθανότητα ενός μπλοκαρισμένου τηλεφωνήματος λέγεται grade of service Φορτίο κίνησης σε Erlangs με 2% grade of service & 19 χρήστες = > χωρητικότητα της κυψελίδας 12 Erlangs 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 34

Κάλυψη εναντίον Χωρητικότητας Αστικές περιοχές: το πρόβλημα είναι η χωρητικότητα χρηστών. Αγροτικές περιοχές: η πυκνότητα χρηστών είναι τέτοια ώστε καινούργιες κυψέλες προστίθενται μόνο για να εξασφαλίσουν κάλυψη χωρίς ποτέ να αγγίξουν το μέγιστο της χωρητικότητάς τους. Ο αριθμός των κυψελίδων πρέπει να υποστηρίζει τόσο την κάλυψη όσο και την χωρητικότητα. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 35

Η επεξεργασία του σήματος

Βασικά στοιχεία ενός Ασύρματου Ψηφιακού Τηλεπικοινωνιακού Συστήματος Source Encoder Channel Encoder Interleaver Modulator Input signal (voice, data) Channel Source Encoder Channel Encoder Deinterleaver Demodulator Output signal 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 37

Κωδικοποίηση Φωνής Waveform Encoders Pulse Code Modulation (PCM) Differential Pulse Code Modulation (DPCM) Delta Modulation (DM) Continuously Variable Slope Delta Modulation (CVSD) Suband Coding Vocoders (model based) Linear Predictive Coding (LPC) 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 38

Η κωδικοποίηση των σημάτων φωνής Encoding Method Quantizer Coder (bits) Transmission Rate (Kbps) Speech Quality PCM Linear 12 96 Excellent (toll quality) Log PCM Logarithmic 7-8 56-64 Excellent (toll quality) DPCM Logarithmic 4-6 32-48 Excellent (toll quality) ADPCM Adaptive 3-4 24-32 Very Good DM Binary 1 64 Excellent (toll quality) ADM Adaptive 1 16-32 Very Good binary LPC (VSELP, CELP, Multipulse) 2.4-13 Good 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 39

Κωδικοποιητές φωνής στα κινητά συστήματα Κυψελωτό Κωδικοποιητής Ρυθμός (Kbps) σύστημα GSM RPE-LTP 13 IS-54 VSELP 8 IS-95 CELP 1.2,2.4,4.8,9.6 (RS- I) 14.4 (RS-II) IS-95 PCS CELP 14.4(RS-II) DCS 1800 RPE-LTP 13 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 40

Μοντέλο ενός συστήματος Spread Spectrum Input data Channel Encoder Modulator Channel Demodulator Channel Decoder R bps W>>R Output data Pseudo-random Pattern Generator Pseudo-random Pattern Generator R ~ data bit rate W ~ channel bandwidth W >> R 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 41

Τύποι Spread Spectrum Direct sequence (DS) Frequency-Hopped (FH) Hybrid DS/FH Time-hopped (TH) 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 42

Advantages of Spread Spectrum Suppressing the effects of interference Hiding a signal by transmitting it at low power Achieving message privacy in the presence of other listeners Allowing multiple users to transmit simultaneously on the same channel Navigation and Radar 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 43

Τεχνικές, Συστήματα & Πρότυπα στην Κινητή Τηλεφωνία

Τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης TDMA Αμερικάνικο σύστημα, IS-54 και IS-136 GSM (Global System for Mobile Communications) CDMA IS-95 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 45

TDMA (πολυπλεξία με διαίρεση συχνότητας) 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 46

Frequency Hopping Spread Spectrum Frequency 50 ms Time Pseudo-random frequency hopping Spreads the power over a wide spectrum Developed initially for military Patented by actress Hedy Lamarr Narrowband interference can t jam 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 47

Χρήση των 124 καναλιών του GSM 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 48

GSM 13 Kbps 22.8 Kbps 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 49

GSM Η δομή του πλαισίου Superframe 51 Multiframes Multiframe 26 Frames Frame 8 χρονοθυρίδες Timeslot 156.25 bits! 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 50

CDMA (code division multiple access) Η ισχύς του σήματος του κάθε χρήστη απλώνεται σε μια μεγάλη συχνοτική περιοχή με τη χρήση ενός κώδικα. Κάνει το σήμα κάθε χρήστη να μοιάζει με θόρυβο Η χωρητικότητα είναι τουλάχιστον > 10? AMPS Το CDMA εγκρίθηκε ως το αμερικάνικο ψηφιακό πρότυπο κινητής τηλεφωνίας (IS-95) 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 51

Έλεγχος ισχύος από το κινητό Power Received by Mobile Power Transmitted by Mobile Power Received by Base Station Power Power Power Distance Distance Distance Mobile transmit power tracks path loss variations Received level at base varies by only 1 to 2 db, whereas path loss can vary as much as 80 db Base station sends ±1 db correction every 1.25 ms Benefits: shadowing compensation, interference control, increasing battery life, and controlling receiver overload 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 52

Διαχείριση κινητικότητας IS-41 είναι το πρότυπο λειτουργίας των κινητών που περιγράφει τις λειτουργίες, τα πρωτόκολλα και τις υπηρεσίες που επιτρέπουν στα κινητά να κινούνται, να χρησιμοποιούν την υπηρεσία περιαγωγής και να λειτουργούν πέρα από τα όρια ενός παροχέα. Οι χρήστες μπορούν να καλούν ή να καλούνται καθώς κινούνται. Επιτρέπει το δίκτυο να κρατά τη θέση και την κατάσταση του συνδρομητή. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 53

Authentication Mobile detected by serving system AUTHREQ AUTHREQ AUTHREQ authreq authreq authreq Η επικύρωση πιστοποιεί την ταυτότητα του κινητού ανταλλάζοντας πληροφορία ανάμεσα στο κινητό και το σύστημα εξυπηρέτησης HLR: Home Location Register VLR: Visitor Location Register 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 54

Registration REGNOT Mobile detected by serving system REGNOT REGCANC REGCANC regcanc regcanc regnot regnot Η εγγραφή υποδεικνύει στο δίκτυο τη θέση και την κατάσταση του κινητού για την ενεργοποίηση ή απόδοση μιας κλήσης 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 55

Mobile Call (Origination /Reception) PSTN BS MSC HLR (VLR) 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 56

Mobile Call Reception (περιαγωγή) 10 PSTN 1 12 BS 11 MSC 2 9 MSC TLDN 5 6 VLR 4 7 3 HLR 8 TLDN: TEMPORARY LOCAL DIRECTORY NUMBER 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 57

Cell Breathing Example: Same number of mobiles in each cell Uniform Density Non-Uniform Density Cell A Cell A Cell B Cell B = Pilot Signal Range 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 58

Idealised Capacity Difficult to realise Depends on many conditions Best estimated by planning tools Can be increased by: proper parameter optimisation pilot transmission power increased sectorisation adaptive antennas 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 59

Cellular Fraud Fraudulent Phones Pay no air time Mobile Cloning Steal valid MIN/ESN pair of a subscriber's mobile terminal Reprogram another mobile terminal with stolen MIN/ESN pair Fraud Deterrence Subscriber personal identification number access (SPINA) used today Authentication by cellular authentication and voice encryption (CAVE) in near future Authentication key or A-key Shared secret data will permit mobiles to be authenticatable without fraud 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 60

Utility of Radio Planning Tools Plan base station locations and orientation for 800 MHz cellular and 1900 MHz PCS Plan new system layouts or modify plans for existing systems Optimize performance of AMPS, digital cellular and dual mode systems that use both analog and digital systems Minimize capital expenditures 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 61

Modelling Capabilities Geographic data (terrain elevation, land use and land cover, roads, etc.) Demographic data and cellular traffic patterns Prediction for radio coverage Allocate frequency channels, and for CDMA, PN codes Estimate channel usage and capacity Predict combined analog and digital performance 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 62

The Taipei Example 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 63

DECT

9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 65

9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 66

9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 67

9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 68

9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 69

UMTS

IMT-2000 Ένα πλαίσιο εργασίας της ITU για τα πρότυπα κινητών τρίτης γενιάς (3G) που παρέχουν, Υψηλής ταχύτητας πολυμεσικά δεδομένα, και Φωνή IMT-2000 αναμένεται να υλοποιηθεί με τη χρήση διάφορων τεχνολογιών όπως W-CDMA, cdma2000 και UWC-136. Οι τεχνικές προδιαγραφές του IMT-2000 αναπτύσσονται από το 3GPP. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 71

Τι είναι το UMTS Universal Mobile Telecommunications System Κομμάτι του «οράματος» της International Telecommunications Union s IMT-2000 vision για μια παγκόσμια οικογένειας τρίτης γενιάς (3G) για τα κινητά Θα παίξει σημαντικό ρόλο στη δημιουργία της αγοράς του μέλλοντος που προβλέπεται να φτάσει παγκόσμια τα 2 δις χρηστών ως το 2010 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 72

Γιατί UMTS Wireless Information Society: διάθεση ασύρματης ευρυζωνικής πληροφορίας υψηλής αξίας, ψυχαγωγικών και εμπορικών εφαρμογών, σε κινούμενους χρήστες μέσω σταθερών, ασυρμάτων και δορυφορικών δικτύων. Επιταχύνει τη σύγκλιση μεταξύ των βιομηχανιών τηλεπικοινωνιών, πληροφορικής, ΜΜΕ και περιεχομένου με στόχο την διάθεση νέων υπηρεσιών και τη δημιουργία νέων ευκαιριών κέρδους Θα παρέχει κινητές επικοινωνίες χαμηλού κόστους, υψηλής χωρητικότητας προσφέροντας ταχύτητες μέχρι 2Mbps με παγκόσμια περιαγωγή και άλλες προχωρημένες δυνατότητες. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 73

Πότε UMTS Οι υπηρεσίες ξεκινάνε εμπορικά το 2001 Οι άδειες έχουν ήδη δοθεί στις περισσότερες Ευρωπαϊκές χώρες Οι μεγάλοι κατασκευαστές λειτουργούν ήδη πειραματικά συστήματα σε όλο τον κόσμο. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 74

Πως UMTS Χτίζεται πάνω στις σημερινές επενδύσεις των κινητών δεύτερης γενιάς Έχει την υποστήριξη αρκετών εκατοντάδων παροχέων, κατασκευαστών και οργανισμών παγκοσμίως. 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 75

Μερικές συσκευές UMTS 9/11/2000 Ασύρματα, μικροκυματικά και δορυφορικά δίκτυα - Κ. Σ. Χειλάς 76