Systemy i Sieci Radiowe



Podobne dokumenty
Sieci Komórkowe naziemne. Tomasz Kaszuba 2013

System UMTS - usługi (1)

7.2 Sieci GSM. Podstawy GSM. Budowa sieci GSM. Rozdział II Sieci GSM

INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ. SKR - L Ćwiczenie 1 SYGNALIZACJA W SYSTEMIE GSM

Wyznaczanie zasięgu łącza. Bilans mocy łącza radiowego. Sieci Bezprzewodowe. Bilans mocy łącza radiowego. Bilans mocy łącza radiowego

sieci mobilne 2 sieci mobilne 2

Sieci urządzeń mobilnych

System trankingowy. Stacja wywołująca Kanał wolny Kanał zajęty

Bezprzewodowe Sieci Komputerowe Wykład 3,4. Marcin Tomana WSIZ 2003

ARCHITEKTURA GSM. Wykonali: Alan Zieliński, Maciej Żulewski, Alex Hoddle- Wojnarowski.

Systemy teleinformatyczne w zarządzaniu kryzysowym. (

Współczesne systemy bezprzewodowe: GSM

Szerokopasmowy dostęp do Internetu Broadband Internet Access. dr inż. Stanisław Wszelak

Architektura systemu teleinformatycznego państwa - w. 7

Ewolucja systemów komórkowych. Robert Krawczak

Projektowanie Sieci Lokalnych i Rozległych wykład 5: telefonem w satelitę!

Krzysztof Włostowski pok. 467 tel

Charakterystyka podstawowych protokołów rutingu zewnętrznego 152 Pytania kontrolne 153

Fizyczne podstawy działania telefonii komórkowej

Systemy GSM. Wykład 9 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych

Bezprzewodowe Sieci Komputerowe Wykład 5. Marcin Tomana WSIZ 2003

Metody wielodostępu do kanału. dynamiczny statyczny dynamiczny statyczny EDCF ALOHA. token. RALOHA w SALOHA z rezerwacją FDMA (opisane

SIECI KOMPUTEROWE wykład dla kierunku informatyka semestr 4 i 5

4. Podstawowe załoŝenia przyjęte przy opracowywaniu

co to oznacza dla mobilnych

Systemy radiokomunikacji ruchomej

The International Telecommunications Union- Radio communications

CDMA w sieci Orange. Warszawa, 1 grudnia 2008 r.

DSL (od ang. Digital Subscriber Line)

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (13) T3 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

WYKAZ ZAŁĄCZNIKÓW DO ROZPORZĄDZENIA MINISTRA ŁĄCZNOŚCI Z DNIA 4 WRZEŚNIA 1997 r.

Prof. Witold Hołubowicz UAM Poznań / ITTI Sp. z o.o. Poznań. Konferencja Polskiej Izby Informatyki i Telekomunikacji Warszawa, 9 czerwca 2010

Systemy Teletransmisji I Transmisji Danych cz.2

Obecna definicja sieci szerokopasmowych dotyczy transmisji cyfrowej o szybkości powyżej 2,048 Mb/s (E1) stosowanej w sieciach rozległych.

PORADNIKI. Architektura bezprzewodowego systemu WAN

Cyfrowy system łączności dla bezzałogowych statków powietrznych średniego zasięgu. 20 maja, 2016 R. Krenz 1

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH

EWOLUCJA SYSTEMÓW TELEFONII KOMÓRKOWEJ

Projektowanie układów scalonych do systemów komunikacji bezprzewodowej

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Dr Michał Tanaś(

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (13) T3 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Wykorzystanie telefonii komórkowej do przeszukiwania baz bibliograficznych.

łączności radiowej TETRA mgr. inż. Quang Anh Tran

PLAN KONSPEKT. Bezprzewodowe sieci dostępowe. Konfigurowanie urządzeń w bezprzewodowych szerokopasmowych sieciach dostępowych

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY 1) z dnia r.

PIERWSZA W ŚWIECIE KOMERCYJNA SIEĆ LTE 1800 MHz. KONFERENCJA PRASOWA 07 września 2010r.

Łącza WAN. Piotr Steć. 28 listopada 2002 roku. Rodzaje Łącz Linie Telefoniczne DSL Modemy kablowe Łącza Satelitarne

Spis treści. Wstęp...13

Problemy pomiarowe związane z wyznaczaniem poziomów pól elektromagnetycznych (PEM) w otoczeniu stacji bazowej telefonii komórkowej

Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej

Bezprzewodowe Sieci Komputerowe Wykład 6. Marcin Tomana WSIZ 2003

Minimum projektowania jeden kanał radiowy Szybki roaming 3 ms, bez zrywania sesji, połączeń VoIP Quality of Service już na poziomie interfejsu

Zarządzenie Nr Prezesa Urzędu Komunikacji Elektronicznej z dnia.

Projektowanie Sieci Lokalnych i Rozległych wykład 4: GSM (2)

PODSTAWY TELEKOMUNIKACJI Egzamin I (za każde polecenie - 6 punktów)

URZĄD KOMUNIKACJI ELEKTRONICZNEJ

NEMO OUTDOOR NARZĘDZIE DO POMIARÓW INTERFEJSU RADIOWEGO TETRA. Perfecting Wireless Communications

Nowoczesne systemy radiowe szansą na efektywną i szybką budowę sieci na terenach słabo zurbanizowanych. Łukasz Grzelak, Country Manager

Sieci Satelitarne. Tomasz Kaszuba 2013

Platforma Integracji Komunikacji

USŁUGI DODATKOWE W SIECIACH BEZPRZEWODOWYCH VoIP oraz multimedia w sieciach WiFi problemy

Instytut Informatyki Politechniki Śląskiej. Sieci konwergentne. Andrzej Grzywak

Szerokopasmowy, mobilny dostęp do Internetu w Polsce. dr inż. Adam Kuriaoski Prezes Aero2, Mobyland, CenterNet

SIECI CYFROWE Z INTEGRACJĄ USŁUG ISDN ISDN Integrated Services Digital Networks

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Ogólna charakterystyka systemów telefonii bezprzewodowej.

Bezprzewodowa transmisja danych. Paweł Melon

Jak działa telefonia komórkowa

Zagadnienia egzaminacyjne TELEKOMUNIKACJA studia rozpoczynające się po r.

Sieci WAN. Mgr Joanna Baran

Technologie komunikacji bezprzewodowej Technologia GSM

Systemy i Sieci Radiowe


URZĘDU KOMUNIKACJI ELEKTRONICZNEJ. Warszawa, dnia 10 czerwca 2014 r.

Projektowanie Sieci Lokalnych i Rozległych wykład 11: systemy przywoławcze

Telekomunikacyjne systemy dostępowe (przewodowe)

Trzy lata doświadczeń w sprzedaży usług Triple Play w sieciach Gawex Media

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Telekomunikacja - sektor gospodarczy :

System punkt-wielopunkt AIReach Broadband Główne zalety

Wykład 1. Cechy inwestycji/biznesu w telekomunikacji Różna systematyka Problem ostatniej mili, dobra rzadkie Efektywność ekonomiczna sieci

Wykorzystanie platformy radia programowalnego usrp do przechwytywania informacji o użytkownikach GSM

Sieci GSM - działanie i systemy zabezpieczeń

Sieci Bezprzewodowe. System FSO Pojęcie sieci trankingowej System TETRA. System FSO

CZĘŚĆ I Podstawy komunikacji bezprzewodowej

Rozwój technologii komórkowych i usług szerokopasmowej transmisji danych w oparciu o nowe i obecne zakresy częstotliwości

Technologie cyfrowe semestr letni 2018/2019

Telefonia stacjonarna i komórkowa Krzysztof Włostowski

Rynek TETRA i jego rozwój

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: IET US-n Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Niestacjonarne

Dwa lub więcej komputerów połączonych ze sobą z określonymi zasadami komunikacji (protokołem komunikacyjnym).

Ewolucja systemu GSM. Szybka transmisja danych z komutacją łączy ( HSCSD) Transmisja pakietowa w łączu radiowym - GPRS Standard EDGE

Internet szerokopasmowy technologie i obszary zastosowań

MODEL WARSTWOWY PROTOKOŁY TCP/IP

Projektowanie Sieci Lokalnych i Rozległych wykład 8: rozległe sieci bezprzewodowe 2

Systemy i Sieci Radiowe

Radiowe sieci dostępowe w realizacji usług multimedialnych

Systemy Telekomunikacji Satelitarnej

Ewolucja systemów łączności trankingowej dla służb bezpieczeństwa i ratownictwa - szerokopasmowa transmisja danych. Jerzy Żurek

Transkrypt:

Systemy i Sieci Radiowe Wykład 9 Wprowadzenie do systemów radiowych. Systemy telefonii komórkowej. Systemy radiowe - wprowadzenie Przeznaczenie systemów radiowych Systemy rozsiewcze np. Telewizja i Radio Cyfrowe Punkt - Punkt (PtP) Punkt - Wielopunkt (PmP) Systemy Wąskopasmowe Systemy Szerokopasmowe do 128 Kbit/s do 256 Kbit/s do 2 Mbit/s 2-10 Mbit/s 34-622 Mbit/s 1

Systemy radiowe - wprowadzenie Porównanie zasięgów i przepływności Systemy radiowe wprowadzenie Typy wielodostępu - TDMA transmisja w ściśle określonych szczelinach czasowych szczelina przydzielana cyklicznie w określonym kanale radiowym kanał jednoznacznie określony przez częstotliwość i numer szczeliny czasowej niezbędne gromadzenie informacji i transmisja w formie pakietów wysyłanych w ściśle określonym czasie mały współczynnik wykorzystania pasma duża wrażliwość na synchronizację 2

Systemy radiowe wprowadzenie Typy wielodostępu CDMA-DS informacja kluczowana przez sekwencję pseudolosową znaczne poszerzenie pasma odtwarzanie przemnożenie przez sekwencję rozpraszającą wysoki współczynnik wykorzystania pasma mała efektywność spektralna w kanale Systemy radiowe wprowadzenie Typy wielodostępu CDMA-FH sygnał transmitowany w wąskim pasmie rozproszenie - kluczowanie częstotliwości nośnej sygnału sygnał nadawany w różnych kanałach z dostępnej puli Wybór kanału - sekwencja pseudolosowa szybkie i wolne kluczowanie częstotliwości duża odporność na zakłócenia wąskopasmowe duża odporność na zaniki Rayleigh a 3

Systemy radiowe wprowadzenie Koncepcja systemu radiowego Centrala/Studio Komórka radiowa Stacja Bazowa Stacja Bazowa Stacja Bazowa Nadajnik Problem: dostępność łącza Systemy telefonii komórkowej Historia i rozwój 1 G pokrycie regionalne lub krajowe, integracja z PSTN 2 G pokrycie krajowe lub międzynarodowe, integracja z sieciami stałymi 3 G pokrycie globalne (także wnętrza budynków), integracja z sieciami stałymi, 4 G pokrycie globalne, pełna integracja z sieciami stałymi, satelitarnymi, bezprze- satelitarnymi i bezprzewodowymi wodowymi i radiodyfuzyjnymi Dominująca (DAB i DVB) technika wspólnego (FDMA) (TDMA) (CDMA) (? ) użytkowania kanału NMT Cyfrowy system komórkowy GSM Analogowe systemy komórkowe TACS Radiowe systemy transmisji danych MOBITEX System trankingowy TETRA IMT-2000/UMTS (Europa, Azja) Nowe interfejsy radiowe NTT ARDIS Cyfrowy system komórkowy JDC Bezprzewodowy system dostępowy Cyfrowa telefonia Cyfrowy system mikrokomórkowy Bluetooth Analogowa telefonia bezprzewodowa UKCT1 bezprzewodowa CT2C DCT900 DECT Cyfrowy system przywoławczy ERMES Bezprzewodowe HIPERLAN2 LANy HIPERLAN cdma 2000 (USA)... CEPTCT1 IS-95 Cyfrowe systemy Analogowy system komórkowy AMPS komórkowe IS-136 IS-54 IEEE 802.11 Bezprzewodowe LANy IEEE 802.11a rok 1980 1990 1995 2000 2010 4

Systemy telefonii komórkowej Systemy komórkowe 2G Stacja bazowa (SB) Obszar komórki Łącze RCK - SB Łącze RCK - SB Radiokomunikacyjna Centrala Komutacyjna (RCK) INTERNET Radiokomunikacyjna Centrala Komutacyjna (RCK) Sieć z integracją usług (ISDN) Publiczna sieć telefoniczna (PSTN) System telefonii komórkowej GSM Architektura systemu GSM (1) STACJE RUCHOME MS MS B T S B T S ZESPÓŁ STACJI BAZOWYCH Stacja bazowa BSC Sterownik stacji bazowej CzĘŚĆ KOMUTACYJNO - SIECIOWA MSC Centrala sieci GSM Rejestr stacji własnych VLR HLR Rejestr stacji obcych AuC Centrum identyfikacji ZARZĄDZANIE SYSTEMEM GSM O M C Centrum eksploatacji i utrzymania MS Interfejs radiowy B T S Intersfejs A-bis SC Moduł usług dodatkowych Interfejs A GMSC IWF Do innych systemów telekomunikacyjnych EIR Rejestr identyfikacji wyposażenia 5

System telefonii komórkowej GSM Architektura systemu GSM (2) System stacji bazowych BSS Kontroler stacji bazowych BSC (Base Station Controller) Kilka transceiverów stacji bazowych BTS (Base Transceiver Station), inaczej zwanych stacjami bazowymi BS BS rozmieszczone w centrach komórek Centrale radiokomunikacyjne MSC (Mobile Switching Centre) Obsługują przydzielone im obszary Połączone ze sobą oraz z innymi sieciami (przez centralę wejściową GMSC (Gateway Mobile Switching Centre) Każda centrala zarządza co najmniej jednym systemem stacji bazowych BSS (Base Station System) System telefonii komórkowej GSM Architektura systemu GSM (3) Główne zadanie centrali MSC koordynacja zestawiania połączeń pomiędzy abonentami ruchomymi GSM a abonentami innych sieci Wywołanie abonenta Dynamiczny rozdział zasobów sieci Zarządzanie procedurą przenoszenia połączeń (przy zmianie komórek) Realizacja styku z innymi sieciami Szyfrowanie ciągów binarnych Taryfikacja abonentów działających na danym obszarze Realokacja przydzielonych transceiverom BTS częstotliwości kanałowych w przypadku znacznego obciążenia poszczególnych fragmentów sieci 6

System telefonii komórkowej GSM Architektura systemu GSM (4) Rejestr stacji własnych HLR (Home Location Register) Rejestr stacji ruchomych na stałe zarejestrowanych w systemie zarządzanym przez danego operatora Centralna baza danych abonentów Przechowuje ich parametry i informacje o ich położeniu Dane abonentów pozwalają na zestawienie drogi połączeniowej do abonentów W rejestrze przechowywany jest wykaz usług dodatkowych wykupionych przez abonentów Przechowywane są także klucze systemu szyfrowania danych i potwierdzenia autentyczności danego abonenta Rejestr identyfikacji wyposażenia EIR (Equipment Identification Register) Baza danych z informacjami dotyczącymi numerów seryjnych używanych stacji ruchomych czarna lista telefonów zgubionych bądź skradzionych System telefonii komórkowej GSM Architektura systemu GSM (5) Rejestr stacji obcych VLR (Visitor s Location Register) Rejestr stacji ruchomych chwilowo przebywających w obszarze zarządzanym i obsługiwanym przez daną stację radiokomunikacyjną MSC Rejestr VLR wymienia z rejestrem HLR dane dotyczące abonentów aktualnie znajdujących się na danym obszarze W rejestrze zawarte dane niezbędne do inicjacji połączenia przez stację ruchomą Centrum identyfikacji AUC (Authentication Centre) Baza danych sprawdzająca, czy abonent posiadający indywidualną kartę SIM (Subscriber Identity Module) jest dopuszczony do realizacji połączenia 7

System telefonii komórkowej GSM Architektura systemu GSM (6) Centrum eksploatacji i utrzymania OMC (Operational and Maintenence Centre) Nadzorowanie działania poszczególnych elementów systemu GSM Najważniejsze zadanie zarządzanie rejestrem HLR Połączone ze wszystkimi elementami części komutacyjnej Wykonuje funkcje administracyjne Taryfikacja Monitorowanie ruchu Zarządzanie w przypadku uszkodzeń Do łączności OMC z innymi elementami sieci wykorzystywana specjalna sieć zarządzania (telefoniczne łącza dzierżawione lub inne sieci stałe) Do transferu wiadomości i danych wykorzystywane protokoły sygnalizacyjne SS7 lub X.25 System telefonii komórkowej GSM Architektura systemu GSM (7) Styk (interfejs) A Normalizacja transmisji pomiędzy centralą MSC a systemem stacji bazowych Styk dotyczy aspektów sieciowych i komutacyjnych Funkcji wypełnianych przez centralę MSC i rejestry HLR i VLR Zarządzania łączami stałymi Funkcji zarządzania siecią Sterowania i szyfrowania danych abonenta i informacją sygnalizacyjną Zarządzania związanego z przemieszczaniem się abonentów (potwierdzenie autentyczności, aktualizacja lokalizacji, wywołanie) Styk (interfejs) radiowy Normalizacja zasad działania transmisji radiowej między BS a MS 8

System telefonii komórkowej GSM Architektura systemu GSM (8) Styk (interfejs) Abis Normalizacja transmisji pomiędzy kontrolerem stacji bazowych a transceiverami Styk związany z wymianą informacji dotyczącej transmisji radiowej Rozdział kanałów radiowych Nadzorowanie połączeń Szeregowanie wiadomości w celu ich nadawania Sterowanie procesem zmian częstotliwości FH (gdy jest on realizowany) Kodowanie i dekodowanie kanałowe Kodowanie i dekodowanie sygnałów mowy Szyfrowanie wiadomości Sterowanie poziomeme mocy generowanej przez stacje bazowe System telefonii komórkowej GSM Struktura kanałów systemu GSM 100 khz 45 Mhz 100 khz Przedział ochronny 1 2 3... 123 124 1 2 3... 123 124 915MHz 200 khz 935MHz 890 Mhz 200 khz 960 Mhz GSM 900 25 Mhz 25 Mhz Kanały w górę Kanały w dół F 100 khz 95 Mhz 100 khz Przedział ochronny 512 513 514... 884 885 512 513 514... 884 885 F 1785 Mhz 1710 Mhz 200 khz 1880 Mhz 1805 Mhz 200 khz 75 Mhz 75 Mhz Kanały w górę Kanały w dół GSM 1800 9

System telefonii komórkowej GSM Struktura czasowa systemu GSM 1 hiperramka = 2048 superramek (=3h 28 min. 53 sek. 760 ms) 2047 0 1 2 3 4 20462047 0 1 superramka = 26 multiramek w kanale BCH (=6,12s) 0 1 2 3 4 24 25 1 superramka = 51 multiramek w kan. Rozmów. (=6,12s) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4748 4950 1 multiramka = 51 ramek w kanale BCH (235,38ms) 1 multiramka = 26 ramek w kanale rozmównym (120ms) 0 1 2 3 4 49 50 0 1 2 3 4 24 25 1 ramka = 8 szczelin TDMA (4,615 ms) zawiera 8 pakietów 0 1 2 3 4 5 6 7 1 szczelina TDMA (577us) 148 bitów (3,69 us każdy) PO PO - przedział ochronny 546us 31us System telefonii komórkowej GSM Sygnalizacja w systemie GSM (1) KANAŁY SYGNALIZACYJNE KANAŁY ROZSIEWCZE BCH WSPÓLNE KANAŁY STERUJĄCE CCCH DEDYKOWANE KANAŁY STERUJĄCE DCCH FCCH SCH BCCH SACCH SDCCH FACCH PCH RACH AGCH 10

System telefonii komórkowej GSM Sygnalizacja w systemie GSM (2) Kanały rozsiewcze BCH (Broadcast Channel) Kanał rozsiewczy sterowania BCCH (Broadcast Control Channel) używany do transmisji informacji sterujących dotyczących sieci, konkretnej komórki oraz komórek sąsiadujących Kanał korekcji częstotliwości FCCH (Frequency Correction Channel) Używany do dostrajania się do częstotliwości nośnej przez stacje ruchome Kanał synchronizacji SCH (Synchronization Channel) Wykorzystywany przez stacje ruchome do synchronizacji ramkowej oraz identyfikacji transceivera w danym obszarze System telefonii komórkowej GSM Sygnalizacja w systemie GSM (3) Wspólny kanał sterujący CCCH (Common Control Channel) służy do nawiązywania połączenia po uzyskaniu synchronizacji Kanał dostępu przypadkowego RACH (Random Access Channel) Wykorzystywany przez stacje ruchome do zgłaszania chęci uzyskania połączenia Kanał przydzielania dostępu AGCH (Access Grant Channel) Informacja od stacji bazowej do stacji ruchomej o zgodzie na dostęp Kanał wywoławczy PCH (Paging Channel) Wykorzystywany przez stację bazową do inicjacji połączenia ze stacją ruchomą 11

System telefonii komórkowej GSM Sygnalizacja w systemie GSM (4) Kanały wykorzystywane do transmisji informacji abonenta i z nią skojarzonych Kanał rozmówny TCH (Traffic Channel) Wykorzystywany do transmisji mowy lub danych abonenta Powolny stowarzyszony z kanałem rozmównym kanał sterujący SACCH (Slow Associated Control Channel) Nakazuje zmianę mocy sygnału emitowanego przez stację ruchomą, przygotowanie do przejęcia połączenia przez inną stację bazową,... Szybki stowarzyszony z kanałem rozmównym kanał sterujący FACCH (Fast Associated Control Channel) Transmisja informacji sterujących nie cierpiących zwłoki System telefonii komórkowej GSM Sygnalizacja w systemie GSM (5) Dedykowany kanał sterujący SDCCH (Stand- Alone Dedicated Control Channel) stosowany przed przydzieleniem określonego kanału danej stacji ruchomej Samodzielny dedykowany kanał sterujący SDCCH Wykorzystywany do wymiany informacji poprzedzającej uzyskanie połączenia (potwierdzenia autentyczności abonenta, przydział kanału rozmównego) Niestowarzyszona wersja szybkiego kanału sterującego FACCH Transmisja krótkich wiadomości 12

System telefonii komórkowej GSM GSM szyfrowanie i zabezpieczenia Zabezpieczenie przed nieuprawnionym dostępem do usług telekomunikacyjnych; Zabezpieczenie przed nieuprawnionym dostępem do informacji; Zabezpieczenie informacji o tożsamości i lokalizacji abonenta; Zabezpieczenie przed użyciem nieuprawnionego sprzętu. System telefonii komórkowej GSM Procedura identyfikacji abonenta RAND 4 RAND SRES Porównanie SRES K?? A3 AuC Centrum identyfikacji Stacja ruchoma Centrala MSC 13

System telefonii komórkowej GSM Procedura identyfikacji sprzętu Listy terminali Żądanie identyfikacji terminala (1) IMEI (3) BIAŁA SZARA CZARNA Stacja ruchoma IMEI (2) Centrala Potwierdzenie identyfikacji terminala (4) Rejestr identyfikacji wyposażenia EIR Systemy telefonii komórkowej Systemy komórkowe 3G Przyczyny powstania: niewystarczająca szybkość transmisji dla wielu usług niedostateczna pojemność w niektórych obszarach obsługi (centra handlu i biznesu dużych aglomeracji miejskich, budynki biurowe) przewidywany wzrost liczby użytkowników brak globalnego zasięgu Uniwersalny system III generacji UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) dostęp radiowy do globalnej infrastruktury telekomunikacyjnej, w dowolnym miejscu na Ziemi i w dowolnym czasie, za pośrednictwem segmentu naziemnego i/lub satelitarnego, zarówno dla użytkowników ruchomych jak i stacjonarnych, korzystających z sieci publicznych, korporacyjnych i prywatnych. 14

Systemy telefonii komórkowej Ewolucja systemów 3G wzrost intensywności usług rozmównych, multimedialnych i transmisji danych rozpowszechnienie komunikowacji z oddalonymi urządzeniami i zdalne komunikowanie się urządzeń z urządzeniami uniwersalne terminale powszechnego użytku (integracja stacji ruchomej z PDA i odbiornikami cyfrowymi stopniowe przeobrażanie się systemów 3G w ruchomy Internet zwiększenie średniego czasu użytkowania terminala (poszerzenie zakresu usług i szybkości oraz jakości transmisji) System telefonii komórkowej UMTS ZałoŜenia ogólne nowe rozwiązania w zakresie interfejsu oraz dostępu radiowego + nowa architektura usługowa integracja zastosowań telefonii komórkowej i stacjonarnej (na poziomie usług i aplikacji) Cel: zapewnienie personalizowanego dostępu do usług multimedialnych i informacyjnych realizowanych z dużą przepływnością Uniwersalność w przekazywanych treściach i sposobie komunikacji 15

System telefonii komórkowej UMTS Środowiska propagacyjne Segment naziemny: środowiska zamknięte (wnętrza budynków) środowiska otwarte (miejskie, wiejskie, górzyste) ZASIĘG GLOBALNY Łączność satelitarna Tereny podmiejskie i wiejskie Miasto Budynki Hiperkomórka Makrokomórka Mikrokomórka Pikokomórka Segment satelitarny: obszary lądów rozległe tereny górzyste i podbiegunowe obszary mórz i oceanów System telefonii komórkowej UMTS Klasy komórek i dostępność usług Klasa komórki Pikokomórka (wnętrza budynków biurowych, obiekty handlowe) Mikrokomórka (tereny miejskie z dużymi skupiskami ludności) Makrokomórka (tereny miejskie z niewielkimi skupiskami ludności i tereny wiejskie) Hiperkomórka (obszary mórz i oceanów oraz lądy, w tym również pustynie i obszary górzyste) Promień komórki < 100 m < l km <20 km 300-800 km (satelity LEO, MEO) 4000-5000 km (satelity GEO) Dostępność usług Wszystkie Liczny podzbiór Usługi podstawowe Usługi podstawowe 16

System telefonii komórkowej UMTS Architektura systemu UMTS (1) S TS At ac cjj ee R Ur uc chh Oo mm ee I N ITn Et err ffe Ej sj S R raa Dd iioo wwy Y S iie Eć Ć DdOo Ss tt ę Ęp Po wo aw A S Si ei će Ć Pp Oo dd sst at wa ow w Oa W A A p p l i c a t i o n s M M V L R B T S G S M I W U P S P D N R N C H D B I W U P S T N / I S D N ` B T S D E C T B T S I W U H L R G S M W B - C D M A R N C A T M S C P I W U B - I S D N B T S T D - C D M A G R A N G R A N System telefonii komórkowej UMTS Architektura systemu UMTS (2) 17

System telefonii komórkowej UMTS Architektura systemu UMTS (3) Architektura UMTS Sieć rdzeniowa CN (Core Network) Funkcje połączeniowe zachodzące w jeje obrębie oraz z sieciami zewnętrznymi Sieć dostępu radiowego UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) Realizacja procedur związanych z transmisją radiową Wyposażenie użytkownika UE (User Equipment) Interfejs sieciowy (CN UTRAN) Interfejs radiowy (UTRAN UE) System telefonii komórkowej UMTS Technologie systemu UMTS Podstawowe techniki stosowane w UMTS Technika wielodostępu CDMA (w interfejsie radiowym) Technologia ATM w sieci UTRAN Wykorzystanie i rozszerzenie elementów istniejącej sieci GSM do budowy szkieletowej sieci UMTS 18

System telefonii komórkowej UMTS Sieć dostępu radiowego UTRA (1) Specyfikacja UTRA definiuje schemat uzyskiwania dostępu sieciowego Parametry techniczne radiowego systemu transmisyjnego Podstawowe protokoły UMTS Decyzja o zastosowaniu w systemie UMTS dwóch standardów interfejsu radiowego W-CDMA działającego w trybie dupleksowym szerokopasmowego dostępu CDMA z podziałem częstotliwości Mieszanego interfejsu TDMA/CDMA funkcjonującego w trybie dupleksowym z podziałem czasu System telefonii komórkowej UMTS Sieć dostępu radiowego UTRA (2) Pasma częstotliwości 1920 1980 MHz 2110 2170 MHz Para dla trybu dupleksowego z podziałem częstotliwości (system z interfejsem W-CDMA) 1900 1920 MHz 2010 2025 MHz Para dla trybu dupleksowego z podziałem czasu 19

System telefonii komórkowej UMTS Sieć dostępu radiowego UTRA (3) Funkcjonowanie obu interfejsów Potrzeba współpracy UMTS z systemem GSM Wiele wspólnych opcji występuje w wyższych warstwach stosu protokołów Wykorzystanie wspólnego zegara odniesienia 13 lub 26 MHz Sygnały taktowania wynikające z zastosowanych impulsów rozpraszających, symboli danych, długości ramek i szczelin Częstotliwości nośne i szerokość pasm sygnałowych zgodne z siatką częstotliwości GSM Istnienie obu systemów na osi częstotliwości Dostęp do usług typowych dla sieci GSM System telefonii komórkowej UMTS Alokacja kanałów w UMTS 20

System telefonii komórkowej UMTS UMTS - wybrane usługi połączenia rozmówne, komunikacja tekstowa off-line (SMS, e-mail), przesyłanie sygnałów obrazu, wideotelefonia, zdalny dostęp do baz danych, przeglądanie stron WWW, odczytywanie i odtwarzanie plików audio, odczytywanie i wyświetlanie wideoklipów, wykonywanie operacji bankowych, odczytywanie pomiarów, dostarczanie informacji o położeniu geograficznym, komunikacja tekstowa on-line gry System telefonii komórkowej UMTS Klasy usług (1) Transmisja danych poczta elektroniczna, transfer plików, informacja o lokalizacji abonenta, przywoływanie, transmisja krótkich wiadomości; Usługi multimedialne podawanie położenia, połączenia wideokonferencyjne, usługi typu rozsiewczego, usługi polegające na uzyskiwaniu informacji transmisja wiadomości pomiędzy abonentami z możliwością ich zapamiętywania lub przekierowywania ; 21

System telefonii komórkowej UMTS Klasy usług (2) Usługi dodatkowe oczekiwanie na połączenie, przeniesienie połączenia, poczta głosowa, identyfikacja abonenta wywołującego, połączenia konferencyjne tworzenie zamkniętych grup użytkowników; Roaming międzynarodowy realizowany automatycznie (globalny zasięg systemu) możliwość przenoszenia zbioru i charakterystyki usług przypisanych danemu użytkownikowi pomiędzy poszczególnymi sieciami System telefonii komórkowej UMTS Klasy usług (3) Klasa usług Szybkość kbit/s Współczynnik kompresji Współczynnik asymetrii Czas połączenia (s) Typ komutacji MM - interaktywna 128 2 1/1 180 kanałów MM - szybka 2000 2 0.005/1 53 pakietów MM - średnia 384 2 0.026/1 14 pakietów Dane 14.4 3 1/1 156 kanałów Krótkie wiadomości 14.4 2 1/1 30 pakietów Fonia 16 1.75 1/1 120 (60) kanałów 22

Systemy komórkowe Zestawienie parametrów GSM HSCD GPRS EDGE TD-CDMA UMTS W-CDMA Dupleks FDD FDD FDD FDD TDD FDD Zwielokrotnienie FDMA/ TDMA FDMA/ TDMA FDMA/ TDMA FDMA/ TDMA TDMA/ CDMA W-CDMA Modulacja GMSK GMSK GMSK GMSK 8PSK 8PSK 8PSK Komutacja Łączy Łączy Pakietów Pakietów lub łączy Pakietów lub łączy Pakietów lub łączy Ramka [ms] 4,615 4,615 4,615 4,615 10 10 Ilość szczelin w ramce 8 8 8 8 16 - Szerokość kanału radiowego 200kHz 200kHz 200kHz 200kHz 5MHz ~5MHz Maksymalna szybkość transmisji danych 14,4 kbit/s 115,2 kbit/s 160 kbit/s 384 kbit/s 2,3 Mbit/s 2,3 Mbit/s Systemy komórkowe Ewolucja D-AMPS IS 136 GPRS EDGE IMT 2000 WCDMA UMTS GSM MBS!? cdmaone IS - 95 IS - 95b CDMA 2000 3G 2G 2G + UMTS MBS Zakres częstotliwości 2 GHz 40 GHz 60 GHz Promień komórki 200m; 500m; 5 km 150-300 m Przepływności do 2 Mbit/s do 155 Mbit/s Ruch terminala tylko dla małych przepływności dla wszystkich usług Rok wprowadzenia 2002 2010 3G 4G 23

System telefonii komórkowej MBS System czwartej generacji Small-Office Home-Office MBS Telephone Telephone Workstation Workstation Fax up to 155 Mbit/s per user Workstation Video E3, VC 3 (25-30 Mbit/s) Microwave transmission path STM 1 - STM 4 BSS BSS Workstation Telephone Interactive TV Video E1 - E2, xdsl, VC12 2-8 Mbit/s (~53 Mbit/s by VDSL) Common Bacbone Network DWDMA 240 x STM 64 (240 x STM 128) Fiber optic transmission path STM 1 - STM 4 STM 4 - STM 64 BSS Typ dostępu: TDMA? OFDMA? HOME B - ISDN Video Video Office Telephone Workstation Workstation Telephone Fax Workstation Workstation Telephone Workstation Workstation Telephone Workstation Workstation Telephone Fax Protokół transmisyjny: ATM? IPv6? inny? System telefonii komórkowej MBS System czwartej generacji Application Data Rate [kbit/s] Low MBS ISDN Videoconference (Tele-advertising) 384 Data File Transfer (ftp) 384 Desktop Multimedia(Web browsing) 384 Broadband Videotext (E-commerce) 384 Wideband Monitoring 500 Configuration Data 600 E-mailbox for Multimedia 1 500 Remote Procedure Call 1 500 HD Videotelephony (Tele-education) 2 000 Mobile Tele-working 2 000 Assistance in Travel 2 000 City Guidance 2 000 Mobile Video Surveillance 2 000 Tourist information 2 000 E-newspaper 2 000 Video Multi-point Monitoring 2 000 Broadband Freight and Fleet management 2 200 Mobile Repair Assistance 2 400 Multimedia Library 2 400 Mobile Emergency Services 2 800 TV-programme (MPEG 2) 8 000 High BW Video, Multipoint Monitoring 8 000 Professional Images 8 000 HDTV Outside Broadcast 8 000 Control Data 21 000 Wireless LAN Interconnection 10Base.x 10 000 100Base.x 100Base.x 100 000 24