A kommunikáció evolúciója. Korszerű mobil rendszerek

Átírás

1 Dr. Maros Dóra

2 A kommunikáció evolúciója

3

4

5 A mobilok generációi

6 ahhoz képest, amivel kezdődött.. Az a fránya akksi

7 Mobil kommunikáció a II. világháborúban Mobil távközlés 1941 Galvin Manufacturing Corporation - Félduplex mód - Gyenge teljesítmény Vízvári Gergely előadásából

8 Bell Labs - MTS (Mobil Telephone System) A! - Max. 3 hívás 1 időben 1946

9 Motorola DynaTAC 8000X 1983

10

11 Szabályozási szervezetek Világszervezetek: International Electrotechnical Commission International Telecommunication Union International Organization for Standardization Európai szervezetek: Comité Européen de Normalisation Électrotechnique; European Telecommunications Standards Institute

12 Mobil rendszerek generációi(2g - 3G+) 9,6 kbps kbps 150 kbps

13 Mobil hálózatok fejlődése a 3G után

14 Elektromágneses hullámok spektruma 900 MHz-2,6 GHz

15 GSM 900, 1800, 1900 sávok (2G)

16 UMTS frekvenciasávok Duplexelés Uplink Downlink Sáv UMTS-FDD MHz MHz MHz UMTS-TDD MHz UL/DL MHz UL/DL MHz Műhold MHz MHz MHz 2000-ben, új frekvenciasávok MHz, MHz (GSM sáv!) MHz GSM 1800 DECT UMTS TDD UMTS FDD Műhold UMTS TDD UMTS FDD Műhold UMTS [MHz] Páratlan sávok Páros sávok Csatorna távolság: 5,10, vagy 20 MHz

17 Cellák A cella nagysága függ a földrajzi elhelyezkedéstől és a felhasználók számától, ill. az általuk használt QoS-től!

18 Többszörös hozzáférési technikák FDMA (Frequency Division Multiple Access) TDMA (Time Division Multiple Access) CDMA (Code Division Multiple Access) OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) Idő Idő Idő Idő Frekvencia Frekvencia Frekvencia Frekvencia NMT 450 GSM UMTS LTE Több felhasználó megosztva használja a rendelkezésre álló frekvenciasávot

19 QoS osztályok Forgalom osztály Conversational Streaming Interactive Background Késleltetés Válaszidő információ adás/vétel között Válaszidő információ adás/vétel között Válaszidő lekérdezésre A fogadóoldal egy bizonyos időn belül nem fogad újabb adatot << 1 s ~ 1s < 10 s > 10 s Hibatolerancia Igen Igen Nem Nem Mód (tipikus) Szolgáltatás Áramkörkapcsolt (kivéve Skype stb.) Beszéd, Videotelefon Streaming multimedia (pl. Youtube, online zene) Web böngészés, adatbázis kezelés (Neptun) Csomagkapcsolt Csomagkapcsolt Csomagkapcsolt , SMS, MMS

20 Jelenlegi hálózati architektúra 2G GERAN GSM 3G UTRAN UMTS 4G eutran LTE CS PS MSC server MGW SGSN MRF AUC EIR HSS GMSC server MGW GGSN IMS MGW CSCF PSTN MGCF MGW: Media Gateway (Média átjáró) HSS: Home Subscriber Server (Honos előfizetői szerver) MRF: Media Resource Function (Média erőforrás funkció) CSCF: Call Session Control Function (Hívás felépítés vezérlés funkció) MGCF: Media Gateway Control Function (Média átjáró vezérlés funkció) IMS: IP Multimedia Subsystem (IP multimédia alrendszer) IMS IP hálózat

21 Szektor antennák GSM szektorsugárzók Dönthető antennák

22 Omni antennák Toronyra szerelt omni antenna Kézi omni antenna

23 Mikrohullámú antennák Mikrohullámú antennák: kapcsolat a hálózat felé (pár tíz GHz)

24 3G/4G antennák Több antenna egy irányban (diversity, egyvivős megoldás) MIMO antennák (többvivős megoldás)

25

26 Beltéri antennák

27 A hexagon a cellás hálózat apasejtje Körsugárzó antennák R R R Zöld vonalon egyforma térerő a két antenna felől

28 A frekvencia újrafelhasználás elve a GSM-ben Azonos vivőfrekvenciát használó cellák, reuse factor:7 Két egymás melletti cellában nem lehet azonos frekvencia! Körsugárzó antennákat alkalmazunk

29 A frekvenciák kiosztása az UMTS-ben Probléma: INTERFERENCIA! f1 f2 f3 f2 f3 f3 f3 f3

30 A frekvenciák kiosztása az LTE-ben A cella közepén azonos frekvenciák, a cella szélén más frekvenciák!

31 Rádió hullámok terjedése szabadtérben RSL Teljesítményszi nt a vevőben (db) A szabadtéri csillapítás általános leírása: a 0 = 20 log (4Πd/λ) a 0 = 20 log (df) + 28,14 d (távolság az adóantennától)

32 Az árnyékolás (shadowing) hatása RSL (db) Átlagérték Árnyékolás okozta változás (lassú fading) d = Távolság az adóantennától

33 A többutas terjedés jelensége Reflexiók okozta változás (gyors fading)

34 A szimbólumok közötti zavarás (ISI) ISI: Inter Symbol Interfence Bithiba a vevőben! 1? 0? Megoldás: különböző hibajavítási eljárások alkalmazása a rádiós csatornán

35 ?