Adatátviteli rendszerek Mobil távközlő hálózatok hozzáférési szakasza (RAN) Dr. habil Wührl Tibor Óbudai Egyetem, KVK Híradástechnika Intézet

Hasonló dokumentumok
Az LTE. és a HSPA lehetőségei. Cser Gábor Magyar Telekom/Rádiós hozzáférés tervezési ágazat

OFDM technológia és néhány megvalósítás Alvarion berendezésekben

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

A kommunikáció evolúciója. Korszerű mobil rendszerek

Hálózati és szolgáltatási architektúrák. Lovász Ákos február 23.

A kommunikáció evolúciója. Korszerű mobil rendszerek

3G / HSDPA. Tar Péter

4g rá dio s interfe sz me re se 2.

2018. december 5., Budapest A GSM-TŐL AZ LTE-IG

Kialakulása, jellemzői. Távközlési alapfogalmak I.

Vezeték nélküli helyi hálózatok

Helymeghatározás az UMTS-ben

Nagysebességű Mobil Távközlés

MOBIL ÉS VEZETÉK NÉLKÜLI BMEVIHIMA07 HÁLÓZATOK. 3. előadás. Dr. Fazekas Péter Dr. Mráz Albert

LTE: A RENDSZER FELÉPÍTÉSE, MŰKÖDÉSE ÉS A RÁDIÓS INTERFÉSZ ALAPJAI.

MOBIL ÉS VEZETÉK NÉLKÜLI BMEVIHIMA07 HÁLÓZATOK. 3. előadás. Dr. Fazekas Péter Dr. Mráz Albert

LTE: A RENDSZER FELÉPÍTÉSE, MŰKÖDÉSE ÉS A RÁDIÓS INTERFÉSZ.

Távközlő hálózatok és szolgáltatások

Hálózati architektúrák és rendszerek. Nyilvános kapcsolt mobil hálózatok (celluláris hálózatok) 2. rész

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

Alacsony fogyasztású IoT rádiós technológiák

Kommunikációs rendszerek programozása. Wireless LAN hálózatok (WLAN)

Adatátviteli rendszerek Mobil távközlő hálózatok rendszertechnikája. Dr. habil Wührl Tibor Óbudai Egyetem, KVK Híradástechnika Intézet

Mobil távközlő rendszerek alapjai. A GSM rendszer

AGSMHÁLÓZATA TOVÁBBFEJLESZTÉSE A NAGYOBB

DOCSIS és MOBIL békés egymás mellett élése Putz József Kábel Konvergencia Konferencia 2018.

4G VAGY B3G : ÚJGENERÁCIÓS

Cellaazonosító és timing advance

Növekvő Sávszélesség-igény Válaszok

UMTS RENDSZER ÉS INTERFÉSZEK. UMTS KÓDOSZTÁS ALAPJAI. W-H KÓDOK, KÓDFA. KÓDOSZTÁS, SPEKTRUMSZÓRÁS

3GPP LTE (Long Term Evolution)

10. HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

Mérési útmutató az Újgenerációs hálózatok szakirány Labor 1 méréseihez

Harmadik-generációs bázisállomások szinkronizációja

AZ LTE RÁDIÓS INTERFÉSZ MÉRÉSE

COMPEX WLM200NX n a/b/g dual-band vezetéknélküli minipci modul

Használati Utasítás. ZTE Corporation. All rights reserved

AZ LTE RÁDIÓS INTERFÉSZ MÉRÉSE

2011. május 19., Budapest UWB ÁTTEKINTÉS

Mobil kommunikáció /A mobil hálózat/ /elektronikus oktatási segédlet/ v3.0

GSM azonosítók, hitelesítés és titkosítás a GSM rendszerben, a kommunikáció rétegei, mobil hálózatok fejlődése

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

Kábeltelevíziós és mobil hálózatok békés egymás mellett élése. Előadó: Putz József

Wireless technológiák Meretei Balázs

ÚTON AZ 5. GENERÁCIÓ FELÉ

Vezetéknélküli átvitelben használt modulációs eljárások

LTE: A RENDSZER FELÉPÍTÉSE, MŰKÖDÉSE ÉS A RÁDIÓS INTERFÉSZ ALAPJAI.

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Mobiltelefon-hálózatok

Távközlő hálózatok és szolgáltatások

Távközlı hálózatok és szolgáltatások

MERRE TART A HFC. Koós Attila Gábor, Veres Zoltán , Balatonalmádi

Hálózati architektúrák és rendszerek. 4G vagy B3G : újgenerációs mobil kommunikáció a 3G után

LTE: A RENDSZER FELÉPÍTÉSE, MŰKÖDÉSE ÉS A RÁDIÓS INTERFÉSZ.

UMTS HÁLÓZAT PROTOKOLLJAI. UMTS SZINKRONIZÁCIÓ ÉS

Hullámok a távközlésben. Ericsson Magyarország március 16.

Magyar Mérnöki Kamara Budapest, június 24.

Heterogeneous Networks

IoT rendszerek kommunikációs megoldásai vitmav22

A vizsgafeladat ismertetése: Válaszadás a vizsgakövetelmények alapján összeállított, előre kiadott tételsorokból húzott kérdésekre

1. A vezeték nélküli hálózatok rádiós szabályozása

Hírközléstechnika 9.ea

Beszédátvitel a GSM rendszerben, fizikai és logikai csatornák

Távközléstechnika (302)

Click to edit Master title style

Mobile network offloading. Ratkóczy Péter Konvergens hálózatok és szolgáltatások (VITMM156) 2014 tavasz

Úton az 5. generáció felé

Mérési útmutató a Mobil infokommunikáció laboratórium 1. méréseihez

Az IEEE szabvány fizikai rétege

Számítógépes Hálózatok 2010

Távközlő hálózatok és szolgáltatások

Rádiófrekvenciás azonosítás RFID, NFC, PAYPASS

Benkovics László ZTE Hungary K:

Szenzorkommunikációs lehetőségek az IoT világában. Dr. Fehér Gábor BME Távközlési és Médiainformatikai Egyetem

TÁVKÖZLŐ HÁLÓZATOK MÉRTÉKADÓ MŰSZAKI KÖVETELMÉNYEI

A GSM HÁLÓZAT TOVÁBBFEJLESZTÉSE A NAGYOBB ADATSEBESSÉG ÉS CSOMAGKAPCSOLÁS FELÉ

SCI-Network Távközlési és Hálózatintegrációs zrt.

DECT rendszer. 1. Szabványok. 2. A DECT rendszer elemei

Értékesítésre kerülő frekvenciasávok bemutatása. Pályázat. műszaki leírás 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2600 MHz, 26 GHz. főigazgató-helyettes

esélyegyenlőség biztosítása az értékesítési folyamatban versenyélénkítés, esetlegesen új belépő a piacon

Mobilhálózatok tulajdonságai és felhasználásuk

Wireless hálózatépítés alapismeretei

Modelldokumentáció az NMHH BU-LRIC modelljéhez

Kommunikációs hálózatok 2

Tomka Péter NMHH, Mérésügyi főosztályvezető

Tartalom. Az SCI-Network zrt. bemutatása A térfigyelő rendszerek átviteltechnikája Vezeték nélküli technológia előnyei

UMTS RENDSZER ÉS INTERFÉSZEK. UMTS KÓDOSZTÁS ALAPJAI. W-H KÓDOK, KÓDFA. KÓDOSZTÁS, SPEKTRUMSZÓRÁS

jel: Egy jel a változó azon részének matematikai leírása, amely a számunkra lényeges információt hordozza.

NG hálózatok és szolgáltatások

Alapsáv és szélessáv. Számítógépes Hálózatok Amplitúdó-moduláció. Szélessáv

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

BWA Broadband Wireless Access - szélessávú vezetéknélküli hozzáférés

300Hz Hz. változik az ellenállása. szuperpozíciójaként. forgógépes felépítésű. PAM. Tm=1/(2*fmax)

Széchenyi István Egyetem. Mobil Távközlés. Tegnap, Ma és Holnap. Bevezetés a Mobil Távközlő Rendszerekbe. Távközlési Tanszék

Magyar Mérnöki Kamara Budapest, november 26.

Távközlő hálózatok és szolgáltatások IP hálózatok elérése távközlő és kábel-tv hálózatokon

pacitási kihívások a mikrohullámú gerinc- és lhordó-hálózatokban nkó Krisztián

Mobil Informatikai Rendszerek

S Z A K D O L G O Z A T

A mobil távközlés fejlıdése

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Átírás:

Adatátviteli rendszerek Mobil távközlő hálózatok hozzáférési szakasza (RAN) Dr. habil Wührl Tibor Óbudai Egyetem, KVK Híradástechnika Intézet

2G rádiós interfész (Um) Um TDMA elvű, UL és DL külön vivőn (FDD) Chipering (titkosítás); TA Timing Advance; Tx power szabályozás; Csatornakódolás; Moduláció demoduláció (logikai CH-k leképezése a fizikai CH-ba).

2G rádiós interfész (Um)

2G rádiós interfész (Um) GSM900 esetén 124db 200kHz sávszélességű csatorna; Extended 876-915MHz (Up), 921-960MHz (Down) 195db csatorna (GSM-R és TETRA is) GSM1800 esetén 374db 200kHz sávszélességű csatorna áll rendelkezésre. Egy GSM keretidő 4,615ms, mely 8db TS-re osztott. 1 időrés (1TS) 577µs ideig foglalja a vivőt (adás bustökben történik), melyben a tényleges adási idő 546,5µs (148 bit), így a védő idő (guard time) 30,5µs.

2G rádiós interfész (Um) A rádiós interfészen az adatátviteli sebesség: (148 bit átvitele 546,5µs idő alatt) kb 270kbit/s.

2G rádiós interfész (Um) Modulációs séma GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying). Az információt a vivő fázis változása (90fok) hordozza. 1bit = 1 sym. 1 esetén -> -90 fok 0 esetén -> +90 fok

GSM keret hierarchia

GPRS General Packet Radio Service A TS-ek foglalása dinamikus, a TS-ek számának lefoglalása is változó lehet (1 8-ig). A ténylegesen elérhető adatátviteli sebesség kódolásfüggő (kódolás a rádiós csatorna minőségétől függ), lefoglalható TS szám függő. CS-4 esetén nincs hibajavító kódolás!

GERAN (GSM/EDGE RAN) ETSI TS 143 051 / 3GPP TS 43.051 Moduláció: GMSK 8PSK

GERAN (GSM/EDGE RAN) EPC Enhanced Power Control Minden 26. TDMA frame-ben (120ms időközönként)

3G - WCDMA A sugárzott információk szétválaszthatóságát az ortogonális kódok biztosítják

3G - WCDMA Cellaméret a pillanatnyi terheléstől függő! Több felhasználó a cellában a többire nézve több zajforrást jelent -> jel-zaj viszony romlás. Jelenleg úgy látszik, hogy ez zsákutcába vezet!

LTE-irányelvek Folyamatos frekvenciasáv bővítési lehetőség (felszabaduló frekvenciasávok használhatósága a jövőben, Nemzeti frekvenciagazdálkodási adottságok figyelembe vehetősége). Rugalmas frekvenciasávok 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz-es, valamint NB IoT 200kHz. Hatékonyabb spektrumkihasználási lehetőségek Például a duplexelésnél (FDD és TDD).

LTE le- és feltöltési irány Letöltési irány (DL): OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) az OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) egy mobilspecifikus változata. Feltöltési irány (UL): SC-FDMA (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access).

LTE OFDMA (DL) Nagy számú, kis védőtávolságú vivők egymás mellett Párhuzamos átvitel a csatornákon; Csatornákra nézve QPSK, 16-QAM, 64-QAM Relatív alacsony szimbólumsebesség; Szimbólumok között időtartományban védősávok Szimbólumáthallás valószínűség csökkentése.

LTE OFDMA (DL) Miért nem alkalmazták korábban a cellás mobil technológiák korábban az OFDM-et? 1980-ban már a GSM kapcsán is felmerült az alkalmazása Nagyszámú FFT számítás az alapja ami energiaigényes 1998-ban az UMTS esetén is felmerült A technológia még ekkor sem tűnt alkalmasnak. Az LTE megszületéskor a DSP alapú számítások energiaigénye elviselhetővé váltak.

LTE OFDM és CDMA összehasonlítás

alvivők távolsága Δf=15 khz LTE - DL Δf=7.5 khz is lehet embms (Multimedia Broadcast Multicast Services) esetén ( LTE-broadcast ). Ennek reciproka a szimbólumidő T=66.67 μs Időtartományban négyszög frekvenciatartományban: sin(x)/x

LTE - DL ISI Inter Symbol Interference (Szimbólumközi áthallás Egyes vivők között is áthallást okoz ortogonalitás sérül: szimbólumidőnyi integrálásban nem egész számú periódus lesz az egyik vett jel esetén. Különböző terjedési utakon érkezett jelek okozzák:

LTE - DL Több utas terjedés probléma kezelése: Védőidők az adási távolság függvényében; Védőidő alatt a CP (Cyclic prefix) kerül kisugárzásra, ami a szimbólum végének másolata.

LTE - DL Normál CP, 1.4km távolságig működőképes A kiterjesztett CP 10 km-ig (szimbólumszám rovására).

LTE - DL Példa: 5 MHz sávszélesség, n db alvivő vivők színekkel jelöltek a frekvencia tartományban. Védőidők feketével időtartományban.

LTE - DL Egyes UE-k felé sugárzott OFDM jel

LTE DL (miért OFDMA?) Az OFDM-ben keskeny sávot használ egy UE Fading vagy interferencia elnyomhatja a jelet. OFDMA TDMA jelleg bevitele a vivők kiosztásába; UE időben több alvivőn forgalmaznak;

LTE keretszerkezet (FDD) Időrés: TS=0.5 ms (7 szimbólum); FDD módú keretszerkezet (Type-1): 10 ms keret, 10 db 1 ms alkeret (subframe) 20 db 0.5 ms időrés (TS - timeslot) Alap időegység: Ts=1/(15000 2048) 32,6ns

LTE keretszerkezet (TDD) DwPTS(Downlink Pilot Time Slot); GP(Guard Period); UpPTS(Uplink Pilot Time Slot); A subframe #0 és subframe#5 mindig letöltésre használt. Összesen 0 6 konfiguráció definiált UL/DL viszonyban.

LTE keretszerkezet (TDD) D jelentése: subframe - downlink transmission S jelentése: "special" subframe used for a guard time U jelentése: subframe - uplink transmission

LTE Radió erőforrás menedzsment Fizikai erőforrás blokk - Physical Resource Block PRB 12 alvivő (12*15 khz = 180 khz) egy időrésben (0.5 ms) Ez a legkisebb egység, ami egy előfizetőnek adható; 12*6= vagy 12*7 szimbólum időrésenként (embms esetén 24 alvivő, 7.5 khz-es távolságban).

Adatátviteli sebességek (DownLink) Fizikai szintű pillanatnyi átviteli sebességek egy PRB-vel: Egy bázisállomás min 6 PRB-t kell tudnia: 6*180kHz=1.08 MHz (Védősávokkal 1.4MHz).

Adatátviteli sebességek (DownLink) További lehetséges konfigurációk: Csatorna sávszélesség védősávval [MHz] Átviteli sávszélesség védősáv nélkül [MHz]: Átviteli sebesség konfigurációk 1,4 3 5 10 15 20 1,08 2,7 4,5 9 13,5 18 RB-k száma: 6 15 25 50 75 100

LTE UpLink (UL) Miért nem OFDMA-t használunk feltöltés irányban? Teljesítmény igény nagy, ami akkumulátoros üzemű készülék esetén hátrány; Feltöltés irányban általában kisebb adatátviteli sebességgel megelégszünk. Mit használunk? SC-FDMA-t (Single Carrier Frequency Division MA)

LTE-UpLink (UL) OFDMA szimólum idő = SC-FDMA szimbólumidő = 66,7µs Egy SC-FDMA szimbólum úgynevezett szub-szimbólumokat tartalmaz!

LTE-UpLink és DownLink

S = Single; M = Multi; I = Input; O = Output LTE - MIMO

2x2-es csatorna mátrix LTE - MIMO

Köszönöm a figyelmet!

Adatátviteli rendszerek LoRa WAN Dr. habil Wührl Tibor Óbudai Egyetem, KVK Híradástechnika Intézet

LoRa WAN www.lora-alliance.org Regionális; Nemzeti; Nemzetközi hálózat, mely elsősorban telepes üzemű készülékek kétirányú adatátviteli megoldásait valósítja meg. Kifejezetten IoT-hez.

LoRa WAN Miért érdemes ezzel foglalkoznunk? Indul az Antenna Hungária IoT-hálózata Budapesten és a Balatonnál (2017) Az Antenna Hungária év végéig országosan elérhetővé teszi IoT hálózatát (2017) CHIPCAD Óbudai Egyetem (2016)

LoRa WAN A végberendezések Gateway kapcsolat single-hop vezeték nélküli átvitel (pont-pont 2 irány vagy multicast); Gateway Hálózati szerver kapcsolat normál IP csomagkapcsolás. Adatátviteli sebesség: 0,3kbit/s 50kbit/s ADR (Adaptive Data Rate). Titkosítás több szinten lehetséges. (EUI64 és EUI128 kulcsokkal)

LoRa WAN stack

LoRa WAN végberendezés osztályok

LoRa WAN Class A A Class A eszközök minden adást követően kötelezően figyelniük kell a vételi csomagok érkezését időablak: Join request után Rx Delay: 5s vagy 6s; Data packet után Rx Delay: 1s vagy 2 s.

LoRa WAN végberendezés gateway kommunikáció Szórt spektrumú FSK a 868MHz ISM sávban; ADR (Adaptive Data Rate);

LoRa WAN fizikai réteg EU863-870 ISM sávban (ETSI EN300.220 szerint definiált); 3 default csatorna megvalósítás kötelező, melyek sávszélessége 125kHz; 868,10 MHz; 868,30 MHz; 868,50 MHz melyeken DR0 DR5 (0,3kbit/s 50 kbit/s); Adási idő limitáció (duty-cycle limited Tx ETSI szerint); Kisugárzott teljesítmény 14dBm (ETSI szerint);

Szórt spektrumú LoRa moduláció

LoRa WAN

LoRaWAN

LoRa WAN hálózat adminisztrálás A hálózat adminisztrálás MAC command-okkal történik (ezek az alkalmazásokban sosem látszanak).

Köszönöm a figyelmet!