Dr. Maros Dóra
A kommunikáció evolúciója
http://www.youtube.com/watch?v=cr5eskfueyw
A mobilok generációi
ahhoz képest, amivel kezdődött.. Az a fránya akksi
Szabályozási szervezetek Világszervezetek: International Electrotechnical Commission International Telecommunication Union International Organization for Standardization Európai szervezetek: Comité Européen de Normalisation Électrotechnique; European Telecommunications Standards Institute
Mobil rendszerek generációi(2g - 3G+) 9,6 kbps 50-60 kbps 150 kbps
Mobil hálózatok fejlődése a 3G után
Elektromágneses hullámok spektruma 900 MHz-2,6 GHz
GSM 900, 1800, 1900 sávok (2G)
UMTS frekvenciasávok Duplexelés Uplink Downlink Sáv UMTS-FDD 1920-1980 MHz 2110-2170 MHz 60 + 60 MHz UMTS-TDD 1900-1920 MHz UL/DL 2010-2025 MHz UL/DL 20 + 15 MHz Műhold 1980-2010 MHz 2170-2200 MHz 30 + 30 MHz 2000-ben, új frekvenciasávok 806-960 MHz, 1710-1885 MHz (GSM sáv!) 2500-2690 MHz GSM 1800 DECT UMTS TDD UMTS FDD Műhold UMTS TDD UMTS FDD Műhold UMTS 1800 1900 2000 2100 2200 2500 2600 2700 [MHz] Páratlan sávok Páros sávok Csatorna távolság: 5,10, vagy 20 MHz
LTE frekvenciasávok 40 sáv: 24 FDD 16 TDD
Cellák A cella nagysága függ a földrajzi elhelyezkedéstől és a felhasználók számától, ill. az általuk használt QoS-től!
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
Egyvivős (Single Carrier) és többvivős (Multi Carrier) rendszerek TDMA: más időkben vagy CDMA: egy időben, más kódolással FDMA: egy időben más frekvenciasávok OFDMA: egy időben több frekvenciasáv
Duplexelés a rádiós hozzáférésen B(dl):sávszélesség Downlink fk(dl) B(ul) Uplink fk(ul): középfrekvencia FDD: Két különböző frekvenciasáv a két irányban GSM :200 KHz UMTS: 5 MHz LTE: 20 MHz B(dl)=B(ul) fk(dl)-fk(ul)= duplex távolság Uplink Downlink idő TDD: Egy frekvenciasáv a két irányra, UL és DL időben változik (UMTS és LTE)
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 Email, SMS, MMS
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
Új hálózati elemek speciális alkalmazásokra Iu-BC Rádiós hálózati vezérlő Cell Broadcast Centre (CBC) Iu-PC Serving Mobile Location Centre(SMLC) CBC: információ küldés a cellában tartózkodó minden készülék felé SMLC : aktuális tartózkodási helytől függő szolgáltatások (Location Based Services) vezérléséhez
Rádiós hálózatok MS BTS BSC UE Node B GSM- GERAN UMTS- UTRAN RNC BTS PCU Node B BSC PCU LTEeUTRAN enode B enode B
Szektor antennák GSM szektorsugárzók Dönthető antennák
Omni antennák Toronyra szerelt omni antenna Kézi omni antenna
Mikrohullámú antennák Mikrohullámú antennák: kapcsolat a hálózat felé (pár tíz GHz)
3G/4G antennák Több antenna egy irányban (diversity, egyvivős megoldás) MIMO antennák (többvivős megoldás)
Beltéri antennák
A hexagon a cellás hálózat apasejtje Körsugárzó antennák R R R Zöld vonalon egyforma térerő a két antenna felől
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
A frekvenciák kiosztása az UMTS-ben Probléma: INTERFERENCIA! f1 f2 f3 f2 f3 f3 f3 f3
A frekvenciák kiosztása az LTE-ben A cella közepén azonos frekvenciák, a cella szélén más frekvenciák!
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)
Az árnyékolás (shadowing) hatása RSL (db) Átlagérték Árnyékolás okozta változás (lassú fading) d = Távolság az adóantennától
A többutas terjedés jelensége Reflexiók okozta változás (gyors fading)
A szimbólumok közötti zavarás (ISI) ISI: Inter Symbol Interfence Bithiba a vevőben! 1? 0? Megoldás: különböző hibajavítási eljárások alkalmazása a rádiós csatornán
A beszéd felismerő detektor (VAD) zaj Ma már minden mobilban megtalálható! Nem kell az összes mikrofonra jutó jelet kódolni, csak azokat ahol tényleges beszéd van! Csökken az akksi fogyasztása, mert kevesebb infót kell kódolni és kimodulálni! DTX mód Informatikai rendszerek üzemeltetése és biztonsága
?