Сети подвижной радиосвязи

Сентябрь 14, 2022

Главная
Алгебра
Сети подвижной радиосвязи

Содержание

2. Основные понятия и определения подвижной радиосвязи Подвижная или мобильная радиосвязь – наиболее перспективное и динамически развивающееся
3. Классификация и виды систем подвижной радиосвязи Системы подвижной радиосвязи Сети транкинговой радиосвязи Сети передачи данных (WLAN/WiFi,
4. Транкинговые системы связи (1/3) Транкинговыми называются радиально-зоновые системы наземной подвижной радиосвязи, осуществляющие автоматическое распределение каналов связи
5. Транкинговые системы связи (2/3) Основные архитектурные признаки транкинговых систем связи: ограниченная инфраструктура; большой пространственный охват зон
6. Транкинговые системы связи (3/3) Основные стандарты транкинговых систем связи: аналоговые (SmarTrunk, Smartlink, EDACS, LTR, MPT 1327);
7. Сети персонального радиовызова (1/3) Сети персонального радиовызова (СПР) или пейджинговые сети – это сети односторонней мобильной
8. Сети персонального радиовызова (2/3) Пейджинговый терминал состоит из пульта оператора и контроллера системы; выполняет все функции
9. Сети персонального радиовызова (3/3) Пейджинговые протоколы: POCSAG (манипуляция FSK (±4.5 кГц), код NRZ, 512/1200/2400 бит/с, метод
10. Сети спутниковой связи (1/4) Классификация сетей спутниковой связи (ССС): по виду предоставляемых услуг: ССС речевой (радиотелефонной)
11. Сети спутниковой связи (2/4) Классификация сетей спутниковой связи (ССС): связь в реальном времени или с задержкой;
12. Сети спутниковой связи (3/4)
13. Сети спутниковой связи (4/4)
14. Поколения сотовой телефонии
15. Характеристики аналоговых стандартов сотовой связи
16. Характеристики цифровых стандартов сотовой связи
17. Функциональная схема сетей сотовой связи (1/2)
18. Функциональная схема сетей сотовой связи (2/2)
19. Блок-схема подвижной станции
20. Блок-схема базовой станции
21. Блок-схема центра коммутации
22. Система сотовой связи и ее услуги Система сотовой связи Handover (эстафетная передача) Определение местоположения ПС Повторное
23. Принцип повторного использования частот (1/3)
24. Принцип повторного использования частот (2/3) Общая ширина полосы, занимаемая системой сотовой связи: Число каналов связи в
25. Принцип повторного использования частот (3/3)
26. Сотовые сети стандарта GSM GSM (Global System for Mobile Communications) — глобальный стандарт цифровой мобильной сотовой
27. Структурная схема сети стандарта GSM
28. Структура радиоинтерфейса сети стандарта GSM
29. Структура кадра канала трафика GSM
30. Предоставляемые услуги GSM
31. Передача данных в сетях GSM (1/3) CSD (Circuit Switched Data) — технология передачи данных с коммутацией
32. Передача данных в сетях GSM (2/3) GPRS (General Packet Radio Service) — надстройка над технологией мобильной
33. Передача данных в сетях GSM (3/3) EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) — цифровая технология
34. Сотовые сети стандарта UMTS UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) — технология сотовой связи, разработана Европейским Институтом
35. Радиоподсистема UMTS Радиоподсистема UMTS — это сеть радиодоступа, получившая название в стандарте UMTS – UTRAN (Universal
36. Новые решения в стандарте UMTS Стандарт UMTS обладает рядом принципиально новых особенностей по сравнению с GSM:
37. Кодовое разделение каналов в UMTS (1/2) Посредством кодового разделения весь ресурс радиосети распределяется между каналами пользователей.
38. Кодовое разделение каналов в UMTS (2/2) Для идентификации базовых станций (ячеек, секторов) применяются коды скремблирования (Scrambling
39. Расширение спектра сигнала UMTS Искусственное введение частотной избыточности в радиосигнале позволяет получить дополнительные свойства системы UMTS
40. Архитектура сети UMTS
42. Скачать презентацию

Слайд 2

Основные понятия и определения подвижной радиосвязи
Подвижная или мобильная радиосвязь – наиболее

перспективное и динамически развивающееся направление телекоммуникаций.
Означает радиосвязь между подвижными объектами, один из которых или оба движутся либо занимают относительно друг друга случайное положение. При этом один из объектов может являться базовой станцией.
Доступ к абонентским линиям осуществляется без использования физических кабелей; связь с абонентскими устройствами осуществляется по радиоканалу.

Слайд 3

Классификация и виды систем подвижной радиосвязи
Системы подвижной радиосвязи
Сети транкинговой радиосвязи
Сети

передачи данных
(WLAN/WiFi, WiMAX)

Сети персонального радиовызова (пейджинг)

Сети спутниковой радиосвязи

Сети вещания
(ТВ, радио)

Сети сотовой подвижной радиосвязи

Слайд 4

Транкинговые системы связи (1/3)
Транкинговыми называются радиально-зоновые системы наземной подвижной радиосвязи, осуществляющие

автоматическое распределение каналов связи ретрансляторов между абонентами и ориентированные на корпоративных потребителей.
Термин «транкинг» (от англ. trunking) означает «объединение в пучок». Под транкингом понимается принцип свободного и равного доступа абонентов к общему частотному ресурсу («пучку» радиоканалов).

Слайд 5

Транкинговые системы связи (2/3)
Основные архитектурные признаки транкинговых систем связи:
ограниченная инфраструктура;
большой пространственный

охват зон обслуживания базовых станций;
широкий набор абонентского оборудования;
возможность организовать независимые выделенные сети связи.

Слайд 6

Транкинговые системы связи (3/3)
Основные стандарты транкинговых систем связи:
аналоговые (SmarTrunk, Smartlink, EDACS,

LTR, MPT 1327);
цифровые (EDACS, APCO-25, TETRA, TETRAPOL).

Слайд 7

Сети персонального радиовызова (1/3)
Сети персонального радиовызова (СПР) или пейджинговые сети –

это сети односторонней мобильной связи, обеспечивающие передачу коротких сообщений из центра системы (с пейджингового терминала) на миниатюрные абонентские приемники (пейджеры).
СПР состоит из пейджингового терминала (ПТ), базовой станции (БС) и пейджеров.

Слайд 8

Сети персонального радиовызова (2/3)
Пейджинговый терминал состоит из пульта оператора и контроллера

системы; выполняет все функции управления системой.
Базовая станция состоит из радиопередатчика и антенно-фидерного устройства; обеспечивает передачу пейджинговых сигналов на всю зону действия системы (радиус до 100 км).
Пейджеры осуществляют прием адресованных им сообщений. Могут передаваться сообщения четырех типов: тональные, цифровые, буквенно-цифровые (БЦ), речевые.

Слайд 9

Сети персонального радиовызова (3/3)
Пейджинговые протоколы:
POCSAG (манипуляция FSK (±4.5 кГц), код NRZ,

512/1200/2400 бит/с, метод прямой коррекции ошибок FEC, код с проверкой на четность);
FLEX (режимы: 1600/2, 3200/2, 3200/4, 6400/4).
R бит/с M-FSK

Слайд 10

Сети спутниковой связи (1/4)
Классификация сетей спутниковой связи (ССС):
по виду предоставляемых услуг:

ССС речевой (радиотелефонной) связи, ССС пакетной передачи данных (ППД), ССС определения местоположения (координат) потребителя);
по назначению: военные, гражданские (государственные или коммерческие);
стационарные (фиксированные) или подвижные;

Слайд 11

Сети спутниковой связи (2/4)
Классификация сетей спутниковой связи (ССС):
связь в реальном времени

или с задержкой;
по типу используемой орбиты: высокоорбитальные или геостационарные – GEO (40000 км), среднеорбитальные - MEO (10000 км), низкоорбитальные – LEO (700-1500 км).

Слайд 12

Сети спутниковой связи (3/4)

Слайд 13

Сети спутниковой связи (4/4)

Слайд 14

Поколения сотовой телефонии

Слайд 15

Характеристики аналоговых стандартов сотовой связи

Слайд 16

Характеристики цифровых стандартов сотовой связи

Слайд 17

Функциональная схема сетей сотовой связи (1/2)

Слайд 18

Функциональная схема сетей сотовой связи (2/2)

Слайд 19

Блок-схема подвижной станции

Слайд 20

Блок-схема базовой станции

Слайд 21

Блок-схема центра коммутации

Слайд 22

Система сотовой связи и ее услуги
Система сотовой связи
Handover (эстафетная передача)
Определение местоположения

ПС

Повторное использование частот

Услуги связи

Слайд 23

Принцип повторного использования частот (1/3)

Слайд 24

Принцип повторного использования частот (2/3)
Общая ширина полосы, занимаемая системой сотовой связи:
Число

каналов связи в соте:

Расстояние между соседними сотами:

Коэффициент повторного использования частот:

Коэффициент соканального повторения:

Слайд 25

Принцип повторного использования частот (3/3)

Слайд 26

Сотовые сети стандарта GSM
GSM (Global System for Mobile Communications) — глобальный

стандарт цифровой мобильной сотовой связи, с разделением каналов по времени (TDMA) и частоте (FDMA). Разработан под эгидой Европейского института стандартизации электросвязи (ETSI) в конце 1980-х годов.
В стандарте GSM применяется GMSK-модуляция с величиной нормированной полосы ВТ — 0.3, где В — ширина полосы фильтра по уровню минус 3 дБ, Т — длительность одного бита цифрового сообщения.

Слайд 27

Структурная схема сети стандарта GSM

Слайд 28

Структура радиоинтерфейса сети стандарта GSM

Слайд 29

Структура кадра канала трафика GSM

Слайд 30

Предоставляемые услуги GSM

Слайд 31

Передача данных в сетях GSM (1/3)
CSD (Circuit Switched Data) — технология

передачи данных с коммутацией каналов, разработанная для мобильных телефонов стандарта GSM. CSD использует один временной интервал для передачи данных на скорости 9,6 кбит/с в подсистему коммутации SSS (или NSS), где они могут быть переданы через эквивалент нормальной модемной связи в телефонную сеть.
HSCSD (High-Speed CSD) — высокоскоростная передача данных с коммутацией каналов, улучшенная версия обычного модемного соединения для сетей GSM. Обеспечивает абоненту более высокую скорость передачи данных посредством назначения увеличенного числа временных интервалов (каналов) для соединения. Одна MS может использовать до 4 тайм-слотов (TS). Скорость по каждому из каналов увеличивается до 14,4 Кбит/с (по сравнению с 9,6 кбит/с для CSD). Тем самым скорость увеличивается до 14,4 х 4 = 57,6 кбит/с.
CSD/HCSD запрос очень похож на обычный голосовой вызов – используется конкретное число временных интервалов для передачи данных, что обеспечивает высокую стабильность соединения. Главным ограничением использования передачи данных посредством CSD является стоимость данной услуги у операторов мобильной связи (тарифицируется поминутно).

Слайд 32

Передача данных в сетях GSM (2/3)
GPRS (General Packet Radio Service) —

надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. GPRS позволяет пользователю сети сотовой связи производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, в том числе Internet. GPRS предполагает тарификацию по объёму переданной/полученной информации.
Технология GPRS использует модуляцию GMSK. Возможность использования сразу нескольких каналов обеспечивает достаточно высокие скорости передачи данных, теоретический максимум при всех занятых тайм-слотах TDMA составляет 171,2 кбит/c.
Служба передачи данных GPRS надстраивается над существующей сетью GSM. На структурном уровне систему GPRS можно разделить на две части: подсистему базовых станций (BSS) и опорную сеть GPRS (GPRS Core Network). Точкой соединения между ними выступает узел обслуживания абонентов GPRS – SGSN (Serving GPRS Support Node).
В BSS входят все базовые станции и контроллеры, которые поддерживают пакетную передачу данных. Для этого BSC (Base Station Controller) дополняется блоком управления пакетами — PCU (Packet Controller Unit), а BTS (Base Transceiver Station) — кодирующим устройством GSM в форматы, используемые протоколами TCP/IP.
Шлюзы с внешними сетями (напр., Internet, X.25) называют GGSN (Gateway GPRS Support Node). Обмен информацией между SGSN и GGSN происходит на основе IP-протоколов.
Также в состав GPRS Core входят DNS (Domain Name System) и Charging Gateway (шлюз для связи с системой тарификации).

Слайд 33

Передача данных в сетях GSM (3/3)
EDGE (Enhanced Data rates for GSM

Evolution) — цифровая технология беспроводной передачи данных для мобильной связи, которая функционирует как надстройка над GSM/GPRS-сетями.
В дополнение к GMSK (Gaussian Minimum-Shift Keying) EDGE использует модуляцию 8-PSK (8 Phase Shift Keying). EDGE обеспечивает передачу данных со скоростью до 474 кбит/с в режиме пакетной коммутации.
Варианты EDGE:
ECSD — по каналу CSD;
EHSCSD — по каналу HSCSD;
EGPRS — по каналу GPRS.
EDGE не требует аппаратных изменений в NSS, модернизации должна быть подвергнута подсистема базовых станций (BSS) — необходимо установить трансиверы, поддерживающие EDGE (модуляцию 8-PSK) и обновить их программное обеспечение.

Слайд 34

Сотовые сети стандарта UMTS
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) — технология сотовой

связи, разработана Европейским Институтом Стандартов Телекоммуникаций (ETSI) для внедрения 3G в Европе. В качестве способа передачи данных через воздушное пространство используется технология W-CDMA, стандартизованная в соответствии с проектом 3GPP, соответствует требованиям Концепции IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000), разработанную Международным союзом электросвязи (МСЭ/ITU).
Основу концепции IMT-2000 составляет семейство 5 радиоинтерфейсов:
IMT-DS (IMT Direct Spread) – европейское решение UMTS FDD;
IMT-TC (IMT Time Code) – европейское решение UMTS TDD;
IMT-MC (IMT Multi Carrier) – американское решение cdma2000;
IMT-SC (IMT Single Carrier) – американское решение UMC-136;
IMT-FDMA/CDMA – радиоинтерфейс системы DECT.

Слайд 35

Радиоподсистема UMTS
Радиоподсистема UMTS — это сеть радиодоступа, получившая название в стандарте

UMTS – UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network).
С подсистемой UTRAN связан ряд терминов:
UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) – интерфейс радиодоступа, который обеспечивает обмен данными и служебными сообщениями между абонентами и базовыми станциями сети UTRAN. Радиоинтерфейс UTRA включает в себя две технологии радиодоступа: WCDMA (UTRA FDD) и TDMA/CDMA (UTRA FDD). Основным видом модуляции в радиоинтерфейсе UTRA является квадратурная фазовая манипуляция QPSK (Quadrature Phase Shift Keying);
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) – технология множественного радиодоступа к общим ресурсам сети при кодовом разделении каналов с использованием широкополосного сигнала. Спектр сигнала расширен посредством прямой последовательности (DS – Direct Spread). Радиоинтерфейс с технологией радиодоступа WCDMA в последующем получил название IMT-2000 CDMA Direct Spread;
TDMA/CDMA (Time Division Multiple Access/Code Division Multiple Access) – технология множественного радиодоступа к общим ресурсам сети при кодовом разделении каналов и временном дуплексе. Радиоинтерфейс с технологией радиодоступа TDMA/CDMA в последующем получил название IMT-2000 CDMA TDD (Time-Code).

Слайд 36

Новые решения в стандарте UMTS
Стандарт UMTS обладает рядом принципиально новых особенностей

по сравнению с GSM:
кодовое разделение каналов;
расширение спектра сигнала;
быстрая регулировка мощности;
эффективность распределения радиоресурса;
мягкий хэндовер, при котором обеспечивается быстрый бесшовный переход абонентской станции от одной соты к другой;
разнесенный прием от двух и более базовых станций.

Слайд 37

Кодовое разделение каналов в UMTS (1/2)
Посредством кодового разделения весь ресурс радиосети

распределяется между каналами пользователей. Такой метод позволяет динамически распределять ресурс радиосети. Для идентификации каналов применяются специальные каналообразующие коды (Channelization Code). Для «хорошей различимости» используют ортогональные коды.

Слайд 38

Кодовое разделение каналов в UMTS (2/2)
Для идентификации базовых станций (ячеек, секторов)

применяются коды скремблирования (Scrambling Code). В каждой ячейке используется обычно один код скремблирования, как ее идентификатор. В каждом коде скремблирования имеется группа каналообразующих кодов.

Слайд 39

Расширение спектра сигнала UMTS
Искусственное введение частотной избыточности в радиосигнале позволяет получить

дополнительные свойства системы UMTS как по помехоустойчивости (особенно в условиях многолучевого распространения сигнала), так и по пропускной способности. В радиоинтерфейсе UTRA каналообразующие коды выполняют одновременно и роль кодовых последовательностей, расширяющих спектр радиосигнала (Spreading Code).
Необходимость адаптации к различным скоростям передачи данных привела к использованию каналообразующих кодов с переменным коэффициентом расширения спектра сигнала OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor).

Слайд 40

Сети подвижной радиосвязи

Содержание

Основные понятия и определения подвижной радиосвязиПодвижная или мобильная радиосвязь – наиболее

Классификация и виды систем подвижной радиосвязиСистемы подвижной радиосвязиСети транкинговой радиосвязи Сети

Транкинговые системы связи (1/3)Транкинговыми называются радиально-зоновые системы наземной подвижной радиосвязи, осуществляющие

Транкинговые системы связи (2/3)Основные архитектурные признаки транкинговых систем связи:ограниченная инфраструктура;большой пространственный

Транкинговые системы связи (3/3)Основные стандарты транкинговых систем связи:аналоговые (SmarTrunk, Smartlink, EDACS,

Сети персонального радиовызова (1/3)Сети персонального радиовызова (СПР) или пейджинговые сети –

Сети персонального радиовызова (2/3)Пейджинговый терминал состоит из пульта оператора и контроллера

Сети персонального радиовызова (3/3)Пейджинговые протоколы:POCSAG (манипуляция FSK (±4.5 кГц), код NRZ,

Сети спутниковой связи (1/4)Классификация сетей спутниковой связи (ССС):по виду предоставляемых услуг:

Сети спутниковой связи (2/4)Классификация сетей спутниковой связи (ССС):связь в реальном времени