Bežični kom sistemi predavanje 1
-
Upload
nedzad-mehmedbegovic -
Category
Documents
-
view
33 -
download
1
Transcript of Bežični kom sistemi predavanje 1
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
1/81
1
Beini komunikacionisistemi Predavanje 1
GSM/GPRS/EDGE/3G/HSPA/LTE/IMS
Dr. Dejan Drajic
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
2/81
2
Pregled postojeih javnih mobilnih sistema
UVOD
2G GSM sistem 2.5G GPRS
2.75G EDGE 3G i HSPA sistemi
LTE sistem
IMS sistemi
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
3/81
3
Literatura
- Slajdovi sa predavanja
- N. Gospic, I. Tomic, D. Popovic, D. Bogojevic,
Razvoj mobilnih komunikacija: od GSM do LTE
- M. Poikselka, G. Mayer, H. Khartabil, A. NiemiThe IMS IP Multimedia Concepts and
Services Third Edition, Jon Willey & Sons,2009http://hotfile.com/dl/16716269/764b1ad/The_IMS.zip.html
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
4/81
4
Polaganje ispita
Ispit od 20 pitalica, A, B, C, D princip
odgovaranja, nosi 65% ocene. Duzina trajanja ispita 60 minuta
Izrada seminarskog rada 35 % ocene
Kontakt: [email protected]
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
5/81
5
Seminarski rad
Izrada rada podrazumeva obradu zadate teme Rad treba da ima 10-15 strana
Rad se brani putem javne odbrane power pointprezentacije koja treba da traje 10ak minuta Odbrana radova pocinje od iduce nedelja pa do
kraja semestra Struktura rada treba da bude sledeca: Naslovna stranu sa logo-om skole, imenom predmeta,
teme i mentora Kratak abstrakt opis sta rad sadrzi Sadrzaj, Uvod, Obradu teme, Zakljucak Spisak koriscene literature
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
6/81
6
Broj mobilnih pretplatnika u svetu
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
7/81
7
Evolucija mobilnih komunikacija
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
8/81
8
Evolucija mobilnih komunikacija
Kljuni pokreta razvoja mobilnih
komunikacija su: konkurentnost- nadograivanje postojeih mrea
u cilju opstanka na sve zasienijem tritu
mobilnih komunikacija servisi- kvalitetnije obezbeivanje postojeih kao i
obezbeivanje novih servisa
cene - vea trokovna efikasnost zaobezbeivanje kako postojeih tako i novihservisa.
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
9/81
9
Pregled postojeih mobilnih sistema-
Mobilni sistemi Prve Generacije 1G
1981, NMT 450 Nordic Mobile Telephony,
Evropa i Bliski Istok 1983, AMPS Advanced Mobile Phone System,
Amerika / u Japanu je NEC razvio AMPSvarijantu
1985, TACS Total Access CommunicationsSystem, Evropa (Velika Britranija) i Kina
1986, NMT 900 Nordic Mobile Telephony,Evropa i Bliski Istok
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
10/81
10
Pregled postojeih mobilnih sistema-
Mobilni sistemi Prve Generacije 1G Sistemi AMPS, NMT (Nordic Mobile Telephone) i TACS
poznati su kao mobilni sistemi prve generacije (1G), i sa
njima praktino poinje era prave komercijalne primenemobilnih komunikacija. elijski sistem je podrazumevao potpuno novu
arhitekturu mree, koja se sastoji od vie distribuiranih
baznih stanica koje pokrivaju manje oblasti (od 2 do 40km), a iji predajnici rade sa viestruko manjim snagamai sa antenama na znatno manjim visinama.
Koristi se analogna tehnologija.
Kao tehnika viestrukog pristupa za ostvarivanje vezeizmeu mobilnih pretplatnika i bazne stanice korieno jemultipleksiranje na bazi frekvencijske raspodele kanala(FDMA - Frequency Division Multiple Access).
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
11/81
11
Pregled postojeih mobilnih sistema-
Mobilni sistemi Prve Generacije 1G
Sistemi prve generacije imali su dosta
nedostataka kao to su: skromne karakteristike u pogledu performansi
analognih sistema, kvaliteta signala, mali kapacitet, nekompatibilnost izmeu pojedinih sistema u
razliitim zemljama itd. ubrzani razvoj doveo je poetkom devedesetih
godina do razvoja sistema mobilne telefonijedruge generacije
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
12/81
12
Pregled postojeih mobilnih sistema-
Mobilni sistemi Prve Generacije 1G Sistemi 1G se jo uvek koriste u Americi, Kini,
Istonoj Evropi i Rusiji kao i u nekoliko zemalja u
Africi pri emu se najvie koristi AMPS. Sutinsku razliku 2G u odnosu na elijske
sisteme prve generacije predstavlja prenossignala u digitalnoj formi.
Kod 2G, govor je i dalje dominantan servis, alipostoje i neki dodatni servisi, kao to su zatitaprivatnosti poziva i kodiranje korisnikih
podataka, korienje servisa faksa, kratkeporuke (SMS) i prenos podataka. Cene mobilnih korisnikih terminala postale su
znatno nie u odnosu na opremu za 1G.
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
13/81
13
GSM Global System for Mobile Communications
1982. godine formirana je grupa Groupe Special Mobile ciji jezadatak bio da osmisli i napravi kvalitetan, jeftin i pre svegajedinstven evropski digitalni mobilni sistem.
Standard je razvio ETSI - European TelecommunicationsStandards Institute . Iako je u poetku GSM bio karakteristian za evropske mree,
danas bi sa punim pravom mogli rei da je to standard koji jeosvojio ceo svet
Najrasprostranjeniji sistem (80 % od svih standarda zamobilnu)
GSM je digitalna elijska tehnologija za prenos govornih iservisa podataka na bazi komutacije kola
Jedna od osnovnih prednosti GSM sistema je mogunostmeunarodnog roaminga na osnovu dogovora izmeu GSMoperatera irom sveta
Zasniva se na FDD, FDMA/TDMA
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
14/81
14
GSM Teritorijalna Pokrivenost (95 %
svetske teritorije)
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
15/81
15
Pregled postojeih mobilnih sistema-
Mobilni sistemi Druge Generacije 2G
1991, GSM Global System for Mobilecommunication, irom sveta 1991, D AMPS (IS-136) DigitalAdvanced Mobile
Phone System,Amerika
1992, GSM 1800 Global System for Mobilecommunication, irom sveta 1994, PDC Personal Digital Cellular, Japan 1995, IS-95 cdmaOne koji odgovara IS-95
standardu u Severnoj Americi. Ova tehnologija seuglavnom koristi u Azijsko-Pacifikom regionu,Severnoj i Junoj Americi;
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
16/81
16
Viestruki pristup na bazi frekvencijske
raspodele kanala (FDMA) Viestruki pristup na bazi frekvencijske raspodele kanala se
zasniva na tome da se celokupan raspoloiv frekvencijski opseg
podeli u kanale manje irine. Viestruki pristup korisnika unutar elije se ostvaruje dodelom
razliitih kanala razliitim korisnicima. Kanal je nedostupandrugim korisnicima sve dok se prethodni poziv ne zavri ili dok se
ne izvri hendover procedura. Svakoj mobilnoj jedinici unutarelije dodeljen je skup od dve frekvencije za komunikacijudirektnim i povratnim linkom.
Veliina iskorienog frekvencijskog opsega odreuje kolikoureaja moe da bude opslueno. Tako, na primer 200 kanala uFDMA sistemu moe istovremeno da opslui 100 poziva. Ovatehnologija je koriena u analognim sistemima prve generacije(NMT, AMPS, TACS).
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
17/81
17
Tehnike viestrukog pristupa
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
18/81
18
Viestruki pristup na bazi vremenske
raspodele kanala (TDMA) Viestruki pristup na bazi vremenske raspodele kanala je
zanovan na konceptu da korisnici zauzimaju resurse samo u
odreenim vremenskim intervalima. Vremenski interval namenjen odreenom korisniku se naziva
vremenski slot. Vremenski slotovi su istog trajanja i ponavljaju seu pravilnim intervalima.
TDMA omoguava da razliiti korisnici koriste celokupanraspoloivi frekvencijski opseg, ali ne istovremeno. Kada postojivie korisnika oni koriste razliito alocirane vremenske slotove uistom frekvencijskom kanalu.
Bazna stanica kontinualno vri prebacivanje sa jednog na drugogkorisnika unutar kanala.
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
19/81
19
Viestruki pristup na bazi kodne raspodele
kanala (CDMA)
Viestruki pristup na bazi kodne raspodele kanalapredstavlja tehniku u kojoj svi korisnici koriste ceoraspoloiv spektar svo vreme.
Spektar korisnog signala je znatno ui od ukupnoraspoloivog spektra, i vri se irenje (spreading)
korisnog signala CDMA se naziva i tehnika prenosa signala sa proirenim
spektrom. Faktor irenja SF (spreading factor) sedefinie kao odnos irine frekvencijskog opsega u kojem
se vri prenos i osnovnog frekvencijskog opsega (u komje sadrana informacija) : SF=Bt/Bo
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
20/81
20
Viestruki pristup na bazi kodne raspodele
kanala (CDMA) Multipleksiranje korisnika se ostvaruje kodnim multipleksom
tako to se svakom korisniku dodeljuje kod. Na osnovu tog
koda se iri spektar. Postoji vie tipova CDMA tehnike, koji se meusobno
razlikuju po nainu irenja spektra. Najznaajnija je DS-CDMA (Direct Sequence CDMA), koja se koristi u UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) mreama.Kod ove tehnike se signal iri mnoenjem sa sekvencomdodeljenog ortogonalnog koda. Bite nakon kodovanjanazivamo ipovi (chip)
Duina emitovane sekvence bita broj ipova koji se emitujeumesto jednog bita odgovara faktoru irenja, tako da je protokipova SF puta vei od bitskog protoka informacionogsadraja.
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
21/81
21
Frekvencijski opseg GSM-a
Mobilni terminal komunicira sa baznom stanicom putem radiokanala. Tip komunikacije je dupleks, jer je mogu istovremeniprijem i predaja signala, kako na strani mobilnog terminala,
tako i na strani bazne stanice. Dupleks se moe ostvariti kao frekvencijski dupleks (FDD
Frequency Division Duplex) ili vremenski dupleks (TDD Time Division Duplex).
Kod frekvencijskog dupleksa radio kanal se definie kaodvosmerni komunikacioni put koji se sastoji od dvefrekvencije. Jedna frekvencija se koristi za povratni link(komunikacija od mobilne stanice ka baznoj stanici uplink(UL)) dok se druga koristi za direktni link (komunikacija odbazne stanice ka mobilnoj stanici downlink (DL)).
Kod vremenskog dupleksa isti frekvencijski opseg se koristi iza povratni i za direktni link, u razliitim vremenskimintervalima.
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
22/81
22
Frekvencijski opseg
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
23/81
23
Frekvencijski opseg
GSM radi u frekvencijskom dupleksu, to znai dasu odvojeno definisani frekvencijski opsezi koji se
koriste za povratni i direktni link. Ovi frekvencijski opsezi su pomereni, a frekvencijskiopseg koji se koristi za povratni link je uvek na niojfrekvenciji.
Razlog lei u injenici da je sa aspekta pokrivanjauvek kritiniji povratni link zbog manje raspoloivesnage zraenja mobilne stanice u poreenju saraspoloivom snagom zraenja bazne stanice.
Kako su uslovi propagacije radio talasa povoljniji naniim frekvencijama (manje je slabljenje), povratnilink je realizovan na nioj frekvenciji.
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
24/81
24
Frekvencijski opseg
Prema 3GPP TS 45.005 preporuci GSM moe da
radi u dvanaest razliitih frekvencijska opsega.Najznaajnij opsezi su:
450 MHz nadogradnja starijih elijskih sistema uSkandinaviji;
900 MHz osnovni opseg osim u Severnoj Americi ivelikom delu June Amerike;
1800 MHz novi opseg za poveanje kapaciteta;
850 MHz i 1900 MHz u Severnoj i Junoj Americi.
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
25/81
25
Frekvencijski opseg
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
26/81
26
Frekvencijski opseg
Definicija frekvencijskog opsega sadri sledee
parametre: Dupleks rastojanje predstavlja rastojanje izmeu para
frekvencija iskorienih za dupleks komunikaciju
Celokupni frekvencijski opseg je podeljen na kanale koji se
dodeljuju baznim stanicama (elijama) Kanalsko rastojanje je rastojanje izmeu susednih
frekvencija nosioca. Kanalsko rastojanje u GSM standarduiznosi 200 kHz nezavisno od frekvencijskog opsega.
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
27/81
27
Frekvencijski opseg
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
28/81
28
Tehnike viestrukog pristupa
Tehnika viestrukog pristupa korisnika u GSM-u je
zasnovana na kombinaciji viestrukog pristupa nabazi frekvencijske raspodele kanala (FrequencyDivision Multiple Access - FDMA) i viestrukogpristupa na bazi vremenske raspodele kanala (TimeDivision Multiple Access - TDMA).
Viestruki pristup zasnovan na kodnom multipleksu(Code Division Multiple Access - CDMA) se ne
koristi u GSM-u, ali ga koriste neki sistemi drugegeneracije (IS-95), kao i sistemi tree generacije
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
29/81
29
Propagacija talasa
DifrakcijaDifrakcija RefleksijaRefleksija
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
30/81
30
Problemi pri prenosu signala
Gubici usled prostiranja (Path Loss)
Do njih dolazi usled toga to signal sam po sebi slabi sarastojanjem izmeu mobilne i bazne stanice, ak i u sluaju da
nema prepreka izmeu izmeu predajne i prijemne antene. Oni retko uzrokuju prekid veze, zato to kad ovi gubici postanu
veliki, druga bazna stanica preuzima korisnika
Osenenje (Shadowing)
Osenenje se deava u sluaju kada postoje fizike preprekeizmeu izmeu mobilne i bazne stanice, i moe izazvati padsnage prijemnog signala
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
31/81
31
Problemi pri prenosu signala
Prilikom kretanja mobilne stanice, i prijemna snagasignala varira u zavisnosti od prepreka izmeu mobilne i
bazne stanice ove se naziva spori Feding Vieputni feding (multipath fading) se javlja u sluaju
kada postoji vie od jedne putanje prenosa signalaizmeu mobilne i bazne stanice, i usled ega vie od
jednog signala stie u prijemnik. Rejlijev feding (Rayleigh fading) predstavljajednu vrstu
vieputnog fedinga
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
32/81
32
Problemi pri prenosu signala
Rejlijev feding se javlja kada imamo vie od jednjepropagacione putanje izmeu mobilne i bazne stanice a nepostoji direktnaputanja izmeu mobilne i bazne stanice
U ovom sluaju, dolazi vie signala reflektivanih od zgrada idrugih objekata u vidu vie indirektnih putanja
Javlja se kad su prepreke blizu prijemnoj anteni Primljeni signal je u stvari suma od vie identinih signala,
koji se razlikuju po amplitudi i fazi.
Rejlijev feding zavisi od brzine kretanja vozila i frekvencije Rejlijev feding spada u kategoriju brzog fedinga
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
33/81
33
Problemi pri prenosu signala Svi prethodno pomenuti problemi javljaju se nezavisno jedan
od drugoga
Meutim pri veini poziva javie se upravo istovremeno
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
34/81
34
Vremensko poravnanje (TA Time Alingment)
Svaka MS u eliji imam dodeljeni vremenski
slot u kome vri prenos informacija i teinformacije treba u tom slotu da stignu ubaznu stanicu
TA problem se javlja kada informacije od MSne stiu u predvienom slotu
Umesto toga deo informacija stie usledeem slotu na taj nain interferirajui sainformacijama drugog korsinika
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
35/81
35
Vremensko poravnanje (TA Time
Alingment) Veliko rastojanje izmeu MS i bazne stanice
prouzrokuje ovaj problem Kao rezultat toga signal putuje due nego to
je predvieno do bazne stanice
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
36/81
36
Neke od metoda za prevazilaenje
problema transmisije
Kanalno kodovanje
Pri digitalnom prenosu jedna od mera kvalitetaprenosa je broj pogreno primljenih bita (Bit ErrorRate). BER definie procenat koliki je broj od
ukupno primljenih bita pogrean (naravno da ovajprocenat treba da je to manji)
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
37/81
37
Kanalno kodovanje
Usled konstantne promene uslova prostiranja nemogue jeBER smanjiti na nulu, to znai da odreen broj greaka mora
postojati, a da a da pri tome treba da se omogui uspenarekontrsukcija poslatog signala Ovo je jako bitno za prenos podataka, dok je kod prenosa
govora dozvoljena vea vrednost BERa
Kanalno kodovanje se koristi da detektuje i ispravi greke uprenoenim nizu bita Prilikom kodovanja dodaju se redundantni (zatitni) biti, koji
e omoguiti dekoderu da odredi da li u poruci postoje
pogreni biti, i ukoliko je u stanju, i da ih ispravi to je vie zatitnih bita, vea je mogunost otkrivanja i
korekcije greke, ali je i manja koliina prenetih informacija
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
38/81
38
Interliving
Bitske greke se jako esto dogaaju u sekvencama, usleddubokog fedinga i pokrivaju vie uzastonih bita.
Kanalno kodovanje je efikasno u sluaju malog brojauzastopnih greaka a ne za due nizove pogrenih bita kadaje vrlo teko uraditi korekciju greaka
Usled toga je uveden interliving koji razbija grupu uzastopnih
greaka na pojedinane greke Interliving unosi kanjenje u obradi signala na predaji i na
prijemu Na predaji se radi interliving, tj. ueljavanje bita, a na prijemu
se radi inverzna operacija, tj. deintreliving, kojom se bitiraeljavaju i vraaju u originalni redosled
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
39/81
39
Interliving
Primljeni Blok,
posle deinterlivniga
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
40/81
40
Vremenska korekcija (Timing Advance)
Ovom metodom se reava problemvremesnkog poravnanja
MS se instruira da alje infromacije maloranije ili malo kasnije nego to je topredvieno
U GSMu informacija o vremenskompomeranju se izraava u bitima
MS se instruira da alje izvestan broj bitaranije ili kasnije svoje informacije da bidostigla svoj dodeljeni vremeski slot
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
41/81
41
Vremenska korekcija (Timing Advance)
U GSMu pomeranje moe biti za maksimlano63 bita. Ovo odgovara duine elije do 35 km
Sa posebno opremom mogue je produitiovaj opseg i do 70km ili ak 121 km, koristeidva vremenska slota
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
42/81
42
Realizacija viestrukog pristupa u GSM-u
U GSM-u se koristi hibridni pristup FDMA/TDMAkod koga je raspoloivi frekvencijski opseg
podeljen u kanale irine 200 kHz (FDMA), priemu je svaki kanal dodatno podeljen na osamvremesnkih slotova (TDMA).
GSM 900 ima 124 raspoloiva kanala, odnosnouzimajui u obzir frekvencijski dupleks, postoje124 dupleksna para kanala. Svakoj baznoj stanicise dodeljuje jedan ili vie parova frekvencija za
svaku eliju, u zavisnosti od potrebe zakapacitetom posmatrane elije.
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
43/81
43
TDMA Time Division Multiple Access
Korinisci dele resurse u
vremenu
Vremensko trajanje
namenjeno jednom
korisniku se naziva
Time Slot (TS)
GSM 8 TS
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
44/81
44
TDMA Time Division Multiple Access
A l l k
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
45/81
45
Analogno Digitalna konverzija
Jedan od osnovnih zadataka mobilne staniceje da konvertuje analogni govorni siganl u
digitalni A/D konverzija se vri putem procesa
Impulsne Kodne Modulacije (Pulse Code
Modulation PCM) koja se sastoji iz trikoraka Odabiranje (semplovanje)
Kvantizacija Kodovanje
Od bi j
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
46/81
46
Odabiranje
Odabiranje podrazumeva uzimanje uzorka analognog signalau odreenim vremenskim trenucima
Preciznost pretvaranja analognog signala u digitalni signal
zavisi od toga koliko esto se uzorci uzimaju (frekvencijaodabiranja)
Teorema odabiranja tvrdi da ukoliko elimo da reprodukujemoanalogni signal bez oteenja, onda neophodna frekvencija
odabiranja treba da bude barem dva puta vea od maxfrekvencije u analognom signalu
K i ij
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
47/81
47
Kvantizacija U ovom procesu se amplitudi odabiranog signala
dodeljuje vrednost iz skupa konanih vrednosti, i tomprilikom se unosi greka (um) kvantizacije
K d j
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
48/81
48
Kodovanje
Kodovanje podrazumeva konvertovanje
kvantizovane vrednosti u binarnu U GSMu se koristi 13 bita za kvantizaciju (to
odgovara vrednosti 2^13=8192 )
Na primer vrednost 2157 odgovara sledeojpovorci bita: 0100001101101
Ob d Si l K k 1
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
49/81
49
Obrada govornog Signala Korak 1
A/D Konverzija
Analogni govorni signal se odabira uestanou od 8kHz
Svaki odbirak se koduje sa 13 bita to na izlazu dajebrzinu od 8 x 13 = 104 kb/s
Obr d r Si l K r k 2
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
50/81
50
Obrada govornog Signala Korak 2
Koder govora
Koristi se LP-RPE (Linear Predictive Encoding withRegular Pulse Excitation) koji na izlazu daje 260 bita / 20ms = 13 kbit/s.
Biti su podeljeni na 50 najvanijih, 132 srednje vanih i78 najmanje vanih
Obrada govornog Signala Korak 3
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
51/81
51
Obrada govornog Signala Korak 3
Zatitno kodovanje i Interliving
Zatitno kodovanje dodaje zatitne bite, na osnovu kojihse mogu ispraviti greke.
Umesto 260 /20 ms posle zatitnog kodovanja
imamo 456 bita/20 ms = 22.8 kbit/s Interliving premeta redosled bita,tako da se u sluaju
smetnje izbegne niz oteenih bita
Obrada govornog Signala Korak 4
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
52/81
52
Obrada govornog Signala Korak 4
Formatiranje BURST-a
Pomenutih 456 bita se pakuje u 4 BURST-a po 114 bita.
Dodaje se trening sekvenca i granini biti, tako da naizlazu imamo 33.75 kbit/s, odnosno 270 kbit/s za 8 TS
Realizacija viestrukog pristupa u GSM u
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
53/81
53
Realizacija viestrukog pristupa u GSM-u
U GSM-u TDMA emom multipleksiramo 8 korisnika u jedankanal. Osnovna vremenska jedinica - slot kod TDMA emese naziva burst period. U GSM-u svaki korisnik koristivremenski slot koji traje 0.577 ms odnosno 15/26 ms, tako da8 korisnika koji dele kanal koriste TDMA ram ije je trajanje4.615 ms
GSM koristi GMSK modulaciju (Gaussian Minimum ShiftKeying) koja na kanalu od 200 KHz omoguava protok od 270kbps. Ovaj protok na nivou jednog bursta omoguava protok
156.25 bita, pri emu se za korisne signale koriste 148 bita poburstu, dok se preostalih 8.25 bita koriste kao zatitinamargina.
Od 148 bita prenesenih u jednom burstu, 114 bita suinformacioni, 26 bita se koristi kao trening sekvenca za
potrebe sinhronizacije, dok su preostali biti kontrolni biti. Jedan fiziki kanal ini jedan burst period po TDMA ramu
tj. svaki od osam multipleksiranih korisnika koristi pojedan fiziki kanal.
Radio Interejs u GSMu
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
54/81
54
Radio Interejs u GSMu
Blok dijagarm GSM sistema
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
55/81
55
Blok dijagarm GSM sistema
GSM proces prenosa signala
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
56/81
56
GSM proces prenosa signala
Frekvencijski opseg
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
57/81
57
Frekvencijski opseg
elijski koncept mobilnih sistema
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
58/81
58
elijski koncept mobilnih sistema
elijski koncept je razvijen sa ciljem da se povea pokrivenostradio signalom. Sutina elijske mree se sastoji u korienjuveeg broja predajnika male snage
Obzirom da je opseg pokrivanja ovih predajnika mali, posmatranateritorija koja se pokriva, se deli na elije, pri emu se za svakueliju koristi jedna antena, tj. jedan predajnik, a svakoj eliji sedodeljuje odgovarajui frekvencijski opseg.
Kvadratne elije, imaju najjednostavniji oblik, ali ova geometrijanije idealna. Heksagonalni oblik elije obezbeuje ekvidistantnarastojanja antena.
U praksi, usled promenjivih uslova propagacije, neravnomerneraspodele korisnika i nemogunosti da se bazna stanica uvekizgradi na eljenoj lokaciji, elije nikada nisu pravilnog oblika vese veoma razlikuju od sluaja do sluaja.
elijski koncept mobilnih sistema
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
59/81
59
elijski koncept mobilnih sistema
Frekvencijsko planiranje
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
60/81
60
Frekvencijsko planiranje
Frekvencijski opseg je ogranien resurs pa operatorimobilnih mrea imaju na raspolaganju odreen brojradio kanala/frekvencija. Usled toga je neophodno da se
ista frekvencija koristi u vie elija, koje meusobnomoraju biti dovoljno udaljene. elijski koncept mree primenjuje princip viestrukog
korienje frekvencija (frequency reuse). Izbegavanje
interferencije i presluavanja izmeu susednih elijapostie se dodeljivanjem razliitih frekvencija. elije kojese nalaze na dovoljnoj meusobnoj udaljenosti mogu dakoriste iste frekvencije.
U praksi, svakoj eliji se dodeljuje odreen broj kanalakoji je jednak broju baznih primopredajnika.
Frekvencijsko planiranje
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
61/81
61
Frekvencijsko planiranje Ponovno korienje iste frekvencije (frequency reuse) je
mogue na rastojanjima na kojima nivo interferencije nijetetan po sistem. Stoga je potrebno ustanoviti grupeelija,tako da se u svakojeliji iz grupe koristiti razliit skup
frekvencija. Ovakva grupa elija se naziva klaster. Cela servisna zona se deli na klastere koji koriste isti skup
frekvencija. Oigledno je da se smanjenjem veliine klastera smanjuje
broj potrebnih frekvencija u mrei. Sa druge strane, trebavoditi rauna o injenici da se smanjenjem veliine klastera
smanjuje rastojanje izme
uelija koje koriste isti skupfrekvencija, pa se samim tim poveava mogunost nastanka
interferencije.
Frekvencijsko planiranje
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
62/81
62
Frekvencijsko planiranje
Svaka elija ima jedan ili vie baznih primopredajnika, uzavisnosti od oekivanog saobraaja i potrebnogkapaciteta.
Predajnik vri podeavanje predajne snage tako da zadatu frekvenciju obezbedi pouzdanu komunikaciju a dane izazove smetnje u prijemu u susednim elijama.
Mogui su razliiti oblici viestrukog korienja
frekvencija. U principu, ako oblik ini Nelija, a svakojeliji se dodeli isti broj frekvencija, tada e svaka elijaimati k/N frekvencija, gde je k ukupan broj frekvencijakoji se dodeljuje sistemu.
Frekvencijsko planiranje
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
63/81
63
F e ve c js o p a a je
Parametri na osnovu kojih se odreujeviestruko korienje frekvencija su:
R - radijus elije, N - broj elija u obliku koji se ponavlja naziva
se faktor viestrukog korienja. Svaka elija
u obliku ima svoj frekvencijski opseg, D - minimalno rastojanje izmeu centara
elija koje koriste isti frekvencijski opseg
(nazivaju se ko-kanali), pri
emu jeNRD 3
Frekvencijsko planiranje (primer za N=7)
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
64/81
64
j p j (p )
Frekvencijsko planiranje
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
65/81
65
j p j
Veliina klastera zavisi od: Planiranog saobraaja u eliji (stanje mree) i
Nivoa zatite (protection ratio).
U zavisnosti od prorauna saobraaja radi serasporedelija i frekvencijski plan jednog operatora.
Interferencija u sistemu je pojava o kojoj prilikomprojektovanja treba izuzetno voditi rauna jer vrloesto interferencija, a ne sama snaga signala,
predstavlja ograniavajui faktor.
Frekvencijsko planiranje
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
66/81
66
j p j
U GSMu postoje tri tipa ema viestrukogkorienja frekvencija: 3/9 4/12 7/21
Kod eme 3/9 koristi se 9 frekvencijskihgrupa na 3 lokacije (odnosno za 3 baznestanice), ema 4/12 koristi 12 frekvencijskihgrupa na 4 lokacije, a ema 7/21 koristi 21frekvencijsku grupu na 7 lokacija
Frekvencijsko planiranje
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
67/81
67
j p j
3/9 4/12
Frekvencijsko planiranje
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
68/81
68
j p j
7/21
Frekvencijsko skakanje
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
69/81
69
j j
Postoji jo jedna veoma napredna tehnikafrekvencijskog planiranja zasnovana na frekvencijskom
skakanju. Svakoj eliji dodeljuje se set frekvencija kojih ima vie
nego primopredajnika. elije se razlikuju meusobno po definiciji frekvencijskog
skakanja odnosno po pravilu po kome e se frekvencijekoristiti, pri emu je nain korienja frekvencija uvremenu definisan skakajuom sekvencom - HSN(Hopping Sequence Number).
U GSMu je definisano 64 razliita oblika frekvencijskogskakanja koja se mogu primeniti
Frekvencijsko skakanje
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
70/81
70
j j
Na ovaj nain se lake upravlja interferencijom, jerkod klasinog frekvencijskog planiranja interferencija
je grupisana u odreenim uskim zonama pokrivanja,ali je veoma intenzivna.
Takoe Rejlijev feding je frekvencijski zavisan, to
znai da se moe javiti u razliitim trenucima narazliitim frekvencijama
Mogue je ak i tokom razgovora menjati frekvenciju
Realizacijaelija
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
71/81
71
Bazne stanice su najee 3-sektorske, mogu biti iomnidirekcione, ree 4-sektorske 6-sektorske
Ista frekvencija se koristi u vie elija koje su dovolnjoudaljene (re-use distance)
Realizacijaelija
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
72/81
72
Raspodela korisnika skoro nikada nijeuniformna
U svim mreama postoje zone sa velikomgustinom korisnika i saobraaja koji se
ostvaruje. U situaciji kada je ve izvrenasektorizacija i kada dodavanje novihbaznih primopredajnika i kanala nijemogue usled hardverskog ogranienja,pristupa se deobi elija.
Reenje se sastoji u izgradnji novihbaznih stanica u zoni visoke gustinesaobraaja, pri emu novoizgraene elijepokrivaju najee manje zone.Uobiajeno prenik elije je od 6.5 do 13
km, dok su male elije prenika 1.5 km. Korienje manjih elija omoguava
smanjenje snage zraenja predajnika.
elijski koncept mobilnih sistema
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
73/81
73
Velike elije se dodaju u mreu da bi se obezbedilo pokrivanjesignalnom svih "pukotina" u prostoru. Mikroelije se uvode umreu za dodatno pokrivanje HOT Spots ("vruih" taaka)
Mikro elije
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
74/81
74
Zrae sa manjim snagama
Pokrivaju male zone sa
velikim brojem korisnika Smanjuju interferenciju i
poboljavaju performanse
sistema
Upravljanje veliinom elije
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
75/81
75
Kapacitet zaguene elije se sa aspekta korisnikamoe prividno poveati primenom pametnih
algoritama upravljanja mobilnou korisnika, kojidetektuju zaguenja i u sluaju da susedne elijenisu zaguene forsiraju prelazak korisnika na
susednu, manje optereenu eliju. Primenom ovog dinamikog algoritma, zona
pokrivanja odreenje elije se menja u vremenu i
prilagoava poloaju korisnika.
Realni izgled elija
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
76/81
76
Formiranje elijskog sistema
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
77/81
77
Handover
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
78/81
78
Mobilnost je najvea novina koju su doneli mobilnihelijski sistemi
Kljuna funkcija u obezbe
ivanju mobilnosti korisnika jehendover
Pod terminom hendover podrazumevamo dogaaj kadausled kretanja korisnika dolazi do promene elije koja ga
opsluuje. Hendover omoguava korisnicima da seneogranieno kreu bez prekidanja veze
Osim mobilnosti korisnika, razlozi za hendover mogu biti
i lo kvalitet veze usled interferencije, prelazak na drugueliju u hijerarhijskoj strukturi, promena tipa servisa
Handover
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
79/81
79
Odluka o hendoveru se donosi na osnovu merenjasignala koje sprovodi mobilna stanica. Merenjaobuhvataju opsluujuu eliju i est susednih elija, kojesu definisane u listi susednih elija.
Lista susednih elija se definie za svaku eliju, i baznastanica obavetava mobilnu stanicu o elijama koje sudefinisane kao susedne i koje treba obuhvatitimerenjima. Mobilna stanica alje merni izvetaj nasvakih 480 ms. U mernom izvetaju se nalaze rezultatimerenja nivoa prijemnog signala opsluujue i susednihelija, kao i rezultati merenja greaka u prenosupodataka.
Na osnovu rezultata merenja kontroler baznih stanica
donosi odluku o hendoveru. Kada je odluka o hendoverudoneta, sistem obavetava mobilnu stanicu o eliji ikanalu na kome e komunikacija biti nastavljena.
Handover
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
80/81
80
- U GSM sistemu hendover je realizovan na nain da mobilna stanicaprekida komunikaciju sa baznom stanicom, i nakon kratkog prekidauspostavlja komunikaciju sa drugom baznom stanicom-Ovakva realizacija hendovera se u stranoj literaturi naziva konceptprekida pre uspostave (break before make concept) ili tvrdi hendover(hard handover).
Seminarski radovi
-
5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1
81/81
81
Odbrana 21.4.2011. u terminu 19:00 19:30 h Teme
Tema 1: Pregled stanja javnih mobilnih sistema u Srbiji(pokrivenost teritorije, stanovnistva, postojeci sistemi)
Tema 2: Pregled stanja javnih mobilnih sistema u svetu
(pokrivenost sveta sa razlicitim sitemima mobilnetelefonije, ukupan broj korisnika) Tema 3: Uporedna analiza prepaidponude Srpskih operatera Tema 4: Uporedna analiza postpaidponude Srpskih operatera