Curs Comunicatii Mobile

COMUNICATII MOBILE • Domeniul telecomunicatilor • Sisteme de comunicatii • Benzi de frecventa • Semnale si forme de modulatie • Modulatia analogica • Modulatia digitala • Linii de transmisiuni • Fibra Optica • Antene • Metode de multiplexare 21 oct 2009

Curs Comunicatii Mobile

1

Sisteme mobile terestre –

Sisteme de comunicatii mobile celulare • •

–

AMPS GSM, etc

Sisteme de telefonie cordless • •

–

CT2 DECT

•

Sisteme de telefonie dedicata

Tehnologii de interconectare radio (WIRELESS) –

Bluetooth

–

WiFi

–

WiMAX

–

ZigBee

–

LMDS si MMDS

21 oct 2009


2

• Comunicatii pe linile de distributie a energiei electrice • Comunicatii mobile prin satelit • Convergenta tehnologiilor

21 oct 2009


3

Sisteme si benzi de frecventa •Telecomunicaţii: orice emisie, transmisie sau receptie de semne, semnale, înscrisuri, imagini, sunete sau informatii de orice natură prin fir, unde radio, optic sau alte sisteme electromagnetice. (Definitia UIT din 1907) •Unde radioelectrice: unde electromagnetice a căror frecvenţă este prin convenţie mai mică de 3000 Ghz, propagându-se in spaţiu, fără ghid artificial. •Radiocomunicaţii: telcomunicaţii realizate prin intermediul undelor radioelectrice. Regulamentul Radiocomunicatiilor al U.I.T., in art.8 stabileste atribuirea unor benzi si subenzi de frecvenţă pentru anumite tipuri de transmisii - denumite servicii. Sistem de comunicatie = complex de echipamente, legate intre ele prin functiuni specifice, realizate cu scopul de a stabilii un anumit tip de legaturi de comunicatie. Criterii de grupare: – natura informatiei - mesaj – mediul de transmisiune Oct 21, 2009


4

Dupa mediul de transmisiune Dupa natura informatiei

Sisteme ghidate (pe fir, cu conductor

vorbire – telefonie – teleconferinţă – radiodifuziune

– pereche de fire rasucite (UTP) – pereche de fire rasucite, ecranate (STP) – Cablu coaxial

muzică – radiodifuziune texte – telegrafie – telex

–Ghid de unda – Fibra optica

Sisteme cu radiatie in spatiul liber

imagini fixe

– Infrarosii

– facsimil (fax) – videotext

– Radio

imagini mobile – televiziune date – –

teleinformatică telecomandă

Oct 21, 2009

– Microunde


5

Spectrul Electromagnetic LIGHT

RADIO

SOUND

VHF = VERY HIGH FREQUENCY UHF = ULTRA HIGH FREQUENCY SHF = SUPER HIGH FREQUENCY EHF = EXTRA HIGH FREQUENCY

Oct 21, 2009

HARMFUL RADIATION

3G CELLULAR 1.5-5.2 GHz 1G, 2G CELLULAR 0.4-1.5GHz


4G CELLULAR 56-100 GHz

UWB 3.1-10.6 GHz

6

→ Serviciul fix – serviciul de radiocomunicaţii între puncte fixe determinate → Serviciul mobil - serviciul de radiocomunicaţii între staţii mobile şi staţii terestre sau între staţii mobile. → Serviciul de radiodifuziune . → Serviciul de amator Similar se definesc şi serviciile: ISM (Industrial, Scientific, Medical), cele realizate prin satelit, pentru radionavigaţie maritimă şi aeronautică, meteorologie cercetări spaţiale, radioreperaj, radiolocaţie, frecvenţe etalon, radioastronomie, etc. Gestionarea spectrului → împărtirea sa pe benzi de frecvenţă şi asignarea lor pentru un anumit tip de serviciu de radiocomunicatii se face de către o serie de organisme internaţionale şi naţionale: → UIT (sub egida ONU) – elaborează şi regulile de radiocomunicaţie (Regulamentul Radiocomunicaţiilor ) ERC din cadrul CEPT (organism european) MCTI → ΑNRCTI → IGCTI (organism national) → Globul pământesc este divizat în 3 regiuni geografice de atribuire a benzilor de frecvenţe. România face parte din regiunea 1. Unei benzi sau subbenzi de frecvenţă i se pot atribui unul sau mai multe tipuri de servicii. Acestea pot să aibă statut de: serviciu primar, serviciu permis sau serviciu secundar Oct 21, 2009


7

Oct 21, 2009


8

MARITIME MOBILE FIXED

BROADCAST

MOBILE

AERO RADIOLOCATION

Oct 21, 2009


9

Clasificarea sistemelor de comunicatie dupa destinatia lor: • Sisteme de investigare – sisteme radar – sisteme pentru dirijarea navigatiei aeriene – sisteme de teledetectie • Sisteme de radiodifuziune – radiodifuziune terestra – radiodifuziune satelitara – radiodifuziune de apel general • Sisteme de legaturi punct la punct – sisteme de telefonice – sisteme radiotelefonice (celulare, necelulare, dedicate) – sisteme de apel selectiv – sisteme de radiorelee – sisteme de legaturi satelitare punct la punct – sisteme de radiotelefonie aeriana Oct 21, 2009

– sisteme de radiotelefonie maritima Curs Comunicatii Mobile

10

Sisteme de comunicatii → retele complexe de comunicatii → reguli si standarde specifice • retele fixe – retea telefonica publica comutata PSTN (Public Switched Telephone Network) – retea locala de date – LAN (Local Area Network) – internet (MAN, WAN) – retele digitale cu servicii integrate (ISDN) • retele mobile → cel putin unul din terminale este mobil • comunicatii personale (PCN) RETEAUA DE TELECOMUNICATII GLOBALE Dupa modul de realizare a legaturii intre participanti: • sisteme unilaterale ( doar unul din participanti este activ) • sisteme bilaterale Oct 21, 2009


11

Canalul de transmisiune Mediu de propagare

Emisie

Mesaj

Procedeu de prelucrare şi transpunere

Receptie

Procedeu invers de prelucrare şi transpunere

Mesaj

Sistem ideal de telecomunicaţii Sistem ideal este sistemul în care mesajul la recepţie este identic cu mesajul emis Oct 21, 2009


12

Sisteme reale → mesajul de la emisie este diferit de cel de la recepţie. Cauze care conduc la această diferenţă sunt: - distorsiuni liniare şi neliniare - se adaugă zgomotul propriu al echipamentului - se adaugă perturbaţii din mediul de transmisiune. Procedeul de prelucrare şi transpunere a mesajului poartă denumirea de modulaţie. Oct 21, 2009


13

Fundamental pentru procesul de modulaţie este existenţa undei purtătoare (purtătoarea) purtătoare sinusoidală

purtătoare pulsatorie

–modulaţie de amplitudine liniară

– în amplitudine

–modulaţie de frecvenţă → unghiulară sau exponenţială

– în poziţie

– în durată –

în frecvenţă.

–modulaţie de fază → unghiulară sau exponenţială Oct 21, 2009


14

Mesaj mi(t)

Mesaj mo(t)

Prelucrare

Modulator

Mesaj

RF

RF

Demodulator

Prelucrare semnal demodulat

Sistem real de radioemisiune Moduri de efectuare a unei transmisiuni: •sistem unilateral (simplex) •bilateral - duplex - semiduplex •multilateral •difuziune Oct 21, 2009


15

Reprezentarea in domeniul timp Purtatoarea → c(t)

Mesaj → m(t)

Analog

Digital

Oct 21, 2009


16

Reprezentarea in domeniul frecventa a mesajului Domeniul de frecventa al mesajului = banda de baza

0

1 2 34

F rec ven ta

Transmisiuni in banda de baza: telefonia în reţeaua locală; transmisie sunet studiou-emiţător, semnalul video de la cameră la sistemele de procesare (prelucrare); date transmise direct sub formă de semnale codate (LAN) Canalul de transmisiune poate fi reprezentat printr-un FTJ

B a nd a d e baz a

Procedeul de transpunere a semnalului într-o bandă de frecvenţe, alta decât banda de bază → modulaţie Purtătoarea → parametrii ce pot fi modificaţi de catre mesaj ( Ac , ωc , Φ0 )

c(t ) = Ac cos(2π f c t + Φ0 ) Φi (t ) = 2π f c t + Φ0 Lărgimea de bandă necesară a canalului ω ωc

Oct 21, 2009

ωc

ω

Canalul de transmisiune poate fi reprezentat printr-un FTB


17

Modulatia liniara ( AM, DSB, SSB, VSB, ASK ) m(t)

x

c(t)+ m(t)

FTB

f (t ) = c(t ) ⋅ m(t ) = Ac m(t ) cos(2π f c + Φ0 )

c(t)- m(t)

BPF

-[c(t)+ m(t)]

-[c(t)- m(t)]

c(t)

Modulator de produs

AM fm

-fm

fm

-fm

Frequency

fm

Oct 21, 2009

ASK

Baseband Bandwidth


fc-fm

fc+fm

fc

Passband Bandwidth Passband Spectrum

Baseband Spectrum

-fm

Frequency

Upper Sideband

Lower Sideband

Frequency

fc-fm

fc

fc+fm

Passband Bandwidth

18

Modulatia unghiulara

(PM, PSK, FM, FSK)

Φi (t ) =

∫

t 0

ω i (θ ) dθ

fi → frecventa instantanee

c(t ) = Re e j (ω ct + Φ 0 ) = Re e j (Φi ( t )) PM

c(t ) = Ac cos(2π f c t + Φ (t)) Oct 21, 2009

→ modulatie exponentiala Φ (t ) = k p m(t )


19

Modulatie in faza cu semnal analogic

Modulatie in faza cu semnal digital binar

Variatia fazei in cazul semnalului modulator binar: 0 → −180° (sau 0) 1 → +180° BPSK

FM

f i (t ) = f c + k f m(t )

s (t ) = cos(2π f c + 2π k f

t

∫ m(t )dt )

−∞

Trei frecvenţe asociate semnalului MF: ωc – frecvenţa purtătoarei; Δω – măsura în care frecvenţa instantanee se îndepărtează de ωc când m(t) variază între ±1; ωmM – frecvenţa modulatoare (maximă) care arată cât de rapid variază frecvenţa între ±1 Spectrul este infinit şi simetric faţă de purtătoare (functii Bessel de speta I) ∆ω ∆ω — indicele de modulaţie; — raportul deviaţiei de frecvenţă β = D = Parametrii: ωm ωc Oct 21, 2009


20

FM → faza semnalului modulat, depinde liniar de integrala semnalului modulator PhM → frecvenţa instantanee depinde liniar de derivata semnalului modulator Semnal modulat digital → FSK ( BFSK) 1 → s1 (t ) = Ac cos(2π f1t ) 0 → s2 (t ) = Ac cos(2π f 2t ) 1 → s1 (t ) = Ac cos(2π ( f c − Δ f ) t ) 0 → s2 (t ) = Ac cos(2π ( f c + Δ f )t )

f l = f c − Δf

f h = f c + Δf

s BFSK = Ah cos(2π f ht + Φh ) + Al cos(2π f l t + Φl ) Oct 21, 2009

Modulator FSK


21

Trecere la semnal bipolar →

Ah =

1 1 ' + Ah 2 2

Al =

1 1 ' + Al 2 2

s BFSK = cos(2π f h t + Φh ) + cos(2π f l t + Φl ) + Ah cos(2π f h t + Φh ) + Al cos(2π f l t + Φl ) PURTATOARE

Sin x / x

Mesajul binar m(t) = 2 Δf = 2 fc= 4

Semnalul modulat s(t) Oct 21, 2009


22

Spectrul semnalului BFSK

β<<1 → FM de banda ingusta β>>1 → FM de banda larga β = 1 → Δf = f m → Sunde FSK MSK – Minimum Shift Keying (Continuous Phase FSK) → caz special de FSK β = 0.5 Oct 21, 2009


23

Medii de transmisiune

Mediu de transmisiune → mediu sau suportul prin care are loc transportul informatiei, transpusa sub forma undelor electromagnetice Categorii:  Medii de transmisiune in care are loc o deplasare ghidata a undelor elmg.  Linii de transmisiune  Linii din fire torsadate, neecrante  Linii din fire torsadate, ecranate  Cablu coaxial  Ghiduri de unda  Stripline & microstrip  Fibra Optica  Medii de transmisiune in care are loc o propagare neghidata a undelor elmg. Transmisia se realizeaza cu ajutorul antenelor de emisie si de receptie:  Antene directionale  Antene omnidirectionale Oct 21, 2009


25

Comparatie Mediu ghidat • Energia semnalului continuta si ghidata prin mediu • Spectrul poate fi reutilizat in medii (linii) separate • Largime de banda foarte mare • Infrastructura complexa: canale de cablu, stalpi, traversari, etc. • Atenuarea depinde de distanta exponential: α =10-kd → k → dB/metru, • Capacitatea de transmisie depinde de distanta si daca se face punct - punct sau multipunct Oct 21, 2009

Mediu neghidat • Energia semnalului se propaga in spatiu, cu directionalitate limitata. • Sunt posibile interferente deci este necesara reglementarea spectrului • Largime de banda limitata • Infrastructura simpla: antene si tranceivere • Atenuarea depinde de distanta logaritmic: α (db)=nlog d → n =2 in spatiu liber • Nu exista conectare fizica intre cele doua terminale • Utilizatorul poate fi mobil


26

Linii de transmisiune I

+

+

+

+

I+ ∆I

E V I

-

-

-

-

H

I

V I

Oct 21, 2009

H

V + ∆V I+ ∆I

Ansamblu de doua conductoare, separate de dielectric Fenomen de propagare a campului electromagnetic cu → viteza finita Valorile tensiunii si curentului variaza de la un punct la altul.

I+ ∆I

Fenomenul de propagare poate fi neglijat doar daca dimensiunile circuitului << λ lungimea de unda

V + ∆V

Dimensiunea in plan transversal << λ → neglijam propagarea

I +∆ I

Analiza → in regim cuasistatic


27

Linia formata dintr-o suma infinita de tronsoane cu lungime ∆z Parametrii lineici R, L, C, G definiti pentru ∆z → 0

∂ v( z, t ) ∂ i( z, t ) = − Ri ( z , t ) − L ∂z ∂t ∂ i( z, t ) ∂ v( z , t ) = − Gv( z , t ) − C ∂z ∂t Oct 21, 2009

Aplicam legile lui Kirchoff → ecuatiile diferentiale ale tensiunii si curentului pe linie Ecuatiile “ telegrafistilor”


28

Forma in domeniul frecventa

dV ( z , ω ) = − ( R + jω L ) I ( z , ω ) dz dI ( z , ω ) = − (G + jω C )V ( z , ω ) dz

Rezulta o ecuatie diferentiala ordinara, liniara si omogena → solutie de forma:

V ( z , ω ) = V0+ e − γ z + V0− eγ z   unda directa

unda inversa

V0+ ;V0− → Constante de integrare

Constanta de propagare → γ = ( R + jω L)(G + jω C ) = α + jβ α → constanta de atenuare / lungime β → defazarea / lungime

V ( z, ω ) ZC = = I ( z, ω )

( R + jω L ) = Z0 (G + jω C )

Impedanta caracteristica a liniei

Forma utilizata in telecomunicatii:

V ( z ) = V0 chγ z − Z 0 I 0 shγ z

V0 I ( z) = shγ z + I 0 chγ z Z0

V0, I0 → valorile pentru z = 0 Oct 21, 2009


29

Sarcina oarecare Unda directa

Unda inversa

z=0

z=-l V0 = ZL → I0

V0− Z L − Z 0 Γ L = ρL = + = V0 Z L + Z0

→

Coeficientul de reflexie al tensiunii pe sarcina

ZL=Z0 → ρL = - ρI = 0 → linie terminata adaptat Linii fara pierderi → R = G = 0; Linii cu pierderi mici → R << ωL, G << ωC

σ =

V ( z , ω ) max V ( z , ω ) min

=

1+ ρ 1− ρ

= S

Unde stationare → Raportul dintre valoarea maxima si valoarea minima a tensiunii se numeste raport de unda stationara → σ

Z0, α, β → parametrii care definesc linia de transmisiuni → determinati de constantele constructive (configuratie, geometrice, de material) Oct 21, 2009


30

Linii din fire torsadate, neecranate Doi conductori liniari din cupru, izolati, torsadati impreuna pentru a realiza o spirala uniforma astfel incat sa minimizeze interferentele → UTP (Unshielded Twisted Pair)

Attenuation (dB/mi)

Performantele → functie de diametrul conductorilor si pasul de torsadare 30

26 gauge / Φ =0,4mm

24

24 gauge 22 gauge

18

19 gauge / Φ =0,9mm

12 6 1

10 Oct 21, 2009

100

1000

f (kHz)


Atenuarea si largimea de banda limiteaza distanta de utilizare Interferente + zgomot → diafonia intre cai → linii ecranate (STP) Cost redus → utilizare in sistemele telefonice clasice → Bucla locala Retele de calculatoare → Ethernet 31

Standard american de definirea tipurilor de linii de tip UTP → 7 categorii → unele depasite altele in curs de introducere

24 gauge

UTP Categoria 3 → 3 la 4 rasuciri / foot

24 gauge

UTP Categoria 5 → min 2, tipic 3 rasuciri/inch Ethernet hub      

Categoria 3 → comunicatii voce si retele Ethernet 10Base T → limita: 16Mb/s Categoria 5 → retele Ethernet 100Base T / 10Base T → limita: 100Mb/s

Lungimea maxima in retelele cablate → 100 m Impedanta caracteristica → cca. 100 Ω 10Base T → 2 perechi UTP cat 3 100BASE-TX → 100 Mbit/s pe doua perechi UTP cat 5 → cat 5e

Oct 21, 2009

100BASE-T4 → 100 Mbit/s pe patru perechi UTP cat 3 → depasita


32

Linia digitala de abonat - DSL ADSL → Asymmetric Digital Subscriber Line Linie bifilara torsadata neincaracata (fara bobinele de filtrare egalizare) Realizata cu o modulatie tip OFDM → Discrete Multitone (DMT) Configuratie tipica a echipamentului ADSL.

Upstream → de la abonat 64÷640kB/s Downstream → de la retea 1.536÷6.144 MB/s Avantaje UTP Dezavantaje UTP

Oct 21, 2009


33

Cablul coaxial Invelis exterior (polietilena) ecran (fire intretesute)

D Material izolator εr

d conductor din cupru sau aluminu

Cablul coaxial → linie de transmisiune cu cei doi conductori coaxiali

138 D log (Ω ) Impedanta caracteristica → Z 0 = d εr Oct 21, 2009


34

Z0 = 50Ω → in echipamente si retele in banda de baza Z0 = 75Ω → retele de banda larga (CATV) Frecventa maxima → 500 MHz (1GHz) 0.7/2.9 mm Atenuarea → functie de diametrele conductoarelor si calitatea 1.2/4.4 mm materialului izolator (εr )

35

Atenuare (dB/km)

30 25

Prezinta o protectie buna la perturbatii si interferente

20 15

Nu poate fi utilizat pe distante foarte lungi fara repetoare

10 2.6/9.5 mm

5 0.1 Oct 21, 2009

1.0

10

100 f (MHz)

Scump fata de UTP Mai greu de pozitionat si interconectat


35

Fibre Optice Invelis plastic Manta de sticla Miezul fibrei sau plastic

Istoric: 1930 ÷1966 → Baze teoretice 1970 Corning Glass → cablul 1977 → prima retea ( telefon, video, date)

1982 → retea mare distanta In prezent → se instaleaza cca 3000 km/ora

n2

mediu 2

mediu 1

n1 Reflectia totala Oct 21, 2009

Explicarea transmisiei → trei modele Zona de pierdere fizice pentru lumina: particula (fotoni), unda, raza θi>θc FO → ghiduri dielectrice → unde electromagnetice de frecventa foarte inalta Unghiul critic θ=θc Conditie: reflexie totala → θi >θc → n1 > n2 θ i< θc Silica n = 1,44 ÷ 1,48 c n – indice de refractie λ = Curs Comunicatii Mobile

f ⋅n

36

manta

Indice de treapta ( Step Index ) → raportul indicilor de refractie

n2 =1.46 n1 =1.48 Raza de lumina intra din aer Reflectie interna totala

Apertura numerica NA → unghiul limita de la care se miez obtine reflexia totala

NA = sin(θ m ) = unde Conul de acceptare Miez Manta

Oct 21, 2009

n12 − n22 ≅ n1 2∆

n1 − n2 ∆ = n1

Modificarea indicelui de refractie la limita dintre miez si manta poate avea loc: Abrupt (Treapta) → Step - Index Gradual → Graded - Index Birefrigerente, cu mentinerea polarizari Cu cristal fotonic Curs Comunicatii Mobile

37

Propagare → Ecuatiile lui Maxwell → moduri de propagare = distributia spatiala in sectiune perpendiculara pe directia de propagare a lui E si H FO → apare modul Hibrid → exista si camp electric E si camp magnetic H pe directia de propagare Numarul de moduri ce apare in FO → diametrul miezului, NA, λ si variatia lui n1 Tipic NA=0.15 pentru modul singular (Single Mode Fiber SMF) si 0.3 pentru pentru fibra multimode MMF

SMF

Oct 21, 2009


38

MMF la FO cu variatia tip treapta a lui n (SI)

MMF la FO cu variatia tip graduala a lui n

a SMF (single mode)

k0→ numarul de unda

Pentru o valoare relativ mare a diametrului FO si profil de variatie a lui n, treapta sau graduala → unde multimode Diametrul FO mic (< 10 λ ) (V<2,405) → modurile superioare sunt inlaturate → mod fundamental de propagare → SMF

V = k0 a n12 − n22

Dispersia → ISI

Dispersia → cauze: aparitia modurilor de propagare, cromatica, de polarizare Dispersia modala → diferite moduri de propagare au viteze diferite Dispersia cromatica → diferite componente spectrale ale impulsului au viteze diferite de propagare → omogenitate material; uniformitate FO Dispersia de polarizare → diferite componente ale impulsului au polarizari diferite si viteze diferite de propagare Oct 21, 2009


39

Atenuarea in FO 100

Absorbtie datorata vaporilor de apa (inlaturata la FO noi)

Atenuarea (dB/km)

50 10 5 1

absorbtie infrarosii

0.5 0.1

Imprastiere Rayleigh

0.05 0.01

0.8

850 nm LED pret scazut LAN Oct 21, 2009

1.0

1.2

1.4

1300 nm MAN - Metropolitan Area Networks Curs Comunicatii Mobile

1.6

1.8

λ (µm)

1550 nm Telecomunicatii pe distante lungi, WAN 40

Sisteme optice WDM WDM → Wavelength Division Multiplex → marirea capacitatii de transmisie ASK → modulatie in intensitate →metoda cel mai des folosita Emitatoare cu frecventa prestabilita Fibra

Receptoare

Optica

R

λ1

R

ASK

λ2 WDM Mux

λ3

Amp

Amp

WDM DeMux

R

40 - 120 km

λN

R

Pana la 10,000 km

∆λ = 25 - 100 GHz = (0.4 ÷ 0.8 nm la 1500 nm) Oct 21, 2009


41

Avantaje • Capacitate mai mare (largime de banda ≤ 2 Gb/s) • Dimensiuni mai mici si mai usoare

Dezavantaje •

Pret de cost ridicat pentru distante scurte

•

Necesita o calificare mai ridicata a celor care fac instalarea

•

Adaugarea ulterioara a unor noduri noi este dificila

62 mm 21mm 648 fibre optice 363 kg/km

448 perechi cupru 5500 kg/km

• •

Atenuare mai scazuta Imunitate la interferente exterioare • Securitate a comunicatiei mult mai buna (dificil de conectat, nu sunt radiatii) Oct 21, 2009


42

Comparatie a mediilor de transmisiune ghidata UTP (incarcate) UTP(cablu multiperchi)

Gama de Frecventa

Atenuarea tipica

Intarzierea tipica

Spatiere Repetoare

0 to 3.5 kHz

0.2 dB/km @ 1 kHz

50 µs/km

2 km

0 to 1 MHz

0.7 dB/km @ 1 kHz

5 µs/km

2 km

Cablu Coaxial

0 to 500 MHz

7 dB/km @ 10 MHz

4 µs/km

1 to 9 km

Fibra Optica

186 to 370 THz

0.2 to 0.5 dB/km

5 µs/km

40 km

Oct 21, 2009


43

Transmisia neghidata prin mediu - Wireless Antena

Echipament de comunicatii

Echipament de comunicatii Linia de transmisiune

Antena

Spatiu liber

Transformare a undei EM ghidate din linia de transmisiune intr-o unda EM care se propaga liber in spatiu (si/sau procesul invers), cu o caracteristica de directivitate specificata

Linia de transmisiune

Antena → regiunea de tranzitie dintre undele ghidate si cele neghidate

Sistem radiant: — Linia de transmisune → transport putere de RF la antena — Elemente de distributie → interconectarea si repartizarea puterii la\de la mai multe antene — Elemente de control si masura — Elementele radiante → antena Oct 21, 2009


44

Transformare din functie de timp in spatiul cu o singura dimensiune → functie de timp in spatiul cu trei dimensiuni

Unda in spatiu

Forma undei radiate este definita de structura antenei si de mediu de propagare Antena → uniport, sarcina a liniei de transmisiuni Parametrii antenei → regim armonic, mediul omogen, liniar, izotrop

Oct 21, 2009

P

Temp. antenei TA Curs Comunicatii Mobile

Distributie

Ecuatiile lui Maxwell

Rezist. radiatie RR

de curent

Unda ghidata

Directivitate Polarizare Caracteristica de radiatie Largimea de banda Castig Apertura Impedanta Randament

45

Regiunea Camp Indepartat

Regiunea Camp Apropiat reactiva

Planul E

Regiunea Camp Apropiat radianta Regiune Camp Indepartat

Planul H Plan ecuatorial Oct 21, 2009

Proprietatile de radiatie → depind de distanta fata de antena → trei zone Regiunea Camp Apropiat reactiva → camp reactiv dominant → energia oscileaza din spre antena – inapoi in antena → apare o reactanta → limita R1 3 D R1 = 0,62

λ

Regiunea Camp Apropiat radianta → Fresnel → camp de radiatie dominant, camp reactiv redus → distributia unghiulara de camp functie de de distanta la antena → limita R2 2

R2 = 2D λ

Regiunea Camp Fraunhofer


Indepartat → 46

Camp Indepartat → doar camp de radiatie → unda plana

Er

z

Eϕ

OP θ

Eθ

r

I, dz

   Er + Eϑ + Eϕ    H r + Hϑ + Hϕ 2

2

E =

Er + Eϑ

H =

H r + Hϑ

2

+ Eϕ 2

2

+ Hϕ

2

y

ϕ x

P (t ) = E (t ) × H (t )

 E=  H=

Valoarea instantane mediata pe o perioada → Puterea radiata care strabate o suprafata unitate = densitate de putere = Vectorul Pointing → S

Dipolul lui Herz (infinitezimal)

Efectuand calculele se arata ca: Hr , Hθ , Eϕ = 0; Er → 0

Eθ η = Z0 = = 120π Hϕ Oct 21, 2009

S = P(t ) =

1 E (t ) × H ∗ (t ) 2

Avem o unda plana (Eθ , Hϕ ), transversala pe directia de propagare = 377Ω ← Impedanta intrinseca (de unda) Curs Comunicatii Mobile

47

Densitatea de putere → variaza cu distanta → proportionala cu 1 / r2 Vectorul Pointing → are doar componenta radiala → Sr

radiator izotrop

Sursa care radiaza energia uniform, in toate directiile → radiator izotrop → antena teoretica, nerealizabila fizic, utilizata ca referinta → dBi Antenele reale → surse de radiatie anizotrope Antene directionale → anizotropie pronuntata

radiator anizotrop

Teorema Reciprocitati → Caracteristicile antenei nu depind de sensul de curgere al energiei. Impedanta si caracteristica de radiatie sunt aceleasi la emisie si la receptie.

Caracteristica de radiatie a unei antene este o reprezentare matematica sau pictoriala a distributiei puterii emise sau receptionate de catre aceasta, functie de unghiul de directie al antenei. Oct 21, 2009


48

Reprezentare 3-D

Caracteristica de radiatie a radiatorului izotrop

Caracteristica de radiatie a antenei dipol

Caracteristica de radiatie a antenei Yagi Caracteristica de radiatie a antenei dipol cu 2 elemente Oct 21, 2009 Curs Comunicatii Mobile 49

Antena auxiliara

Antena testata Distanta mare Masurator Putere (intensitate camp)

Masa rotativa Oct 21, 2009

Generator

Caracteristica de radiatie, de putere → reprezentarea puterii |P(θ, ϕ)|, masurata la o distanta mare, constanta de antena Caracteristica de radiatie, de amplitudine → reprezentarea intensitatii campului electric(magnetic) |E(θ, ϕ)| sau |H(θ, ϕ)| , masurate la o distanta mare, constanta de antena


50

Caracteristicile de radiatie ale antenei horn

Reprezentarile principale: Planul E: plan paralel cu vectorul E si continand directia pe care are loc radiatia maxima Planul H: plan paralel cu vectorul H, ortogonal pe planul E si continand directia pe care are loc radiatia maxima Reprezentarile → normalizate la valoarea maxima sau la valorile radiatorul izotrop

Reprezentari carteziene Valori scalare pentru exprimarea sintetica a celor mai importanti parametrii ai caracteristicii de radiatie: unghiul solid al lobului ΩA (suprafata de radiatie), intensitatea de radiatie, randamentul de radiatie, directivitatea antenei, castigul antenei, apertura antenei (aria suprafetei de radiatie), apertura efectiva, inaltimea efectiva, puterea efectiv radiata, etc. Oct 21, 2009


51

Caracteristici de radiatie la antena directionala 1/2 1

1 1/2

Oct 21, 2009


52

Castigul antenei Castigul antenei G (castig directiv sau castig de putere) → raportul puterilor ce trebuiesc aplicate antenei considerate si unei antene de referinta astfel ca acestea sa produca aceiasi intensitate de camp (putere pe unitate de suprafata) intr-un punct situat pe directia de radiatie maxima. Antene de referinta → radiatorul izotrop (dBi) sau dipolul λ/2 (dBd) dBd =dBi - 1,76 Fenomen pasiv → nu se adauga putere, se concentreaza si se directioneaza Calculul semnalului receptionat → Formula de transmisiune a lui Friis

 λ   PR = PT GT GR   4π r  • • • •

2

∀λ: lungimea de unda [m] • r: distanta dintre antene • PR: puterea disponibila la antena de receptie • PT: puterea furnizata antenei de emisie

vedere directa • GR: castigul al antenei de emisie in directia adaptare, polarizare antenei de receptie fara pierderi pe cablu • GT: castigul al antenei de receptie in directia fara componente multicai Oct 21, 2009 Curs antenei Comunicatii deMobile emisie 53

Polarizarea Polarizarea antenei → orientarea vectorului campului electric – planul E – fata de suprafata pamantului. . Structura fizica si orientarea antenei determina polarizarea

Cele mai utilizate polarizari → liniara; circulara → forma generala - eliptica Polarizarea → verticala sau orizontala; stanga sau dreapta , dupa sensul de deplasare a vectorului Oct 21, 2009


54

Ex

•

M

Ey

ψ N

Polarizarea → suma orientarilor planului vectorului E in timp, proiectat pe un plan imaginar, perpendicular pe directia de miscare a undei radio. • Superpozitia componentelor din doua plane conduce la unda polarizata eliptic.

• Elipsa de polarizare este definita de raportul axelor N/M, unghiul de inclinatie ψ si sensul de rotatie. • In orice moment, intr-un anumit punct din spatiu, exista un singur vector electric E (si vectorul magnetic asociat H ). • Acesta rezulta prin superpozitia campurilor instantanee E (si H) produse de toate sursele active in acel moment.

Polarizarea unei antene intr-o anumita directie este definta ca fiind polarizarea undei produse • Separarea campurilor dupa lungimea de de antena la mare distanta pe unda, polarizare, directie → “ filtrare” directia respectiva. Oct 21, 2009


55

Perete din fire conductoare subtiri

|E1|>0

|E1|>0

|E2| ~ |E1|

|E2| = 0 Vector E ⊥ pe fire

Vector E || cu firele

• Puterea receptionata de o antena dintr-o anumita directie este maxima daca polarizarea undei incidente si polarizarea antenei pe directia de sosire a undei au: – Acelasi raport axial – Acelasi sens de polarizare – Aceiasi orientare spatiala Oct 21, 2009


56

Antene pentru comunicatii mobile

Oct 21, 2009


57

Antena microstrip Patch

Linie de transmisiune microstrip

λ0 L = 0,49 εr

Patch

Substrat

Plan de masa

Sectiune prin antena Patch Oct 21, 2009


Antenele Patch → avantaje privind pret de cost, usor de realizat, integrate cu circuitele electronice pe placile de circuit imprimat 58

Caracteristicile de radiatie ale antenei microstrip PATCH

C 4

U 8

S P

H C R A F T C O e r i m e t e r R o a

R d

0

0

- 5

- 5

- 1

0

- 1

5

- 2

0

P ,

O M

R a

n

A T I O N c h e s t e

r ,

N

H

0

1

3

0

3

C 4

U 8

S P

H C R A F T C O e r i m e t e r R o a

PLAN-E Oct 21, 2009

R d

- 1

0

- 1

5

- 2

0

P ,

O M

R a

n

A T I O N c h e s t e

r ,

N

H

0

1

PLAN- H Curs Comunicatii Mobile

59

3

0

3

Siruri de antene •

Sirurile de antene sunt formate din mai multe antene (elemente), de obicei identice care contribuie la sinteza unei caracteristici de radiatie, ce nu poate fi obtinuta cu o singura antena.

• Sirurile de antene pot realiza: –

Adaptarea caracteristicii de radiatie pentru acoperirea unei anumite zone de interes

–

Schimbarea caracteristicii de radiatie electronic (baleiere electronica) prin controlul fazei si amplitudinii semnalului furnizat fiecarui element

–

Sa se adapteze conditilor schimbatoare la care este supus semnalul

–

Cresterea capacitatii de comunicatie prin o utilizare mai buna a resurselor radio si micsorarea interferentelor • Dezavantaje: Complexitate mare si costuri ridicate – Cercetari privind aplicatii militare, spatiale, etc – Antene inteligente ( Smart), antene pentru procesarea semnalului, antene de urmarire, siruri fazate, etc. Oct 21, 2009


60

Antene Adaptive Antene Adaptive = antene Smart (“Inteligente”) • Sir de antene → in configuratie liniara, circulara sau planara • Utilizare → selectarea semnalelor de la sursele dorite si suprimarea semnalelor de la surse nedorite • Caracteristica de radiatie se adapteaza/urmareste sursa • Ajustare → anularea interferentelor si maximizare a raportului semnal / interferenta 1

N

• Capabile sa receptioneze si sa combine constructiv semnale multicai w1 • Amplitudinea si faza excitatiei fiecarei antene Σ sunt controlate electronic (definite software) • Algoritmul de determinare a ponderii wN utilizeaza informatii masurate sau/si stabilite apriorii pentru a adaptarea la conditii schimbatoare Algoritm de determinare • Circuitele de ponderare si insumare pot a ponderii functiona in RF sau FI Oct 21, 2009


61

Legatura radio Stabilirea legaturii radio → doi factori: antenele si propagarea Propagarea → doua mari categorii: Cu vedere directa → Line of Sight → LOS Fara vedre directa → Non (Near) Line of Sight → NLOS Transponder satelit

Parabola 35.800km

Parabola

Statie downlink

Statie uplink

Exemplu de legatura de tip LOS → comunicatii prin satelit Antene parabolice → televiune digitala, Wi-fi, WLAN Oct 21, 2009


62

Propagarea Propagarea radio → termenul care defineste modul in care undele radio se comporta cand sunt transmise, (propagate), dintr-un punct de pe Glob (spatiu) la un alt punct (din spatiu). Atenuarea undelor radio → in spatiu liber, intensitatea campului undelor EM scade proportional cu 1/ r2 (r – distanta la sursa de radiatie) Modul de propagare → diferit → functie de frecventa transmisa Unde → directe (LOS), unde de suprafata, reflectate ( ionosfera, aurora boreala, meteoriti, avioane, obiecte), difractie si imprastiere (troposfera, obiecte), absorbtii (vapori de apa) Model de propagare RF → formulare matematic - empirica pentru a realiza caracterizarea propagarii undelor radio functie de frecventa si de alte conditii Scopul modelului de propagare → predictia pierderilor de semnal intre cele doua puncte considerate (path loss) si a ariei de acoperire a emitatorului Oct 21, 2009


63

Numar foarte mare de modele de propagare → o prima impartire:  Modele pentru aplicatii de interior (in cladiri) → spatii inchise  model ITU  Modele pentru aplicatii exterioare → spatii deschise → modele de propagare cu unde de suprafata → modele de propagare cu unde din atmosfera → modele de propagare cu considerarea atenuarilor mediului incojurator  modele de atenuare la ploaie → modele de propagare punct la punct → modele functie de natura terenului o model Egli o model Longley – Rice o model ITU COMUNICATII MOBILE → modele pentru orase  modele Hata  model Young  model Okamura  model Cost 231 Oct 21, 2009


64

λ

Banda radio

Frecventa

V L F

Very Low Frequency

3 – 30 kHz

100 – 10 – Ghidate km

L F

Low Frequency

30 – 300 kHz

10 – 1 km

– Ghidate intre pamant si ionosfera – Unde de suprafata (urmaresc curbura globului)

M Medium Frequency F

300 – 3000 kHz

1000 – 100 m

– Unde de suprafata – Refractie ionosferica pe stratul E noaptea (stratul D de absorbtie dispare)

H F

High Frequency (Unde scurte)

3 – 30 MHz

100 – 10 – Refractie ionosferica pe stratul E m – Refractie ionosferica pe stratul F

V H F U H F S H F E H F

Very High Frequency

30 – 300 MHz

10 – 1 m

– Vizibilitate directa (Line-of-sight)

Ultra High Frequency

300 – 3000 MHz

100 – 10 cm


Super High Frequency

3 – 30 GHz

10 – 1 cm


Extremely High Frequency

30 – 300 GHz

10 – 1 mm


Oct 21, 2009

Calea de propagare intre pamant si ionosfera

Limitata de absorbtie


65

MODULATIA DIGITALA

CONCEPTII DE BAZA Modulatia digitala → definitoriu: Semanlul modulator → sir de simboluri → conversie analog - digitala Mesaj analogic

Semnal digital – [k]

•Esantionare •Cuantizare – uniforma – neuniforma

#

•Codare

∪

Semnal digital → sir de biti (valoare 0 sau 1) M – numarul nivelelor de cuantizare (sau biti/simbol) Simbol – bit sau grup de biti (asociat unui nivel de cuantizare) Codare – transcrierea numerelor in expresii logice → cuvinte de cod Oct 21, 2009


67

Reprezentarea procesului de esantionare. Oct 21, 2009


68

Prelucrea digitala a semnalului. Filtre Antialias. Oct 21, 2009


69

Care este valoarea minima a frecventei de esantionare 1/ w pentru a nu avea suprapunerea spectrelor?

Conditia Nyquist pentru esantionare Oct 21, 2009


70

Procesul de cuantizare a semnalului esantionat. Oct 21, 2009


71

Codarea •

Codarea → notiunea se poate referi la modul in care are loc conversia datelor analogice in semnale digitale (ex. ADC, PCM)

•

Codarea la sursa → modul in care datele analogice digitizate pot fi comprimate la viteze de transmisie date mai mici fara a pierde din informatie (ex. voce, video, fax, grafica)

•

Codarea de canal → modul in care este transformat semnalul pentru a fi mai putin afectat de perturbatiile din canalul de transmisiune – Codarea formei de unda → transforma forma de unda a semnalului in una mai bine adaptata erorilor de propagare din canalul de transmisiune ( diferite scheme de modulatie, modulatii cu M-stari, spectru imprastiat) – Codarea secventiala (denumita codarea erorii sau FEC) → transforma secventa de biti de date intruna mai putin expusa la erori prin inserarea unor biti redundanti (ex. codarea de bloc si codarea convolutionala) Oct 21, 2009


72

Modulatia (codare) ∆ - Delta PCM – Pulse Code Modulation → codarea semnalelor cuantizate in cuvinte digitale Modulatie diferentiala → •se cuantizeaza diferenta dintre valoarea actuala si cea prezisa •se inlatura erori de faza Modulatia ∆ - Delta → •cuantizare cu un singur bit pentru semnalul diferenta. •frecventa de esantionare > frecventa Nyquist Oct 21, 2009


73

Oct 21, 2009


74

Modulatia Sigma Delta (Σ∆)

Cuantizeaza suma diferentelor anterioare Alte variante: ∆ adaptiva; ∆ cu panta variabila ∆ cu panta continuu variabila Oct 21, 2009


75

Parametrii principali ●

Ri = 1/Tb (biti/s) → bit rate (viteza de bit = debit) defineste viteza de transfer a

informatiei. ●

Rs = 1/T → baud (or signalling) rate defineste viteza ( debit) de simbol =

numar de simboluri pe secunda. Simbolul = n bits, poate avea M stari → M = 2n → Semnalizare tip M-ary (stari) Ri = RS log 2 M Viteza maxima in canalul de baza → Capacitatea canalului fb = 2 W log2M bits/s in care W = largimea de banda a semnalului in banda de baza ●

BER → Bit Error Rate = raportul dintre numarul de biti eronati si numarul

total de biti receptionati Eficacitatea de putere → energia per bit a semnalului Eb / N0 densitatea de putere a zgomotului Gaussian, astfel ca BER sa aiba valoarea data ●

Eficacitaea largimii de banda → raportul dintre viteza de transmitere a informatiei - R (biti/s) si W – largimea de banda necesara a canalului (Hz) ●

Oct 21, 2009


76

Definitii pentru W – largimea de banda: d) largimea de banda continand o a)

largimea de banda la 1/2 putere

b) largimea de banda echivalenta de zgomot c)

largimea de banda nul-la-nul

fractiune din putere (de ex. 90%) e)

largimea de banda definita de nivelul densitatii spectrale de putere

f)

largimea de banda absoluta

Largime de banda Nyquist f − fc = 0,5 fc

Densitatea spectrala de putere

(a) (b) (c) (d) Oct 21, 2009


(e)50dB

77

ISI – Interferenta intersimbol

Ampl Simbol 1

3

2

Ampl

Interferenta Simbol 3 de la 1 si 2

4

Secventa 101101

6

5

t

Semnalul la intrarea canalului

Interferenta Simbol 4 de la 2 si 3

Simbol

Semnalul la iesirea canalului t

Comparatie intre semnalul la intrarea canalului si cel de la iesire, obtinut dupa operatia de sincronizare de la receptie. ISI → procesul de deformare si

Ampl Simbol

t

Oct 21, 2009

imprastiere a semnalului astfel ca acesta este susceptibil de crestere a erorilor


78

Prelucrarea spectrala Input

Output Sistem Linear h(t ) = sinc(t / T )

H( f )

1 W= 2T

−1 2T

1 2T

Filtru Nyquist (trece –jos ideal) Oct 21, 2009

Raspunsul in domeniul timp al FTJ ideal


79

Transformata Fourier → functia sinc

TS

H ( jω ) = t / TS -2

-1,5

-1

-,5

0

,5

1

1.5

sin(π f / TC ) π f / TC

Teorema reciprocitatii → semnal de esantionare de tip sinc

2

Dezavantaje: • Dificil de creat (crestere/descrestere) • Descrestere lenta a spectrului • produce ISI

H(f)

Solutie teoretica: semnal de tip sinc in domeniul timp → dreptunghiular in domeniul frecventa 1/Ts

f

Largimea de banda Nyquist → W=RS /2 NU ESTE FIZIC REALIZABIL

Oct 21, 2009


80

Aproximare a acestei functii → functia cosinus alungit Largimea de banda → W0=W ÷2W → α sau β = 1- W/ W0 α → roll – off factor Raspunsul in domeniul timp h(t ) =

sin(π t / Ts ) cos(π αt / TS ) π t / TS 1 − (2π αt / TS ) 2

Anularea simbolurilor adiacente → Nuluri la multiplu de TS

Raspunsul in domeniul frecventa

f / RS

Oct 21, 2009


Filtrul → divizat → radacina patrata din cosinus alungit (SRRC) → la emisie si la receptie 81

Modul de utilizare a filtrului cu caracteristica radacina patrata din cosinus alungit

Filtrare in banda de baza

Oct 21, 2009


82

Filtrul Trece-Jos Gaussian • caracteristica de tip curba Gauss in domeniul timp si in domeniul frecventa • prelucrarea fluxului de simboluri NRZ la intrarea modulatorului • modulatii de tip cu anvelopa constanta • nu are ISI = 0, interactioneaza cu simbolurile adiacente π π 2 hG (t ) = exp(− 2 t ) α α H G ( f ) = exp(− α 2 f 2 )

unde

α =

ln 2 0,5887 = B 2B

B → Banda la 3-db (1/2 putere) B → BTs – reprezentare normata Raspunsul fitrului Gaussian in domeniul timp pentru BTS= 0,5 Oct 21, 2009


83

Oct 21, 2009


84

Oct 21, 2009


85

Tipuri de modulatie digitala Reprezentare:

coordonate carteziene ( amplitudine, frecventa, faza, timp) coordonate polare ( vector → amplitudine, faza)

Dupa parametru care se modifica: ASK, PSK, FSK, Hibride (doi sau toti parametrii)

Oct 21, 2009


86

Doua mari categorii: • metode de modulatie cu anvelopa constanta • metode de modulatie cu anvelopa neconstanta

Alte criterii: liniara/neliniara; fara memorie/ cu memorie. Se formeaza clase:  Liniare, fara memorie (PAM, PSK, FSK, QAM)  Neliniare, cu memorie (MSK, CPFSK )  Liniare, cu memorie (codare diferentiala, convolutionala) Conversia de la coordonate polare la rectangulare. Modulatie IQ → metode de procesare ale semnalului.

S(t)

Oct 21, 2009


87

Reprezentarea “Constelatiei digitale” = reprezentarea grafica a anvelopei complexe a fiecarei stari de simbol posibile: – axa-x → I - reprezinta componenta in faza a anvelopei complexe; –axa-y → Q - componenta in cuadratura a anvelopei complexe; – distanta dintre semnalele reprezentate in diagrama constelatiei ne releveaza cat de diferite sunt undele modulate si cat de usor este pentru receptor sa diferentieze intre ele. Planul I,Q → semnal elementar → punct Ck = Ak+jBk Modulatii binare → BASK, BPSK, BFSK Modulatii cu M-stari (nivele) → marirea eficientei spectrale Oct 21, 2009


88

Distanta din origine la un punct → proportionala cu radacina patrata a energiei necesare pentru transmiterea simbolului Oct 21, 2009


89

Modulatii binare ASK

PSK

FSK

Modulatii binare de tip OOK (On Off Keying) Oct 21, 2009


90

Modulatii liniare Modulatia ASK Q

M = 2n

M=2 I

Ai = (2i − M + 1)a0

unde i=1, 2,…M M=4

Tehnica putin eficienta Afectata de modificari de amplitudine Utilizata in modulatia pe FO

M=8

Constelatiile digitale pentru modulatia de tip ASK cu M-stari (MASK) Oct 21, 2009


91

Modulatia PSK Q

Q

I

I

Q BPSK → M=2 → ϕk= 0 sau π I

M>2

ϕk=

π 2π + k M M

k = 0, 1, …, M-1 M = 4 → modulatia QPSK Oct 21, 2009


92

Q

01

Modulatia QPSK Se transmit 2 bit/simbol RS = Ri / 2

00

I

Datele de intrare → doua componente ortogonale I(t) → biti pari si Q(t) → biti impari Q → saltul intre stari = 90° → quadratura

11

10

O componenta schimba semnul → salt 90° Ambele componente schimba semnul → salt 180°

Filtrare: filtru (radacina patrata) cosinus alungit → FRPCA Apar situatii de variatie mare a amplitudinii purtatoarei, cu treceri prin zero Dezavantaj → refacerea purtatoarei si tactul de sincronizare Utilizare → satelit, CDMA, DVB – S, cablu, LMDS, TETRA Oct 21, 2009


93

01

Q

Modulatia OQPSK (OffsetQPSK) 00

11

10

Oct 21, 2009

I

Se evita trecerile prin zero Se decaleaza fluxul de date Q(t) cu Tb = TS / 2 fata de fluxul I(t) Saltul de faza admis este de ± π / 4 Variatia maxima de amplitudine: 3dB Diagrama tip “ochi” (Eye diagram) → datele sunt aplicate repetitiv, la intrarea verticala a unui osciloscop sincronizat pe orizontala cu frecventa de simbol.


94

Modulatii MPSK 8 PSK

16 PSK

8PSK → Simbol de 3 biti →stari: 0; ± π / 4; ± π / 2 ; ± 3π /4 ; ± π → RS=Ri / 3 utilizare → EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution). Oct 21, 2009


95

Differential QPSK (DQPSK) Informatia este furnizata de tranzitia intre stari si nu de valoarea absoluta ( diferenta intre valorile absolute ale fazei intre simboluri consecutive) ϕ (i ) = ϕ (i − 1) + ∆ ϕ k (i ) ∆ ϕ k (i ) =

2π k+ λ M

unde:  π  k = 0,....M − 1; λ ∈  0,   M

Functii de starea anterioara Constelatia modulatiei π/4-DQPSK Oct 21, 2009


96

Modulatia π/4-DQPSK M=4; λ= π/4; 8 trepte ale fazei: 1 3 5 7  ϕ (2i + 1) ∈  π ; π ; π ; π ; 4 4 4 4 

 2 4 6 ϕ (2i ) ∈  0; π ; π ; π  4 4 4

 ; 

Doua constelatii QPSK, una defazata cu π/4 Conditie: tranzitile pot sa aiba loc doar catre puncte ce apartin celeilate retele Variatii permise: ± π / 4; ± 3π /4 Variatii interzise: ± π / 2 ; ± π Functie de variatia relativa a fazei ∆ϕk , avem simbolurile:

00 → 45°;

01 → 135°;

10 → -45°;

11 → -135°;

Modulatia PSK cu variatia cea mai mica a amplitudunii semnalului. Aplicatii: PDC, IS –136, PHS, Bluetooth, WLAN Oct 21, 2009


97

Modulatii neliniare Modulatia MFSK Categoria sistemelor de modulatie neliniare ∆f → diferenta dintre frecventele instantanee corespunzand la transmiterea a doua simboluri adiacente ; ak → un simbol apartinand multimii: { ±1, ±3,… ±(M-1) }. Faza are o variatie liniara: Φ(t) =π.∆f .ak.(t − kT )+θk unde θk → ct. frecventa instantanee → f (t ) = f 0 +

∆f ak 2





∆f



Semnalul → m(t ) = cos 2π  f 0 + 2 ak      Flux binar, 0 si 1 → ak → {-1, 1}

BFSK cu2009 faza discontinua Oct 21,

Trecerea f1 la f2 si invers → salt de faza Curs Comunicatii Mobile

98

Impunem conditia → θk =θk − 1+π∆f Tak → variatia de la o valoare a frecventei la alta se face fara salt Indicele de modulatie → h =µ = ∆ f ·T

BFSK cu faza continua → CPFSK

MFSK Oct 21, 2009


M=4 99

MSK MSK → Minimum Shift Keying → forma particulara a CPFSK → considerata si ca forma de PSK (echivalenta dintre cele doua tipuri de modulatie) MSK → forma de OQPSK la care se inlocuieste FRPCA cu FTJ - semisinusoida MSK → Valoarea minima a variatiei frecventei pentru care se mentine ortogonaliatea intre cele doua frecvente → h=0.5 Semnalul MSK M = 2 → forma de modulatie binara s (t ) =

2 Eb cos(2π f c t + ϑ (t ) Tb

unde θ (t ) = θ (0) +

πh Tb

↔ simbol 1

θ (t ) = θ (0) −

πh Tb

↔ simbol 0

Simboluri succesive identice → variatie mare a fazei Oct 21, 2009


100

Conditia h=1/2 → increment de π / 2 in variatia fazei 1 → +π / 2 0 → -π / 2 θ(t) poate lua valorile: -π / 2 , 0, π / 2, π s(t) poate fi scris ca: Φ1 (t ) =

s1 =

s (t ) = s1Φ1 (t ) + s2Φ2 (t )

2 π cos( ) cos(2π f c t ) Tb 2Tb

Eb cos(ϑ (0)) pentru − Tb ≤ t ≤ Tb

Φ2 (t) =

2 π sin( ) sin(2π f c t ) Tb 2Tb

s1 = − Eb cos(ϑ (Tb )) pentru 0 ≤ t ≤ 2Tb

s1 si s2 depind doar de valorile lui θ(t) la t = 0 si t = Tb Oct 21, 2009


101

Apar patru combinatii posibile:

θ (0) = 0 si θ (Tb) = +π / 2 → 1 θ (0) = π si θ (Tb) = +π / 2 → 0 θ (0) = 0 si θ (Tb) = -π / 2 → 0 θ (0) = π si θ (Tb) = -π / 2 → 1

Constelatia in cazul MSK Se obtine o densitate spectrala de putere cu o cadere mai rapida in afara benzii, comparativ cu QPSK

Oct 21, 2009


102

GMSK Imbunatatirea distributiei spectrale a puterii MSK → inlocuire FTJ - semisinusoida → FTJ Gaussian. Datele binare (0/1) codate → -1/1 → filtrare → FM Varianta cea mai utilizata → modulator OQPSK+ FTJ Gaussian

Densitatea spectrala pentru GMSK si MSK Oct 21, 2009


103

Raspunsul in domeniul timp depinde de banda normata BT → scade → ISI creste → zona notata α 1 – GMSK fara suprapuneri 2 – GMSK cu suprapuneri 50% Decodari speciale → 5– GMSK GMSK, BT=0.5

MSK

1-2 α

GMSK BT=0.3

α

α

Time 2T Oct 21, 2009

T

0 Curs Comunicatii Mobile

T

2T 104

0 -10

Data Rate: 8192 bps QPSK

MSK

Power (dB)

-20 -30 -40 GMSK BT=0.3

-50 -60 GMSK BT=0.5

-70 0

16384

32768

49152

65536

Frequency (Hz) Oct 21, 2009


105

QAM QAM → Quadrature Amplitude Modulation → forma de modulatie in amplitudine a doua purtatoare, sinusoidale, defazate cu 90° (in quadratura) Modulatie bidimensionala Semnalul modulator → analogic sau digital → flux de biti QAM = ASK+PSK Fluxul de date divizat in: I(t) → biti impari → aI(t) Q(t) → biti pari → aQ(t) ck = ak + jbk

ak; bk → simboluri independente

Modulator QAM s (t ) =

∑

ak g (t − kT ) cos(ω c t + ϕ 0 ) −

k

bk g (t − kT ) sin(ω c t + ϕ 0 )

k

aI (t ) Oct 21, 2009

∑

aQ (t ) Curs Comunicatii Mobile

106

M stari → M=2n → aIk; aQk → QAM → aIk → n/2 biti; aQk → n/2 biti cuvant = n biti → n=2k → par sau n=2k +1 → impar (prelucrare flux date) Un punct din constelatie → sk (t ) =

2 Ek cos( ω c t + ϕ i ) T

sk (t ) = aIkψ I (t ) + aQkψ Q (t ) k = 1, , M

2( M − 1) E = 3

ψ I (t ) =

2 cos( ω ct ) ψ Q (t ) = T

2 sin ( ω c t ) T

Constelatia → o matrice de semnale

E → energia simbol n=1 → M= 2 → 2 - QAM n=2 → M= 4 → 4 – QAM n=3 → M= 8 → 8 – QAM n=4 → M= 16 → 16– QAM n=5 → M= 32 → 32 – QAM n=6 → M= 64 → 64 – QAM n=8 → M= 256 → 256 - QAM

 (− M + 1, M − 1) (− M + 3, M − 1)  ( M − 1, M − 1)    ( − M + 1 , M − 3 ) ( − M + 3 , M − 3 )  ( M − 1 , M − 3 )  ( aIk , aQk ) =          (− M + 1,− M + 1) (− M + 3,− M + 1)  ( M − 1,− M + 1) Oct 21, 2009


107

QAM rectangulara

sQ

4-QAM = QPSK • Nu sunt optimale d.pd.v. al distantei dintre punctele constelatiei • Avantaje la demodulare

sI

Constelatia QAM rectangulara 16– QAM Oct 21, 2009


108

8-QAM 8-QAM

8-QAM

Oct 21, 2009


109

8-QAM

2 amplitudini 8 faze

90

135

4 amplitudini 8 faze

16-QAM

16-QAM 45

nivel 1

QAM ne-rectangulara Combinatie ASK+PSK ck = Ak e jϕ k

180 nivel 2 225 Oct 21, 2009

315 270

→

s (t ) = Ak cos(ω ct + ϕ 0 + ϕ k )

Necesita amplificare liniara Criteriu de optimizare: distanta maxima si uniforma intre punctele constelatiei


110

Tabel cu cele mai uzuale modulatii QAM Modulatia

Unitate

Bits/Baud

Baud rate

Bit Rate

Bit

1

N

N

4-PSK, 4-QAM

Dibit

2

N

2N

8-PSK, 8-QAM

Tribit

3

N

3N

16-QAM

Quadbit

4

N

4N

32-QAM

Pentabit

5

N

5N

64-QAM

Hexabit

6

N

6N

128-QAM

Septabit

7

N

7N

256-QAM

Octabit

8

N

8N

ASK, FSK, 2-PSK

Oct 21, 2009


111

Tabel comparativ cu performantele diferitelor tipuri de modulatii E ffic ie n ta la rg im iid e b a n d a (C /B )

lo g 2(C /B )

16P S K

4

2

1 8d B

16Q A M

4

2

1 5d B

8P S K

3

1.58 5

14 .5d B

4P S K

2

1

10 .1d B

4Q A M

2

1

10 .1d B

B F S K

1

0

1 3d B

B P S K

1

0

10 .5d B

M o d u la tia

Oct 21, 2009


E b /N o F a ra E ro ri

112

Concluzii ●

●

●

●

PSK → realizarea de scheme de modulatie cu eficacitate de banda ridicata QPSK → modulatie foarte robusta dar necesita amplificare liniara → alternative → Offset QPSK si π/4-QPSK reduc variatia anvelopei semnalului; Schemele cu nivel mare M-stari (ca de ex. 64-QAM) → eficacitate spectrala foarte buna dar sunt susceptibile la zgomot si necesita amplificare liniara; Schemele cu anvelopa constanta (de ex. GMSK) → avantajul ca pot utiliza amplificatoare neliniare

Oct 21, 2009


113

Accesul Multiplu

Introducere

•

•

Proces de comunicare → mai multi utilizatori trebuie sa utilizeze in aceiasi perioada de timp acelasi mediu de transmisiune (linie, cablu, fibra optica , banda radio de frecvente); Intre doua puncte A si B comunicatia poate avea loc in modul simplex ( A ⇒ B ) sau duplex ( A ⇔ B ) → (semiduplex);

•

Acces multiplu → solutii de departajare si utilizare de catre mai multi utilizatori a unei portiuni finite a spectrului de frecvente radio;

•

Se urmareste realizarea unei capacitati mari de transport a informatiei Oct 21, 2009


115

• Duplex → in domeniul frecventa sau in domeniul timp:  In domeniul frecventa → Frequency division duplexing (FDD)  In domeniul timp → Time division duplexing (TDD)

•

Controlul Accesului Multiplu ( MAC) → se implementeaza in arhitectura retelei de comunicatii → necesita transmiterea unei anume cantitati de date prin retea

•

Sistem de comunicatii → N canale deservesc M utilizatori

•

Metodele de Acces Multiplu → definesc cele N canale si le repartizeaza la cei M utilizatori

•

Diminuare performantelor sistemului prin solutia de acces multiplu sa fie minima. Reverse

Forward

channel

channel Divizat in frecventa sau Divizat in Timp

Oct 21, 2009


116

Frequency Division Duplexing (FDD) •

Frequency division duplexing (FDD) → se aloca 2 benzi distincte de frecventa pentru fiecare utilizator;

•

FDD = doua canale simplex → utilizarea simultana → duplexor

•

Comunicatii mobile → BS la MS = forward band ; MS la BS = reverse band

•

Alte denumiri: uplink respectiv downlink

•

Diferenta de frecventa intre cele doua sensuri ramane constanta la schimbarea canalului

•

Raportul cu benzile de frecventa si canalele adiacente

Oct 21, 2009


117

Time division duplexing (TDD) •

Time division duplexing (TDD) → departajarea sensurilor de transmisiune se face in domeniul timp

•

TDD → furnizeaza doua sloturi de timp pe aceiasi frecventa

•

Utilizeaza banda de frecvente a unui singur canal de tip transmisiune simplex

•

Nu avem nevoie de duplexor

•

Diferenta de timp intre sloturile direct si invers este mica → transmiterea si receptia datelor apare ca si cum ar fi simultana la utilizator

Oct 21, 2009


118

Metode de realizare MAC Metode principale: 

FDMA ( Frequency Division Multiple Access) → se bazeaza pe separarea canalelor in frcventa



TDMA (Time Division Multiple Access ) → se bazeaza pe separarea canalelor in timp



SDMA ( Space Division Multiple Access) → se bazeaza pe separarea canalelor in spatiu



CDMA (Code Division Multiple Access ) → se bazeaza pe separarea canalelor prin utilizare unor coduri individuale

•

Utilizare combinata a doua sau mai multe metode de acces multiplu la realizarea unui sistem de comunicatii

•

Combinarea cu metode de modulatie digitala → OFDM, COFDM

Oct 21, 2009


119

Frequency Division Multiple Access (FDMA) k1

k2

k3

k4

k5

k6

c f

t

• • • •

FDMA → Acces Multiplu cu repartitie de frecventa → Banda de frecventa alocata este divizata in n segmente de frecventa → k canale de transmisiune. Fiecare utilizator are alocat un canal pe care il poate utiliza tot timpul transmisiunii; Sistemele de Comunicatii Mobile → combinatie cu FDD → duplexor Dupa alocarea unui canal cele doua terminale transmit simultan si continuu

Oct 21, 2009


120

• • • • •

Un canal alocat care nu este utilizat pentru o perioada de timp ramine neutilizat → capacitatea sistemului se diminueaza Largimea de banda a canalelor FDMA (SCM) → relativ ingusta (30 kHZ) Fiecare banda (canal) trebuie sa aiba un spatiu de garda Necesita filtre de separare a canalelor (reducere a interferentei intre canale si a intermodulatiei) → cresc costurile FDMA → metoda cu transmisie continua → necesari mai putini biti de date (sincronizare si cadre) comparativ cu TDMA

Oct 21, 2009


121

Bg

Bg

Numarul maxim de canale pentru Bt - banda de frecvente alocate ::

Bg – banda de garda ; Bk – banda canalului

N=

Bt − 2 Bg Bk

•

Avantaje: – nu este necesara o coordonare dinamica (sincronizare sau cadre); – poate fi utilizata si cu semnale analogice si cu semnale digitale; – nu sunt restrictionate in timp; – Simboluri >> imprastiere a intarzierii → nu este necesara egalizarea

•

Dezavantaje: – risipa de largime de banda pentru trafic distribuit neuniform – foarte putin flexibil – banda de garda – canal cu largime de banda relativ redusa – necesita un grad de filtrare ridicat pentru a reduce interferentele Oct 21, 2009


122

Time Division Multiple Access (TDMA) c

FREQUENCY BAND

f

t

TDMA → Acces Multiplu cu repartitie in timp → canalul de frecventa alocat transmiunii este divizat in segmente (intervale) de timp, alocate unor utilizatori diferiti; Fiecare utilizator poate sa transmita sau sa receptioneze in oricare din aceste intervale de timp, care nu au perioade de suprapunere; interval de timp → alocat unui singur utilizator → repetare ciclica → ocupa aceiasi pozitie in cadrul cadrului Se poate aloca un numar diferit de intervale de timp (Time Slot) dintr-un cadru unor utilizatori diferiti (pe baza de prioritati).

•

• • •

Oct 21, 2009


123

•

Utilizam intervale de timp (TS) diferite pentru transmisie / receptie → nu este necesar un duplexor

• •

Transmisiune discontinua → salva (burst) → necesara bufferare Utilizatorul limitat la transmiterea / receptionarea unor salve regulate de semnal de banda larga

•

Se utilizeaza doar date digitale si o forma de modulatie digitala

•

Sisteme de Comunicatie Mobila → TDMA prezinta avantaje la realizarea functiilor legate de mobilitate

Oct 21, 2009


124

Structura Cadrului TDMA Cadru = Frame → Necesara sincronizare (statica sau dinamica) intre echipamentele de transmisie si receptie

Preambul

Informatia din mesaj

Slot 1 Slot 2

Trail Bit

Trail Bits

Slot N

Sync Bit Information Guard Bits Bit

Preambul → Adrese si informatii de sincronizare pentru tranceivere Guard Bits → sincronizarea receptorului intre diferitele intervale de timp si cadre

Oct 21, 2009


125

Eficienta TDMA Eficienta cadrului ηf → raportul dintre numarul de biti continand date ale mesajului propriu zis si bT - numarul total de biti dimtr-un cadru ηf =

unde

bT − bOH × 100% bT

bT = Tf Ri Tf → durata cadrului; Ri → viteza de bit bOH → numarul total de biti neapartinand mesajului propiu zis bOH = N r br + N t b p + N t bg + N r bg

unde Nr → numarul de biti de referinta pe cadru Nt → numarul de biti de trafic pe cadru br → numarul total de biti neapartinand mesajului propiu zis in cadrul salvei de referinta; br → numarul total de biti din preambulul intervalului de timp (TS), neapartinand mesajului propiu zis; bg → numarul de biti echivalenti din fiecare interval de garda; Oct 21, 2009


126

Acces Multiplu Hibrid TDMA / FDMA k1

k2

k3

k4

k5

k6

c f

t

Canal in domeniu frecventa → alocata o anumita frecventa, pentru un anumit interval de timp al canalului → Exemplu: GSM Advantaje: • Mai performant fata de interferenta in domeniu frecventa intre canale • Capacitate mult crecuta cu aplicare comprimarii in domeniul timp • Protectie sporita la interceptari Dezavantaje • Schimbarea de frecventa trebuieste coordonata Oct 21, 2009


127

Space Division Multiple Access (SDMA)

SDMA → Acces multiplu cu divizarea spatiului pe care este operativa reteaua de comunicatii → doua perechi sau mai multe de tranceivere utilizeaza aceleasi frecevente purtatoare → optimizarea utilizarii spectrului de frecventa • • • •

Varianta cablata – (cabluri separate pentru fiecare legatura); Varianta radio – utilizeaza un set de frecvente, emise din locatii separate spatial, cu o distanta suficienta intre ele pentru a evita interferentele Spatiu de garda intre zonele care utilizeaza acelasi set de frecvente SDMA → larg utilizata in sistemele de comunicatii mobile – structura celulara Oct 21, 2009 + antene directive Curs Comunicatii Mobile 128

Celule de o anumita culoare → acelasi set de frecvente

SDMA aplicata la un sistem de comunicatii mobile Oct 21, 2009


129

Utilizatorii dintr-o celula sunt separati spatial cu ajutorul antenelor directive ale statiei de baza, situata in centrul celulei Tehnologia antenelor adaptive (“inteligente”) Se impune :

o diferenta unghiulara minima un criteru de distanta minima

SDMA se utilizeaza in combinatie cu una sau mai multe din celelalte metode de Acces Multiplu Oct 21, 2009


130

Code Division Multiple Access (CDMA) k1

k2

k3

k4

k5

CDMA → Acces Multiplu cu Departajare prin Cod

c

f

t

Oct 21, 2009

k6

Utilizatorii folosesc aceiasi banda de frecventa, in aceiasi perioada de timp Departajare → utilizarea unor secvente de cod pseudo-aleatoare, diferite pentru fiecare utilizator


131

The CDMA Cocktail Party

Analogie pentru ilustrarea modului in care se realizeaza departajarea prin cod a unei comunicari. CDMA → parte a familiei de metode de realizare a accesului multiplu prin metode de imprastiere a spectrului (Spread-Spectrum). Spread-Spectrum → tehnologie dezvoltata initial pentru aplicatii militare Oct 21, 2009


132

Principiul metodelor cu Spectru Imprastiat (SS) spreader

despreader

identik Code generator

Code generator

SS → accesului multiplu prin metode de imprastiere a spectrului (SpreadSpectrum) → tehnologie de comunicatie prin care un cod pseudo-aleator, independent de datele ce se transmit, este utilizat ca semnal de modulatie pentru a a realiza “imprastierea” energiei semnalului de date intr-o banda alocata, mult mai mare decat banda de frecventa a semnalului de date. Receptia → se utilizeaza o “replica” identica de cod pseudo-aleator (pseudo-noise) pentru a realiza operatiune inversa a imprastierii. Oct 21, 2009


133

Variante de sisteme cu Acces Multiplu cu Spectru Imprăştiat:  Sistem cu secvenţe directe (DS-SS → Direct-Sequence Spread Spectrum) → se realizează prin modularea purtătoarei (PSK) cu o secvenţă digitală de cod a cărui raport de bit este mult mai mare decât lărgimea de bandă a semnalului informaţie → CDMA.  Sistem cu salt de frecvenţă (FH-SS → Frequency-Hopping Spread Spectrum) → Frecvenţa purtătoarei se modifică cu incremente discrete (FSK), după un plan de asignare comandat de o secvenţă de cod care determină ordinea de utilizare a valorilor frecvenţei purtătoare.  Sistem cu salt de timp → durata şi rata de bit a informaţiei ce urmează a fi transmise sunt comandate de o secvenţă de cod.  Sistem cu salt de frecvenţă / timp → secvenţa de cod determină atât frecvenţa de transmisie cât şi rata de bit a transmisiei..  Sistem cu modulaţie de frecvenţă în impuls (“Chirp” sau Pulse – FM) → purtătoarea este baleiată pe o bandă largă de frecvenţe pe durata dată a unui impuls. Oct 21, 2009


134

Sistemele de comunicatii traditionale → cauta sa ingusteze banda de frecvente ocupata de transmisiune Sistemele Spread-Spectrum → fac o conversie a spectrului mesajului intr-o banda de largime mare → functie de viteza secventei de cod (denumita “chip”) →Rch). Raportul Rch / Rb → factor de imprastiere → N sau castigul procesului → Gp Oct 21, 2009


135

Direct-Sequence Spread Spectrum (DS-SS) DS – CDMA → utilizata in sisteme de telefonie celulara si WLAN CDMA Sincron → utilizeaza secvente de coduri ortogonale (ex. functii Walsh) → produsul scalar a doua secvente de cod ortogonal este nul C1

C2

C3

C4

Oct 21, 2009

CDMA Sincron → se utilizeaza in sisteme de telefonie celulara la transmisia dinspre statia fixa spre mobil → poate genera si mentine ortogonalitatea codurilor Conditia de ortogoanlitate pentru codurile de imprastiereCk:  C1   1 1 1 1 C    1 1 − 1 − 1 2   =    C3   1 − 1 − 1 1      1 − 1 1 − 1 C   4  Curs Comunicatii Mobile

Ci ⋅ Ck = 0 daca i = k Ci ⋅ Ck = J

daca i ≠ k

136

Canalul DS – CDMA → Operatiunea inversa a imprastierii spectrului efectuata la receptie Oct 21, 2009


137

di: 1 -1

Cm

Codul Cm : 1 1 1 -1 1 -1 -1 -1

Datele: forma bipolara 1 si –1 → di Codarea: Cm·di

→

di =1

→ 1 1 1 -1 1 -1 -1 -1

di = -1 → -1 -1 -1 1 -1 1 1 1 Lungime secventei de cod Ck → M La decodare → produs vectorial semnal codat x secventa de cod → sumare de bit → comparare cu nivelul de prag → > → 1 sau < → -1 Oct 21, 2009


138

Exemplu cu un singur utilizator

Oct 21, 2009


139

Exemplu cu un doi utilizatori

Cod utilizator1 : 1 1 1 -1 1 -1 -1 –1

Cod utilizator2 : 1 -1 1 1 1 -1 1 1

N utilizatori → Matrice Walsh NxN → limitata ca numar de coduri Oct 21, 2009 Curs Comunicatii Mobile ortogonale

140

CDMA Asincron Sistem CDMA Asincron → utilizeaza secvente de coduri “pseudoaleatoare (pseudo-noise –PN)” Utilizatorii mobili → nu se poate coordona initializarea comunicatiei din puncte distribuite aleator cu realizarea de secvente de coduri ortogonale Secventele PN sunt statistic necorelate → suma unui numar mare de PN conduce la MAI – Multiple Access Interference → distributia → aproximata prin zgomotul gaussian Receptionare → utilizatori mobili cu acelasi nivel al puterii → varianta (puterea de zgomot) creste proportional cu numarul de utilizatori Problema situarii utilizatorilor in cadul celulei fata de statia de baza → Problema Aproape – Departe.

Oct 21, 2009


141

Generarea secventei de cod PN

A → Coduri ortogonale → Walsh - Hadamard (64 sau 256) . B → Codul lung → PN Long Code → 242-1 chips → unic intr-un ciclu → coduri utilizate: M-secvente, coduri Gold, coduri Barker si coduri Kasami C → Codul scurt → PN Short Code → 32k chips → generat perche de catre statiile de baza din celule

Oct 21, 2009


142

Modul de assignare si realizare a secventelor de cod PN intr-un sistem cu trei celule Oct 21, 2009


143

Frequency-Hopping Spread Spectrum FH-SS

Actrita Hedy Lamarr (Hedy Kiesler Markey) → principiul transmisiunilor cu salt de frecventa – patent 1942 Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) → metoda de acces multiplu in care purtatoarea este comutata rapid pe frecventa canalelor din banda de transmisiune, comutare realizata in conformitate cu o secventa de cod pseudo-aleatoare, cunoscuta atat emitatorului cat si receptorului. Oct 21, 2009


144

• • •

Banda de transmisiune divizata in canale de largime egala cu cea a semnalului de intrare Purtatoarea modulata este transmisa intr-un canal pentru o durata de timp td – dwell time → chip rate Frecventa purtatoarei este modificata cu ∆f → salt de frecventa ( hop) → ocupa pentru timpul td alt canal din cele asignate transmisiei

Oct 21, 2009


145

•

Modificarea frecventei purtatoare cu ∆f → conform unei comenzi realizate cu un cod pseudo-aleator → viteza de salt (hopping rate)

•

Purtatoarea → modulata M - FSK Banda de frecvente folosita simultan de mai multi utilizatori → probabilitate foarte mica ca doi utilizatori sa foloseasca simultan acelasi canal, in acelasi interval de timp;

•

•

Banda de frecventa instantanee a transmisiei → mica → prin mediere se obtine banda de spectru imprastiat → mare

•

Sinconism la receptie → modificarea frecventei de receptie sincron cu modificarea canalului la emisie → problema dificila.

•

Solutie → conditie ca la emisie sa fie accesate toate canalele intr-un interval dat de timp → receptorul se caleaza aleator pe un canal → receptioneaza si identifica o secventa de date de identificare → check sum pentru integritate → pot fi utilizate tabele fixe de secvente de coduri

Oct 21, 2009


146

tb

user data 0

1

f

0

1

1

t

td

f3

slow hopping (3 bits/hop)

f2 f1

td

f

t

tb: perioada de bit

td: dwell time

f3

fast hopping (3 hops/bit)

f2 f1 t

Versiuni: •

Slow Hopping (SFH-SS) → tb (sau TS) < td

•

Fast Hopping (FFH-SS) → tb (sau TS) > td

FH2009 → tb = td Oct • 21,


147

FH: TS = td

Slow-FH: td > Ts  Mai usor de implementat  Faza purtatoarei are salturi mai rare → permite realizarea unor timpi de integrare pentru simboluri mai lungi Fast-FH: td < Ts  Importante pierderi datorate incoerentei → produse de salturile de faza foarte 

dese; Realizeaza o protectie buna la bruiaj si la interferenta → metode de evitare

Oct 21, 2009


148

Lantul de transmisiune in cazul variantei FH-SS Structura salturilor = setul de frecvenţe, ordinea lor de utilizare si durata de emisie pe fiecare frecvenţă → impuse de diferite standarde

Oct 21, 2009


149

FH-SS → rejectia interferentelor prin evitarea lor → sisteme cu salt de frecvenţă adaptiv → se elimină de la început din structura de frecvenţe alocate salturilor, frecveţele perturbate. Avantaje FH-SS → •

Rejectia interferentelor prin evitarea lor → sisteme cu salt de frecvenţă adaptiv → se elimină de la început din structura de frecvenţe alocate salturilor, frecveţele perturbate.

•

Receptia neautorizata → se receptioneaza doar franturi neinteligibile

•

Incercarile de bruiaj pe o frecventa → pierderi de cativa biti

•

Prin utilizare de: codare de canal, intretesere si utilizarea de canale disjuncte → se amelioreaza imunitatea la fading

•

Nu prezinta problema de nivel semnal: aproape / departe

Dezavantajele FH-SS • Exista posibilitatea aparitiei de interferente in cazul prezentei simultane a unui numar mare de utilizatori in banda de frecventa • Solutie → codare de canal si metode de intretesere Oct 21, 2009


150

Comparatie

SDMA

Idea

Segmente de spatiu celule/ sectoare

Terminale Separarea semnalului Avantaje

TDMA

FDMA

Segmentare a Segmentare a timpului de benzii in subemisie in TS benzi

CDMA Imprastiere spectru → coduri ortogonale

Un terminal Terminalele Terminalele Terminalele activ per active succesiv active simultan active simultan celula/sector Structura celulara / antene directive

Sinconizare in domeniul timp

Simplu + Stabilizat, capacitate mare digital total, / km2 flexibil

Filtrare in domeniul frecventa

Codarea si structura receptor

Stabilizat, simplu, robust

Flexibila, planificarea, preluare lina

Dezavantaje

Inflexibila, antene fixe

Spatiu garda (propagarea), sincronizare

Inflexibila, spectrul resursa limit.

Receptoare complicate, contr. emisie

Comentarii

Utilizata in forme hibride

Retele fixe, hibrid mobile

Tipic forme hibride

Hibride, in dezvoltare

Oct 21, 2009


151

OFDM

Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDM → Multiplexare cu repartitie de frecvente ortogonale OFDM → Combinatie intre o operatiune de modulare si una de multiplexare Modulatia → Transpunerea informatiei mesajului in modificari ale parametrilor purtatoarei (amplitudine, frecventa , faza) Multiplexarea → metoda de partajare a aceluiasi spectru de frecvente de catre mai multe canale de date, independente, produse de surse diferite

amplitudine

canal purtatoare subcanal frecventa Oct 21, 2009


153

Propagarea pe cai multiple

Calea directa

Calea directa

Oct 21, 2009


154

Semnal direct

t Semnal reflectat si intarziat

t Semnalul la intrarea receptorului t

Semnalul la intrarea receptorului → ISI datorat propagarii pe cai multiple

Oct 21, 2009


155

NT

t 1 NT

W Transmisie secventiala de date Simbol cu durata scurta → T Largimea de banda necesara transmisiei → W=1/T Viteze mari de transmisie → erori introduse de propagarea multipla Oct 21, 2009

Transmisie de date paralel Simbol cu durata lunga → NT Un canal de date ocupa 1/N din largimea de banda → 1/T Viteza de transmisie scazuta → mai putin afectata de propagarea prin canal Curs Comunicatii Mobile 156

f

Semnale ortogonale Spatiul Euclidian cu 2 sau 3 dimensiuni → doi vectori sunt ortogonali daca produsul lor este nul → unghiul lor 90° ori π/2 radiani (I si Q) Doua functii f(x) si g(x) sunt ortogonale daca:

∫

b a

f ( x) g ( x) w( x) = o

unde w(x) – functie de pondere, nenegativa

Valoarea normata a produsului se scrie:

f

w

=

f, f

w

Termenii unei secvente{ fi unde i=1,2,3…} sunt: Ortogonali daca: fi , f j =

∫

∞ −∞

2

f i ( x) f j ( x) w( x)dx = f i δ i , j

Ortonormati daca: fi , f j =

∫

∞ −∞

Oct 21, 2009

f i ( x) f j ( x) w( x)dx = δ i , j Curs Comunicatii Mobile

unde:  1 daca i = j  δ i, j =    0 daca i ≠ j  Delta Kronecker 157

Set de semnale ortogonale, continue in timp

ψ (t ) : k

k = , − 2, − 1, 0 , 1, 2, , 0≤t
ψ (t ) = exp( j ⋅ 2π ⋅ k t ) : k T T ∗ ψ ψ ∫ (t ) (t ) dt = n

0

m

k = , − 2, − 1, 0 , 1, 2,  , 0≤t
Daca doua procese aleatoare nu sunt corelate, ele sunt ortogonale Oct 21, 2009


158

Set de semnale ortogonale, discrete in timp ψ k ( n) :

k = ..., 2, − 1, 0,1 − , 2,...., 0 ≤ n ≤N 1 −

ψ k ( n) = exp( j = exp( j

2π ⋅ k n):⋅ N

N−1

∑ψ n= 0

NOTE : Oct 21, 2009

k = 0,1, 2,....,N 1 0nT ≤ NT < k = 0,1, 2,....,N 1 0n≤ N <

2π ⋅ k nT): ⋅ NT

n

( n) ψ( n)

ψn k( ) =

∗ m

ψn( )

N k+

= n ( ) −ψ

k


− −

0 if n ≠ m N if n =m n ( )=

N k

ψ− 159

FDM sn , 0 Serie / Paralel

...

sn

e jω 0 t

e

Oct 21, 2009

W

vk (t ) ω0

sn , N − 1

1 NT

Σ

jω

N− 1t

ω N-1

Canalul de date → impartit in alte canale de date, independente → modulare set de subpurtatoare (BPSK, QPSK, QAM) → remultiplexare → modulare purtatoare

f

Dezavantaj: Spatiu de garda intre canale, largime de banda mare


160

Semnalul obtinut la iesirea sumatorului:

vk (t ) =

N−1

∑

k= 0

s n , k e jω k t

0≤ t ≤ T

Consideram ca avem: o purtatoare sinusoidala cu frecventa n si o serie de

purtatoare sinusoidale cu frecventa m → {k = m/n = 1,2,3…} → armonici 2

1

Purtatoarele in raport armonic → functii ortogonale in domeniul frecventa

3 Timp

T

Oct 21, 2009


161

OFDM Primele trei subpurtatoare

Canalul de date → impartit in alte canale de date, independente → modulare (QPSK, 4-QAM, 16-QAM, 64-QAM, etc) set de subpurtatoare ORTOGONALE → re-multiplexare → modulare purtatoare Spectrele subcanalelor pot fi suprapuse partial → numarul de subcanale se dubleaza intrun sistem ideal (filtru Nyquist)

Perioada simbolului 1 2NT

RS = 2 Bl = B p

f W Oct 21, 2009

Nu este nevoie ca subpurtatoarele sa fie in faza sau sa aiba un numar intreg de perioade in cadrul unui simbol!


162

Semnalul de baza OFDM (anvelopa complexa) poate fi scris : N−1

k vk (t ) = ∑ sn,k exp( j 2π t ) T k= 0

0≤ t ≤ T

unde: Sn,k – simbolul ce se transmite, fk =

k - frecventa centrala a canalului k T

Subpurtatoarele → armonici distantate la RS → functii ortogonale

Ampl

f0 f 1 f 2

fN-1

Filtre fizic realizabile → ex. filtrul cosinus patrat

RS =

Bp 1+ α

Spectrul purtatoarelor modulate → de tip sinc deplasate cu fk Oct 21, 2009


163

•

•

Sistemele moderne → cantitate mare de date → N mare Realizarea practica a unor sisteme cu un numar mare de subpurtatoare armonice (sute, mii oscilatoare) → dificila si foarte costisitoare • Observam expresia anvelopei complexe • Consideram fluxul de date drept coeficienti in domeniul frecventa • Expresia → Transformata Fourier Rapida Inversa → semnal secvential in domeniul timp

Oct 21, 2009


164

Fourier

∫

X(f ) =

∫

x(t ) =

∞ −∞

∞

Functie de semnalul aplicat la intrare: Transformata Fourier (continua)

x(t )e − j 2π ft dt

X ( f )e j 2π ft df

−∞

Transformata Fourier (continua) Inversa

Functia continua → Set de valori discrete, reale sau complexe x[n], n ∈ Z

X (ω ) =

∞

∑

x[n]e − jω n

Transformata Fourier Discreta in Timp

n= − ∞

X T (ω ) =

x[n] = T

∞

∑

X ( f − kf S )

k= − ∞ 1 2T

∫

X T ( f )e j 2π fnT df

1 − 2T Oct 21, 2009

x(t) → esantionata la momente discrete, periodice 1/T=fS →{x(n)} Transformata Fourier Discreta in Timp Inversa Curs Comunicatii Mobile

165

Semnal discret si periodic DFT -Transformata Fourier Discreta, numita → Transformata Fourier Finita. Transformata pentru analiza Fourier a semnalelor discrete in domeniu finit

Xk =

N−1

∑

n= 0

xn e

−

j 2π kn N

k = 0,..., N − 1

DFT - Transformata Fourier Discreta

Secventa de N numere complexe: x0,…, xN-1 este transformata intr-o alta secventa de N numere complexe X0,…, XN-1

1 xn = N

N−1

∑

k= 0

X ke

j 2π kn N

n = 0,..., N − 1 IDFT -Transformata Fourier Discreta Inversa

FFT → Fast Fourier Transform =Transformata Fourier Rapida → algoritm eficient pentru calculul DFT si inversa sa IDFT Exista mai multe variante de algoritm FFT → Reduc calculul de la N2 la N·log N operatiuni aritmetice Cel mai cunoscut → Cooley – Tukey → divide et impera → metoda radix-2 Oct 21, 2009


166

Utilizarea IFFT Functii de baza Generator d(k) Simbol

s (t ) =

N−1

∑

s (t ) =

N−1

∑

la

d (k )hk (t )

d ( k )e

j

2π kt NT

Paralel

k= 0

Serial

d(0)

h (t)

d(1)

h1(t)

d(2)

h2(t)

d(3)

h3(t)

d(4)

h4(t)

d(5)

h5(t)

0

s (t)

k= 0

d(N-1)

Oct 21, 2009


h (t) N-1

167

Practic sistemele OFDM sunt implementate utilizand combinatia de blocuri FFT si IFFT → necesita circuite DSP ( realizate 1980÷1990) Sistemul OFDM trateaza simbolurile = sursa, ca semnale in domeniul frecventa → semnal de intrare al blocului IFFT Blocul IFFT aduce semnalele in domeniul frecventa Blocul IFFT prelucreaza simultan N simboluri = numar subpurtatoare Functiile de baza → N sinusoide ortogonale, frecventa minima = c.c. Simbolurile → semnale complexe → determina amplitudinea si faza subpurtatoarelor Cele N sinusoide ortogonale → insumare DSP pentru IFFT → modulare N sinusoide ortogonale + insumare = simbol OFDM = NT Oct 21, 2009


168

Formarea semnalului OFDM la emisie

Date (valori complexe) la intrarea IFFT

Oct 21, 2009

Semnal iesire IFFT – esantioane ale semnalului modulat multiplexat


169

Anvelopa semnalului OFDM

Oct 21, 2009


170

OFDM - Reprezentarea in domeniul timp Amplitudine

1 0.5 0

-0.5 -1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.2

0.3

0.4

0.5

Timp Normalizat Log Amplitudine (dB)

Spectrul 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -0.5 Oct 21, 2009

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

Frecventa Normalizata Curs Comunicatii Mobile

171

OFDM – Procesare pe blocuri Serie

la

Serie

la

Paralel

Paralel

Generator d(n) Simboluri

Blocul Modulator

Canal de comunicatie ^ la

la

Paralel

Bloc Demodulator

Serie

d(n)

Detector Simbol

Paralel

Serie

Necesita o sincronizare foarte buna intre emisie si receptie. Erori datorate: 1) instabilitatii din echipament; 2)Efectului Doppler ICI – Inter-Carrier Interference. Oct 21, 2009


172

Sistemele de comunicatii radio de banda larga sunt supuse fenomenelor introduse de propagarea pe cai multiple → fading selectiv . Valori tipice pentru valoarea medie a intarzierii in macro-celule ale sistemelor de telefonie celulara: Urban : 1 ÷ 4 msec, Sub-urban : 3 ÷ 6 msec Rural (plan, teren deschis) : 3 ÷10 msec Teren deluros : 5 ÷15 msecs Solutia clasica pentru compensarea fenomenelor introduse de propagarea pe cai multiple → circuite de egalizare in receptor. Pentru viteze de transmisie ridicate circuitele de egalizare devin prea complicate OFDM → prezinta solutii relativ simple, implementate prin algoritmi DSP Oct 21, 2009


173

Interferenta datorata simbolului adiacent (ISI) la trecerea prin canalul de comunicatie x(t)

Simbol

y(t)

h(t)

t

Canal

t

Simbol Distorsionat

t

Simboluri adjacente

t

t

Oct 21, 2009


174

Inserarea Intervalului de Garda intre Simboluri Adiacente pentru suprimarea ISI (ASI) x(t) x(t)

Simbol

y(t)

h(t)

y(t)

h(t) t

t

Canal

Simbol distorsionat

t

Simboluri separate de Intervale de Garda

t

t Oct 21, 2009


175

Inserarea “Cyclic Prefix” in Intervalul de Garda pentru suprimarea ISI (ACI) x(t)

x(t)

Simbol

y(t)

h(t)

h(t)

De inlaturat

y(t)

De inlaturat

t

t

Canal

t

Simbol Distorsionat

Intervale de Garda ale Simbolurilor ocupate cu “prefixul ciclic” (Cyclic Prefix)

CP

CP

CP

t

t Oct 21, 2009


176

Primul simbol

Al doilea simbol

Simbolul fara prefix

Semnalul unei subpurtatoare pe durata unui simbol

Oct 21, 2009


Fiecare simbol este extins ciclic → reducere a eficientei deoarece nu contine informatie noua Intarzierea produsa de propagarea multicai are o durata mai mica decat Prefixul Ciclic → nu se produce ISI sau ICI Amplitudinea poate sa creasca sau sa descreasca. 177

Modulatia OFDM cu IFFT si Interpolare {D(k)}

D(0) D(1) D(2) D(3)

IFFT ....

d(N-1 ) d(0) d(1) d(2) d(3)

...... ...... ...... ......

D(N-1 )

d I (n) d(N-1 )

{d(n)}

Adaugare - Prefix Cyclic

DAC

s I (t)

Interpolare d Q(n)

DAC

In systemele OFDM, durata mare a simbolului face Estimarea Comportarii Canalului si antrenarea (sincronizarea) subpurtatoarelor foarte importanta.

Oct 21, 2009


178

sQ(t)

Examplu de estimare a canalului in OFDM Frame (ex. 4 slots) Slot Control + Antrenare

Slot Trafic 1

Slot Trafic 2

Slot Trafic 3

Slot Control + Antrenare

Tonuri de antrenare (identificare canal)

Mesaj MAC (difuzat)

• •

Tonuri ptr. Corectia Fazei

Sloturile de Trafic pot contine si cateva tonuri egal distantate pentru corectia fazei (datorata offsetului rezidual de frecventa, zgomotului de faza, fading) Slotul de control poate contine si mesaje MAC Oct 21, 2009


179

Celule ce transmit tonuri pilot

 

Sistemul OFDM → foarte sensibil la erori de frecventa Conditii dificile pentru oscilatoarele locale de la receptie

Tonuri Pilot → pe anumite frecvente se transmit anumite simboluri cu informatie cunoscuta cu ajutorul carora se realizeaza corectia de frecventa a oscilatoarelor sau se determina raspunsul real al canalului de comunicatie → Channel State Information. Oct 21, 2009


180

Varianta TDMA - OFDM ...

User 1

User 2

...

User N-2

User N-1

User N

... Timp

CSI

F r e c v e n t a Pilot Oct 21, 2009


181

Schema bloc a sistemului OFDM

Paralel / Serial (P/S)

Filtru la emisie GT(ω)

...

IFFT

Adaugare Cyclic Prefix

...

...

d(t)

Serial / Parallel (S/P)

Emitator Canal H(ω)

Canal n(t)

Receptor Serial / Paralel (S/P)

...

FFT

Inlaturare Cyclic Prefix

...

Oct 21, 2009

...

r(t)

Paralel / Serial (P/S)


Filtru la Receptie GR(ω)

182

 Semnalul OFDM este o suma a mai multor sinusoide  In cazul cel mai defavorabil avem insumarea tuturor sinusoidelor  PAPR → Peak-to-Average Power Ratio → raportul intre valoarea de varf si valoarea medie → Valoarea de varf are probabilitate scazuta  Masuri speciale la amplificatoarele RF DE PUTERE → liniare , cu gama dinamica larga → comprimare Oct 21, 2009


183

COFDM: Coded OFDM  Coded OFDM = COFDM → termen utilizat pentru sistemul la care sunt utilizate ambele procedee: codarea erorii de control si procesul de modulatie OFDM.  Definitorii: codarea erori (error coding), intreteserea (interleaving) si Informatia privind Starea Canalului (channel-state information) (CSI).  Etapa importanta la COFDM → intreteserea si codarea bitilor inainte de a efectua IFFT → bitii adiacenti imprastiati pe subpurtatoare neadiacente → reducere a erorilor si corectie mult mai buna  Sistemul COFDM utilizeaza informatia privind comportarea canalului obtinuta de la egalizorul din receptor → determina nivelul de incredere privind biti receptionati  Egalizor → circuit din receptor care realizeaza compensarea variatilor de nivel ale subpurtatoarelor din canal  Pot apare cazuri de “frecvente nule“ → egalizorul → amplificare mare → simbolul se marcheaza la procesare ca “ de incredere scazuta ” → decizie soft privind ponderea diferitilor biti → corectia erorilor  Performante bune in cazul fadingului selectiv in frecventa si a interferentelor Oct 21, 2009 Curs Comunicatii Mobile 184

Avantajele OFDM  Rezolva problema propagarii multicale printr-o egalizare simpla (introducerea CP)  CP (Cyclic prefix) → mentin ortogonalitatea intre subpurtatoare  CP (Cyclic prefix) → permit receptorului sa capteze energia din propagarea multicai mai eficient  Randament de calcul → mult mai eficient fata de metodele cu o singura purtatoare  Poate fi utilizat cu diferite scheme de Acces Multiplu si de modulatie → modulatia adaptiva  Eficienta spectrala mai buna → operatiunile IFFT/ FFT asigura ca subpurtatorele nu interfera intre ele  Performante mai bune la interferente de banda ingusta → afecteaza doar cateva subcanale  Informatia afectata poate fi stearsa si refacuta cu ajutorul codurilor FEC  Abilitatea de a indeplini reglementari foarte variate existente in lume  Coexistenta cu sisteme prezente si viitoare Oct 21, 2009


185

Dezavantaje ale OFDM 

Sensibilitate ridicata la interferentele inter-canale - ICI



Sensibil la offset-ul frecventei si fazei subpurtatoarei



Sensibil la offset-ul tactului de esantionare



Sensibil la zgomotul de faza de inalta frecventa



PAPR → neliniaritatile amplificatoarelor afecteaza ortogonalitatea



PAPR → reduce randamentul amplificatoarelor de putere RF

Oct 21, 2009


186

WOFDM - Wideband OFDM Wideband OFDM → varianta a OFDM la care distanta intre subpurtatoare este aleasa suficient de mare astfel incat erorile in frecventa intre emisie si receptie sa fie o fractiune mica a acestei diferente → efect redus asupra performantelor globale WOFDM → Introdusa la realizarea W-LAN Avantaje → cele pe care le are OFDM Avantaje in plus: → mai putin sensibil la offset-ul subpurtatoarelor → randament bun al amplificatoarelor de putere RF → comportare mai buna la fadingul multicai, dependent de frecventa Oct 21, 2009


187

Definirea unui sistem OFDM  Specificati pentru:  Viteza de Bit, Largimea de banda, Cerinte ale BER, Imprastierea valorii medii a intarzierii de propagare, etc.  Spatiul de garda (Guard Time)  2 - 4 ori Imprastierea valorii medii a intarzierii de propagare a canalului.  Durata Simbolului.  Durata Simbolului cel putin de 5 ori spatiul de garda pentru a minimiza reducerea raportului Semnal / Zgomot (SNR).  Numarul de Subpurtatoare (NSC).  Spatierea Subpurtatoarelor = 1/(Durata Simbol), NSC = BW/ (Spatiul Subpurtatoare)  Alegerea Modulatiei si a Codarii.  Determinata de cerintele privind BER.  Numbarul de biti continuti de un simbol OFDM. Oct 21, 2009


188

Aplicatii ale OFDM 

Digital Television (terestra) Standard European si Australian



DAB → Digital Audio Broadcasting



Wireless Local Area Networks (W - LANs) IEEE 802.11a, 11g HiperLAN – 2



Wireless MAN and WAN IEEE 802.16 o singura purtatoare, 10 – 66GHz IEEE 802.16a,b – 2-11GHz, MAN



ADSL (asymmetric digital subscriber loop) Transmiterea de date cu viteza mare pe linile telefonice existente



Viitoarele sisteme de telefonie celulara ?

Oct 21, 2009


189

Sisteme OFDM Distanta intre Canale kHz

Largimea de Banda MHz

Rate de esantion are MHz

Durata Simbol µsec

Rata pentru Date Mbit/s

Sistemul

Marimea Transformat ei

Numar Purtatoa re

HyperLAN/2

64

52 4

312.5

16.25

20

3.2 0.8

6-54

802.11a

64

52 4

312.5

16.56

20

3.2 0.8

6-54

802.16

2048

Max 2048

1.25 ÷ 28

1.25 ÷ 20

8/7 BW

112

134

DVB-T

2048 1024

1712 842

4.464

7.643

9.174

224

0.6814.92

DAB

2048 8192

1536

1.00

1.536

2.048

24/48/96 msec

3.072

ADSL

256 (down) 64 (up)

36-127 7-28

4.3125

1.104

1.104

231.9

0.648.192

Oct 21, 2009


190

CONCLUZII & PERSPECTIVE  OFDM → bine situat pentru a indeplinii nevoile viitoare pentru traficul de transmisii pachetizate ale datelor.  OFDM → pe cale sa devina o solutie populara pentru retele locale wireless (LAN) si pentru accesul de banda larga  OFDM → va fi implementat in sistemul de telefonie mobila celulara 4G ?

Oct 21, 2009


191

Gata Profesore! Ne-ai umflat capul!

Oct 21, 2009


192

Sisteme de comunicatii mobile terestre

Definitii, clasificari Comunicatii mobile → comunicatii ce asigura legatura intre doi corespondenti, din care cel putin unul este mobil. Evolutie → CM orientate pe transport voce → CM orientate pe transport date Comunicatii mobile → doua aspecte ale mobilitatii : mobilitatea utilizatorului : comunica radio (wireless) in orice moment, oriunde, cu oricine ( “anytime, anywhere, with anyone”) portabilitatea dispozitivului: acesta poate fi conectat in orice moment, oriunde in retea Necesitatea interconectarii retelelor fixe si a celor mobile (GSM↔ISDN; IP↔ IPM) Comparativ cu retelele fixe, cele mobile ridica o serie de aspecte: • Reduceri ale vitezelor de transmisie si BER datorita interferentelor produse de surse perturbatoare ( auto, consumatori electrici, atmosferice, etc) • Reglementari restrictive privind frecventele disponibile • Intarzieri mai mari, propagare multicai, jitter mai mare • Securitate mai scazuta → potential atacuri active ( interfata accesibila, simulare retea) • Mediul de transmisiune este partajat continuu Oct 21, 2009


194

Comunicatii mobile terestre      

Comunicatii mobile de telefonie convenionala (duplex sau semiduplex) Comunicatii mobile de telefonie dedicate (trunking) → statie de baza (controller) Comunicatii mobile de telefonie celulara → terminale grupate spatial (voce +date) Comunicatii mobile de telefonie fara fir → “cordless” Comunicatii mobile de paging Comunicatii mobile pentru transmisiuni de date → Wireless → retele ce realizeaza transmisiuni complexe: tehnica de calcul, media, voce,etc.  Wireless Personal Area Network → WPAN  Wireless Local Area Network → WLAN  Wireless Metroplitan Area Network → WMAN  Wireless Wide Area Network → WWAN  Comunicatii mobile punct – multipunct → LMDS, MMDS

Comunicatii mobile prin satelit  Comunicatii mobile dedicate, telefonie voce si/sau date → INMARSAT, GPS,etc  Comunicatii mobile telefonie voce si date → sisteme LEO, MEO (Iridium, Skybridge) Oct 21, 2009


195

Evolutia comunicatilor mobile Retele de Comunicatii Mobile

Prima Generatie • • • •

Analog Baza: telefonia vocala Capacitate scazuta Acoperire limitata local si regionala • Ex. NMT, AMPS, TACS, C-net

A doua Generatie • Digital: – Circuite comutate

• Voce plus aplicatii de baza cu date : – Fax – SMS (small message services) – Date cu circuite comutate

• Viteza Date scazuta • Acoperire Regionala cu roaming transnational • Ex. GSM, D-AMPS, PDC, IS 95 CDMA

A treia Generatie • Digital: – Pachete si circuite comutate

• Date avansate— ex. aplicatii multimedia • Acces date rapid • Acoperire globala • Ex. UMTS (WCDMA, TD/CDMA), IMT-2000

Utilizatori 2006: 2.53Mld total; 2.02 Mld - GSM, 320 Mil - CDMA, 81.2Mil -UMTS

Oct 21, 2009


196

Dezvoltarea Comunicatilor Mobile analog

telefonie celulara

digital

satelite

telefonie cordless

Wireless LAN

1980: CT0

1981: NMT 450 1983: AMPS

Prima Generatie 1986: NMT 900

1982: Inmarsat-A

1984: CT1 1987: CT1+

1988: Inmarsat-C

1989: CT 2 1992: GSM

A doua Generatie

A treia Generatie

1991: CDMA

1991: D-AMPS

1992: Inmarsat-B Inmarsat-M

1993: PDC

1994: DCS 1800

1998: Iridium 2000: GPRS

Oct 21, 2009

199x: proprietary 1997: IEEE 802.11 1999: 802.11b, Bluetooth 2000: IEEE 802.11a

2001: IMT-2000

4G – A patra generatie: cand si cum?

1991: DECT

200?: A patra Generatie (bazata pe Internet)


197

2.5G, 2.75G …(posibil 3.5G, 3.75G!) 3G

2.75G Intermediate Multimedia

2.5G 2G

Multimedia

Packet Data

Digital Voice

1G Analog Voice

GPRS

GSM

EDGE

W-CDMA (UMTS)

384 Kbps

Up to 2 Mbps

115 Kbps

NMT

9.6 Kbps

GSM/ GPRS

TD-SCDMA

(Overlay) 115 Kbps

2 Mbps?

TDMA TACS

9.6 Kbps

iDEN 9.6 Kbps

iDEN PDC

(Overlay)

9.6 Kbps

AMPS

CDMA 1xRTT

CDMA

PHS

1984 - 1996+ Oct 21, 2009

14.4 Kbps / 64 Kbps

1992 - 2000+

PHS (IP-Based)

144 Kbps

64 Kbps

2001+

2003+


cdma2000 1X-EV-DV Over 2.4 Mbps

2003 - 2004+ Source: U.S. Bancorp Piper Jaffray

198

Retele orientate spre voce / orientate spre date •

Retelele orientate spre voce utilizeaza asa numita metoda de alocare fixa. Fiecarui utilizator i se aloca o o portiune de frecventa din banda, pe o portiune de timp (slot) sau un cod specific pentru intrega durata a legaturii.

•

Alocarea fixa asigura o conectare continua, necesara pentru comunicatii de voce dar pote avea o rata de utilizare scazuta.

•

Retelele orientate spre date utilizeaza metode de acces aleatoriu. Utilizatorii folosesc partajat acelasi mediu de transmisiune. Datele sosesc la momente de timp aleatoriu, mediul este atribuit fiecarui utilizator in mod aleatoriu.

•

Metoda de alocare aleatorie este mai potrivita pentru transmisia de date deoarece datele sosesc in salve.

Oct 21, 2009


199

Serviciul Mobil si/sau Wireless → adapte la tipul de serviciu si locatie DSL / WLAN GSM / GPRS 53 kbit/s Bluetooth 500 kbit/s 3 Mbit/s

UMTS, GSM 115 kbit/s

LAN 100 Mbit/s, WLAN 54 Mbit/s

UMTS 2 Mbit/s GSM / EDGE 384 kbit/s, DSL/WLAN 3 Mbit/s GSM 115 kbit/s, WLAN 11 Mbit/s Oct 21, 2009


UMTS, GSM 384 kbit/s 200

Relatia dintre viteza de transmisie si mobilitate la sistemele pentru comunicatii mobile

Oct 21, 2009


201

Viteza de transmisie a datelor la diferite sisteme

100 Mbit/sec

10 Mbit/sec 1 Mbit/sec 100 kbits/sec

UWB 802.11g 802.11b 3G

802.11a

Bluetooth ZigBee

ZigBee 10 kbits/sec UWB 0 GHz 1GHz 2 GHz 3 GHz 4 GHz 5 GHz 6 GHz Oct 21, 2009


202

Raza de actiune a sistemelor de comunicatii mobile

10 km 3G

1 km 100 m

802.11a

802.11b,g

10 m

ZigBee UWB

Bluetooth ZigBee UWB

1m 0 GHz 1GHz 2 GHz 3 GHz 4 GHz 5 GHz 6 GHz Oct 21, 2009


203

Terminalele mobile → realizeaza o utilizare graduala a posibilitatilor oferite de retelele mobile. Pager • doar receptie • display redus • mesaj text simplu

Laptop/Notebook

PDA • afiseaza grafica • recunoastere caractere •WWW simplificat

• Functionalitate completa • aplicatii standard

Sensori, Controllere

Telefon Mobil • voce, date • afiseaza grafica simpla

Palmtop • claviatura dimensiuni reduse • versiuni simple ale aplicatiilor standard

performanta Oct 21, 2009


204

Sinteza performantelor sistemelor de comunicatii mobile.

Oct 21, 2009


205

Metode de acces multiplu utilizate in comunicatiile mobile: 

GSM : TDMA, FDMA, FDD



DECT : TDMA, FDMA, TDD



UMTS : W-CDMA (5 MHz band), FDD (or TDD)



WLAN (IEEE 802.xx):  802.11: DSSS or FHSS (2.4 GHz)  802.11 b,g: DSSS (2.4 GHz)  802.11 a: OFDM (banda de 20 MHz / 48subpurtatoare) in gama de 5 GHz [similar si la ADSL]  Bluetooth: FHSS, 1 mW, 1600 hops/sec



…Alte sisteme

Oct 21, 2009


206

Exemplu de aplicatie la trafic auto •

Vehicole – transmisia de stiri,conditii drum, meteo, muzica → DAB – comunicatii personale → GSM – pozitia → via GPS – Retele locale ad-hoc cu vehicolele din apropiere pentru prevenirea accidentelor, ghidare, etc. – Transmiterea in avans date vehicole (autobuze, camioane, etc) pentru programare intretinere vehicole

•

Urgente – Transmisia date pacient la spital, stare curenta, prim diagnostic – inlocuire infrastructurei fixe in caz de cutremur, uragane, incendii, etc. – Situatii de criza, razboi ...

Oct 21, 2009


207

Exemplu de aplicatie la trafic auto

UMTS, WLAN, DAB, DVB, GSM, cdma2000, TETRA, ...

ad

c o h

Personal Travel Assistant, PDA, Laptop, GSM, UMTS, WLAN, Bluetooth, ... Oct 21, 2009


208

Comunicatii Mobile celulare

Comunicatii Mobile celulare → sisteme diferite (AMPS, GSM, CDMA,etc ) → factor comun → SDMA Oct 21, 2009


209

Banda de frecventa alocata pentru un tip de serviciu → divizata in canale (definite de frecventa purtatoare) → constituire seturi de frecvente Teritoriu ce urmeaza sa fie acoperit → divizat in celule → reprezentare celule sub forma hexagonala Numar de celule > Celule care utilizeaza acelasi set de frecvente Numar de seturi de frecvente → REUTILIZARE Dispunerea celulelor → perturbatiile reciproce intre celule cu acelasi set de frecvente sa fie minime → PLANIFICAREA RETELELOR MOBILE d → distanta de reutilizare d

Oct 21, 2009

Celula de baza + celule ce o inconjoara → zona de reutilizare Curs Comunicatii Mobile

210

PLANIFICAREA RETELELOR MOBILE 4 N celule (1 ÷7) → Zona de reutilizare

3 2

1

4 2

1

5

5

7

1

6

Centrala de comanda a celulelor

PSTN

Oct 21, 2009


211

A2

A3

( m,n )

N d

A0

A4 R

Zona de reutilizare → N celule egale ca suprafata R → raza celulei r → distanta la mobil (m,n) → coordonatele celulei de reutilizare Se arata ca: A1

d = R 3N (m 2 + 3n 2 ) N= 4

( 0,0 )

r M

Valori uzuale N = 3,4,7,9 Celulele A1÷An produc perturbatii in A0 → I A5 Oct 21, 2009

A6 Curs Comunicatii Mobile

N, R, d → se determina astfel incat sa se asigure o anumita valoarea S /I 212

Sectorizarea imbunatateste S/I

• • • •

Capacitatea creste > 3x. Fiecare sector poate reutiliza sloturi (intervale de timp) si coduri. Presupune utilizarea de antene adaptive Interferentele sunt reduse prin sectorizare deoarece provin doar de la sectoarele care au aceleasi frecvente

Oct 21, 2009


213

Preluarea comunicatiei (Handover) Abonatul mobil se deplaseaza din celula A in celula B. Handover ( handoffs) → procesul de preluare a comunicatiei de echipamentul din celula B cand mobilul paraseste celula A Conditie → comunicatia nu trebuie sa sufere intreruperi sau o scadere a calitatii Limita performantei minime

A

x

y

B

z Margine de preluare (Handover)

Decizia de preluare → computer → prelucreaza informatia privind nivelul semnalului Oct 21, 2009


214

Marimea celulei → adaptata tipului de zona si sistemului de comunicatii O zona poate fi acoperita de mai multe tipuri de celule, de la diferite sisteme de comunicatii mobile → Straturi Multiple

Global Satellite Suburban

Macrocell

Urban

Microcell

In-Building

Picocell

Basic Terminal PDA Terminal Audio/Visual Terminal Oct 21, 2009


215

Tabel comparativ al sistemelor celulare din generatia a doua

Oct 21, 2009


216

Tabel comparativ al sistemelor cordless

Oct 21, 2009


217

Retele Wireless IEEE 802.15.4 Sensors (Zigbee Alliance)

RFID (AutoID Center)

Radio Aria Network

RAN IEEE 802.22

WAN

IEEE 802.20 IEEE 802.16e

MAN

IEEE 802.16d WiMAX

ETSI HiperMAN & HIPERACCESS

LAN

IEEE 802.11 Wi-Fi Alliance IEEE 802.15.3 UWB, Bluetooth Wi-Media, BTSIG, MBOA Oct 21, 2009

3GPP (GPRS/UMTS) 3GPP2 (1X--/CDMA2000) GSMA, OMA

PAN

ETSI-BRAN HiperLAN2 ETSI HiperPAN


218

Retele suprapuse Integratrea unor retele heterogene, fixe si mobile cu caracteristici de transmisie diferite

Regionala

Preluare (handover) pe verticala

Zona metropolitana

Campus

Preluare (handover) pe orizontala

In casa Oct 21, 2009


219

OSI – Open Sistem Interconnection OSI → efort de standardizare (1982) ISO si ITU-T → model de protocoale pentru planurile functionale, definind interoperabilitatea intre dispozitive si software Modelul OSI → descriere abstracta a planurilor functionale pentru protocoalele de comunicatii si retele de calculatoare → Modelul OSI cu sapte planuri functionale

Pl funct Host

Modelul OSI

Unitate pt date

Plan funct.

Functia

Aplicatia

Proces retea la aplicatie

Date

Prezentare

Reprezentare date si criptare

Sesiune

Comunicatia Interhost

Segmente Transport Pl Pachete funct Cadre Media Biti Oct 21, 2009

Conectare end-to-end si fiabilitatea (TCP)

Retea

Determinarea drumului si adresarea logica (IP)

Link Date

Adresarea fizica (MAC & LLC)

Fizic

Mediul, semnalul si transmisia binara Curs Comunicatii Mobile

220

Modelul OSI aplicat la comunicatile mobile • Pl. funct Aplicatii

– Locare serviciu – Aplicatii noi, multimedia – Aplicatii adaptive

• Pl. funct Transport

– Aglomerare si flow control – Calitatea serviciului (QoS)

• Pl. funct Retea • Pl. funct link date

• Pl. funct fizic

Oct 21, 2009

– – – – – – – – – – –

adrese, rutare, localizare dispozitive hand-over Autentificare Acces media Multiplexare Control acces media Criptare Modulatie Interferente Atenuare Frecventa


221

Modelul OSI la sistemele celulare Planurile functionale (PF) → ierarhizate → PF inferioare asigura servicii pentru cele superioare PF → constituit din parti situate in diferite echipamente si subsisteme. Operator Abonat Oper.,

Adm.,

Necesita un schimb de informatii pentru functionare → protocoale

Man.

Com. M

anagem ent Mob. M anagme nt RR Man agement

Sistemele celulare → structura si denumire diferita a PF → protocoale pe mai multe PF

Tr a n s m isiune Oct 21, 2009

Incadrarea in OSI → pana la Planul Functional 3 (trei)


222

Aspectele economice

Oct 21, 2009


223

Domenii de interes in Comunicatiile Mobile •

•

•

Communicatii Wireless – Calitatea transmisiunii (largime de banda, rata erori (BER), intarzierea) – modulatia, codarea, interferenta – Accesul media , reglementari – ... Mobilitatea – servicii dependente de locatie – Transparenta locatiei – Calitatea suportului pentru serviciu (intarzierea, jitter, securitatea) – ... Portabilitatea – Consumul de putere – Dimensiunea afisorului, puterea de calcul limitata, ... – Calitatea serviciului (QoS) – ... Oct 21, 2009


224

Comunicatii Mobile Celulare GSM

Istoric Sistemele de CM din generatia 1 prezinta dezavantaje majore:  Cresterea capacitatii sistemului limitata  Limitari in asigurarea calitatii  Pret de cost ridicat  1982 in Europa in cadru CEPT → “Group Special Mobile” = GSM → sistem Pan European → specificatii tehnice CM in banda 900MHz  1987 adoptarea tehnologiei si primul prototip  1989 responsabilitatea este preluata de ETSI : faza 1 – 1990 ; faza 2 – 1995  1991 Expozitia Telecom 91 → se prezinta sistemul sub denumirea “Global System for Mobile” = GSM → specificatii tehnice cuprind 161 recomandari in 16 sectiuni → 6000 pagini  Peste 300 de retele GSM in peste 200 tari  GSM etape de dezvoltare pentru cresterea capacitatii de transmisie date → generatia 2.5 → generatia 3 Oct 21, 2009


226

Evolutia sistemelor de comunicatii mobile celulare

Oct 21, 2009


227

Principalele caracteristici  SDMA → celule: macrocelule, microcelule, celule selective, tip umbrela  Prelucrarea digitala a semnalelor→ voce, fax, date → 22,8 kb/s / 11.4 kb/s  Codarea vorbirii → 22,8 kb/s → reducere la 13 kb/s (6,5 kb/s) → date 9,6 kb/s GPRS (General Packet Radio Service), in GSM phase 2 → 115kb/s  EDGE Reducerea interferentei intersimbol → egalizari→ adaptive ale (Enhanced Data rates for GSM(ISI) Enhancement) 384kb/s caracteristicilor canalului  Alocare adaptiva a canalului → Adaptive Channel Alocation → ACA  FDMA/TDMA → utilizarea unui canal de catre 8 utilizatori  Transmisia si receptia de la si spre terminal → benzi de frecventa diferite (25MHz)  Terminalul Mobil (MS) participa la transferul intre celule → reduce timpul de transfer → Mobile Assisted HandOff = MAHO  Controlul puterii semnalului de la emisie  Control lent al saltului de frecventa a purtatoarei → Freqency Hopping = FH  Control interfata prin transmisie discontinua → Discontinous Transmmision =DTX  Sistem flexibil → functiile configurabile software Oct 21, 2009


228

EMITATOARE & RECEPTORE DIN CELULA

Interfata Um

Architectura GSM INTERFATA SPRE RETELE DE TELEFONIE FIXA

Interfata Abis IERARHIA CELULELOR

Interfata A RATA DATE : 9.6 Kbps

Mobil

REGISTRUL MOBILE FURATE, STRICATE AUTENTIFICARE, CODARE

SIM: IDENTIFICA ABONAT

Oct 21, 2009


REGISTRUL VIZITATORI (ROAMING) REGISTRUL ABONATILOR DIN ZONA

229

GSM: elemente si interfete celula radio radio cell MS

BSS

MS

UUmm

radio cell celula radio

RSS

MS

BTS

BTS

Abis BSC

BSC

A MSC

NSS

MSC

semnalizare VLR

VLR

ISDN, PSTN GMSC

HLR

IWF IWF

O

OSS Oct 21, 2009

EIR

AUC

PDN

OMC


230

Sistemul GSM → subsisteme: 1. Abonatul Mobil → Mobile Subscrieber = MS → format din:  Terminalul Mobil (ME sau TE)→ identificat prin International Mobile Equipment Identity (IMEI) → tara/tipul_aprobare_cod – producator – _numar_ serial  Modulul de identificare a abonatului → Subscriber Identity Module SIM → poate fi mutat pe un alt terminal → contine International Mobile Subscriber Identity (IMSI) (<= 15 digits) codul_de tara_mobile – codul_retelei_ mobile – ID_HLR/statie_mobila → cheia secreta de autentificare → modul memorie pentru agenda, tonuri de apel, etc.

→ accesul se face pentru serviciile de pe SIM nu de pe TE → facturarea se face pentru serviciile de pe SIM Oct 21, 2009


231

2. Subsistemul statiei de baza → Base Station Subsystem → BSS •

Statia de emisie–receptie de baza → Base Tranceiver Station → BTS→ realizeaza legatura radio cu MS (1 ÷ 6 purtatoare) si PCM cu BSC → 7 ÷ 48 convorbiri simultane • Controlerul statiei de baza → Base Station Controller → BSC → controleaza si gestioneaza resursele radio → primeste informatii de la MS la interval de 480ms si ia decizii privind celula, putere de emisie, handover, etc. Realizeaza legatura MS cu centrala de comutatie a mobilelor MSC Controleaza pana la 40 BTS-uri MS + BSS → RSS

3. Subsistemul de comutare al retelei → Network Switching System → • • • • • • •

NSS → principalele subsisteme componente: MSC (Mobile Switching Centre) → Centrala de comutatie a abonatilor mobili HLR (Home Location Register) → Registrul abonatilor locali (din zona) VLR (Visitor Location Register) → Registrul abonatilor in vizita EIR (Equipment Identity Register) → Registrul cu echipamentul abonatilor AUC (Authentication Centre) → Centrul de autentificare IWF (InterWorking Function) → pentru conectarea cu alte retele EC (Echo Canceller) → Anularea ecoului Oct 21, 2009


232

Componentele sistemului de comutare GSM •

MSC – Comutarea convorbirilor – Suport pentru operarea si managementul retelei – Asigura realizarea diferitelor semnalizari intre componente (Signaling System 7 → SS7) – Interconectarea diferitelor retele – Colecteaza date pentru facturarea convorbirilor – Deserveste o zona geografica mai mare (mai multe BSS)

•

Gateway MSC → GMSC – MSC care realizeaza interfatarea si interconectarea BSS din reteaua GSM cu PSTN / ISDN

Oct 21, 2009


233

Home Location Register (HLR) • Baza de date de referinta pentru profilul abonatului – Datele de identificare ale abonatului → ID →(IMSI si mobile station ISDN number – MSISDN) – Adresa curenta din VLR ( locarea geografica a abonatului) – Servicile suplimentare pentru care a optat abonatul – Informatii suplimentare ale serviciului – Statutul abonatului (inregistrat /anulat) – Cheia de autentificare si functionalitatea AUC – TMSI →Temporary Mobile Subscriber Identity – MSRN → Mobile [Station|Subscriber] Roaming Number – HLR → poate deservii mai multe MSC Oct 21, 2009


234

Visitor Location Register (VLR) • Baza de date temporare → exista atata timp cat abonatul se gaseste si este activ intr-o anumita zona de acoperire. • Schimba informatii cu HLR de care apartine MS→ directionare apeluri direct la celula in care se gaseste abonatul • Contine urmatoarele: – Starea in care se gaseste Mobilul (Ocupat/ Liber/ Nu raspunde /etc.) – Identitatea zonei de locare →Location Area Identity (LAI) – TMSI →Temporary Mobile Subscriber Identity – Numarul de roaming → MSRN (Mobile Station Roaming Number) – Integrat in MSC (cel mai adesea) Oct 21, 2009


235

Equipment Identity Register (EIR) • Baza de date care contine informatii pentru validarea IMEI – White List → lista cu toate echipamentele mobile validate → IMEI valabil – Black List → lista cu echipamentele mobile care nu corespund cu prescriptiile retelei sau sunt furate – Grey List → lista cu echipamentele mobile care sunt incerte sau defecte – – – – –

Authentication Center (AUC) Contine baza de date cu cheile secrete din SIM-urile ME Furnizeaza parametrii pentru autentificare si criptare Asigura confindentialitatea convorbirii Protectia retelei contra fraudelor si al accesului neautorizat Se realizeaza combinat cu EIR si se plaseaza in apropierea HLR

Oct 21, 2009


236

Inter Working Function • Realizeaza functii ce fac posibila comunicarea intre GSM si retele publice /private de date. • Functile de baza ale IWF sunt: – Conversia vitezei de transmisie – Adaptarea protocoalelor de transmisie • IWF incorporeaza si ansmablul de Modemuri De exemplu: GSM DTE PSTN DTE IWF Modem Analog Echo Canceller = EC→ schema de anulare a ecoului • Ecoul apare foarte suparator la comunicarea GSM – PSTN → generat de trecere de la 4 fire la 2 fire. • Pentru anulare → se utilizeaza o schema → Echo Canceller (EC). – Ecoul → greu suportat de abonatii mobili MS – Intarzierea totala pe ambele sensuri → 180 ms in sistemul GSM – EC este plasat pe partea spre PSTN a MSC – Compensare de pana la 68 ms cu EC Oct 21, 2009


237

4.

Operation & Maintenance System (OMS)

Format din:

 OMC → Operation & Maintenance Center → sistem de management care supravegheaza blocurile functionale GSM •

Management al evenimentelor si alarmelor

•

Managementul defectiunilor, detectia erorilor si a blocarii retelei

•

Managementul performantelor

•

Managementul programelor si configurarilor de setare

•

Managementul securitatii

•

Asigura operatiuni pentru intreaga retea sau pentru o parte

 NMC → Network Management Center → centrul de administrare al retelei •

Unic la nivelul unei retele

•

Instrument de planificare al retelei

•

Comunicatiile de date intre NMC, OMC, celelalte subsisteme si module → interfete de date cu protocol X25 Oct 21, 2009


238

Interfete in GSM Doua categorii de Interfete Interfete Standard – Trunchiuri 2 Mbps (E1) – Signalling System No. 7 SS7 ( CCS7) – X.25 (Mod Pachete Comutate) Interfete GSM • Um →

MS ↔ BTS

•

D

→

VLR ↔ HLR

• Abis →

BTS ↔ BSC

•

E

→

MSC ↔ MSC

• A

→

BSC ↔ MSC

•

F

→

MSC ↔ EIR

• B

→

MSC ↔ VLR

•

G

→

VLR ↔ VLR

• C

→

MSC ↔ HLR

•

H

→

HLR ↔ AUC

Oct 21, 2009


239

Planurile functionale GSM Protocoalele GSM sunt in principal divizate pe trei planuri functionale (PF): PF 1: Planul functional fizic ─ Realizeaza transmisia fizica (TDMA, FDMA, etc.) ─ Evalueaza calitatea canalului ─ Se utilizeaza interfata Um si legaturi PCM 30 sau ISDN (interfata Abis si interfetele A la F). PF 2: Planul functional pentru link-uri de date ─ Multiplexarea a doua sau mai multe conectari pe canalele de control /semnalizare ─ Detectia Erorilor (bazat pe HDLC → High level Data Link Control) ─ Flow control ─ Asigurarea calitatii transmisiei ─ Rutarea PF 3: Planul functional de retea ─ Managementul conectarii (interfata radio) ─ Managementul datelor de localizare ─ Identificarea abonat ─ Managementul servicilor suplimentare (SMS transfer apel, conferinta, etc.) Oct 21, 2009


240

Procese de Baza • AUTENTIFICAREA • CIFRAREA • INREGISTRAREA • STABILIREA LEGATURII • HANDOVER / HANDOFF • ROAMING Oct 21, 2009


241

Specificatile GSM • Spectrul RF GSM 900 Mobil la BTS (uplink): 890-915 (880-915) MHz BTS la Mobil (downlink): 935-960 (925-960) MHz GSM 1800 (DCS) Mobile la BTS (uplink): 1710-1785 MHz BTS la Mobile (downlink) 1805-1880 MHz GSM1900 (PCS) Mobil la BTS (uplink): 1850 - 1910 MHz BTS la Mobil (downlink): 1930 - 1990 MHz • Separare purtatoare : 200 kHz • Distanta Duplex : 45 MHz • Nr. de purtatoare RF : 124 • Metoda Access : TDMA/FDMA/SDMA • Metoda de modulatie : GMSK •Oct Viteza 270.833 Kbps 21, 2009 de transmisie date:Curs Comunicatii Mobile

Largimea de Banda 2x25 MHz Largimea de Banda 2x75 MHz Largimea de Banda 2x60 MHz

242

Canalul radio GSM → accesul multiplu de tip SDMA / FDMA / TDMA

Spatiu de garda 100 kHz

Oct 21, 2009




243

FDD MS

Uplink= 890 ÷ 915 MHz

BTS

ful(k) = 890,2 + (0,2)∙(k-1) MHz

MS

Downlink = 935 ÷ 960 MHz

BTS

fdl(k) = ful + 45 MHz in care k = ARFCN ; 1 ≤ k ≤ 124 ARFCN → numarul canalului de radiofrecventa alocat legaturii Oct 21, 2009


244

Canal fizic Canal fizic GSM → canalul se obtine prin alocarea unei purtatoare radio (perechi) pentru un interval de timp bine precizat (Time Slot, cu aceiasi indici ). Masura timpului → durata unei salve = Time Slot = burst = 15/26 ms TDMA → 8 salve (burst) grupate → cadru = frame → 4.615 ms → 8 utilzatori numerotati 0 ÷ 7. Mobilul nu trebuie sa emita si sa receptioneze simultan Decalare cu durata a 3 TS a emisiei BTS si Mobil → TDD Simplificare importanta a constructiei echipamentului TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 TS0 TS1 TS2 TS3

BTS transmite

TS5 TS6 TS7 TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 TS0

Mobilul transmite

Oct 21, 2009


245

Organizarea temporala Necesara pentru a permite sincronizarea mobilelor cu reteaua SACCH

neutilizat

TCH

TCH

00 11 22 33 44 55 66 77 88 99 10 10 11 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Canale dedicate

26 Cadre = Multicadru Multiframe : durata 120ms

TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7

Tail 3 biti

Date 57 biti

Cadrul (frame) TDMA : durata 120/26 ms

1 26 biti secv. 1 bit de antrenare bit

Stealing (Flag)

Date 57 biti

Tail 81/4 biti 3 biti garda

TS = 15/26 ms

Tail (3 biti) : biti zero → acopera perioada de ajustare a puterii de emisie la mobil Stealing (Flag) : indica daca TS corespunde traficului sau datelor de semnalizare Secv. de antrenare → sincronizarea receptorului, evita fadingul multicale Perioada de garda : utilizata pentru a evita suprapunerea a doua mobile Oct 21, 2009


246

Numerotare pentru supercadre, multicadre → se reia ciclic 2048 superframe

superframe = 26x51=1326 frame

canale dedicate canale comune

Oct 21, 2009


247

Canale Logice Reteua GSM → informatii foarte diferite: voce, date, semnalizari pentru functionarea retelei Functie de natura informatiei transmise se definesc canale logice, prin transpunerea informatiei intr-un anumit canal fizic si asignarea anumitor parametrii ai transmisiei. Organizarea canalelor logice depinde de tipul aplicatiei si de directia in carea are loc transmisia (uplink/downlink sau bidirectional) Distingem doua grupe mari de canale logice: • canale de trafic (TCH), care transporta date de la utilizator • canale de control (CCH) care gestioneaza transmisiunea  Canalele de trafic transporta voce si date ale abonatului → se doreste ca sa aiba o viteza de transmisie cat mai ridicata  Canalele de control transporta date necesare realizarii comunicatiei si functionarii retelei (semnalizare, sincronizare, informatii privind parametrii ai transmisiei, mobilitatea, etc) → se doreste ca sa aiba viteze cat mai mici pentru a ocupa cat mai putin din capacitatea canalului. Oct 21, 2009


248

Organizarea canalelor logice Half rate 11.4kbps TCH (trafic)

Vorba Full rate 22.8kbps 2.4 kbps 4.8 kbps 9.6 kbps

Date

Canale logice GSM

BCH

FCCH (Corectarea frecventei) SCH (Sincronizare)

CCCH CCH (control)

PCH (Paging → dl) RACH (Random Access → ul) AGCH (Access Grant → dl) SDCH (Stand Alone)

Dedicate

SACCH (Slow-associated) FACCH (Fast-associated)

Oct 21, 2009


249

TCH → Traffic channels → canale dedicate → transport vorba si date • TCH/F → canalele de trafic cu debit intreg (Full-rate Traffic CHannels) utilizeaza grupul de 26 cadre TDMA → 22,8 kb/s (voce 13kb/s + FEC) • debit date: 12, 6, 3.6 kb/s +FEC → debit mai mare la GPRS → utilizare canale logice multiple • durata multicadrului : 26 ∙ 8 ∙ 15/26 ms = 120ms → denumit Multicadru 26 • 24 cadre rezervate pentru trafic • 1 cadru utilizat pentru Slow Associated Control Channel (SACCH) – utilizat pentru semnalizari care nu sunt critice • 1 cadru in mod curent nu este folosit – aceasta perioada permite mobilelor sa realizeze alte functiuni ca de ex. masurarea nivelului semnalului din celulele invecinate • TCH/H → canale de trafic cu debit jumatate (Half-rate Traffic CHannels) → 11.4 kb/s – dubleaza capacitatea sistemului – structura multicadrului 26 diferita fata de cele cu debit intreg – codarea la debit jumatate definita in specificatile din faza 2-a » la 6.5 kbs in loc de 13 kbs • sunt specificate si canale cu debit 1/8 → utilizate pentru semnalizare Oct 21, 2009


250

Canalele de control (Control channels) → mesaje management si intretinere retea •BCH → Broadcast Control CHannel : – transmite identitatea BS, frecventele alocate BS, secventa alocata salturilor de frecventa, lista celulelor vecine pentru a fi monitorizate •SCH → Synchronisation CHannel : – transmite mobilului una din cele 8 secvente definite pentru antrenare in vederea realizarii egalizarii – MS compara aceasta cu secventa de antrenare primita in fiecare TS •FCCH → Frequency Correction CHannel : – referinta de frecventa a retelei → sincronizeaza MS cu reteua •PCH → Paging Channel : se face anuntul catre MS ca este apelat •RACH → Random Access CHannel : – utilizat de MS pentru a cere accesul in retea •AGCH → Access Grant CHannel : – utilizat de BS pentru a transmite catre MS ce canal sa utilizeze •SDCH → Standalone Dedicated Control CHannel : – pentru schimburi de semnalizari bidirectionale •SACCH → Slow Associated Control CHannels → asociat fiecarui TCH – date non critice privind parametri de masura si control •FACCH → Fast Associated Control CHannels → poate sa inlocuiasca un TCH Oct 21, Curs Comunicatii Mobile autentificare) 251 – 2009 date urgente (ex. semnalizare handover,

Realizarea legaturii radio BTS si MS → clasificare in clase, functie de puterea de emisie BTS → 2,5 ÷ 320 w, clase de putere de 3 dB → in cadrul unei clase variatia in trepte 6x2 dB MS → 0,8 ÷ 20 w, 5 clase, reglaj in trepte de 2 dB dB

Propagarea de tip NLOS → fading pe termen scurt (Rayleigh) → treceri sub pragul stabilit pentru S/I Apare si o dispersie a intarzierilor semnalului receptionat

Nivel semnal

Prag

t ms Oct 21, 2009


Conduc la aparitia ISI si cresterea BER 252

Mijloace de combatere a acestor fenomene nedorite: • controlul adaptiv al puterii → asigurarea S/I optim • egalizarea canalului • transmisia discontinua (DTX) cu detectia activitatii vocale • saltul lent de frecventa (Frequency Hopping) → fadingul depinde de λ – F H → pe amble sensuri de comunicatie (Uplink si Downlink) . – Frecventa se modifica la fiecare cadru TDMA ( se realizeaza o calitate egala a canalelor) – FH → proces continuu – MS poate sari (Hop) pe maximum 64 frecvente cu viteza de 217 H/s – Secventele de realizarea a salturilor → Ciclic sau Non-Ciclic – Sunt posibile 63 secvente de salt Non-Ciclic – In aceiasi celula pot fi utilizate secvente de salt diferite – BS alege secventa de salt si o transmite prin BCCH – FH → optionala pentru BS, obligatorie pentru MS Oct 21, 2009


253

Etapele de procesare in GSM Vorba

Vorba

Codare Vorbire 13 Kbps Codare Canal 22.8 Kbps Intretesere 22.8 Kbps Formare Salve 33.6 Kbps Criptare 33.6 Kbps Modulare Oct 21, 2009

Vorba = semnal analogic audio → informatia principala → necesita o prelucrare laborioasa in banda de baza pentru a fi transmisa ca semnal digital Etapele → pot cuprinde mai multe procese

Decodare Vorbire

Decodare Canal

De- Intretesere

Formare Salve

Decriptare

Interfata Radio 270.83 Kbps Curs Comunicatii Mobile

Demodulation 254

Codorul pentru voce trebuie sa realizeze o compresie a fluxului de date de 104 kbps la 13 kbps → 8 ori → codare parametrica (RPE – LTP) 0,4 ÷ 3,5 kHz

La codorul de canal

Voce Esantionare Cuantizare

RPE-LPC : Regular Pulse Excited – Long Term Prediction (GSM 06.10)

Principiul codarii parametrice → ambii parteneri cunosc apriorii structura modelului x(n) Codor

Model

-

xˆ m (n)

x(n)

Extragere parametrii model

Oct 21, 2009 Semnal

+

Semnal eroare model

Decodor

em(n)

Estimatul Semnalului

pm parametrii Curs Comunicatii Mobile

Model

+ +

xˆ m (n)

x(n) 255

Modelul → pe baza modelului tractului vocal uman → analiza si sinteza vorbirii Semnalul audio vocal → semnal nestationar, lent variabil in timp Pe durate de 15 ÷ 30 ms poate fi considerat quasistationar → cadre de 20ms ≈ 1 perioada glotala pentru voce grava sau 10 perioade pentru voce inalta s(n)

Preprocesare

x(n) Semnalul audio vocal s(t) → esantionare si formare cadre de 20 ms → 160 esantioane x 13 biti

Preprocesare → eliminare componenta de cc si accentuare frecvente inalte Semnalul x(n) → analiza liniar predictive pe termen scurt (LPC : Linear Prediction Coding filter) → se determina parametrii de model → cuantizati si codati → Coeficientii LAR (Log Area Ratio) → 36 biti / 20ms Eliminare corelatiei dintre 8 esantioane succesive → Filtru de eroare a predictiei antegrade pe termen scurt Eliminare (reducerea) corelatiei pe termen lung (periodicitatea fonemelor sonore) → Filtru de eroare a predictiei antegrade pe termen lung → coeficientii LTP (Long Term Prediction filter) → 9biti / 5 ms Legare in bucla → semnalul rezultat aplicat unui bloc functional RPE (Regular Pulse Excitation signal) → 47 biti / 5 ms Oct 21, 2009


256

260 bits/20 ms la codorul de canal → 76 parametrii LPC (LAR): linear prediction coding RPE: regular pulse excitation

LTP: long term prediction

Experimental → eronarea bitilor ce formeaza cadrul vocal (260biti / 20 ms) are efect diferit asupra calitatii → 6 clase de importanta → 3 clase de protectie

Codarea de canal Codare convolutionala si intreteserea blocurilor pentru a obtine protectia la erori a blocului de 260 biti, divizat in cele trei clase de protectie → TCH / F clasa 1a : 50 biti – cei mai sensibili la erori de bit → protejare cu 3-biti de paritate clasa 1b : 132 biti – cu sensibilitate moderata la erori biti din clasa 1a si cei de paritate + biti din clasa 1b sunt aplicati unui codor convolutional cu debit ½ clasa 2 : 78 biti – cei mai putin sensibili la erori → se concateneaza Oct 21, 2009


257

clasa 1a

clasa 1b

clasa 2

50 biti

132 biti

78 biti

3 biti paritate

biti neprotejati

182 bits

codarea convolutionala de bloc

260 bits

codare de canal

132 / 4 tail biti /

clasa 2 Oct 21, 2009

78 /


189 /

189 /

378 / intretesere

clasa 1b

3-biti paritate

3 /

mux

clasa 1a

50 /

codor convolutional r=½

Clasa 1a: CRC (3-biti detectia erori) si codare convolutionala (corectia erorii) Clasa 1b: codare convolutionala Clasa 2: fara protectie la eroare

456 biti / 20 ms /

22,8 kbps

258

Procesarea datelor pentru vorba

Cadru 20 ms

Oct 21, 2009


259

Intreteserea Intreteserea → egalizare a erorilor Blocul → divizat in 4 → 114 biti Biti din cele 4 subblocuri → amestecate (intretesere) → 8 segmente Segmentele de la doua blocuri → amestecate (intretesere) → 57+57 biti de la codorul de canal blocuri segmente 57-biti segmente 114-biti salva TCH / F Oct 21, 2009


260

Evolutia sistemelor mobile celulare

Oct 21, 2009


261

Sistemul GSM → sistem de generaţia 2-a → evoluează prin GPRS , HSCSD şi EDGE → UMTS

Oct 21, 2009


262

Principalele obiective → marirea debitului de date, marirea capacitatii si integrarea cu celelate retele Oct 21, 2009


263

HSCSD – High Speed Circuit Switched Data HSCSD este o variantă îmbunătăţită de GSM care permite unui utilizator obişnuit GSM stabilească legături date la debite de până la 57.6(sloturi) kbps. temporale Acest să debit este obţinut prin de posibilitatea operării pe canale multiple. Se pot atribui până la 4 canale de trafic pentru un utilizator → pe un canal se pot transmite 9.6 kbps utili sau 14.4 kbps (variantă obtinuta prin reducerea protecţiei datelor pe interfaţa radio Um) Extinderea ratei la 14.4 kbps → anterior HSCSD. Debite utile maxime 4x9.6 kbps=38.4 kbps sau 4x14.4 kbps=57.6 kbps HSCSD nu presupune schimbări de echipamente (schimbări hardware) în reţeaua GSM → reţea care utilizează comutaţia de circuite în transmisia de date. Utilă şi eficientă în aplicaţiile de timp real de debit mediu şi este o bună pregătire pentru pasul următor: GPRS. Oct 21, 2009


264

GPRS –General Packet Radio Service Principalele metode de comutaţie sunt:  comutaţia de circuite → Reţeaua GSM  comutaţia de mesaje;  comutaţia de pachete de date • Comutaţia de pachete fără conexiune (sau neorientată pe conexiune) → internetul. • Comutaţia de pachete orientată pe conexiune (sau circuit virtual) → configurarea unui circuit logic, numit circuit virtual. X.25 şi ATM. GSM → standardizarea şi dezvoltarea GPRS → gestionată în faze. Faza I → standardele au fost create în 1997 → exploatarea comercială în anul 2000 Faza 2+. transferul de date în mod pachet punct la punct; serviciile SMS peste GPRS; tarifarea în funcţie de volumul de date transferat; interoperarea în mod pachet cu reţele IP si X.25. Oct 21, 2009


265

GPRS → infrastructura ce permite transmiterea datelor pe baza comutaţiei de pachete într-o reţea GSM → debite de la 14 kbps la maximum 170 kbps. Reprezinta trecerea de la comutaţia de circuite la cea de pachete. Schimbarea tipului de comutaţie (2.5G şi 3G) → transmiterea datelor vocea → comutată prin MSC. Soluţiile utilizate pentru creşterea eficienţei utilizării resurselor radio sunt:  reducerea codării canalului → creşterea ratei de transmisie a datelor (sunt definite 4 scheme de codare: 9.05kbps, 13.4 kbps, 15.6 kbps, 21.4kbps);  operare multislot → până la 8 sloturi temporale per utilizator (HSCSD)  multiplexarea mai multor utilizatori pe acelaşi canal fizic → transmisie de pachete → maximum 8 utilizatori pe slot temporal);  alocare asimetrică uplink/downlink;  alocarea dinamică a canalelor între servicii comutate în mod circuit respectiv pachet. Cadru TDMA alocat unui utilizator cu schema de protecţie minimă (fără corecţie de erori) → rezultă rata utilă instantanee maximă posibilă în GPRS (8x21.4 kbps = 171.2 kbps). Oct 21, 2009


266

Arhitectura GPRS 2G MS (doar voce)

NSS

BSS Abis

PSTN

E

A

PSTN

B MS

BTS

BSC

MSC

C

D

VLR Gs

SS7

H

Gb

2G+ MS (voce & date)

Gr

BSS Base Station System

AuC

HLR

Gc Gi

Gn

BTS Base Transceiver Station BSC Base Station Controller

GMSC

IP

SGSN

PSDN

GGSN

NSS Network Sub-System MSC Mobile-service Switching Controller

GPRS General Packet Radio Service

VLR Visitor Location Register

SGSN Serving GPRS Support Node

HLR Home Location Register

GGSN Gateway GPRS Support Node

AuC Authentication Server Oct 21, 2009 GMSC Gateway MSC


267

GPRS → o reţea nucleu proprie formată prin interconectarea serverelor care gestionează transmisia de pachete → noduri suport GPRS (GSN- GPRS Suport Node). Reţeua → operează în paralel cu subsistemul reţea şi comutaţie (NSS) al GSM, care gestioneaza în continuare transmisia cu comutaţie de circuite GSN- GPRS → două tipuri: noduri care servesc abonaţii mobili (SGSN) şi noduri poartă (GGSN).  SGSN (Serving GSN) → rol principal gestiunea mobilităţii şi a comunicaţiei (ca şi MSC în GSM);  GGSN (Gateway GSN) → rol principal asigurarea interoperării cu reţele exterioare (ca şi GMSC în GSM ).  GGSN asigură interoperarea cu reţele de date de tip X.25 şi IP. 

Funcţiile de interoperare pot fi integrate într-un echipament unic (ca şi în GSM), un SGSN devenind şi GGSN.

 Realizeaza interconectarea cu alte retele externe cu transmisia tip pachet de date  Permit realizarea facturarii pe baza de volum de date sau de timp de conectare Oct 21, 2009


268

Comparatie GSM - GPRS Elemente comune: – Partea radio: • Base Station Sub-system (BSS=BTS+BSC), care reprezinta 70% din costul hardware-ului • interfata radio (Um) – Bazele de date: HLR, VLR, AUC, EIR Elemente noi in GPRS: – Packet Control Unit: PCU in BSS – SGSN, GGSN – Interfete: Gb, Gi, Gn, etc. – Software nou, dedicat Oct 21, 2009


269

EDGE EDGE: Enhanced Datarates for GSM Evolution. Evolutia sistemului GSM → realizata prin introducerea suplimentara fata de GMSK a modulatiei 8-PSK. ECSD: Enhanced Circuit-Switched Data. Evolutia EDGE din HSCSD (release 99). EGPRS: Enhanced General Packet Radio Service. Evolutia EDGE din GPRS (release 99). GERAN: GSM/EDGE Radio Access Network. → Varianta 5 de standardizare a evolutiei tehnologiei GSM si EDGE EDGE evoluează din GPRS → comutaţia de pachete de date, operare multislot, codare adaptivă EDGE → noua scheme de modulatie si codare → introduce o modulaţie cu eficienţă spectrală mai mare → 8-PSK liniară pentru cinci variante superioare Rata de simbol → identică cu rata GMSK → 270.833 kbps 8 canale de trafic / utilizator → debitul de bit maxim → 384 kbps. EDGE → considerata ca tehnologia de generatia 2.75 a sistemelor celulare mobile Oct 21, 2009


270

Implementarea EDGE pe retele GSM existente TRX apt EDGE compatibil GSM

Functionalitate EDGE in elementele retelei

SGSN

GGSN BTS Gn BSC

A-bis

Gb A MSC

BTS

Terminal EDGE, compatibil GSM

Acoperire 8-PSK

Interfete care suporta debit mai mare de date

Acoperire GSM

Oct 21, 2009


271

Scheme de codare GPRS & EGPRS • • •

GPRS → patru scheme de codare, 8.8 kbps CS-1…4 → GMSK. EGPRS → scheme de codare si 11.2 kbps modulatie → MCS-1...9. 14.8 kbps MCS-1...4 → GMSK, MCS-5...9 → modulatie 8-PSK 17.6 kbps

MCS-1

RLC/MAC block (radio block)

22 MCS-2 28 MCS-3

redundancy from channel coding

37

RLC data block, number of octets

MCS-4 44 MCS-5

8 kbps 12 kbps 14.4 kbps

22.4 kbps

CS-1 20

29.6 kbps

CS-2 30

8PSK

44.8 kbps

56 MCS-6 74 MCS-7 56

56

CS-3 36

54.4 kbps

MCS-8 68

68

CS-4

20 kbps Oct 21, 2009

MCS-9

50

59.6 kbps Curs Comunicatii Mobile

74

74

272

In concluzie Aplicatiile pentru comunicatii mobile migreaza spre multimedia

SMS

■

WAP

Internet

Retele GSM evolueaza spre 3G GSM

Oct 21, 2009

GSM faza 2+


UMTS

273

Retele Wireless WLAN

Definitii (UIT) Definitia generala a retelei → Orice aranjament de elemente ce sunt interconectate Scopul fundamental al realizarii retelei → furnizarea unor proceduri bine definite de interconectare si curgere a informatiei intre noduri Alt scop → Asigurarea fiabilitatii comunicatiei

•

Fixed wireless access (FWA) → acces radio fix → aplicatie de tip acces wireless, in care amplasarea (locatia) terminalului utilizatorului final si punctul de acces in retea la care se va conecta acesta sunt fixe.

•

Mobile wireless access (MWA) → acces radio mobil → aplicatie de tip acces wireless, in care amplasarea (locatia) terminalului utilizatorului final este mobila.

•

Nomadic wireless access (NWA) → acces radio nomad → aplicatie de tip acces wireless, in care amplasarea (locatia) terminalului utilizatorului final poate fi in diferite locatii dar el trebuie sa fie stationar cand este activ (functioneaza) Oct 21, 2009


275

LAN → Local Area Network → grup de computere si dispozitive asociate care impart in comun o linie de comunicatii sau o legatura radio, si in mod tipic si resursele unui singur procesor sau server intr-o arie geografica mica. Poate contine de la 2 ÷ 3 utilizatori la mii de utilizatori Wireless LAN → o retea locala la care interconectarile se realizeaza prin mijloace radio, cel mai frecvent in banda de frecvente ISM. Legatura radio este de tip NLOS. Punctele de acces in retea sunt in esenta niste base station → AP → sunt conectate la un hub Ethernet sau server si acopera cu semnal o zona cu raza de zeci, sute de metri, prin penetrarea zidurilor si a altor obstacole nemetalice. Access controller → echipamentul hardware ce face parte din partea cablata a retelei si care este dispus intre AP si partea protejata a retelei. Utilizatorii mobili pot fi preluati de la un AP la un altul similar ca intr-un sistem celular. Protocoale → regulile si specificatile de codare cu privire la datele ce se transmit. Protocolul defineste formatul si semnificatia datelor care sunt schimbate in retea. Protocolul determina de asemenea daca reteaua utilizeaza o arhitectura PP sau client / server. Oct 21, 2009


276

Topologia → aranjamentul geometric al dispozitivelor dintr-o retea sau forma de realizare a unei retele locale (LAN) sau a altor sisteme de comunicatii. Topologia Bus (magistrala) → toate dispozitivele sunt conectate la un cablu central → bus sau backbone → relativ ieftine, usor de instalat → Ethernet

Stea Bus

Inel Oct 21, 2009


Topologia in stea → toate dispozitivele sunt conectate la un hub central → usor de instalat → se pot produce blocari la nivelul hub → comutatoare de retea. Topologia in inel → dispozitivele sunt conectate unul dupa altul , in bucla inchisa → relativ scupe si dificil de instalat → permit o largime de banda mare si pot fi realizate pe distante mari 277

Hub → dispozitiv de retea fara inteligenta care transmite cate un semnal catre toate dispozitivele conectate la el → datele care intra intr-un port sunt distribuite catre celelalte porturi → cel mai frecvent sunt utilizate in retelele cu topologie in stea, permit adaugarea sau scoaterea din retea foarte usor → fac parte din PF 1 OSI. Switch → comutator de retea → imparte o retea de dimensiuni mari in segmente mai mici, reducand numarul de utilizatori care folosesc aceleasi resurse de retea → stabileste o conexiune /comutare intre doua dipozitive care vor sa comunice intre ele → ajuta la prevenirea coliziunilor la transmisia de date si reduce congestia de date imbunatind performantele retelei → fac parte din PF 2 OSI. Oct 21, 2009


278

Bridge → conecteaza doua LAN si directioneaza sau filtreaza pachetele de date dintre ele → oricare doua statii de lucru din cele doua retele pot schimba date intre ele → transparente pentru protocoale si dispozitivele de la alte niveluri ca de ex. routerele → directioneaza datele functie de adresa Hardware (MAC) si nu de adresa de retea (IP) → fac parte din PF 2 OSI Repetoare → utilizate pentru a mari nivelul semnalului intre doua portiuni de cablu sau doua AP wireless → nu pot conecta doua arhitecturi de retea diferite → realizeaza o refacere a formei semnalului si sincronizarilor → fac parte din PF 2 OSI

Oct 21, 2009


279

Router → dispozitiv care poate conecta orice numar de LAN –uri → utilizeaza protocoale standard pentru mutarea pachetelor de date la destinatia lor → mai complexe decat Bridge conecteaza retele cu topologii diferite → dirijeaza datele dupa adresa de retea (IP) si nu dupa cea de hardware (MAC) → fac parte din PF 3 OSI. Network Interface Cards → (NIC) → pun datele in pachete si le transmit in retea → pot fi pentru retele cablate sau retele radio → la laptopuri in slot de tip PCMIA sau incluse in carduri PC → desktop si servere → carduri de tip plug-in ISA, PCI, etc) Gateway → conecteaza retele cu protocoale diferite Proxy server → server care izoleaza reteua interna de internet Oct 21, 2009


280

Tehnologii de acces Wireless DAB

FDD

limita fizic / economica

100 UMTS

5

0

E GDE

50 A RT ET, MS G

viteza relativa [km/h]

250

TDD

DECT

HiperLAN2, 802.11a/.11g

Bluetooth

10 kbit/s Oct 21, 2009

802.11b

Sisteme de distributie punct-multipunct 2 Mbit/s

20 Mbit/s Curs Comunicatii Mobile

Debit de date

150 Mbit/s 281

Benzi de frecventa ISM ISM → benzile pentru serviciul Industrial, Scientific, Medical → fara licenta 22MHz Radio US Radio FM Television Radio UM Celulare) G3 (1.9GHz)

Audio Extremely Very Low Low

Low

902 - 928 MHz 26 MHz

Medium High Very Ultra High High

Infrared wireless LAN

Super Infrared Visible UltraHigh Light violet

2.4 - 2.4835 GHz 83.5 MHz (IEEE 802.11)

X-Rays

5 GHz (IEEE 802.11) HyperLAN HyperLAN2

ETSI → benzi putin diferite : 5.15 – 5.35 GHz si 5.47 – 5.725 GHz. • 12 canale in banda 5 GHz, fiecare cu largime de banda de 20 MHz fara suprapunere • Conditii suplimentare ETSI → alocarea dinamica a frecventelor (Dynamic Frequency Selection – DFS ) si controlul puterii la emisie ( Transmit Power Control – TPC ) → au condus la elaborarea standardului IEEE 802.11h → Max. 200 mW EIRP • DFS si TPC nu sunt necesare daca puterea de emisie este permanent mai mica de 50mW EIRP si se utilizeaza doar banda de 5.15-5.25 GHz Oct 21, 2009


282

Standardizarea retelelor Wireless • Retelele Wireless sunt standardizate de catre IEEE. • Coordonare → comitetul de standardizare pentru 802 LAN MAN.

Modelul ISO – OSI 7 PF

Application Presentation Session Transport Network

Standarde

IEEE 802 Logical Link Control

Data Link

Medium Access (MAC) Physical (PHY)

Physical Oct 21, 2009


283

Definirea unor termeni • • •

•

IEEE 802.11 → standard ce defineste o retea wireless pentru o zona locala → WLAN → comparat cu standardul 802.3 Ethernet LAN. Specificatiile 802.11 se refera la PF fizic –PHY si la PF al controlului mediului de acces – MAC → asigura compatibilitatea intre echipamentele de la diferiti producatori. Prima varianta – 1997 → 2 Mbps cu legatura in InfraRosii (IR) si wireless in banda ISM de 2,4 GHz → MAC – Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) → deficiente privind interoprabilitatea Apar variante bazate pe nucleul de baza al standardului

Wi-Fi → Wireless Fidelity

Termen generic aplicat oricaror retele 802.11 Wi-Fi Alliance → organizatie non-profit la nivel mondial, avand drept scop realizarea adoptarii unui singur standard acceptat la nivel mondial pentru retele WLAN de viteza mare Retea Wi-FI → se conformeaza specificatilor Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) Produsele certificate Wi – Fi → compatibile indiferent de producator → sigla Oct 21, 2009


284

• IEEE 802.11 – Specifica PF1– PHY si PF2 – MAC pentru retele WLAN – PF2 – MAC → protocol CSMA/CA – PF1– PHY: DSSS, FHSS, 2.4GHz, DBSPK, DQPSK, IR → 1 Mbit/s, 2 Mbit/s • IEEE 802.11 a – PF1– PHY de mare viteza in banda de 5 GHz, (1999) – OFDM cu BPSK, QPSK, 16-QAM si 64-QAM, rata de codare 1/2, 3/4 conduce la debit de date de 6 – 54 Mbit/s • IEEE 802.11 b – Extindere PF1– PHY de mare viteza in banda de 2.4 GHz (1999) – Suplimentar 2 scheme de modulatie : CCK, PBCC 5.5 sau 11 Mbit/s – Utilizeaza DSSS, poate sa devina compatibil cu 802.11 de 1 Mbit/s • IEEE 802.11 g – O noua extindere PF1– PHY de mare viteza in banda de 2.4 GHz (2003) – OFDM in banda de 2.4 GHz – Debit de date pana la 54 Mbit/s la fel ca in 802.11a – Compatibil cu 802.11 • IEEE 802.11h (2003) – Management al spectrului ETSI (Europa) pentru banda de 5 GHz – (802.11a) – DFS (Dynamic Frequency Selection) / TPC (Transmit Power Control) • IEEE 802.11c-v – in lucru Curs Comunicatii Mobile Oct 21, 2009 285

IEEE 802.11

infrastructur a retelei AP AP

retea cablata

AP: Access Point

AP

retea ad-hoc

Oct 21, 2009


286

 IEEE 802.16 → standard care defineste reteua wireless pentru o zona metropolitana → WMAN → proiectat sa accepte utilizatori nomazi si stationari.  IEEE 802.16e → varianta evoluata care mareste mobilitatea (viteze de vehicol – max. 150 km ) si creste debitul de date → utilizeaza OFDM  Solutie de realizare a buclei locale pentru accesul de banda larga, inlocuind cablul, DSL sau T1 / E1  Tehnologie complementara de conectare a AP din WiFi la internet  75 Mbit/s pana la 50 km pentru LOS, pana la 10 km pentru NLOS; benzi in domeniul de frecventa 2 ÷ 66 GHz  Variante: 802.16: 10-66 GHz; 802.16a: 2-11 GHz in benzi licentiate; 802.16b: 5-6 GHz  Canale de banda larga – 20, 25, 28 Mhz, capacitate pe ambele sensuri  MAC – OFDM, TDM/TDMA, TDD/ FDD, profil adaptabil al salvei  Modulatie adaptiva  WiMAX = Worldwide Interoperability for Microwave Access  WiMAX → Forumul WiMAX este o organizatie non-profit a industriei creata ca sa promoveze si sa certifice compatibilitatea si interoperabilitatea produselor wireless de banda larga → promoveaza standardele IEEE 802.16 si ETSI HiperMAN Oct 21, 2009 Curs Comunicatii Mobile 287

Modulatia adaptiva Reteaua alege dinamic cea mai buna forma de modulatie functie de calitatea canalului

Oct 21, 2009


288

WPAN IEEE 802.15 → standarde pentru retele Wireless personale → cinci grupuri de lucru WPAN → Wireless Personal Area Network � Zona acoperita mai mica → 1m ... cativa km � Frecventele utilizate depind de cerintele impuse de transfer � Mai multe protocoale specifice → Aria de aplicatii este enorma • Communicatia dintre dispozitive mobile (telefoane, aparate foto, computere, periferice, etc.) • Retele de senzori in automatizari casnice si industriale IEEE 802.15.1-2002 → standard WPAN bazat pe specificatiile Bluetooth v1.1 Bluetooth → interfata universala pentru conectari wireless ad-hoc → computere, periferice dispozitive handheld, PDA, telefoane mobile, etc → inlocuire IrDA IEEE 802.15.3 → variante de debit mare IEEE 802.15.3a → varianta de debit mare denumita → UWB (Ultra Wide Band) → Multi Band-OFDM IEEE 802.15.4 → varianta de debit mic denumit → ZigBee → PHY: 868; 915 MHz si 2400 MHz Oct 21, 2009


289

ZigBee → Metoda de acces: CSMA/CA • modulatie: DS-SS • 20kbps (868MHz) – 250kbps (2.4GHz) • Reteaua poate contine pana la 216 dispozitive Aplicatia principala → Senzori si Control:  Automatizari casnice  Automatizari industriale  Masuratori la distanta  Retele pe automobile  Jucarii Interactive  Urmarire RFID active  Medicale

Oct 21, 2009


290

Elementele unei retele tip Wireless LAN

Access Wireless LAN

Conventional Wired LAN

Oct 21, 2009

Node

Access Point


291

Variante de retele wireless in standardul IEEE 802 Definirea retelei

Standard IEEE

Denumire

Retele Wireless pentru zone personale (WPAN)

IEEE 802.15.1

Bluetooth

Retele Wireless pentru zone personale cu debit scazut (LR-WPAN)

IEEE 802.15.4

ZigBee

IEEE 802.11

WiFi

IEEE 802.16

WiMAX

Retele Wireless pentru zone locale (WLAN) Retele Wireless pentru zone metroplitane (WMAN)

Oct 21, 2009


292

Retele Wireless Radio Aria Network

RAN IEEE 802.22

WAN

3GPP (GPRS/UMTS) 3GPP2 (1X--/CDMA2000) GSMA, OMA

IEEE 802.20 IEEE 802.16e

MAN

IEEE 802.16d WiMAX

LAN

IEEE 802.11 Wi-Fi Alliance IEEE 802.15.3 UWB, Bluetooth Wi-Media, BTSIG, MBOA IEEE 802.15.4 (Zigbee Alliance) Oct 21, 2009

ETSI HiperMAN & HIPERACCESS

PAN

ETSI-BRAN HiperLAN2 ETSI HiperPAN

Senzori


RFID (AutoID Center) 293

Topologia retelelor Wireless Retea cu Infrastructura : Reteaua wireless are un element central fix care gestioneaza reteaua si prin intermediul caruia au loc toate procesele de comunicare. Retea Ad hoc : Reteaua wireless nu are un element central fix sau acesta este alocat dinamic astfel ca topologia retelei se poate schimba in decursul timpului fara interventia utilizatorului. Astfel de retele sunt mult mai flexibile si sunt mult mai dificil de gestionat. Reteaua

Topologia

IEEE 802.15.1 WPAN (Bluetooth)

Ad hoc (cu element central alocat dinamic)

IEEE 802.15.4 LR-WPAN (ZigBee)

Ad hoc

IEEE 802.11 WLAN (WiFi)

Infrastructura (posibil si ad hoc)

IEEE 802.16 WMAN (WiMAX)

Infrastructura

Oct 21, 2009


294

Debite de date maxime pe un canal Retea

Debit de date maxim

IEEE 802.15.1 WPAN (Bluetooth)

1 Mbit/s (Bluetooth v. 1.2) 3 Mbit/s (Bluetooth v. 2.0)

IEEE 802.15.4 LRWPAN (ZigBee)

250 kbit/s

IEEE 802.11 WLAN (WiFi)

11 Mbit/s (802.11b) 54 Mbit/s (802.11g)

IEEE 802.16 WMAN (WiMAX)

134 Mbit/s

Oct 21, 2009


295

Debitul de date in retele wireless WWAN

IEEE 802.22 IEEE 802.20

WMAN

a no Z

WiMax IEEE 802.16

WLAN

ZigBee 802.15.4

WPAN 0.01 Oct 21, 2009

0.1

WiFi 802.11 Bluetooth 802.15.1

1 10 Debit date (Mbps) Curs Comunicatii Mobile

802.15.3 802.15.3a 802.15.3c 100

1000 296

Oct 21, 2009


297

Retele Wireless si Mobile

Oct 21, 2009


298

Oct 21, 2009


299

Furnizorii de servicii mobile internet inzestreaza nodul IP cu abilitatea de retine aceiasi adresa IP si de a mentine conectivitatea neintrerupta cand terminalul se deplaseaza in cadrul retelei (subretele) sau intre retele

Gateway A 171.68.0.0

Host B Internet

Mobile Router 171.68.69.0 171.68.70.0

Oct 21, 2009

Gateway C 140.31.0.0

Mobile Router 171.68.69.0 171.68.70.0 Curs Comunicatii Mobile

300

Integrarea IP mobil si GPRS BSC BTS AP

RADIUS Server

Serving GPRS Support Node (SGSN) GPRS Backbone Network (IP-Based)

Home Agent

Oct 21, 2009

WLAN Hotspot

GTP

Internet Gateway GPRS Support Node (GGSN)


Functia de Foreign Agent (FA} poate fi adaugata la GGSN si WLAN Access Router, desi retelele mobile Mobile IP lucreaza bine si fara FA. 301

Terminologia pentru IP mobil

CN HA • • • • • • • •

Internet

FA

Mobile Router (MR) Home Agent (HA) MR Foreign Agent (FA) [1 Hop Away from MR] Care of Address (CoA) [Tunnel Endpoint] Correspondent Node (CN) Security Association (SA) [SPI/Key] ICMP Router Discovery Protocol (IRDP) [Advertisement] Registration Request (RRQ)

Oct 21, 2009


302

Bluetooth • Bluetooth → solutie a unui sistem wireless ce cuprinde cerintele hardware, software si de interoperabilitate → standard deschis • retea de tip WPAN ce leaga laptopuri, PC-uri, periferice, telefoane mobile,etc • Document in doua volume: vol.1 – Partea centrala (Core ); vol 2 – Profile • Specificatiile Bluetooth elaborate de Bluetooth SIG ( Special Interest Group ) – 1994 ideia apartine specialistilor de la Ericsson – 1998 Februarie : se formeaza grupul Bluetooth SIG • promotori grupul de companii : Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba – 1998 Mai : Bluetooth SIG devine “public” – 1999 Iulie : este publicata specificatia 1.0A spec (>1,500 pagini) – 1999 Decembrie : se lanseaza ver. 1.0B si se mareste numarul membrilor cu 3Com, (Lucent) Agere, Microsoft, Motorola – 2000 Februarie : existau 1,500+, in prezent peste 2500 • versiuni: 0.7 ---> 0.9 ---> 1.0A ---> 1.0B ---> 1.1 --> • 2003 Noiembrie: versiunea 1.2 • 2004 Noiembrie: versiunea 2.0 ( denumita EDR or Extended Data Rate) – se mareste debitul de date la 2,1 ÷ 3 Mb/s • In prezent in testare versiunea 2.1 Oct 21, 2009


303

Banda ISM 2.4 GHz → 79 (23) canale RF distantate la 1 MHz Canalul 0: 2402 MHz … canal 78: 2480 MHz; spaţiu de gardă de 2 MHz la limita inferioară şi de 3,5 MHz la limita superioară

Modulatie GFSK → filtrul Gaussian având BT=0.5 1-100 mW putere de emisie → 3 clase: 100 mW (reglaj), 2.5 mW, 1 mW MAC → FHSS si TDD Salturi de frecventa → 1600 hops/s → Secventele de salt intr-o maniera pseudoaleatorie, determinate de master → durată de 625 μsec pentru slotul de timp asignat unui hop TDD pentru separarea sensurilor de transmisie Oct 21, 2009


304

Legatura de voce → SCO (Synchronous Connection Oriented), cu FEC (forward error correction) fara retransmisie, duplex 64 kbps, punct la punct, comutare de circuite Legatura de date → ACL (Asynchronous ConnectionLess) → asincron, recunoastere rapida, punct – multipunct, debit date pana 433,9 kbps in mod simetric si 723.2/57.6 kbps in mod asimetric, comutare de pachete Topologie: Celule ad-hoc ce se suprapun → piconets (stea) → formeaza un scatternet Oct 21, 2009


305

• • • • • • • • • • •

piconet → poate avea minim doua dispozitive şi maxim opt. Intotdeauna unul din ele acţionează ca master iar celelalte acţionează ca slave. Intr-un piconet pot fi opt dispozitive active (un master şi şapte slave) dar mai pot fi incluse şi alte dispozitive slave în stare de aşteptare (parked). Aceste dispozitive nu pot fi active dar rămân sincronizate, în stare de aşteptare. Atât dispozitivele active cât şi cele în stare de aşteptare sunt controlate de catre master. Un dispozitiv poate aparţine la mai multe piconet-uri simultan. Piconet-ul se stabileşte dinamic şi automat după cum un dispozitiv intră sau parăseşte zona. Combinaţia de piconet-uri care folosesc simultan dispozitive aflate în zone ce se suprapun → scatternet. Intr-un piconet poate să existe un singur master dar un dispozitiv master din cadrul unui piconet va fi slave în celelate din care face parte Fiecare piconet are propriul său canal logic de transmisie. Numărul maxim de piconet-uri care pot fi interconectate într-un scatternet, fără ca să apară conflicte, este de opt Oct 21, 2009


306

Configuratile ce pot apare sunt: – Un singur punct la un singur punct (Piconet): In aceasta topologie reteaua este formata din un dispozitiv master si un dispozitiv slave. – Multipunct (Piconet): aceasta topologie combina un dispozitiv master si sapte dispozitive slave intr-o retea ad-hoc o Scatternet: un grup de Piconeturi legate prin intermediul unui dispozitiv care are rolul de slave in unul din piconeturi si are rolul de master in celalalt piconet. M

M

M

Master Slave

S

S

S

Oct 21, 2009

S

S

S

S

Piconet (Punct-la -Punct)

M

S

Piconet (Multipoint) Curs Comunicatii Mobile

S

S

Scatternet 307

Starile de conectare in Bluetooth

A

H B

Master

I

H G

Oct 21, 2009

Exista patru stari de conectare la un dispozitiv Bluetooth :  Active: atat master cat si slave participa activ la procesul de comunicatie, transmitand si receptionand packetele de date (A,B,E,F,H)  Sniff: in acest mod slave nu asculta in fiecare C slot ca sa determine ca este un mesaj de la master pentru el ci doar la anumite sloturi bine precizate “adulmeca” ce se intampla. In pauze consumul energetic este redus ( C ) . D  Hold: funcţionează doar clock-ul intern, slave poate să ceară singur trecerea în această stare E sau să fie trecut de către master. Temporar nu suporta ACL Transferul de date începe C F instantaneu când se face trecerea la starea Activ ( G )  Park: slave sta sincronizat dar nu participa la piconet, primeste Parking Member Address (PMA) si pierde Active Member Address (AMA) (D,I) Curs Comunicatii Mobile

308

Procesul de formare a unui Piconet Inquiry: pentru a determina identitatea Master dispozitivelor Bluetooth din apropiere.  Inquiry Scan: in aceasta stare Inquiry dispozitivele asculta pentru interogari de la alte dispozitive.  Inquiry Response: slave raspunde cu un pachet care contine codul sau de acces, clock-ul si alte informatii despre el.  Page: master trimite un mesaj de anunt Page comunicand la slave codul de acces al dispozitivului (DAC) in diferite canale hop.  Page Scan: slave asculta la una din frecventele de hop obtinuta din secventa sa de pagina in fereastra Master Response scanata.  Slave Response: slave raspunde la mesajul de anunt de la master Connection  Master Response: master atinge acest Oct 21, 2009 ce receptioneaza mesajul Curs Comunicatii nivel dupa sau Mobile da anunt pentru el 

Slave

1 Inquiry Scan 2 Inquiry Response 3 4 Page Scan 5 Slave Response 6

7 Connection

309

Structura Pachetului Access Code

0 - 2745 bits

54 bits

72 bits

Header

Payload

Control packets ID* Null Poll FHS DM1

13 tipuri diferite de pachetele de date

Guard

Data/voice packets

Voice HV1 HV2 HV3 DV

data (136 bits)

•No retries •No CRC •FEC (optional) Oct 21, 2009

220µs


DH1 DH3 DH5 (2712 bits)

DM1 DM3 DM5

Header

Data

•ARQ •CRC •FEC (optional)

CRC

310

Categoria 1 → modulele de adaptare care se adaugă în echipament : card PCMIA, card Flash Bluetooth, adaptor USB Bluetooth, dispozitiv de securitate RS232 Bluetooth, convertor de port paralel Bluetooth, etc. in PC uri, laptopuri, a PDA, imprimante, etc . Categoria a 2-a → perifericele de tipul căştilor care emit şi recepţionează semnale audio de la telefon, telefon celular, PC, playere MPEG, combine muzicale, perifericele pentru computer ca mouse-ul, claviatura, joystick, difuzoare, etc. Categoria a 3-a → sistemele integrate, realizat ca parte integrantă, de exemplu în cazul PC-urilor, direct pe placa de bază fără a utiliza circuite de interfaţă (ca la cat. 1) Categoria a 4-a → telefoanele mobile. Oct 21, 2009


311

Exemplu de retea 4G avand ca baza IP SS7 signalling server farm, gateways, proxies

broadcast

PSTN, CS core gateways

MSC

IP-based core SGSN BSC

GSM

firewall, GGSN, gateway

router Internet

access points private WPAN

private WLAN

RNC

UMTS public WLAN

Oct 21, 2009


312

Infastructura viitoarei generatii de retea IP Multimedia Mobile CCM

Hosted Applications

Handsets cu VoIP si suport dual-modet si suport al Mobilitati

Prezenta

Corp AAA

Visited AAA

Home AAA

WLAN 802.11 Access Network

(FA) Session control Mobilitatea (SIP) (HA)

IP Core

CMX

Visited AAA

GPRS/UMTS/ GGSN(FA)/ CDMA PDSN

SGSN

V

Intrepridere

PSTN Gateway

RAN

RNC

PLMN

MSC/VLR

MSC/VLR

Oct 21, 2009


313

Curs Comunicatii Mobile

Recommend Documents