basis cursus mobiele communicatie
DESCRIPTION
Basis Cursus Mobiele Communicatie. GSM, DCS 1800 en DECT. Inhoud. Cordless Telephony CT0 CT1 CT2 DECT. Inhoud (vervolg). Mobiele Telecommunicatie NMT GSM 900 DCS 1800. Inhoud (vervolg 2). Mobilofonie Trunking Semafonie Mobiele Data Communicatie. GSM. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Basis Cursus Mobiele Communicatie
GSM, DCS 1800 en DECT.
Inhoud
Cordless Telephony CT0 CT1 CT2 DECT
Inhoud (vervolg)
Mobiele Telecommunicatie NMT GSM 900 DCS 1800
Inhoud (vervolg 2)
Mobilofonie Trunking Semafonie Mobiele Data Communicatie
GSM
Global System for Mobile Telecommunication
De Voordelen van GSM.
Goede subjectieve spraakkwaliteit. Goede en goedkope terminals. Goede en goedkope diensten. Internationale Roaming wordt ondersteunt. Handheld Terminals zijn mogelijk. Ondersteuning van aanvullende diensten. Effectieve benutting van het systeem. ISDN compatibiliteit.
Drager diensten bij GSM.
Spraak - Het transport van 3,1kHz spraak op het interconnectie netwerk.
Dragerdiensten bij GSM.
Datacommunicatie via het telefoonnetwerk:
Asynchrone duplex datacommunicatie.Synchrone duplex datacommunicatie.Afwisselend spraak en data.Spraak gevolgd door data.
Data via datanetwerk
Asynchrone PAD toegang (basic en dedicated)Synchrone Packet access.
Telediensten.
Telefonie - m.b.v. 3.1 kHz speech op het interconnectie netwerk.Noodoproepen- m.b.v. 3.1 kHz speech op het interconnectie netwerk. Werkt ook zonderSIM module.Korte berichten diensten- transport viahet signaleringskanaal.FAX groep 3 - Synchrone duplex datacommunicatie.
Aanvullende diensten via GSM.
Gespreks blokkering:Alle uitgaande gesprekken.Uitgaande internationale gesprekken behalvenaar het land van abonnement.Alle binnenkomende gesprekken.Alle binnenkomende gesprekken wanneerabonnee in het buitenland is.
Aanvullende diensten via GSM.
Doorschakelen:Altijd.Wanneer abonnee in het buitenland is.Wanneer abonnee in gesprek is.Wanneer abonnee niet antwoordt
Aanvullende diensten via GSM.
Vasthouden:
Van een binnenkomend gesprek.Tweede binnenkomend gesprek in de wachtstand zetten.
Aanvullende diensten via GSM.
Informatievoorziening:
Tonen van het nummer van de oproeper, voor hetopnemen. (te blokkeren)Tonen nummer van de opgebelde, ook na doorschakelen.(blokkeren)Tonen van geschatte gesprekskostenin eigen valuta.
Aanvullende diensten via GSM.
Diversen:- Telefonisch vergaderen met maximaal 5 abonnees.- Besloten gebruikersgroepen.
De Voordelen van GSM.
Goede subjectieve spraakkwaliteit. Goede en goedkope terminals. Goede en goedkope diensten. Internationale Roaming wordt ondersteunt. Handheld Terminals zijn mogelijk. Ondersteuning van aanvullende diensten. Effectieve benutting van het systeem. ISDN compatibiliteit.
Definities
Site: locatie van een basisstation. Cel: kleinste te onderscheiden gebied met eigen
zend/ontvanger en bijbehorende frequenties. Sector: Meerdere cellen die vanaf eenzelfde Site
bediend worden. Cluster: Groep cellen waarbinnen geen frequenties
twee keer gebruikt worden.
Site: locatie van een basisstation:de fysieke plaats waar antenne(s)en apparatuur opgesteld staan.
Cel is het kleinste te onderscheiden gebied, en heeft een eigen zend-ontvanger met bijbehorende frequentie(s);
Sector; vanaf een site worden meerdere cellen bediend.
Cel 1
Cel 2Cel 3
Sector
Cluster: Groep cellen waarbinnen geen frequenties hergebruikt worden
f1f2
f3f4
Clustermetvier frequenties
Clustermet zeven frequenties
f1f2 f3
f4f5
f6f7
Signal demping in relatie tot de afstand.
R D
10
1
0.10.01
0.001
0.0001
C/I
D/R
Desired Interferer
SeperationDistance
Radius
D
RD/R = V3KK is het aantalcellen in een sector
J
i
Bereken:
A) het aantal cellenB) de verhouding tussen D/R
j
i
Bereken:
A) K= 9+4+6=19B) D/R = V3.19 D/R = 7,5
verstoring uit 6 omringende cellenbij omidirectionele cellen
Mobile to baseBase to mobile interferentie
Mobile to baseinterferentie
Base tomobileinterferentie verstoring bij een sector die uit
drie cellen bestaat.
Mobile to baseinterferentie
Base tomobileinterferentie
verstoring bij een sector die uit zes cellen bestaat.
45 Mhz
Uplink
Downlink
832 kanalen
30 kHz
AMPS,TACS,NMT,NTT,CT0,CT1
FDMA
TDD
100 kHz
2 ms frame
FDMA
CT2 40 Channels
TDMA1 2 3 8 1
1 2 3 8 1
200 kHzUPLINK
4,6 ms 0.57msec
DOWNLINK
45 MHz
GSM/DCS 1800 124 Channels
`
10 msec
Tijdslot 1, 12
UPLINK DOWNLINK
UPLINK
1, 12 1,
1728kHz
TDMA/FDMADECT
CDMA45 MHz
1,25 MHzDOWNLINK
1,25MHzUPLINK
BSC
BSC
BTS
BTS
ME
SIM
HLR VLR
EIR AC
MSC PSTN,PSPDN
AbisA
Mobielegebruiker
Basisstations
Casema verbindingen Lijst met gestolen apparatuur
Lijsten met klanten resp. aangemelde toestellen
G
D
C
B
BSC
BTS
OMC VLR
MSC HLR AUC
OtherVLR’s
F
E
Um
EIROtherNetworks
OtherMSC’s
OperationsMaintenaceCenter
VistorLocationRegister
MobileSwitchingCenter
HomeLocationRegister
Mobile Switching Center
Call handling. beheer van de radio verbinding. afhandelen van het signalerings protocol. Registratie van de locatie van gebruikers. Verzorgen van handovers tussen BSS. toegangspoort naar het home location register.
Mobile Switching Center
Nummercentrale functionaliteit schakelen van gespreken. charging.
Home Location Register
Identiteit van de mobiele klant. ISDN directory nummer van het mobiele station. Beperkingen in de toegekende diensten. Toegekende aanvullende diensten. Het Mobile Station Roaming Number van de klant
zodat calls gerouteerd kunnen worden.
Vistor Location Register
Identiteit van de mobiele klant. ISDN directory nummer van het mobiele station. Beperkingen in de toegekende diensten. Toegekende aanvullende diensten. Het Mobile Station Roaming Number van de klant
zodat calls gerouteerd kunnen
Verschil tussen het HLR en het VLR
Het HLR bevat de gegevens van alle klanten die bij de operator zijn aangesloten.
Het VLR bevat de gegevens van alle klanten die zich in een bepaalde lokatie bevinden. (ook van een andere operator met een roamingovereenkomst)
VLR
Vistor location register. Heeft het beheer over een M.S.C. area. Indien een MS “verschijnt” in de area meldt het zich aan
bij de VLR. het VLR meldt de identiteit van het MS bij het HLR. Het HLR geeft de gegevens van de klant door aan het
VLR.
Operations and Maintenance Center
Besturing van het netwerk. Indienstelling. Performance management. Storingsopheffing. Toekennen van diensten. Billing via het Billing Centrum. Opdaten van de Databases.
Equipment Identity Register
Bevat: Valid list, lijst met geldige MS equipment identities. Suspect list, lijst met verdachte MS equipment
identities. Fraudulent list, lijst met MS waar de diensten van
zijn geschapt.
Authentication center
Bevat: de geheime sleutel (Ki). parameters die gebruik van Ki ondersteunen het geheime getal (KC).
Generatiewillekeuriggetal RAND
KI
KIWillekeuriggetal Rand
Willekeuriggetal Rand
A3 algoritmeA3 algoritme
Resultaat Resultaat
Vergelijking
Toegangsprocedurebij GSM
Mobiele Terminal
Netwerk
KI KI
RAND generator
Willekeuriggetal RAND
Willekeuriggetal RAND
A8 Algoritme A8 Algoritme
Framenummer Geheimgetal KC
Framenummer Geheimgetal KC
A5 Algoritme A5 Algoritme
144 bit gegevens trein
Gegevensencryptie bij GSM
Base Station System
BaseStationController
BaseTranscieverStation
BaseTranscieverStation
Abis
Abis
BSS TypesINTG/DIST
1
2
3
4
5
6
7
A-bisBitrate
Intg
Intg
Dist
Dist
Dist
Dist
Dist
-
-
64k
16k
16k
16k
16k
INT/EXT
Int
Ext
-
Int
Int
Ext
Ext
-
-
-
Mult
RA
Mult
RA
BSS MULT/RA
Verklaring van de afkortingen
Intg - Integrated. Dist - Distributed. A - bis Bitrate - snelheid op het A bis koppelvlak Int - Speech transcoding in het BSS. Ext- Speech transcoding niet in BSS.
Verklaring van de afkortingen
Mult - De verbindingen worden gemultiplexed RA - Rate Adaption. Er vindt snelheidsaanpassing
plaats.
BSS Class DOWNLINK DTX SFH DOWNLINK RFPC
1
2
3
45
6
7
no no no
no no yes
no yes yes
no yes yes
yes no no
8
yes no yes
yes yes no
yes yes yes
View cardView card503 5CA 453 114
A.M. VELDERSA.M. VELDERSexpir: 4-10-1998expir: 4-10-1998
GOLDGOLD
Mobile Station
SubcriberIdentity
EquipmentIdentity
Types mobile stations
Handheld stations. Portable stations. Voer/Vaartuigen.
Mobile Station Powerclasses
Class Max RF Power Soort mobiel station
1 20 Voertuig
2 8 Voertuig/Portable
3 5 Portable
4 2 Handheld (Typical)
5 0.8 Handheld
+Functions Mobile Terminations
Radio transmission termination Radio channel management Terminal capabilities Speech encoding/decoding Radio link error protection Flow control of data Rate adaptation of user data to the radio link
Functions Mobile Terminations
Multiple terminal support Mobility management
GSM systeem interface
DTAP-CC
DTAP-MM
MAP
DTAP-RRMAPDTAP/
MSSAP
LAP m LAP m
SCCP SCCP
MTP MTP MTP
SCCP
MS BTS BSC MSC MSC/VLR
Mobile Station Identification
Mobile Station ISDN Number (MSISDN) International Mobile Subscriber Identity (IMSI) Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI)
Mobile Station ISDN Number
CC NDC SN
National Number
MSISDNCC= Country Code. NDC= Network Destination CodeSN= Subscriber Number
Global Title
International Mobile Subscriber Identity
MCC MNC MSIN
IMSI (15 cijfers)
NMSI
MCC - Mobile Country CodeMNC - Mobile Network CodeMSIN- Mobile Subscriber Identification NumberNMSI- National Mobile Subscriber Identity
International Mobile Subscriber Identity
wordt toegekend aan de abonee bij aan melding.
International Mobile Subscriber Identity
Wordt gevormd door: Mobile Country Code - bestaat uit drie cijfers -
geeft het land van herkomst aan. Mobile Network Code - bestaat uit twee cijfers -
geeft het netwerk aan van de mobiele operator.
International Mobile Subscriber Identity
Mobile Subscriber Identification Number - kenmerk van een mobiele abonee in een GSM/DCS 1800 netwerk.
maximale aantal cijfers -15.
Temporary Mobile Subscriber Identity
Code waarmee de klant tijdelijk in het VLR geregisteerd staat.
Wordt toegekend bij aanmelding van de subscriber aan het VLR.
Toezending in versleutelde vorm. Door gebruik van het TMSI wordt de identiteit van
de klant geheim gehouden.
Subscriber Identity Module
Bevat informatie over de gebruiker van een mobiel station.
Zonder SIM module kan het mobiele station niet gebruikt worden. Met uitzondering van noodoproepen.
gestandaariseerde interface.
Subscriber Identity Module
International Mobile Subscriber Identity. Authentication Key. Personal Identification Number. Subscriber information. Access control class.
Subscriber Identity Module
Cipher key Kc. Temporary Mobile Station Identity. Supplementary GSM Services. Location Area Identity. Forbidden Public Land Mobile Networks.
Location Update
MCC MNC LAC
LAI
MCC= Mobile Country Code LAI= LocationMNC= Mobile Network Code Area IdentityLAC = Location Area Code
Location Update
Location Area Code betaat uit 2 octets waarmee een Location area binnen het netwerk kan worden geidentificeerd.
Location Update
LAI via Control ChannelBroadcast
Location Update
Geen gesprek- mobile station luistert naar broadcast channel.
Wie verstuurt het sterkste signaal? Dit basisstation wordt uitgekozen. Mobile meldt zich aan. Basisstation verstuut LAI. LAI wordt opgeslagen in de SIM.
Location Update
Ontvangen LAI= LAI in SIMlocation update wordt opgestart
MS beweegt door het netwerk. Signaalsterkte van het huidige basisstation neemt af. MS stemt af op een nieuw (sterker) basis-station.
Nieuwe LAC wordt vergeleken met LAC in SIM. Loaction Update procedure.
Bij een verandering van VLR krijgt de gebruiker ook een nieuwe Temporary Mobile Subcriber Identity (TMSI) code toegewezen.
Het Mobiele Station kan periodiek om een location update vragen.
Het tijdsinterval waar in dit binnen gebeurt is in te stellen op het mobiele station.
verloren gegane of onbetrouwbaare informatie wordt zo tijdig ververst.
Attach operation
View cardView card503 5CA 453 114
A.M. VELDERSA.M. VELDERSexpir: 4-10-1998expir: 4-10-1998
GOLDGOLD
NetworkMobieleDienstenCentrale
VLR
Mobile wordt actief
Attach operation
Mobile Station wordt actief. Mobile vraagt om een radiokanaal en verstuurt de
location update request message naar de BTS. De BTS stuurt deze boodschap door naar de VLR.
DETACH OPERATION
View cardView card503 5CA 453 114
A.M. VELDERSA.M. VELDERSexpir: 4-10-1998expir: 4-10-1998
GOLDGOLD
NetworkMobieleDienstenCentrale
VLR
Mobile wordt inactief
DETACH OPERATION
Mobile Station wordt uitgeschakeld. MS verstuurt een IMSI detach indication message
naar de BTS. Het Basisstation verstuurt deze boodschap door naar
het VLR waar geregiseerd staat dat het mobile station geen oproepen kan ontvangen.
reflectedpath
line ofsight path
Handover criteria
Signal strength. Bit Error rate. Distance.Power budget.
Variaties in de signaalsterkte
Macroscopic. Microscopic.
Macroscopic signal strenght fading
veroorzaakt door: hoogte verschillen in het landschap. shadowing and bending van signalen. verloopt via een logaritmische curve. andere namen zijn: local mean, long term of log
normal fading.
Macroscopic signal strenght fading
Afhankelijk van: Antenne hoogtes van Basis Transmit Station en
Mobile Station. Frequency. Afstand. Omgevings omstandigheden.
Microscopic Signal Strenght Fading
het mobiele station beweegt en ondervindt variaties, doordat signalen via verschillende transmissie wegen worden ontvangen.
andere benamingen: multipath, short-term of Rayleigh fading.
GSM 900 DCS 1800Uplink band
Downlink
Channel spacing
Total # channels
Duplex spacing
# Time slots
890-915 MHz 1710-1785 MHz
935-960 MHz 1805-1880 MHz
200 kHz 200 kHz
124 374
45 MHz 95 MHz
8 8
Voordelen van digitale transmissie
betere spraak kwaliteit. afluisteren is niet mogelijk. effectief gebruik van de beschikbare bandbreedte. niet gevoelig voor interferentie ISDN Compabiliteit. verschillende drager- en aanvullende- diensten zijn
mogelijk.
Vermogensklassen van mobiele stations
GSM 900 W(dBM) DCS-1800 W(dBM)class
12
345
1(30)
0,25(24)
4(36)
8
5
2
0.8
-
--
vermogensklassen van basisstations
Class GSM 900 W DCS-1800 W1 320 202 160 103 80 54 40 2,55 20 -6 10 -
7 5 -
8 2,5 -
GSM 900 /DCS 1800 Radio link
Access method TDMAModulation method GMSKRF channel spacing 200kHz
Voice circuits per carrier 8Gross bit rate 271kbit/s
Spectral efficiency 1.35 bit/s/HzSpeech coder rate 13kbps
Error proteced coded speech 22.8kbpsOverhead 11.1kbps
Analoge toegang
Eerste generatie systemen. Single channel per user concept. FDMA- Frequency Division Multiple Access. Nordic Mobile Telecommunication (NMT) in
Nederland. Beschikbare spectrum is verdeeld in kanalen A, B,
C, D.
Analoge Toegang
Tijdens de verbinding heeft de gebruiker een compleet kanaal van 25 kHz tot zijn beschikking.
De modulatie kan digitaal of analoog zijn. Meestal, digitale signalering met analoge FM
gemoduleerde spraak.
Digitale Toegang
Tweede generatie systemen. Gebruiker krijgt gedurende een korte tijd toegang tot
de frequentie. Gedurende die tijd kan de gebruiker met een hoge
snelheid gegevens versturen. (traffic burst.) Betere benutting van het beschikbare frequentie
spectrum.
Time Division Multiple Access
Tweede generatie systemen. Toegepast in GSM- 900 en DCS-1800 systemen. De gebruiker moet de frequentie delen met zeven
andere gebruikers. Totaal acht tijdsloten per frequentie.
GSM 900 Uplink Band
012
34
56
7
890 Mhz
TDMA4.615ms
891 Mhz
200 kHz
TDMA principe
8 fysieke kanalen per RF drager (8 tijdsloten). elke drager heeft een bandbreedte van 200 kHz. 1 tijdslot per gebruiker per TDMA frame ( voor
spraak, data, signalering). de tijdsduur van een tijdslot bedraagt 577 microsec.
TDMA principe
• elk TDMA frame duurt 8 maal 0,557= 4,615 ms• Tussen de zend- en ontvangst frequentie zit een
tussenruimte van 45 MHz.• Bij Freqentie Hopping verandert de zend en
ontvangstfrequentie voor elk opeenvolgend tijdslot.
Fysieke kanalen
Een fysiek kanaal wordt gedefineerd door: de frequentie. – 124 duplex frequenties voor GSM- 900.– 374 duplex frequenties voor DCS-1800. het gebruikte tijdslot behorend bij die frequentie. – 8 tijdsloten per frequentie
Maximaal aantal kanalen
Bereken het maximaal aantal kanalen bij GSM en DCS 1800.
Antwoord
GSM : 124 maal 8 = 992 kanalenDSC 1800 : 374 maal 8 = 2992 kanalen
Aantal gespreken per basisstation
Bereken het aantal gebruikers dat via een basisstation met 5 frequentie’s kan bellen.
Antwoord
5 maal 8 = 40 gebruikers
Logische kanalen
Een logisch kanaal maakt gebruik van het fysieke kanaal om een bepaalde soort informatie te transporteren.
De meest voorkomende logische kanalen zijn Traffic channels en Control channels.
van source data naar digital radio transmissie
Coding - omzetten van de basis data signalen zodat deze beschermd worden en over de radiotransmissieweg verstuurd kunnen worden.
Modulatie - omzetten van de fysieke vorm van het signaal zodat het over de radioweg getransporteerd kan worden.
Codering
Spraak codering en decodering Kanaal codering Bit interleaving Encryptie Mulptiplexing
Radio transmissie
Coding Modulatie
De-modulatie
Decoding
Information input
Information output
Zender
Ontvanger
Spraakcodering
FM modulator
ADC
3 kHz
Filter
Filter
Filter analysis
Coding
64 kbit/sA- law
Analoge FM modulatie
Telefonie PCM
Lineare predictive coding
Voice parameter bits
13kbit/s
Speech phonemes
Phonemes - elementaire geluiden/klanken. 30 - 50 verschillende soorten Phonemes. aantal Phonemes is afhankelijk van de soort taal. maximaal 10 Phonemes per sec.
Wat is de minimale bitsnelheid voor spraak?
Vraag?
Antwoord:
Maximaal 50 Phonemes - 6 bits zijn nodig voor de codering- 64 mogelijkheden.
Sneheid van spreken - 10 Phonemes per seconde
Bitsnelheid = 6 bits * 10Ph /sec = 60 bit/sec.
Dit signaal is verstaanbaar, niet herkenbaar!
Speech Produktion Model.
methode voor de reproduktie van spraak. gebaseerd op Phonemes. maakt gebruik van een beperkt aantal. parameters
nodig voor verstaanbaarheid. gedurende een bepaalde periode 10-30 msec zijn
deze parameters constant. voorspelling van de waarde van een parameter is
mogelijk. (Linear Prediction Coding)
Parameter Coding.
Alleen een beperkte hoeveelheid informatie (de parameters) wordt meegestuurd.
De benodigde transportcapaciteit is 1 - 3 kbit/s. De decoder maakt gebruik van het speech
production model. De spraak is verstaanbaar maar niet herkenbaar.
Waveform Coding
De spraak-sinusvorm wordt zo goed mogelijk overgebracht.
De bandbreedte bedraagt 3100 Hz De signaal/ruis verhouding is beter dan 30 dB Bitrate tussen 24 kbit/s - 64 kbit/s.
Hybride codering.
Combinatie van Wavevorm codering en Parameter codering.
Wordt in GSM/DCS 1800 toegepast.
Soorten codering
2 4 8 13 16 32 64
GSM/DCS Full Rate
wavevormhybride codingparametercoding
syntheticquality
Telefoniequality
Communication
quality
Spraak codering in het Basisstation
8 bit A lawto13 bit uniform
104 Kbit/s uniform8000 samples
RPE-LTPspeech encoder
RPE-LTPspeechdecoder
13 Kbit/s
13 Kbit/s13 bit uniformto8 bit A law
64k
64k
104 K
104 K
Channel codinginterleavingencryption
Speech Coding in het Basis Station
64 kbit/s PCM Alaw wordt omgezet in een lineaire 13 bit per sample bitstroom (104 Kbit/s)
104 Kbit/s stroom wordt toegevoerd aan de regular pulse excitation - long term prediction.
blokken van 160 samples (2080 bits) per 20 msec
Speech Coding in het Basis Station
De RPE-LTP coder zet de 2080 bits per 20 msec om in 260 bit/s per 20 msec.
van deze 260 bit/s zijn :– 182 Class I bits, deze bits worden voorzien van
protectie tegen transmissiefouten op de radiolink.– 78 Class II bits, die zonder bescherming
overgestuurd worden.
Speech Coding in het Basis Station
In de Discontinuous Transmission mode wordt elke 480 msec een spraakblok verstuurd, dat comfort-ruis bevat.
Vraag:
Het kan voorkomen dat de omzetting van 64 kbit/s naar 13 kbit/s in de Basis Station Controller of in de Mobile Service Controller plaatsvindt. En niet in het Base Transciever Station
Wat is hier het voordeel van?
Antwoord.
De besparing van transportcapaciteit! 8 fysieke kanalen van het A - bis worden in 3 PCM
30 tijdsloten verpakt.
Speech coding in het Mobiele Station
LPF ADC RPE- LTP speech encoder
LPF ADCRPE-LTPspeech decoder
Spraak
Spraak
13Kbit/s
13Kbit/s
104 Kbit/s
104 Kbit/s
Speech coding in het Mobiele Station
Het spraaksignaal wordt voor transmissie via een laag doorlaat filter aan een lineaire 13 bit analoog/digitaal omzetter met een sample frequentie van 8000 Hz toegevoerd.
het uitgangssignaal is een 104 kbit/s signaal. de RPE-LTP maakt hiervan een 13 kbit/s signaal
Channel Coding
260 data bits elke 20 msec. Protection voor Class I bits 196 bits elke 20 msec. Totaal 456 bit/s elke 20 msec. Wat is de transmissie snelheid op de lijn?
Channel Coding
456 bits * 1000/20 = 22,8 kBit/s.
Bit interleaving
Burst B114 bits
Blok N456 bits
Blok N + 1456 bits
Blok N + 2456 bits
Burst B + 7114 bits
Bitinterleavingover 8 bursts
57 57 5757
Burst B116 bits
Burst B + 7116 bits
Encrypt and addstealing bits
Add overheadbits
Burst B148 bits
Burst B +7148 bits
Multiplexin TDMA
Bit Interleaving
456 bits datablok verdeelt over 8 subbloken van 57 bits.
even bits over 4 subbloken oneven bits over 4 subbloken 2 subblokken van verschillende datablokken worden
samen gevoegd tot een data burst van 114 bits.
Bit Interleaving
De subblokken met even bits in de Bursts B, B+1, B+2 en B+3.
De subblokken met oneven bits in de Bursts B+4, B+5, B+6 en B+7.
De databursts worden in de tijdsloten gemapped.
Bit Interleaving
Fouten worden verspreid. Complete data blokken worden niet vernietigd. Door de CRC fout protectie bits kunnen kleinere
fouten worden gecompenseerd.
Bit Interleaving
Beperkt tot 8 subblokken voor spraak/data. Beperkt tot 4 subblokken voor signalering.
Bit Interleaving
looptijd vertraging wordt anders te groot. wachttijd in de ontvanger op subblokken. samenvoegen van datablokken in de ontvanger.
Data Encryptie
Zender OntvangerTDMAframenumber
A5 A5
= 1 = 1
144 bitscipher block
144 bitscipher block114 bits
data blok Channel
Key Kc64 bits
Key Kc64 bits
22 bits
Ex of poort
X Y Z
= 1
0 0 0
110
1 0 1
1 1 0
Burst types
Normal Burst (NB)– Bevat informatie van Traffic en Control Channels.
Behalve RACH. Dummy Burst.– Wordt verstuurd indien er geen data aanwezig is.
Burst types
Access Burst (AB).– voor mobiele stations om toegang te krijgen tot een
RACH– gebruikt na handover. Frequency Correction Burst.– bevat het FCCH.– zorgt voor de synchronisatie van de zend-frequenties
van de Mobile stations ten opzichte van de Basisstations.
Burst types
Synchronisation Burst.– bevat het SCH.– bevat het TDMA frame nummer.– bevat de basis station identity code.– zorgt voor de frame synchronisatie.
Burst types opbouw
Training sequence van 26 bits
Encrypted Information van 57 + 1 Bit
Tail Bits (3) Tail Bits
Guard periodStealing flag bits
156,25 bits8,25 bits
Burst Types Opbouw
Training sequence - vast patroon, bekend bij het basisstation en het mobiele station.
Het mobiele station kan hier mee verstor-ingen op de transmissieweg voorspellen en corrigeren
26 bit patroon.
Burst Types Opbouw
Encrypted bits, dit zijn de voor de gebruiker nutige bits, waarmee spraak, data etc. kan worden getransporteerd.
Tail Bits, dit zijn de begin resp. eind vlagen.
Burst Types Opbouw
Guard period (GP) - noodzakelijk voor :– het aan-resp. uit schakelen van de transmitter.– voor en na de burst dient het zendniveau nul te zijn. – Dit voorkomt “overspraak” op andere kanalen.
Burst Types Opbouw
Stealing flag bits - het gebruik van informatie bits voor signalering.
Door deze stealing bits kan de ontvanger onderscheid maken tussen data en signalerings informatie.
Deze stealing bits Hj en Hu geven resp. het begin en het einde van het FACCH aan.
Burst opbouw
Training sequence van 26 bits
Encrypted Information van 57 + 1 Bit
Tail Bits (3) Tail Bits
Guard periodStealing flag bits
156,25 bits8,25 bits
De Tial Bits
? Vraag: Geven de tailbits de soort burst aan?
Antwoord: de tailbits zijn altijd het zelfde, (0,0,0).
Synchronisatie Burst
? Vraag: Is de data in de synchronisatie burst versleuteld?
! Antwoord: Ja. Het framenummer is nodig voor de ontcijfering van de data die vercijferd over de lijn worden verstuurd.
G.P.S. navigatiesysteem
Global Positioning System (G.P.S) Netwerk voor doorgifte van: Positie op aarde. Hoogte ten opzichte van aardopervlakte. Hoogte ten opzichte van het zeeniveau.
G.P.S. navigatiesysteem
GPS wordt gebruikt voor: Militaire toepassingen. ( Departement of Defense) Geologische toepassingen. Lucht/Scheepvaart. Transport ondernemingen. Recreatie.
G.P.S. navigatiesysteem
Het GPS bestaat uit: Ruimte segment. Controle segment. Gebruikers segment.
Ruimte segment
Constellatie van 21 satellieten. Drie reserve satellieten. (actief) Gebruiker ziet altijd minimaal 5 satellieten.
Ruimte segment.
Satellieten versturen een spread spectrum signaal met een bandbreedte van 1 MHz.
Zendfrequenties zijn resp. 1575,42 Mhz en 1227,6 Mhz.
Tweede frequentie alleen voor de militaire modus.
Controle Segment
Grondstation op Air Force Base in Colorado. Grondstation geeft de correcties voor de positie en
de klok in de satelliet door.
Gebruikerssegment
GPS ontvangers minimaal vier satellieten moeten gezien worden. Ontvanger zet informatie van vier satellieten om
hoogte, lengtegraad en breedtegraad, snelheid en tijd.
Ontvanger kan bestaan uit PCMCIA kaart.
Nauwkeurigheid GPS
Standard Postioning System (SPS) Nauwkeurigheid tot 100 meter in het horizontale
vlak. Civiel gebruik.
Nauwkeurigheid GPS
Precise Positioning Systems (PPS). Nauwkeurigheid van 17,8 meter Militaire toepassingen. Extra informatie ten opzichte van Standard
Positioning System. ( vercijferd ) Ontcijfering met hulp van geheime sleutel.
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
DCA 20 (DECT COAX ACCES NETWORK)
CableDECT
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
Overzicht presentatie Inleiding DRA 1900 & DCA 20 DECT techniek Netwerkonderdelen
RSNM RNC DAN CNTU & PCU
Foutzoeken Vragen & Afsluiting
Voor vragen en opmerkingen:telefonisch: toestel 225 (015-2569284) / e-mail: [email protected]
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
DECT
DIGITAL
ENHANCED
CORDLESS
TELECOMMUNICATIONS
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
Eigenschappen...
Kwaliteit minimaal gelijk aan bestaande telefoonlijn Goede encryptie en authenticatie. Automatische frequentie-verdeling. Zowel data als spraak overdracht. Robuust!
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
Bestaande technologie ...
Draadloos telefoon systeemDCT 900 Freeset (CT3) 1991
Draadloos telefoon systeemDCT 1800 Freeset (DECT) 1993
DECT Radio Access SystemDRA 1900 (DECT) 1995
Cable Access System DCA20 (DECT) 1997
de vierde generatie
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
DRA 1900
RNC
Radio NodeController
LELocal
Exchange DANDECT Acces Node
RSNMRLL Sub-Network
Manager
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
PCU
FAUFixed Access
Unit
PowerConnector
Unit
DRA 1900
220V
NAARDAN
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
DRA 1900
F0: 1897,344 MHz F5: 1888,704 MHzF1: 1895,616 MHz F6: 1886,976 MHzF2: 1893,888 MHz F7: 1885,248 MHzF3: 1892,160 MHz F8: 1883,520 MHzF4: 1890,432 MHz F9: 1881,792 MHz
FREQUENTIE INDELING
formule: 1897.344 MHz - n x 1,728 MHz (0 =< n < 9)
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
DCA 20
RNC
Radio NodeController
LELocal
Exchange
DAN
RSNMRLL Sub-Network
Manager
DAN
WKC
WKC
Utrecht
TerminalWoerden
Leidschendam
CATV
CATV
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
PCU
CNTUCable NetworkTerminator Unit
PowerConnector
Unit
DCA 20
220V
Radio/TV
AOP
CATVNETWERK
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
DCA 20
F0: 22,464 MHz F5: 13,824 MHzF1: 20,736 MHz F6: 12,096 MHzF2: 19,008 MHz F7: 10,368 MHzF3: 17,280 MHz F8: 8,640 MHzF4: 15,552 MHz F9: 6,912 MHz
FREQUENTIE INDELING
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
DCA 20 SPECIFICATIES
RF draaggolven 22,464 MHz - n x 1,728 MHz (0 =< n < 9)Frequentieband 5 - 23 MHzFrequentie stabiliteit ± 25 ppm (crystal controlled)Aantal draaggolven 10Modulatievorm GMSK (Gaussian filtered Minimum Shift Keying)Draaggolf afstand 1,728 MHz‘Access’ Methode TDMA / TDDTDMA frame lengte 10 msAantal sloten per frame 24 (12 full duplex)TDMA slot lengte 0,417 ms (= 10 ms / 24 sloten) TDMA bits per slot 480 (spraak: 320 bits & overhead 160 bits)Bit Rate 1152 kbit/s (= 480 bits / 0,417 ms)Total aantal kanalen 120Spraak Codering 32 kbit/s ADPCM
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
DECT
Gebruikt een radio spectrum van 20 MHz. Totaal 10 draaggolven
(BW: 1,728 MHz / draaggolf). Elke draaggolf is verdeeld in 12 duplex tijdsloten
voor 12 gelijktijdige gesprekken. Met 10 draaggolven maximaal 120 gelijktijdige
gesprekken.
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
DECT beschikbare kanalen
TDMA (Time Division Multiplex Access)
Frequentie-domein
draaggolven
10
12tijdsloten
Tijddomein
10 draaggolven x 12 tijdsloten=120 full duplex kanalen
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
DECT frame structuurF0F9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20 21 22 23 24
10 ms
spraak / datasignaleringsynchronisatieerror
controlguardband
aantalbits 32 64 320 8 56
transmissie basis naar handset transmissie handset naar basis
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
OPBOUW DECT interface TDMA FRAME
Tijd (seconden)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 3 5 7 9 94 96 98 100
TDMA frames: 10 ms elk
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
TDMA frame: 2 x 12 kanalen
DAN zend-tijd CNTU zend-tijd
synchronisatie signalering spraak / data controle guard space
Informatie overdracht (aantal bits)
32 64 320 8 56
480 bitsdatasnelheid: 1152 kbit/s
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
PCMPulse Code Modulatie
Voordelen:• Storings ongevoelig• Goedkope elektronica
Nadelen:• Synchronisatie benodigd• Meer bandbreedte nodig
• analoge spraak = 4.000 Hz• digitale spraak = 64.000 Hz
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
PCM proces
Bemonstering Kwantificatie Codering Decodering Filtering
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
PCM Bemonstering
Bemonsterings-frequentie : 4000 x 2 = 8000 Samples/sec.
Maximaal256 Niveau’s
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
PCM Kwantificatie
256
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
PCM Codering
256
1100
1000
1101
0010
1100
1000
1101
1100
1101
0010
0101
1010
0101
1010
0111
1000
0111
1000
0101
1010
1010
0000
200210
90
120
220
120
90
210
200
90
160
8 bits getal x 8000 samples/sec. = 64 000 bit / s = 64 kbit / s = één PCM slot
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
A DPCM
n
ADAPTIVE: VERTICALE AS WORDT AANGEPASTAFHANKELIJK VAN HET SIGNAALNIVEAU
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
A D PCM
n
+20-25 +25
-20
-20+25
-25+20
TIJD
DIFFERENTIAL: ALLEEN VERANDERINGENWORDEN VERZONDEN
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
PCM-frame
32 PCM gecodeerde kanalen (64 kbit/s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 15 16 17 18 19 26 27 28 29 30 31
01010100001011010001111101011011
SYNC.ALARM
SIGNALERING
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
ADPCM-frame
64 PCM gecodeerde kanalen (32 kbit/s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 15 16 17 18 19 60 61 62 63
01000101
01110011
SYNC.ALARM
SIGNALERING
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
PAUZE !
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
2 Mbit/s Interface30 gecodeerde spraak/data kanalen
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 29 30 31
SynchronisatieAlarm
Abonnee 33 40 86
Abonnee 33 40 82
Abonnee 33 40 78
Data(signalering)
CCITT G.703 / G. 704
Abonnee’s :Kanaal 1 - 15Kanaal 17 - 31
RNC naar Local ExchangeRNC naar Local Exchange
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
RNC naar DAN
0 1 2 3 4 5 6 16 31
SynchronisatieAlarm
Eerste gesprek
Tweede gesprek
Derde gesprek
Data(signalering)
Gesprekken :Kanaal 1 - 15Kanaal 17 - 60
1 3 5 7 9 11 58 60
ADPCM
2 Mbit/s Interface 60 gecodeerde spraak/data kanalen
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
Capaciteit Netwerkonderdelen
• 1 RSNM 128 RNC’s.
• 1 RNC 600 gesprekken.(1 - 8 DAN’s)
• 1 DAN 72 gesprekken (12 per RFP-kaart).60 gesprekken (2 Mbit verbinding).
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
RSNM
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
RSNM Management systeem
UTRECHT
RIJSWIJK WOERDEN
2 Mbit link
SWITCHNORTEL
RNC
(2 Mbit/s)
V.5.1
Terminal Server
SDH NETWERK
Terminal ServerTerminal Server
CNTUprogramming
CNTUprogramming
V.24 V.24
X-TERMINALX-TERMINAL
DAN
DAN
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
RNC
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
WKC10 (Leidschendam)
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
DAN CONFIGURATIE
RFP 6
RFP 5
RFP 4
RFP 3
RFP 2
RFP 1
LO
3 x MIXER
3 x MIXER
NCU-CB
NCU-BI
6x 5/23 MHz
1880 - 1900 MHz
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
Blokschema CNTU
PLL LO
G=13dB
Demodulator
110.592 MHz
100,8 MHz
RX
TX
5 / 23 MHz
G=33dBCATV
RADIO/TV
46/862 MHz
5/862 MHz
9,792 MHz
DATA
107.712-123.264
117.504-133.056
115-120 dBuV
Modulator
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
CNTU
De authenticatie code (16 bytes) vormt met een random getal de controle voor het opzetten van een gesprek.
Bij eerste inmelding ontvangt de CNTU een Portable Technical Number (PTN) welke wordt gebruikt voor het opzetten van gesprekken.
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
Inkomend gesprek: van local exchange naar CNTU
RNCLocal Exchange
RSNM DAN
CNTUDAN
inkomend gesprekuitzenden PTN van opgeroepen CNTU
kanaal verzoek
kanaal toekenning
authenticatie verzoek
authenticatie toekenning
belsignaal
opnemen
spraak / data transparante spraak / data
analoogADPCM (gecodeerd)ADPCMPCM
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
Uitgaand gesprek: van CNTU naar local exchange
RNCLocal Exchange
RSNM DAN
CNTUDAN
analoogADPCM (gecodeerd)ADPCMPCM
hoorn opnemenkanaal verzoek
kanaal toekennen
authenticatie verzoek
authenticatie toekennen
opnemen
kiestoon
nummer kiezen
spraak / data transparante spraak / data
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
Foutzoeken
Abonnee Klantenservice FNB Monteur
Ik kan de telefoon niet gebruiken
Controle m.b.v. foutdiagram
Ik kan nog steeds de telefoonniet gebruiken Foutmelding Fout
correctie
Probleem opgelost ?
Foutcorrectie
RSNM
Probleem opgelost ?
Foutmelding
Probleem opgelost !
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
CNTU V.2Cable NetworkTerminator Unit
DCA 20
Radio/TVAOP
CATVNETWERK
Versie 2 (1998)
Toekomst: Combinatie van Cable DECT & GSM.
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
AFKORTINGEN
ADPCM Adaptive Differential Pulse Code ModulationCDAN Cable DECT Access NodeCDCS Continious Dynamic Channel SelectionCDMA Code-Division Multiple AccessCNTU Cable Network Terminator UnitDECT Digital Enhanced Cordless TelecommmunicationsFAU Fixed Access UnitLE Local ExchangePABX Private Automatic Branch ExchangePOTS Plain Old Telephone ServicePTN Portable Technical NumberPUN Portable Unit NumberRSNM RLL Sub-Network ManagerRNC Radio Node ControllerTDD Time Division DuplexingTDMA Time Division Multiplex Access
Differential- GPS
Dit is een GPS satelliet
Dit is een bekendeplaats
Informatievan satelliet
Informatie vanbekende aardse plaats
Differential- GPS
Gemeten positie via GPS wordt vergeleken met informatie van een bekende locatie op aarde.
per ontvangen satelliet kan een correctiewaarde worden bepaald
Het referentie station geeft de correctie-waarde door naar ontvangers met een D-GPS ingang.
Differential- GPS
Correctie waarden worden doorgegeven via bijvoorbeeld FM zenders. (RDS)
Signaalvertragingen in de tropo- en ionosfeer worden gecorrigeerd.
Nauwkeurigheid van Standard Positioning System plus D-GPS is beter dan Precise Positioning System.
Differential- GPS
D-GPS in combinatie met SPS. nauwkeurigheid van 1 tot 10 meter
D-GPS in combinatie met PPS. nauwkeurigheid van 1 mm tot 1 cm
Technisch ingewikkeld. Kost een paar centen. (maar dan heb je wel wat)
Andere Systemen.
GLONASS GNSS
GLONASS
Russische tegenhanger van GPS. 24 satellieten. 1602 Mhz en 1246 MHz zijn de zend frequenties. Geen verminderde nauwkeurigheid.
GNSS
Global Navigation Satellite System. Onder civiele controle. Drie regionale onderdelen: WAAS (Noord Amerika) MSAS (Japan) EGNOS(Europa)
EGNOS
Operationeel in 2002. geschikt voor GLOSNASS en GPS. commercieele exploitatie
VSAT.
Very Small Aparture Terminal. VSAT. Satellietverbindingen ten behoeve van vaste
verbindingen.
VSAT
Multi-drop verbindingen. Een zender met meerdere ontvangers. Ideaal voor winkelketens om prijslijsten te
verspreiden. Grens overscheidende datacommunicatie is duur.
Analoge standaarden voor cordless telefonie
CT O CT 1 CT 1 plusFreqenctieband 1,6/47 914-916Mhz
959-961Mhz885-887930-932
Aantal kanalen 1-8 40 80Bandbreedte niet vast gelegd 4 4Kanaal afstand niet vastgelegd 25 25Toegangsprocedure F D M A F D M A F D M AZend/Ontvangst F D D F D D F D DKanaaltoekenning vast dynamisch dynamischModulatie niet vastgelegd Frequentie modulatie Frequentie modulatieNetopbouw met Cellen Niet mogelijk beperkt beperktHandover nee beperkt beperktMax zend vermogen niet vastgelegd 10 W 10 WBereik meerdere km < 300 m < 300 mCapaciteit 1 gebruiker per systeem 200 E/km2 200 E/km2
Standaarden voor digitale cordless telefonie
CT 2 CT 3 DECTFreqenctieband (M H Z) 864-868 800-1000 1880-1900Aantal Kanalen 40 32/64 120Bandbreedte 4 8/4 20Kanaalafstand 100 1000 1728Toegangsprocedure F D M A F D M A/ T D MA F D M A/T D M AKanaal toewijzing Dynamisch Dynamisch DynamischDuplexkanaal per drager 1 8 12Datarate (kbit/s) 72 - 1152Modulatie G F S K G M S K G M S KSpraakcodering A D P C M A D P C M A D P C MCelullare opbouw JA JA JAHandover JA JA JAMaximaal zendvermogen 10 100 250Bereik <300m <300m <300mCapaciteit 500 E/km2 50000E/km 50000E/km
Rob Goerres CASEMA CONSULTING 1997
Afsluiting presentatie ...
Vragen of opmerkingen ?