pokretna telefonska mreža vrste službi i način rada ...mafpz.fpz.hr/~kavranz/pdf/23.pdfplaniranje...
TRANSCRIPT
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
Vrste službi i način rada pokretnih mreža
⁄Pokretni sustavi osiguravaju: jednosmjerne ili
⁄ dvosmjerne veze između baznih postaja i onih u
⁄ vozilima ili rukama pješaka.
⁄Jednosmjerne veze služe za selektivno pozivanje osoba uz mogućnost odašiljanja
kratkih obavijesti.
⁄Dvosmjerne veze rabe se za javni promet ili veze unutar pojedinih službi (policija,
elektroprivreda, željeznica, poduzeća za ceste...)
⁄Pokretne veze u javnim mrežama moraju osigurati dupleksni rad.
⁄FDD (eng. Frequency Division Duplex) – dupleksna veza pomoću dva radio kanala
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
⁄APOC (eng. Advanced Paging Operators Code), koji je izradila tvrtka Philips,
⁄FLEX, koji je izradila tvrtka Motorola, te
⁄RDS (eng. Radio Data System), koji je 1984. godine izradila EBU (eng. European
Broadcasting Union), a 1990. godine odobrio komitet CENELEC (eng. Comite European de
Normale Electrotechnique).
⁄ERMES (eng. European Radio Message System), 1994., prva realizirala Francuska.
Proširenjem ERMES sustava izvan granica Europe, kratica standarda je preimenovana u
Enhanced Radio Message System, odnosno napredni sustav za radio poruke.
⁄ERMES - VHF frekvencijsko područje 169.4 MHz do 169.8 MHz, koji je podijeljen na
šesnaest odvojenih kanala širine 25 kHz.
⁄Paging signal određene frekvencije se simultano emitira sa svih temeljnih radio postaja.
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
TELE
FON
SKI P
RIS
TUP
NET
ELEF
ON
SKI P
RIS
TUP
IZRAVNIPSTNPLMNISDN(TAU)
NEIZRAVNIPSTN(OAS)
PSPDNINTERNET
(GWU)
PRIS
TUPN
I PO
DSU
STAV
I
CENTAR
PNC PAC
OMC
BILLING
DISTRIBUCIJSKAMREZA
(DN)
IZNAJMLJENIVODOVI
TEMELJNAPOSTAJA
BS-1
TEMELJNAPOSTAJA
BS-3
TEMELJNAPOSTAJA
BS-2
DRUGE ERMES MREZE
64 kb/s 64 kb/s
⁄PSTN – Public Switched Telephone Network (javna komutirana telefonska mreža),
⁄PLMN – Public Land Mobile Network (javna zemaljska pokretna mreža),
⁄TAU – Tele Access Unit (pristupna jedinica), OAS – Operator Assisted Service (služba za prijem poziva),
⁄PSPDN – Packet Switched Public Data Network (javna komutirana paketska mreža za prijenos podataka),
⁄GWU – Gate Way Unit (jedinica ulaza), PNC – Paging Network Center (centar pagerske mreže),
⁄PAC – Paging Area Controller (kontrolnik paging područja),
⁄DN – Distribution Network (distribucijska mreža), OMC – Operation and Maintenance Center (centar za upravljanje
i održavanje),
⁄BS – Base Station (bazna postaja), BSC – Base Station Controller (kontrolnik temeljne postaje), te
⁄BST – Base Station Transmitter (odašiljač temeljne postaje),
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
⁄Struktura dvosmjerne pokretne mreže
VLR
ISDN
PSPDN
CSPDN
PSTN
PLMN
AUCHLR
GMSC
EIR
MSCBSC BTS
MS
KOMUTACIJSKI SUSTAV
SS
BS
TEMELJNAPOSTAJA
POKRETNAPOSTAJA
PSPDN – Packet Switched Public Data Network - Javna mreža za prijenos podatka sa komutacijom paketaCSPDN – Circuit Switched Public Data network – Javna mreža za prijenos podataka sa komutacijom kanalaPSTN – Public Switched Telephone Network – Javna komutirana telefonska mrežaPLMN – Public Land Mobile Network – Javna zemaljska pokretna mrežaSS – Switching system – Komutacijski sustav GMSC – Gateway MSC – Pristupni komutacijski centar za pokretne komunikacijeMSC- Mobile Switching Center – Komutacijski centar za pokretne komunikacijeHLR – Home Location Register – Registar podataka o domaćim pretplatnicimaVLR – Visitor location Register – Registar podataka o gostujućim pretplatnicimaAUC – Authentication Center – centar za provjeru vjerodostojnostiEIR – Equipment Identity Register – Registar identiteta mobilne opremeOMC – Operation and Maintenance Center – Centar za eksploataciju i održavanjeBS- Base Station – Temeljna (radio) postaja BSC – Base Station Controller – Kontroler surađujućih temeljnih radio postajaBTS – Base Transciever Station – Primopredajnik temeljne radio postaje MS – Mobile Station – Pokretna postaja
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
⁄Djelotvornost mobilnog radiosustava
TPS ηηηη ⋅⋅=
⁄Gdje je : spektar (S), prostor (P) i vrijeme (T)
ffi
S ∆∆
=η ⁄(odnos širina kanala referentnog i promatranog sustava)
2
0
=
DDi
Pη ⁄(D – razmak istokanalnih baznih postaja)
1
1
iT η
ηη = ⁄(omjer prosječnog prometa u glavnom satu koji se može
ostvariti jednim radiokanalom u promatranom i referentnom
sustavu)
nA
=1η
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
Wa
=η
⁄Gdje je: a-površinska gustoća prometa
⁄ (ukupan promet u grozdu kroz površina grozda)
⁄W-ukupan spektar kojeg zauzima sustav
⁄ (ukupan broj kanala u jednom grozdu pomnožen sa širinom
kanala)
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
⁄Propusna moć sustava ovisi o:
• spektru i polarizaciji elektromagnetskog vala,
• prostoru i vremenu u kojem se odašilje poruka i
• vrsti modulacije ili koda
⁄Načini višestrukog pristupa:
• FDMA (Frequency Division Multiple Access) – pojedinom sudioniku dodjeljuje se
određeni frekvencijski pojas
• TDMA (Time Division Multiple Access) – pojedinom sudioniku dodjeljuje se određeni
vremenski interval
• CDMA (Code Division Multiple Access) – pojedinom sudioniku dodjeljuje se jedan kod
• SDMA (Space Division Multiple Access) – pojedinom sudioniku dodjeljuje se određeni
prostor
• PDMA (Polarization Division Multiple Access) – sa dva para ortogonalno polariziranih
antena može se uspostaviti veza sa sudionicima na istom području u istom
frekvencijskom pojasu
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
⁄SDMA tehnika rabi se u pokretnim mrežama sa velikim brojem zona (ćelija)
⁄Poboljšanja u primjeni SDMA tehnike:
• uporaba mikro ćelija u kojima bazne postaje imaju vrlo malu snagu (oko 3mW)
• uporaba makro ćelija za signalizacijske kanale (prekrivaju veliki broj mikro ćelija)
• uporaba sektoriziranih ćelija
pravilan šesterokut dijeli se na dva(180°), tri (120°) ili šest (60°) sektora sa
usmjerenim antenama
• uporaba aktivnih antena (mogućnost prostornog praćenja pokretne postaje
elektroničkim pomicanjem glavne latice)- mogućnost višestruke uporabe istog fizičkog
kanala unutar iste ćelije
• uporaba CDMA tehnike kod koje dvije susjedne ćelije mogu imati isti radiokanal
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
Oblik ćelija
a) istostranični trokut b) kvadrat c) šesterokut
22 babaN ++=⁄Grozd ćelija – skup ćelija
unutar kojeg se svaki kanal
pojavljuje jedanput ⁄a,b=cijeli brojevi ili 0
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
• troćelijska struktura
• oblik šesterokuta
⁄4/12 3/9
⁄Skupina ćelija (cluster)
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
⁄Problemi radio prijenosa
⁄Path loss (gubitak puta) – L
22 fdL ⋅≈
⁄Fading (zamiranje signala) – Log normal
⁄ - Rayleigh (multipath)
⁄ - Total
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
⁄Rx jakost signala ovisno o udaljenosti od BTS Tx antenskog sustava
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
⁄PCM (eng. Pulse Code Modulation)
• uzimanje uzoraka
• kvantiziranje
• kodiranje
⁄Multipleksiranje 32 kanala (32 x 8 x 8000)
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
Koncept kanala
Logički kanali: Prometni kanali TCH
0 1 2 3 4 5 6 7
TS0 TS7
7 6 5 4 3 2 1 0
Pokretni radiotelefon (PRT)
TS1
Temeljna radiopostaja (TRP) Kontrolni kanali
⁄Fizički kanal
⁄downlink
⁄uplink
Prometni kanali TCH (eng. Traffic Channel) prenose kodirani govor ili korisničke podatke.
Kontrolni kanali prenose signalizacijske i sinkronizacijske podatke, a mogu se podijeliti na:
-kanale koji prenose sinkronizacijske i sistemske informacije (npr. identitet bazne postaje),-zajedničke kontrolne kanale za svrhu prozivanja i dostupa sustavu pokretnih telefona, te-namjenske kontrolne kanale, dodijeljene na upotrebu određenim pokretnim telefonima; ti se kanali koriste u fazi uspostave veza, za prijenos rezultata mjerenja jačine signala od pokretnog telefona i za signalizaciju prilikom preuzimanja veze.
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
Usporedni pregled karakteristika sustava NMT i GSM
Tehnička karakteristika
NMT-450 GSM-900
Način prijenosa analogni digitalni Frekvencijsko
područje pokr. telefon-tem.
postaja tem. postaja-pokr.
telefon
oko 420 MHz(450) 411,675-415,850
MHz 421,675-425,850
MHz
oko 900 MHz 890-915 MHz 935-960 MHz
Broj kanala 168 (180) 124x8=992 Razmak kanala 25 kHz 200 kHz Širina kanala 300-3000 Hz 300-3400 Hz (64kb/s)
Snaga predajnika temeljne radio
postaje
50 W 25 W
Razmak temeljnih radio postaja
15-40(25) km 2-18(10) km
Snaga predajnika pokretnog telefona
Ugrađeni ili prijenosni 15 - 20 W
Ugrađeni 5 - 8 W Ručni (handy)
0.8 - 2W
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
Način korištenja nosećih frekvencija u pojedinim sustavima pokretne telefonije
Frequency DivisionMultiple Access FDM
a. NMT
Time Division MultipleAccess TDMA
b. GSM
7 6 5 4 3 2 1 0
0 1 2 3 4 5 6 7
TS0 TS7TS1
fN+45 MHZ
fN
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
Frekvencijsko područje rada sustava GSM
890
Predajni pojas MS
915 935
Predajni pojas BS
960uzlazni snop silazni snopMHz
Dupleksni razmak 45 MHz
25 MHz
Kanal1
200 kHz
Kanal124
25 MHz
Kanal1
Kanal124
1930-19901805-1880925-950935-960Dolazni kanal (MHz)
1850-19101710-1785880-905890-915Odlazni kanal (MHz)
1900-PCSDCS 1800EGSMGSM 900
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
Organizacija i numeracija pokretne telefonske mreže
⁄MCC – MobileCountryCode
⁄MNC – MobileNetworkCode
⁄SN - MobileStationIdentificationNumber
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
⁄Kretanje broja korisnika pokretne telefonije u Svijetu
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
1999 2000 2001 2002
Godina
(u 0
00)
11626752002.
940848,82001.
740119,12000.
489961,91999.
⁄Izvor:
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
⁄Gustoća korisnika pokretne telefonije u Svijetu /100
0
5
10
15
20
25
1999 2000 2001 2002
19,072002
15,482001
12,332000
8,321999
⁄Izvor:
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
⁄Kretanje broja korisnika pokretne telefonije u Republici Hrvatskoj
⁄Izvor:
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
1990
.19
91.
1992
.19
93.
1994
.19
95.
1996
.19
97.
1998
.19
99.
2000
.20
01.
2002
.20
03
22966912003.
210000002002.
17550002001.
10330002000.
2950001999.
1920001998.
1205931997.
619751996.
329481995.
216641994.
112391993.
63201992.
20191991.
5001990.
Plan
iran
je T
K m
reža
Kavran
Pokretna telefonska mreža
Gustoća /100 stanovnika
0
10
20
30
40
50
60
1999. 2000. 2001. 2003.
53,272003.
37,72001.
23,092000.
6,591999.