Bežični kom sistemi predavanje 1

5/28/2018 Beini kom sistemi predavanje 1

1/81

1

Beini komunikacionisistemi Predavanje 1

GSM/GPRS/EDGE/3G/HSPA/LTE/IMS

Dr. Dejan Drajic


2/81

2

Pregled postojeih javnih mobilnih sistema

UVOD

2G GSM sistem 2.5G GPRS

2.75G EDGE 3G i HSPA sistemi

LTE sistem

IMS sistemi


3/81

3

Literatura

- Slajdovi sa predavanja

- N. Gospic, I. Tomic, D. Popovic, D. Bogojevic,

Razvoj mobilnih komunikacija: od GSM do LTE

- M. Poikselka, G. Mayer, H. Khartabil, A. NiemiThe IMS IP Multimedia Concepts and

Services Third Edition, Jon Willey & Sons,2009http://hotfile.com/dl/16716269/764b1ad/The_IMS.zip.html


4/81

4

Polaganje ispita

Ispit od 20 pitalica, A, B, C, D princip

odgovaranja, nosi 65% ocene. Duzina trajanja ispita 60 minuta

Izrada seminarskog rada 35 % ocene

Kontakt: [email protected]

[email protected]


5/81

5

Seminarski rad

Izrada rada podrazumeva obradu zadate teme Rad treba da ima 10-15 strana

Rad se brani putem javne odbrane power pointprezentacije koja treba da traje 10ak minuta Odbrana radova pocinje od iduce nedelja pa do

kraja semestra Struktura rada treba da bude sledeca: Naslovna stranu sa logo-om skole, imenom predmeta,

teme i mentora Kratak abstrakt opis sta rad sadrzi Sadrzaj, Uvod, Obradu teme, Zakljucak Spisak koriscene literature


6/81

6

Broj mobilnih pretplatnika u svetu


7/81

7

Evolucija mobilnih komunikacija


8/81

8

Evolucija mobilnih komunikacija

Kljuni pokreta razvoja mobilnih

komunikacija su: konkurentnost- nadograivanje postojeih mrea

u cilju opstanka na sve zasienijem tritu

mobilnih komunikacija servisi- kvalitetnije obezbeivanje postojeih kao i

obezbeivanje novih servisa

cene - vea trokovna efikasnost zaobezbeivanje kako postojeih tako i novihservisa.


9/81

9

Pregled postojeih mobilnih sistema-

Mobilni sistemi Prve Generacije 1G

1981, NMT 450 Nordic Mobile Telephony,

Evropa i Bliski Istok 1983, AMPS Advanced Mobile Phone System,

Amerika / u Japanu je NEC razvio AMPSvarijantu

1985, TACS Total Access CommunicationsSystem, Evropa (Velika Britranija) i Kina

1986, NMT 900 Nordic Mobile Telephony,Evropa i Bliski Istok


10/81

10


Mobilni sistemi Prve Generacije 1G Sistemi AMPS, NMT (Nordic Mobile Telephone) i TACS

poznati su kao mobilni sistemi prve generacije (1G), i sa

njima praktino poinje era prave komercijalne primenemobilnih komunikacija. elijski sistem je podrazumevao potpuno novu

arhitekturu mree, koja se sastoji od vie distribuiranih

baznih stanica koje pokrivaju manje oblasti (od 2 do 40km), a iji predajnici rade sa viestruko manjim snagamai sa antenama na znatno manjim visinama.

Koristi se analogna tehnologija.

Kao tehnika viestrukog pristupa za ostvarivanje vezeizmeu mobilnih pretplatnika i bazne stanice korieno jemultipleksiranje na bazi frekvencijske raspodele kanala(FDMA - Frequency Division Multiple Access).


11/81

11


Mobilni sistemi Prve Generacije 1G

Sistemi prve generacije imali su dosta

nedostataka kao to su: skromne karakteristike u pogledu performansi

analognih sistema, kvaliteta signala, mali kapacitet, nekompatibilnost izmeu pojedinih sistema u

razliitim zemljama itd. ubrzani razvoj doveo je poetkom devedesetih

godina do razvoja sistema mobilne telefonijedruge generacije


12/81

12


Mobilni sistemi Prve Generacije 1G Sistemi 1G se jo uvek koriste u Americi, Kini,

Istonoj Evropi i Rusiji kao i u nekoliko zemalja u

Africi pri emu se najvie koristi AMPS. Sutinsku razliku 2G u odnosu na elijske

sisteme prve generacije predstavlja prenossignala u digitalnoj formi.

Kod 2G, govor je i dalje dominantan servis, alipostoje i neki dodatni servisi, kao to su zatitaprivatnosti poziva i kodiranje korisnikih

podataka, korienje servisa faksa, kratkeporuke (SMS) i prenos podataka. Cene mobilnih korisnikih terminala postale su

znatno nie u odnosu na opremu za 1G.


13/81

13

GSM Global System for Mobile Communications

1982. godine formirana je grupa Groupe Special Mobile ciji jezadatak bio da osmisli i napravi kvalitetan, jeftin i pre svegajedinstven evropski digitalni mobilni sistem.

Standard je razvio ETSI - European TelecommunicationsStandards Institute . Iako je u poetku GSM bio karakteristian za evropske mree,

danas bi sa punim pravom mogli rei da je to standard koji jeosvojio ceo svet

Najrasprostranjeniji sistem (80 % od svih standarda zamobilnu)

GSM je digitalna elijska tehnologija za prenos govornih iservisa podataka na bazi komutacije kola

Jedna od osnovnih prednosti GSM sistema je mogunostmeunarodnog roaminga na osnovu dogovora izmeu GSMoperatera irom sveta

Zasniva se na FDD, FDMA/TDMA


14/81

14

GSM Teritorijalna Pokrivenost (95 %

svetske teritorije)


15/81

15


Mobilni sistemi Druge Generacije 2G

1991, GSM Global System for Mobilecommunication, irom sveta 1991, D AMPS (IS-136) DigitalAdvanced Mobile

Phone System,Amerika

1992, GSM 1800 Global System for Mobilecommunication, irom sveta 1994, PDC Personal Digital Cellular, Japan 1995, IS-95 cdmaOne koji odgovara IS-95

standardu u Severnoj Americi. Ova tehnologija seuglavnom koristi u Azijsko-Pacifikom regionu,Severnoj i Junoj Americi;


16/81

16

Viestruki pristup na bazi frekvencijske

raspodele kanala (FDMA) Viestruki pristup na bazi frekvencijske raspodele kanala se

zasniva na tome da se celokupan raspoloiv frekvencijski opseg

podeli u kanale manje irine. Viestruki pristup korisnika unutar elije se ostvaruje dodelom

razliitih kanala razliitim korisnicima. Kanal je nedostupandrugim korisnicima sve dok se prethodni poziv ne zavri ili dok se

ne izvri hendover procedura. Svakoj mobilnoj jedinici unutarelije dodeljen je skup od dve frekvencije za komunikacijudirektnim i povratnim linkom.

Veliina iskorienog frekvencijskog opsega odreuje kolikoureaja moe da bude opslueno. Tako, na primer 200 kanala uFDMA sistemu moe istovremeno da opslui 100 poziva. Ovatehnologija je koriena u analognim sistemima prve generacije(NMT, AMPS, TACS).


17/81

17

Tehnike viestrukog pristupa


18/81

18

Viestruki pristup na bazi vremenske

raspodele kanala (TDMA) Viestruki pristup na bazi vremenske raspodele kanala je

zanovan na konceptu da korisnici zauzimaju resurse samo u

odreenim vremenskim intervalima. Vremenski interval namenjen odreenom korisniku se naziva

vremenski slot. Vremenski slotovi su istog trajanja i ponavljaju seu pravilnim intervalima.

TDMA omoguava da razliiti korisnici koriste celokupanraspoloivi frekvencijski opseg, ali ne istovremeno. Kada postojivie korisnika oni koriste razliito alocirane vremenske slotove uistom frekvencijskom kanalu.

Bazna stanica kontinualno vri prebacivanje sa jednog na drugogkorisnika unutar kanala.


19/81

19

Viestruki pristup na bazi kodne raspodele

kanala (CDMA)

Viestruki pristup na bazi kodne raspodele kanalapredstavlja tehniku u kojoj svi korisnici koriste ceoraspoloiv spektar svo vreme.

Spektar korisnog signala je znatno ui od ukupnoraspoloivog spektra, i vri se irenje (spreading)

korisnog signala CDMA se naziva i tehnika prenosa signala sa proirenim

spektrom. Faktor irenja SF (spreading factor) sedefinie kao odnos irine frekvencijskog opsega u kojem

se vri prenos i osnovnog frekvencijskog opsega (u komje sadrana informacija) : SF=Bt/Bo


20/81

20

Viestruki pristup na bazi kodne raspodele

kanala (CDMA) Multipleksiranje korisnika se ostvaruje kodnim multipleksom

tako to se svakom korisniku dodeljuje kod. Na osnovu tog

koda se iri spektar. Postoji vie tipova CDMA tehnike, koji se meusobno

razlikuju po nainu irenja spektra. Najznaajnija je DS-CDMA (Direct Sequence CDMA), koja se koristi u UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) mreama.Kod ove tehnike se signal iri mnoenjem sa sekvencomdodeljenog ortogonalnog koda. Bite nakon kodovanjanazivamo ipovi (chip)

Duina emitovane sekvence bita broj ipova koji se emitujeumesto jednog bita odgovara faktoru irenja, tako da je protokipova SF puta vei od bitskog protoka informacionogsadraja.


21/81

21

Frekvencijski opseg GSM-a

Mobilni terminal komunicira sa baznom stanicom putem radiokanala. Tip komunikacije je dupleks, jer je mogu istovremeniprijem i predaja signala, kako na strani mobilnog terminala,

tako i na strani bazne stanice. Dupleks se moe ostvariti kao frekvencijski dupleks (FDD

Frequency Division Duplex) ili vremenski dupleks (TDD Time Division Duplex).

Kod frekvencijskog dupleksa radio kanal se definie kaodvosmerni komunikacioni put koji se sastoji od dvefrekvencije. Jedna frekvencija se koristi za povratni link(komunikacija od mobilne stanice ka baznoj stanici uplink(UL)) dok se druga koristi za direktni link (komunikacija odbazne stanice ka mobilnoj stanici downlink (DL)).

Kod vremenskog dupleksa isti frekvencijski opseg se koristi iza povratni i za direktni link, u razliitim vremenskimintervalima.


22/81

22

Frekvencijski opseg


23/81

23

Frekvencijski opseg

GSM radi u frekvencijskom dupleksu, to znai dasu odvojeno definisani frekvencijski opsezi koji se

koriste za povratni i direktni link. Ovi frekvencijski opsezi su pomereni, a frekvencijskiopseg koji se koristi za povratni link je uvek na niojfrekvenciji.

Razlog lei u injenici da je sa aspekta pokrivanjauvek kritiniji povratni link zbog manje raspoloivesnage zraenja mobilne stanice u poreenju saraspoloivom snagom zraenja bazne stanice.

Kako su uslovi propagacije radio talasa povoljniji naniim frekvencijama (manje je slabljenje), povratnilink je realizovan na nioj frekvenciji.


24/81

24

Frekvencijski opseg

Prema 3GPP TS 45.005 preporuci GSM moe da

radi u dvanaest razliitih frekvencijska opsega.Najznaajnij opsezi su:

450 MHz nadogradnja starijih elijskih sistema uSkandinaviji;

900 MHz osnovni opseg osim u Severnoj Americi ivelikom delu June Amerike;

1800 MHz novi opseg za poveanje kapaciteta;

850 MHz i 1900 MHz u Severnoj i Junoj Americi.


25/81

25

Frekvencijski opseg


26/81

26

Frekvencijski opseg

Definicija frekvencijskog opsega sadri sledee

parametre: Dupleks rastojanje predstavlja rastojanje izmeu para

frekvencija iskorienih za dupleks komunikaciju

Celokupni frekvencijski opseg je podeljen na kanale koji se

dodeljuju baznim stanicama (elijama) Kanalsko rastojanje je rastojanje izmeu susednih

frekvencija nosioca. Kanalsko rastojanje u GSM standarduiznosi 200 kHz nezavisno od frekvencijskog opsega.


27/81

27

Frekvencijski opseg


28/81

28

Tehnike viestrukog pristupa

Tehnika viestrukog pristupa korisnika u GSM-u je

zasnovana na kombinaciji viestrukog pristupa nabazi frekvencijske raspodele kanala (FrequencyDivision Multiple Access - FDMA) i viestrukogpristupa na bazi vremenske raspodele kanala (TimeDivision Multiple Access - TDMA).

Viestruki pristup zasnovan na kodnom multipleksu(Code Division Multiple Access - CDMA) se ne

koristi u GSM-u, ali ga koriste neki sistemi drugegeneracije (IS-95), kao i sistemi tree generacije


29/81

29

Propagacija talasa

DifrakcijaDifrakcija RefleksijaRefleksija


30/81

30

Problemi pri prenosu signala

Gubici usled prostiranja (Path Loss)

Do njih dolazi usled toga to signal sam po sebi slabi sarastojanjem izmeu mobilne i bazne stanice, ak i u sluaju da

nema prepreka izmeu izmeu predajne i prijemne antene. Oni retko uzrokuju prekid veze, zato to kad ovi gubici postanu

veliki, druga bazna stanica preuzima korisnika

Osenenje (Shadowing)

Osenenje se deava u sluaju kada postoje fizike preprekeizmeu izmeu mobilne i bazne stanice, i moe izazvati padsnage prijemnog signala


31/81

31


Prilikom kretanja mobilne stanice, i prijemna snagasignala varira u zavisnosti od prepreka izmeu mobilne i

bazne stanice ove se naziva spori Feding Vieputni feding (multipath fading) se javlja u sluaju

kada postoji vie od jedne putanje prenosa signalaizmeu mobilne i bazne stanice, i usled ega vie od

jednog signala stie u prijemnik. Rejlijev feding (Rayleigh fading) predstavljajednu vrstu

vieputnog fedinga


32/81

32


Rejlijev feding se javlja kada imamo vie od jednjepropagacione putanje izmeu mobilne i bazne stanice a nepostoji direktnaputanja izmeu mobilne i bazne stanice

U ovom sluaju, dolazi vie signala reflektivanih od zgrada idrugih objekata u vidu vie indirektnih putanja

Javlja se kad su prepreke blizu prijemnoj anteni Primljeni signal je u stvari suma od vie identinih signala,

koji se razlikuju po amplitudi i fazi.

Rejlijev feding zavisi od brzine kretanja vozila i frekvencije Rejlijev feding spada u kategoriju brzog fedinga


33/81

33

Problemi pri prenosu signala Svi prethodno pomenuti problemi javljaju se nezavisno jedan

od drugoga

Meutim pri veini poziva javie se upravo istovremeno


34/81

34

Vremensko poravnanje (TA Time Alingment)

Svaka MS u eliji imam dodeljeni vremenski

slot u kome vri prenos informacija i teinformacije treba u tom slotu da stignu ubaznu stanicu

TA problem se javlja kada informacije od MSne stiu u predvienom slotu

Umesto toga deo informacija stie usledeem slotu na taj nain interferirajui sainformacijama drugog korsinika


35/81

35

Vremensko poravnanje (TA Time

Alingment) Veliko rastojanje izmeu MS i bazne stanice

prouzrokuje ovaj problem Kao rezultat toga signal putuje due nego to

je predvieno do bazne stanice


36/81

36

Neke od metoda za prevazilaenje

problema transmisije

Kanalno kodovanje

Pri digitalnom prenosu jedna od mera kvalitetaprenosa je broj pogreno primljenih bita (Bit ErrorRate). BER definie procenat koliki je broj od

ukupno primljenih bita pogrean (naravno da ovajprocenat treba da je to manji)


37/81

37

Kanalno kodovanje

Usled konstantne promene uslova prostiranja nemogue jeBER smanjiti na nulu, to znai da odreen broj greaka mora

postojati, a da a da pri tome treba da se omogui uspenarekontrsukcija poslatog signala Ovo je jako bitno za prenos podataka, dok je kod prenosa

govora dozvoljena vea vrednost BERa

Kanalno kodovanje se koristi da detektuje i ispravi greke uprenoenim nizu bita Prilikom kodovanja dodaju se redundantni (zatitni) biti, koji

e omoguiti dekoderu da odredi da li u poruci postoje

pogreni biti, i ukoliko je u stanju, i da ih ispravi to je vie zatitnih bita, vea je mogunost otkrivanja i

korekcije greke, ali je i manja koliina prenetih informacija


38/81

38

Interliving

Bitske greke se jako esto dogaaju u sekvencama, usleddubokog fedinga i pokrivaju vie uzastonih bita.

Kanalno kodovanje je efikasno u sluaju malog brojauzastopnih greaka a ne za due nizove pogrenih bita kadaje vrlo teko uraditi korekciju greaka

Usled toga je uveden interliving koji razbija grupu uzastopnih

greaka na pojedinane greke Interliving unosi kanjenje u obradi signala na predaji i na

prijemu Na predaji se radi interliving, tj. ueljavanje bita, a na prijemu

se radi inverzna operacija, tj. deintreliving, kojom se bitiraeljavaju i vraaju u originalni redosled


39/81

39

Interliving

Primljeni Blok,

posle deinterlivniga


40/81

40

Vremenska korekcija (Timing Advance)

Ovom metodom se reava problemvremesnkog poravnanja

MS se instruira da alje infromacije maloranije ili malo kasnije nego to je topredvieno

U GSMu informacija o vremenskompomeranju se izraava u bitima

MS se instruira da alje izvestan broj bitaranije ili kasnije svoje informacije da bidostigla svoj dodeljeni vremeski slot


41/81

41

Vremenska korekcija (Timing Advance)

U GSMu pomeranje moe biti za maksimlano63 bita. Ovo odgovara duine elije do 35 km

Sa posebno opremom mogue je produitiovaj opseg i do 70km ili ak 121 km, koristeidva vremenska slota


42/81

42

Realizacija viestrukog pristupa u GSM-u

U GSM-u se koristi hibridni pristup FDMA/TDMAkod koga je raspoloivi frekvencijski opseg

podeljen u kanale irine 200 kHz (FDMA), priemu je svaki kanal dodatno podeljen na osamvremesnkih slotova (TDMA).

GSM 900 ima 124 raspoloiva kanala, odnosnouzimajui u obzir frekvencijski dupleks, postoje124 dupleksna para kanala. Svakoj baznoj stanicise dodeljuje jedan ili vie parova frekvencija za

svaku eliju, u zavisnosti od potrebe zakapacitetom posmatrane elije.


43/81

43

TDMA Time Division Multiple Access

Korinisci dele resurse u

vremenu

Vremensko trajanje

namenjeno jednom

korisniku se naziva

Time Slot (TS)

GSM 8 TS


44/81

44

TDMA Time Division Multiple Access

A l l k


45/81

45

Analogno Digitalna konverzija

Jedan od osnovnih zadataka mobilne staniceje da konvertuje analogni govorni siganl u

digitalni A/D konverzija se vri putem procesa

Impulsne Kodne Modulacije (Pulse Code

Modulation PCM) koja se sastoji iz trikoraka Odabiranje (semplovanje)

Kvantizacija Kodovanje

Od bi j


46/81

46

Odabiranje

Odabiranje podrazumeva uzimanje uzorka analognog signalau odreenim vremenskim trenucima

Preciznost pretvaranja analognog signala u digitalni signal

zavisi od toga koliko esto se uzorci uzimaju (frekvencijaodabiranja)

Teorema odabiranja tvrdi da ukoliko elimo da reprodukujemoanalogni signal bez oteenja, onda neophodna frekvencija

odabiranja treba da bude barem dva puta vea od maxfrekvencije u analognom signalu

K i ij


47/81

47

Kvantizacija U ovom procesu se amplitudi odabiranog signala

dodeljuje vrednost iz skupa konanih vrednosti, i tomprilikom se unosi greka (um) kvantizacije

K d j


48/81

48

Kodovanje

Kodovanje podrazumeva konvertovanje

kvantizovane vrednosti u binarnu U GSMu se koristi 13 bita za kvantizaciju (to

odgovara vrednosti 2^13=8192 )

Na primer vrednost 2157 odgovara sledeojpovorci bita: 0100001101101

Ob d Si l K k 1


49/81

49

Obrada govornog Signala Korak 1

A/D Konverzija

Analogni govorni signal se odabira uestanou od 8kHz

Svaki odbirak se koduje sa 13 bita to na izlazu dajebrzinu od 8 x 13 = 104 kb/s

Obr d r Si l K r k 2


50/81

50


Koder govora

Koristi se LP-RPE (Linear Predictive Encoding withRegular Pulse Excitation) koji na izlazu daje 260 bita / 20ms = 13 kbit/s.

Biti su podeljeni na 50 najvanijih, 132 srednje vanih i78 najmanje vanih



51/81

51


Zatitno kodovanje i Interliving

Zatitno kodovanje dodaje zatitne bite, na osnovu kojihse mogu ispraviti greke.

Umesto 260 /20 ms posle zatitnog kodovanja

imamo 456 bita/20 ms = 22.8 kbit/s Interliving premeta redosled bita,tako da se u sluaju

smetnje izbegne niz oteenih bita



52/81

52


Formatiranje BURST-a

Pomenutih 456 bita se pakuje u 4 BURST-a po 114 bita.

Dodaje se trening sekvenca i granini biti, tako da naizlazu imamo 33.75 kbit/s, odnosno 270 kbit/s za 8 TS

Realizacija viestrukog pristupa u GSM u


53/81

53

Realizacija viestrukog pristupa u GSM-u

U GSM-u TDMA emom multipleksiramo 8 korisnika u jedankanal. Osnovna vremenska jedinica - slot kod TDMA emese naziva burst period. U GSM-u svaki korisnik koristivremenski slot koji traje 0.577 ms odnosno 15/26 ms, tako da8 korisnika koji dele kanal koriste TDMA ram ije je trajanje4.615 ms

GSM koristi GMSK modulaciju (Gaussian Minimum ShiftKeying) koja na kanalu od 200 KHz omoguava protok od 270kbps. Ovaj protok na nivou jednog bursta omoguava protok

156.25 bita, pri emu se za korisne signale koriste 148 bita poburstu, dok se preostalih 8.25 bita koriste kao zatitinamargina.

Od 148 bita prenesenih u jednom burstu, 114 bita suinformacioni, 26 bita se koristi kao trening sekvenca za

potrebe sinhronizacije, dok su preostali biti kontrolni biti. Jedan fiziki kanal ini jedan burst period po TDMA ramu

tj. svaki od osam multipleksiranih korisnika koristi pojedan fiziki kanal.

Radio Interejs u GSMu


54/81

54

Radio Interejs u GSMu

Blok dijagarm GSM sistema


55/81

55

Blok dijagarm GSM sistema

GSM proces prenosa signala


56/81

56

GSM proces prenosa signala

Frekvencijski opseg


57/81

57

Frekvencijski opseg

elijski koncept mobilnih sistema


58/81

58


elijski koncept je razvijen sa ciljem da se povea pokrivenostradio signalom. Sutina elijske mree se sastoji u korienjuveeg broja predajnika male snage

Obzirom da je opseg pokrivanja ovih predajnika mali, posmatranateritorija koja se pokriva, se deli na elije, pri emu se za svakueliju koristi jedna antena, tj. jedan predajnik, a svakoj eliji sedodeljuje odgovarajui frekvencijski opseg.

Kvadratne elije, imaju najjednostavniji oblik, ali ova geometrijanije idealna. Heksagonalni oblik elije obezbeuje ekvidistantnarastojanja antena.

U praksi, usled promenjivih uslova propagacije, neravnomerneraspodele korisnika i nemogunosti da se bazna stanica uvekizgradi na eljenoj lokaciji, elije nikada nisu pravilnog oblika vese veoma razlikuju od sluaja do sluaja.



59/81

59


Frekvencijsko planiranje


60/81

60


Frekvencijski opseg je ogranien resurs pa operatorimobilnih mrea imaju na raspolaganju odreen brojradio kanala/frekvencija. Usled toga je neophodno da se

ista frekvencija koristi u vie elija, koje meusobnomoraju biti dovoljno udaljene. elijski koncept mree primenjuje princip viestrukog

korienje frekvencija (frequency reuse). Izbegavanje

interferencije i presluavanja izmeu susednih elijapostie se dodeljivanjem razliitih frekvencija. elije kojese nalaze na dovoljnoj meusobnoj udaljenosti mogu dakoriste iste frekvencije.

U praksi, svakoj eliji se dodeljuje odreen broj kanalakoji je jednak broju baznih primopredajnika.



61/81

61

Frekvencijsko planiranje Ponovno korienje iste frekvencije (frequency reuse) je

mogue na rastojanjima na kojima nivo interferencije nijetetan po sistem. Stoga je potrebno ustanoviti grupeelija,tako da se u svakojeliji iz grupe koristiti razliit skup

frekvencija. Ovakva grupa elija se naziva klaster. Cela servisna zona se deli na klastere koji koriste isti skup

frekvencija. Oigledno je da se smanjenjem veliine klastera smanjuje

broj potrebnih frekvencija u mrei. Sa druge strane, trebavoditi rauna o injenici da se smanjenjem veliine klastera

smanjuje rastojanje izme

uelija koje koriste isti skupfrekvencija, pa se samim tim poveava mogunost nastanka

interferencije.



62/81

62


Svaka elija ima jedan ili vie baznih primopredajnika, uzavisnosti od oekivanog saobraaja i potrebnogkapaciteta.

Predajnik vri podeavanje predajne snage tako da zadatu frekvenciju obezbedi pouzdanu komunikaciju a dane izazove smetnje u prijemu u susednim elijama.

Mogui su razliiti oblici viestrukog korienja

frekvencija. U principu, ako oblik ini Nelija, a svakojeliji se dodeli isti broj frekvencija, tada e svaka elijaimati k/N frekvencija, gde je k ukupan broj frekvencijakoji se dodeljuje sistemu.



63/81

63

F e ve c js o p a a je

Parametri na osnovu kojih se odreujeviestruko korienje frekvencija su:

R - radijus elije, N - broj elija u obliku koji se ponavlja naziva

se faktor viestrukog korienja. Svaka elija

u obliku ima svoj frekvencijski opseg, D - minimalno rastojanje izmeu centara

elija koje koriste isti frekvencijski opseg

(nazivaju se ko-kanali), pri

emu jeNRD 3

Frekvencijsko planiranje (primer za N=7)


64/81

64

j p j (p )



65/81

65

j p j

Veliina klastera zavisi od: Planiranog saobraaja u eliji (stanje mree) i

Nivoa zatite (protection ratio).

U zavisnosti od prorauna saobraaja radi serasporedelija i frekvencijski plan jednog operatora.

Interferencija u sistemu je pojava o kojoj prilikomprojektovanja treba izuzetno voditi rauna jer vrloesto interferencija, a ne sama snaga signala,

predstavlja ograniavajui faktor.



66/81

66

j p j

U GSMu postoje tri tipa ema viestrukogkorienja frekvencija: 3/9 4/12 7/21

Kod eme 3/9 koristi se 9 frekvencijskihgrupa na 3 lokacije (odnosno za 3 baznestanice), ema 4/12 koristi 12 frekvencijskihgrupa na 4 lokacije, a ema 7/21 koristi 21frekvencijsku grupu na 7 lokacija



67/81

67

j p j

3/9 4/12



68/81

68

j p j

7/21

Frekvencijsko skakanje


69/81

69

j j

Postoji jo jedna veoma napredna tehnikafrekvencijskog planiranja zasnovana na frekvencijskom

skakanju. Svakoj eliji dodeljuje se set frekvencija kojih ima vie

nego primopredajnika. elije se razlikuju meusobno po definiciji frekvencijskog

skakanja odnosno po pravilu po kome e se frekvencijekoristiti, pri emu je nain korienja frekvencija uvremenu definisan skakajuom sekvencom - HSN(Hopping Sequence Number).

U GSMu je definisano 64 razliita oblika frekvencijskogskakanja koja se mogu primeniti

Frekvencijsko skakanje


70/81

70

j j

Na ovaj nain se lake upravlja interferencijom, jerkod klasinog frekvencijskog planiranja interferencija

je grupisana u odreenim uskim zonama pokrivanja,ali je veoma intenzivna.

Takoe Rejlijev feding je frekvencijski zavisan, to

znai da se moe javiti u razliitim trenucima narazliitim frekvencijama

Mogue je ak i tokom razgovora menjati frekvenciju

Realizacijaelija


71/81

71

Bazne stanice su najee 3-sektorske, mogu biti iomnidirekcione, ree 4-sektorske 6-sektorske

Ista frekvencija se koristi u vie elija koje su dovolnjoudaljene (re-use distance)

Realizacijaelija


72/81

72

Raspodela korisnika skoro nikada nijeuniformna

U svim mreama postoje zone sa velikomgustinom korisnika i saobraaja koji se

ostvaruje. U situaciji kada je ve izvrenasektorizacija i kada dodavanje novihbaznih primopredajnika i kanala nijemogue usled hardverskog ogranienja,pristupa se deobi elija.

Reenje se sastoji u izgradnji novihbaznih stanica u zoni visoke gustinesaobraaja, pri emu novoizgraene elijepokrivaju najee manje zone.Uobiajeno prenik elije je od 6.5 do 13

km, dok su male elije prenika 1.5 km. Korienje manjih elija omoguava

smanjenje snage zraenja predajnika.



73/81

73

Velike elije se dodaju u mreu da bi se obezbedilo pokrivanjesignalnom svih "pukotina" u prostoru. Mikroelije se uvode umreu za dodatno pokrivanje HOT Spots ("vruih" taaka)

Mikro elije


74/81

74

Zrae sa manjim snagama

Pokrivaju male zone sa

velikim brojem korisnika Smanjuju interferenciju i

poboljavaju performanse

sistema

Upravljanje veliinom elije


75/81

75

Kapacitet zaguene elije se sa aspekta korisnikamoe prividno poveati primenom pametnih

algoritama upravljanja mobilnou korisnika, kojidetektuju zaguenja i u sluaju da susedne elijenisu zaguene forsiraju prelazak korisnika na

susednu, manje optereenu eliju. Primenom ovog dinamikog algoritma, zona

pokrivanja odreenje elije se menja u vremenu i

prilagoava poloaju korisnika.

Realni izgled elija


76/81

76

Formiranje elijskog sistema


77/81

77

Handover


78/81

78

Mobilnost je najvea novina koju su doneli mobilnihelijski sistemi

Kljuna funkcija u obezbe

ivanju mobilnosti korisnika jehendover

Pod terminom hendover podrazumevamo dogaaj kadausled kretanja korisnika dolazi do promene elije koja ga

opsluuje. Hendover omoguava korisnicima da seneogranieno kreu bez prekidanja veze

Osim mobilnosti korisnika, razlozi za hendover mogu biti

i lo kvalitet veze usled interferencije, prelazak na drugueliju u hijerarhijskoj strukturi, promena tipa servisa

Handover


79/81

79

Odluka o hendoveru se donosi na osnovu merenjasignala koje sprovodi mobilna stanica. Merenjaobuhvataju opsluujuu eliju i est susednih elija, kojesu definisane u listi susednih elija.

Lista susednih elija se definie za svaku eliju, i baznastanica obavetava mobilnu stanicu o elijama koje sudefinisane kao susedne i koje treba obuhvatitimerenjima. Mobilna stanica alje merni izvetaj nasvakih 480 ms. U mernom izvetaju se nalaze rezultatimerenja nivoa prijemnog signala opsluujue i susednihelija, kao i rezultati merenja greaka u prenosupodataka.

Na osnovu rezultata merenja kontroler baznih stanica

donosi odluku o hendoveru. Kada je odluka o hendoverudoneta, sistem obavetava mobilnu stanicu o eliji ikanalu na kome e komunikacija biti nastavljena.

Handover


80/81

80

- U GSM sistemu hendover je realizovan na nain da mobilna stanicaprekida komunikaciju sa baznom stanicom, i nakon kratkog prekidauspostavlja komunikaciju sa drugom baznom stanicom-Ovakva realizacija hendovera se u stranoj literaturi naziva konceptprekida pre uspostave (break before make concept) ili tvrdi hendover(hard handover).

Seminarski radovi


81/81

81

Odbrana 21.4.2011. u terminu 19:00 19:30 h Teme

Tema 1: Pregled stanja javnih mobilnih sistema u Srbiji(pokrivenost teritorije, stanovnistva, postojeci sistemi)

Tema 2: Pregled stanja javnih mobilnih sistema u svetu

(pokrivenost sveta sa razlicitim sitemima mobilnetelefonije, ukupan broj korisnika) Tema 3: Uporedna analiza prepaidponude Srpskih operatera Tema 4: Uporedna analiza postpaidponude Srpskih operatera

Documents

Bežični kom sistemi predavanje 1