1 / 31

Клетъчни комуникации

Клетъчни комуникации. Клетъчни Мрежи Иван Симеонов КИС НВУ. Клетъчни Мрежи. Безжични предавания Концепция за клетъчност Многократно използване на честотите Разположение на каналите Установяване на повикване Хендовер в клетките Управление на местоположението. Основна идея.

octavia-gillespie
Download Presentation

Клетъчни комуникации

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Клетъчни комуникации Клетъчни Мрежи Иван Симеонов КИСНВУ Иван Симеонов, д-р

  2. Клетъчни Мрежи • Безжични предавания • Концепция за клетъчност • Многократно използване на честотите • Разположение на каналите • Установяване на повикване • Хендовер в клетките • Управление на местоположението Иван Симеонов, д-р

  3. Основна идея • Безжично свързване с помощта на един “скок” то жичния свят • Пространството е разделено на клетки; Една базова станцияосигурява комуникацията с хостовете в нейната клетка Иван Симеонов, д-р

  4. Безжичнo предаванe • Честоти за комуникация • Ползват се честоти в лентите на метров до сантиметров обхват (VHF, UHF, SHF) • Регулационни органи • Антени • Теоретично: изотропно излъчване (равномерно по всички посоки) • Реално: ефекти на насочване, секторни антени Иван Симеонов, д-р

  5. Концепция за клетъчност • Разпространение на сигналите • Класификация: аналогови/цифрови, периодични/непериодични • Параметри: амплитуда, честота и фазово отместване • Техники за модулация • амлитудна, честотна, фазова • Механизми за мултиплексиране (разделяне) • Пространствено Space (SDM), Честотно (FDM), Времево (TDM), Кодово (CDM) Иван Симеонов, д-р

  6. Концепция за клетъчност • Мобилните станции(хостове) могат да променят клетките, докато комуникират • Hand-offвъзниква, когато мобилен хост променя базовата си станция • Фактори определящи размерите на клетката • Брой на потребителите, които се обслужват • Технологии за мултиплексиране и предаване • … Иван Симеонов, д-р

  7. Концепция за клетъчност • Ограничен брой от честоти => ограничени канали • Единствена антена с висока мощност => ограничен брой потребители • По малки клетки => възможност за честотно преповтаряне => повече потребители • При нарастване на търсенето (необходимост от повече канали) • Нараства броя на базовите станции • Мощността на предаване ще намалява в съответно и също предпазване от смущения Иван Симеонов, д-р

  8. Концепция за клетъчност • Базови станции (BS): прилагане на пространсвено мултиплексиране • Всяка BS покрива определен регион за предаване (клетка) • Всяка BS има заделена част от общия брой от допустими канали • Клъстер: група от съседни BS, които съвместно ползват всички достъпни канали • Мобилните станции комуникират само чрез базовата станция, ползвайки FDMA, TDMA, CDMA… Иван Симеонов, д-р

  9. Концепция за клетъчност • Рзмер на клетката : • 100 m в градска среда и до 35 km в селски региони (GSM) • Равномерни загуби при по – високи честоти • Клетка чадър: голяма клетка, която включва няколко малки клетки • Отстранява честите handoff-иза бързо предвижващ се трафик Иван Симеонов, д-р

  10. Концепция за клетъчност • Форма наклетката: • Шестоъгълна (Hexagonal)се ползва при теоретичен анализ • Практически района на радиопокритиеебезформен • Разполагане на BS: • Клетки с централно възбуждане: BS е близо до центъра на клетката • Ненасочена антена • Клетки с възбуждане по границите: BS-ции on три от шестте ъгли на клетката • Секторни насочени антени Иван Симеонов, д-р

  11. Концепция за клетъчност • Предимства : • по-голяма пропускателна способност, по-голям брой потребители • нужна е по малко излъчвана мощност • по голяма устойчивост, децентрализираност • базовите станции се справят със смущенията, региона за предаване и т.н. локално Иван Симеонов, д-р

  12. Концепция за клетъчност • Проблеми: • необходимост от фиксирани мрежи за базовите станции • необходимост от хендовър (handover) • Смущения вътре в канала, смущения посъседен канал • Важни Моменти: • Оразмеряване на клетките; Планиране многократното ползване честотите • Стратегии за разполагане на каналите Най-общо: Опит за максимизиране на достъпността на каналите в един регион Иван Симеонов, д-р

  13. Геометрично представяне • Клетките най-общо се представят чрез шестоъгълници. • Защо шестоъгълни? • Как би било при кръг? • Как би било ако са квадратни или триъгълни? Иван Симеонов, д-р

  14. Шестоъгълни (хексагонални)клетки Иван Симеонов, д-р

  15. Повторно използване на канала (Channel Reuse) • Общия брой на каналите е разделен на Kгрупи. • K е коефициент на повторно използване (reuse factor ) илиразмер на клъстера (cluster size). • Всяка клетка е присъединена към една от групите. • Една и съща група (клъстер) може да бъде повторно използвана от две различни клетки ако те са достатъчно раздалечни една от друга. Иван Симеонов, д-р

  16. Пример: K = 7 Иван Симеонов, д-р

  17. Иван Симеонов, д-р

  18. Координатна система Използваме (i,j) за да означим една a отделна клетка. Пример: Клетката A се представя чрез (2,1). A Иван Симеонов, д-р

  19. Формула за разстояние където R D Коефициент за повторно използване(Reuse factor) Бележка: iиjса цели числа Иван Симеонов, д-р

  20. MSC MSC HLR VLR HLR VLR Към други MSC -ве PSTN PSTN Архитектура на клетъчна система Иван Симеонов, д-р

  21. Архитектура на клетъчна система • Всяка клетка се обслужва от базова станция (base station - BS) • Всяка BS е свързана с мобилен комутационен център (mobile switching center - MSC) през фиксираните линии • Всеки MSC есвързан към други MSC и към общестената телефонна мрежа - PSTN Иван Симеонов, д-р

  22. Архитектура на клетъчна система • Всеки MSC e локална телефонна централа, която управлява комутирането на мобилния потребител от една базова станция към друга • Локализиране на текущата клетка за един мобилен потребител • Регистър на домашните абонати (Home Location Register - HLR): записване в база данни на текущото местоположение на всеки мобилен, който принадлежи към този MSC • Регистър на временно пребиваващите абонати (Visitor Location Register - VLR): записване в база данни на клетката на посещаващите мобилни • Взаимодействие(Осигурява интерфейси) с други MSC и PSTN Иван Симеонов, д-р

  23. Архитектура на клетъчна система • Един канал във всяка клетка е назначен за информация за сигнализиранемежду BS имобилните • От мобилна към BS: местоположение, установяване на повикване за изходящи, отговор за входящи • От BS към мобилна: идентичност на клетката, установяване на повикване за входящи, обновяване на местопложението Иван Симеонов, д-р

  24. Установяване на повикване • Установяване на изходящо повикване: • Изпращат се натисканите бутони в числа на потребителската клавиатура (не е импулсно) • Мобилната станция предава заявка за достъп за възходящ сигнален канал • Ако мрежата обработи повикването, BS изпраща съобщение за назначен канал • Мрежата пристъпва към установяване на свързването Иван Симеонов, д-р

  25. Установяване на повикване • Активност (действия) на мрежата: • MSC открива текущото местоположение на целевата мобилна станция чрез HLR, VLR икато комуникира с другите MSC • Изходния MSC инициира едно съобщение за установяване на повикване към MSC,който покрива целевия регион Иван Симеонов, д-р

  26. Установяване на повикване • Установяване на входящи повиквания: • Целевия MSC (покриващ текущото местоположение на мобилната ст-я) инициира едно пейджинг съобщение • Базовите станциинасочват пейджинг съобщението по низходящия канал в покривания район • Ако мобилната станция е включена (наблюдава за канал за сигнали), тяотговаря към BS • BS израща съобщение за назначения канал и информира MSC Иван Симеонов, д-р

  27. Хендовер в клетките Мобилната станция се премества от една BS към друга • BS инциира: • BS наблюдава нивото на сигнала на мобилната • Хендовер настъпва аконивото на сигнала падне под праговото • Увеличава се натоварването на BS • Наблюдение за нивото на сигнала на всяка мобилна станция • Определяне на целевата BS при хендовер Иван Симеонов, д-р

  28. Хендовер в клетките (прод.) • Мобилната станция участва: • Всяка BS периодично излъчва сигнал beacon • Мобилната, когато приемепо-силен beacon от някоя нова BS, изпраща и известие • изменят се таблиците за маршрутизиране (routing tables),за да се направи новата BS като маршрутизатор по подразбиране (default gateway) • изпраща идентичността на новата BS към старата BS • Новата BS потвърждава известието изапочва да маршрутирзира мобилното повикване Иван Симеонов, д-р

  29. Хендовер в клетките (прод.) • Intersystem: Роуминг(Roaming) • Мобилната станция се премествапрез райони управлявани от различни MSC • Управлява подобно на случая на асистиране на мобилната станция с допълнителна поддръжка на HLR/VLR • Локалното повикване може да стане повиквване на голямо разстояние Иван Симеонов, д-р

  30. Приложения на клет. с-ми • Първо поколение: Аналогови клетъчни системи (450-900 MHz) • Честотна манипулация за сигнализация • FDMA за достъп до честотния спектър • NMT (Europe), AMPS (USА) • Второ поколение: Цифрови клетъчни системи (900, 1800 MHz) • TDMA/CDMA за достъп до честотния спектър • Комутация на вериги - Circuit switching • GSM (Europe), IS-136 (USА), PDC (Japan) Иван Симеонов, д-р

  31. Приложения на клет. с-ми • 2.5G: Разширения за комутация на пакети -Packet switching extensions • Цифрови: GSM към GPRS(Обща радиосистема с пакетна комутация ) • Аналогови: AMPS към CDPD (Cellular Digital Packet Data ) • 3G: • Високи скорости,услуги по трансфер на данни и Internet услуги • IMT-2000 Иван Симеонов, д-р

More Related