Systemy radiokomunikacji ruchomej

download Systemy radiokomunikacji ruchomej

of 76

Transcript of Systemy radiokomunikacji ruchomej

Systemy radiokomunikacji Literatura: ruchomejK. Wesoowski: Systemy radiokomunikacji ruchomej. WK 2003 J. Koakowski, J. Cichocki: UMTS system telefonii komrkowej trzeciej generacji. WK 2003

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

1

Systemy radiokomunikacji ruchomejSystemy przywoawcze (paging) Systemy trankingowe Telefonia komrkowa Systemy satelitarne Telefony bezprzewodowe

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

2

Systemy przywoawcze (paging)System rozsiewczy (od stacji bazowych do terminali) centrum dyspozytorskie (przyjmuje dania wywoania okrelonego abonenta) nadajnik (zesp nadajnikw); pasmo UKF lub kilkaset MHz zesp stacji odbiorczych mae rozmiary odbiornikw brak potwierdzenia dotarcia informacji do odbiorcy

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

3

Systemy przywoawczeSieci zakadowe (prywatne) Sieci publiczne sieci miejskie (pojedynczy kana radiowyw pamie 160 MHz - sygna cyfrowy 512 bit/s)

sieci oglnokrajowe (POLPAGER)

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

4

POLPAGERNadajniki radiowe UKF w pamie 66 - 74 MHz 31 nadajnikw TP S.A., 45 prywatnych Protok formatowania danych MBS (Mobile Search)

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

5

Elementy sieci POLPAGERRadiowa centrala przywoawcza (RCP) koncentratory terenowe centralne i terenowe biura zlece suby przywoawczej sie dystrybucji sygnaw przywoawczych z centrali przywoawczej do stacji bazowych sie nadajnikw z urzdzeniami zwielokrotnienia system monitorowania nadajnikw analizator ruchu centrali przywoawczej zbir pagerwInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

6

POLPAGER - rodzaje przywoaBez transmisji wiadomoci dodatkowej (tylko sygna dwikowy) przywoanie numeryczne (12 cyfr) przywoanie alfanumeryczne - wiadomo do 68 znakw

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

7

POLPAGER - sposoby przekazywaniapolecenia przywoaAutomatycznie - telefon, komputer z modemem Automatycznie - teleks, sie teleksowa Automatycznie - komputer podczony do sieci transmisji danych oraz poczty elektronicznej POLKOM za porednictwem operatorki centralnego lub terenowego biura zleceInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

8

ERMES - system przywoawczy o zasigu europejskimWywoanie akustyczne - 8 tonw komunikaty numeryczne - 16 000 znakw komunikaty alfanumeryczne - 9000 znakw moliwo potwierdzenia odbioru komunikatw

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

9

Systemy trankingoweSystemy radiokomunikacyjne z obiektami ruchomymi Zastosowanie przedsibiorstwa transportowe (statki, TIR-y) i suby specjalne (pogotowie, stra, policja itp.) Poczenia dwukierunkowe: centrum dyspozytorskie wszystkie stacje lub wybrane grupy lub pojedyncze stacje cecha charakterystyczna: przydzia jednego kanau tylko na czas realizacji poczenia

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

10

Tranking - rodzaje poczeIndywidualne grupowe (ze wszystkimi czonkami grupy) z sieci PSTN (dla ograniczonej grupy) alarmowe i awaryjne bezporednio ze subami publicznymi w postaci krtkich informacji cyfrowych transmisja danych

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

11

Tranking idea koncentracji poczeKonwencjonalny system dyspozytorski Kana uywany System trankingowy

Kana wolny

Oczekujcy

Oczekujcy

Zarzdzanie kanaami

ObsugiwaniInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

12

Systemy trankingoweTerminal w samochodzie, na statku (telefon, telefaks) stacje satelitarne stacje satelitarne naziemne system komputerowy i obsuga dyspozytorska

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

13

System trankingowy ACTIONETPSTN SX CP PABX

SX - centrala systemowa CP - punkt kontrolny

PABX

PABX

MXB

MX

BS

CP

O&M

CP

MXB, MX - centrale radiokomunikacyjneInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

BS

BS

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

14

(Terrestrial Trunked Radio)Dwie rodziny standardw: Standard transmisji gosu i danych (V + D Voice plus data) Standard optymalizowany ze wzgldu na pakietow transmisj danych (PDO Packet Data Optimized)

Standard TETRA

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

15

Standard TETRAPodstawowe cechy: dwu- do czterokrotnego wzrost wykorzystania pasma w porwnaniu z systemami analogowymi lepsze wielokrotne wykorzystanie czstotliwoci kanaowych znacznie wiksze bezpieczestwo sygnaw mowy (cyfrowe kodowanie, szyfryzacja) jako sygnau mowy niezalena od mocy eliminacja szumu i interferencji od innych uytkownikw szybka transmisja danych moliwy podzia obszarw stacji bazowych na obszaryInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

16

Usugi w systemie TETRA poczenie indywidualne punkt-punkt poczenie grupowe punkt-wiele punktw (wywoujcy grupa wywoywanych) poczenie bezporednie punkt-punkt (bez porednictwa stacji bazowej) poczenie grupowe z potwierdzeniem punkt-wiele punktw (wywoywani potwierdzaj swoj obecno w poczeniu) poczenia rozsiewcze - punkt-wiele punktw (wywoywani jedynie suchaj)

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

17

Usugi przenoszenia w systemie TETRA transmisja cyfrowa mowy lub danych bez zabezpieczenia kodowego w trybie komutacji kanaw 7,2 28,8 kbit/s transmisja cyfrowa danych z minimalnym zabezpieczeniem kodowym w trybie komutacji kanaw 4,8 19,2 kbit/s transmisja cyfrowa danych z silnym zabezpieczeniem kodowym w trybie komutacji kanaw 2,4 9,6 kbit/s pakietowa transmisja punk-punkt zorientowana poczeniowo (PDO) pakietowa transmisja punk-punkt w standardowym formacie w trybie bezpoczeniowym (PDO) pakietowa transmisja w trybie bezpoczeniowym w specjalnym formacie (punk-punkt, wiele punktw, format rozsiewczy) (PDO)Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

18

Usugi dodatkowe w systemie TETRA uzyskanie potwierdzenia autentycznoci abonenta realizowane przez dyspozytora dyskretny podsuch abonenta przez upowanionego uytkownika systemu poczenia priorytetowe z moliwoci przerwania realizowanych pocze ustalanie priorytetw pocze zawieszanie aktualnie prowadzonych rozmw w celu poczenia z abonentem oczekujcym identyfikacja abonenta wywoujcego numeracja skrcona dynamiczne tworzenie i modyfikacja grup abonentwInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

19

Architektura systemu TETRA

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

20

Warstwa fizyczna systemu TETRASzeroko kanau czstotliwociowego 25 kHz Na jednej nonej 4 kanay mowy lub danych w trybie TDMA Bezporednia transmisja midzy stacjami ruchomymi (na mae odlegoci) Zakresy czstotliwoci (Europa): w gr: 380 390 MHz, w d: 390 400 MHz, w gr: 410 420 MHz, w d: 420 430 MHz, w gr: 450 460 MHz, w d: 460 470MHz, w gr: 870 880 MHz, w d: 915 933 MHz, Terminale abonenckie: rczne, przenone, montowane na pojazdach lub stae Moliwo realizacji kilku szczelin czasowych w jednym kanale 25 kHz dla transmisji danych z szybkoci 28,8 kbit/sInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

21

Nadajnik systemu TETRA

1 Transmitowane bity informacyjne 2 Bity zakodowane 3 Bity przeplecione 4 Bity zrandomizowane 5 Bity zmultipleksowane 6 Bity modulacyjne 7 Symbole modulacyjne

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

22

Telefonia komrkowa Systemy satelitarne

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

23

Systemy komrkowe - ideaPSTNkomrki SB - stacja bazowa T trasa terminala CO Centrale obszarowe cza przewodowe lub linie radioweInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

CO

24

Systemy komrkowe- podstawowe cechyKada stacja bazowa SB wykorzystuje podzbir kanaw dostpnych dla caego systemu komrkowego; Stacja SB i terminal T prowadz dialog wg standardowych protokow (sterowania i sygnalizacji) wykorzystujc jeden wyrniony kana; Centrala obszarowa za porednictwem stacji SB kontroluje jako (poziom sygnau) terminala T; w przypadku przekroczenia dopuszczalnych wartoci poczenie jest przekazywane do ssiedniej SB, w ktrej poziom sygnau terminala T wzrasta.Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

25

Analogie do sieci PSTNCentrale obszarowe CO - centrale kocowe; Stacje bazowe SB - koncentratory.

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

26

Specyfika systemw komrkowychZmienna liczba terminali T w obszarze obsugi stacji bazowej SB; Stacja SB dysponuje sta, bardzo ograniczon liczb kanaw radiowych; warunki propagacji midzy terminalem a stacj SB s zmienne (pooenie, odlego, przeszkody terenowe, warunki atmosferyczne); Stacje SB i terminale T pracuj z ograniczon moc nadajnikw w celu przeciwdziaania interferencjom midzy komrkami;Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

27

Specyfika systemw komrkowychTerminal ruchomy T moe w czasie poczenia zmienia komrki - dynamiczne przeczenie obsugi i kanau radiowego; Poczenia terminala T z terminalem z innej (nie macierzystej) centrali obszarowej; CO i SB musz wymieni dodatkowe informacje subowe (roaming); zmiana pooenia terminali wzgldem staych elementw sieci (SB, CO, PSTN) wymaga dodatkowych transmisji subowych (pooenie, taryfikacja, indentyfikacja terminala i abonenta itp..).Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

28

Systemy komrkowe - metodyKompresja sygnaw przesyanych midzy terminalami (system ADPCM kodowania mowy - 32 kbit/s), zoone metody modulacji - minimalizacja szerokoci pasma kanau radiowego, zwikszenie liczby kanaw w okrelonym pamie czstotliwoci; wybr optymalnych metod zwielokrotnienia kanaw radiowych i dostpu terminali do tych kanaw, przestrzenne zwielokrotnienie kanaw pracujcych na tych samych czstotliwociach.

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

29

Kodowanie sygnaw mowyPCM (64 kbit/s) Rnicowa modulacja PCM - DPCM (Dufferential Pulse Code Modulation) Adaptacyjna, rnicowa modulacja PCM ADPCM (Adaptive Dufferential Pulse Code Modulation) - 32 kbit/sInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

30

Kodowanie sygnau mowy DPCM (Differential Pulse Code Modulation)x(t) xn en Kwantyzator ~ en ~ xn ~ xn ~ xn x(t)

Predyktor

Predyktor

Koder DPCM

{ai} Dekoder DPCM

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

31

Kodowanie sygnau mowy ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation)~ en ~ en ~ en ~ xnPredyktor adaptacyjny

x(t)

A/C 12- bitl iniowy

xn

en

Kwa ntyz ator 4-bitowy

Kwantyzato r odwrotny

qn

Adaptacja progu kwantyzacji Kwantyzator odwrotny

qnAdaptacja progu kwantyzacji

x(t)

~ xn

Predyktor adaptacyjny

~ xn

~ en

Dekoder ADPCM

Koder ADPCMInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

32

Dostp do kanau transmisyjnegoFDMA - (Frequency Division Multiple Access) wielodostp z podziaem czstotliwoci TDMA - (Time Division Multiple Access) wielodostp z podziaem czasowym CDMA - (Code Division Multiple Access) wielodostp z podziaem kodowym

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

33

Zwielokrotnienie przestrzenneB F

D A R F T

A,B - stacje bazowe, R - nominalny zasig, D - interferencja od stacji B, F - czstotliwo kanauInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

34

Anteny w systemach komrkowychAnteny bezk ierunkowe (jedna na komrk) SB1 F1 SB4 F4 SB2 F2 SB3 F3 F7 SB1 F6 F5 Anteny k ierunk owe (jedna antena trzysektorowa obs uguje trzy komrki) F2 SB2 F1 SB3 F4

F3

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

35

Propagacja w radiokomunikacji ruchomejAntena stacji bazowej odbicie

dyfrakcja

lokalna dyspersja

stacja ruchoma

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

36

Parametry wybranych systemw telefonii komrkowejSystem Kraj NMT 450 Szwecja AMPS USA MCS-L1/L2 Japonia 870 940 FDMA 25/12,5 600/1200 NMT 900 Szwecja 890 960 FDMA 12,5 1999 C 450 RFN 451 466 FDMA 20/10 222/444 TACS Anglia 890 960 FDMA 25 1000 GSM EWG 890 960 TDMA 200 1258 IS54 USA 824 894 TDMA 30180/220 8323 Pasmo 420 480 824 894 [MHz] Metoda FDMA FDMA dostpu Szeroko 25/20 30 kanau [kHz] Liczba 180/220 832 kanaw

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

37

Lokalne zagszczanie komrekMakrokomrki (35 km, kilkadziesit Wat)

Mikrokomrki (kilkaset metrw, kilka Wat) Pikokomrki (kilkadziesit metrw)Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

38

Anteny stacji bazowejna wiey kratowej

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

39

Anteny stacji bazowejna budynku

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

40

Anteny stacji bazowejna lampie ulicznej

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

41

System NMT-450 - schemat oglnyObs zar ruc howy nr 1 SB Centrala systemu radiokomu nikacyjnego CO MTX 1 SB Centrala tranzytowa 1 Centrala lokalna

Obs zar ruc howy nr 2

Poczenie opcjonalne

Obs zar ruc howy nr 3

MTX 2 Centrala systemu radiokomu nikacyjnego

Centrala tranzytowa 2

Centrala lokalna

Staa sie telefoniczna

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

42

System NMTKonstrukcja koncentrycznych komrek sektorowych

F1

F1 F1

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

43

Trasa nawizywania poczeniaSystem NM T CO MTX H MTX V CCITT Nr 7 Poaczenie z na jbisz CO MTX G Centrala syste mu radiok omu nikacyjnego CO Staa sie telefonicz na Centrala tranzytowa Poaczenia standardowe Centrala tranzytowa Centrala lokalna

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

44

Zaoenia transmisji

Praca dupleksowa z podziaem czstotliwoci Gos - modulacja FM z dewiacj 5 kHz452,5 - 457, 0 MHz

462,5 - 467,0 MHz

SRInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Odstp 25 kHz 180 kanaw

SBPodstawy telekomunikacji (cz. VIII)

45

Schemat stacji ruchomej NMTNadajnik Wzmacniacz mikrofonowy w./wy. Display Ukad sterowania Klawiatura Wycznik czasowy w./wy. Wzmacniacz gonikowy DetektorFilt r pasm ow oprze pustowy

+Modulator MSK Ton ~4 kHz

Modulator

Wzmacniacz mocy Sterowanie poziomem mocy

Syntezator czstotliwoci Demodulator MSK

Filtr dupleksowy

Mikser Generator

Filt r pasmow oprzepustowy

Mikser

Wzmacniacz w.cz.

IF2 Odbiornik

IF1

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

46

System GSM - architekturaPSTN/ISDN/Sieci danych GMSC Rejestr abonentw staych Centrum potwierdzania autentycznoci uytkownika Rejestr identyfikacji wyposaenia Centrum eksploatacji i utrzymania HLR AUC EIR OMC Kontroler stacji bazowych BSC Styk Abis BTS BSS BTS Ukad nadawczo-odbiorczy stacji bazowej Stacja ruc homa MSC Inny fragment sieci GSM

Centrala s ystemu GSM MSC Styk A Rejestr VLR abonentw goci System stac ji bazowych BSS

BSS Styk U m

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

47

Sie GSM - transmisja i sygnalizacjaHLRing num berie

D VLR C B

an

Za p

nu ing oa m

m

yt

Z a pyt a

Ro a m

R

nie

be r

SP SP SIE SYGNALIZACYJNA SS7

SP E

SPWiadom oci dot. prz ejm owania poczenia

(gdy LE nie moe zrealizowa zapytania do HLR)

LECentrala PSTN lub ISDN

MSC Abis EXCHCe ntrala tr anzy towa lub GMSC

BSC A bis Abis

BTS

MSC

KOMRKA BTS

SIE PSTN lub ISDN

SYSTEM KOMRKOWY

KOMRKA

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

48

Zaoenia transmisji

Praca dupleksowa z podziaem czstotliwoci FDD

890 - 915 MHz

935 - 960 MHz

SRInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

124 przedziay o szerokoci 200 kHz

SB49

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

GSM - podzia czasowy i czstotliwociowy kanawBTS Para nonych nr 3 Para nonych nr 2 Para nonych nr 1 w gr (nadawca MS) 45 MHz w d (nadawca SB)

3 szczeliny czasowe

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

50

Struktura czasowa GSMHyperramka 2048 superramek 3 godz. 28 min. Szy bko transmis ji ~ 271 Mbit/s 6,12 s0 Superramka 51 wieloram ek 0 25 50

Wieloramka kanau rozsiewczego BCH

0 1 2 3

50 0 1 2 3

Wieloramka kanau 25 rozmwnego

Ramka 0 1 2 3 4 5 6 7 Szczelina c zasowa BityInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

T In formacja P TS F Informacja T G 3 57 1 26 1 57 3 8..25

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

51

Poczenia w ramach tej samej komrki2 1 BTS BTS BTS BTS 1,2

BSC

1,2

1,2

MSC BSC

BSC

MSC

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

52

Poczenia midzy dwoma komrkami sterowanymi przez ten sam kontroler1,2

BSCBTS 2 BTS BTS 1 1 BTS 2

MSC BSC1,2

BSC

MSC

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

53

Poczenia midzy dwoma komrkami sterowanymi przez dwa kontrolery1

1 BTS 2 BTS BTS BTS

BSC

1

1,2

MSC BSC2 2

BSC

MSC

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

54

Schemat stacji ruchomej GSMGos Prbkowanie i A/C 8 kHz Dane Koder sygnau mowy Kodowanie korekcyjne Kodowanie korekcyjne Kodowanie korekcyjne P rzeplot MUX / TDMA m od GMSK Syntezer FH Stopie wyjciowy Przeplot

Przeplot

Kanay sterujce Ukad sterowania i pomiar u parametrw sygnaw nadajnika i odbiornika Wybr nonej Regulacja poziomu

Display

D ane sterujce Wybr nonej Rozplot Syntezer FH Stopie wejciowy demod GM SK Synchronizacja i estymacja kanau Rozplot Detektor sekwencji lub korektor DMUX / TDMA Rozplot

Klawiatura

Dekodowanie korekcyjne D ane

Dekodowanie korekcyjne

Dekodowanie korekcyjne

Dekoder sygnau mowy

C /A

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

55

Zapewnienie prywatnoci rozmowy i autentycznoci abonenta GSM

Dostp do sieci na podstawie potwierdzonej autentycznoci abonenta tajno przekazywanych danych abonenta (sygnau mowy, danych) dziki szyfracji anonimowo abonentw - tymczasowy numer abonenta uywany wewntrz sieci

Karta SIMInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

56

Karta SIMMikrokontroler

(Subscriber Identity Module)wsppracujcy z terminalem (pamici ROM, RAM, NVM - Non-Volatile Memory) Zawiera: indywidualne dane abonenta klucz szyfracyjny program algorytmu szyfracji

Komunikacja SIM terminal - szeregowa, startstopowa, 3,2 kbit/sInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

57

Algorytm potwierdzenia autentycznociSieKarta SIM Kana radiowy RAND (128 bitw)

Ki

A3

Algorytm szyfrujcy

A3=? T/N

Ki klucz

SRES (32 bity)

SRES

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

58

Proces szyfracji danychSieKarta SIM Kana radiowy RAND (128 bitw)

Ki

A8

Algorytm szyfrujcy

A8Kc

Ki klucz Nr ramki TDMA

Nr ramki K c TDMA

A8DaneInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

A8DanePodstawy telekomunikacji (cz. VIII)

59

Modyfikacje systemu GSMWprowadzenie powkowego kodowania mowy 5,6 kbit/s HR Obnienie jakoci transmisji gosu (kodowanie standardowe FR 13 kbit/s) Rozszerzenie systemu na dziaanie w pamie 1800 MHz - system DCS, rodowisko miejskie i podmiejskie

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

60

System GSM i DCS 1800CechaZakres czstotliwoci: w gr (MS BS) w d (BS MS) Liczba kanaw dupleksowych Liczba czstotliwoci nonych Odstp czstotliwoci midzy kierunkami transmisji Maks. Moc stacji BS Maks. Moc stacji MS Min. Moc stacji MS Klasy stacji ruchomych MS Maksymalna szybko pojazduInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

GSM (900 MHz)890 915 MHz 935 960 MHz 992 (FR) 1984 (HR) 124 45 MHz 320 W 8W 0,02 W 20 W (nie realizowana) 8 W, 5 W (sam./przen.) 2 W, 0,8 W (tel. rczny) 250 km/h

DCS 18001710 1785 MHz 1805 1880 MHz 2976 (FR) 5952 (HR) 374 95 MHz 20 W 1W 0,0025 W 1 W, 0,25 W (tel. rczny) 130 km/hPodstawy telekomunikacji (cz. VIII)

61

Transmisja danych w systemie GSM Strumie binarny generowany przez ukad kodowania gosu lub danych wraz z koderem kanaowym ma szybko 22,8 kbit/s standard transmisji danych w GSM dopuszcza 9,6 kbit/s (w szczeglnych przypadkach 14,4 kbit/s) Konieczna adaptacja szybkoci: 600, 1200, 2400, 4800 i 9600 kbit/s

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

62

Transmisja danych w systemie GSM

Dopasowanie stacji ruchomej do transmisji danych

PSTN ISDN PSPDN CSPDN BSC IWF

TAF MS BTS

BSCRealizacja protokou wymiany danych z innymi sieciami

DTE

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

63

Transmisja danych GSM PSTN

PSTN

Modem

TAFBSC BTS BSC IWF

DTE

MS

Modem

BSS

DTE

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

64

Transmisja danych GSM ISDN

ISDN

TAFBSC BTS BSC IWF

RA V.110

DTE

DTE

MS

BSS

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

65

Transmisja danych GSM PSPDN

PSPDN

TAFBSC BTS BSC IWF

PAD

DTEAsamblacja/rozkadanie pakietw

DTE

MS

BSS X.28

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

66

Transmisja krtkich wiadomoci SMS

Sie staa Centrum Obsugi SMS Sie GSM

SMS-GMSC SMS-IWMC

MSC

BSC

MSBTS

HLR

VLR

MSInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

67

Struktury wiadomoci SMS do st. ruchomejNr bitu Oktet 1 1 Maks. 12 7 6 0 5 4 0 3 0 2 1 0

RP, SRI, MMS, MTI Adres nadawcy

1 1 1 2

Identyfikator protokou Schemat kodowania danych

Znacznik czasowy Centrum obsugi 7 1 1 Maks. 140 Dane abonenta

Dugo danych abonenta

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

68

Struktury wiadomoci SMS od st. ruchomejNr bitu Oktet 1 1 7 6 0 5 4 0 3 0 2 1 0

RP, SRR, VPF, MTI Wskanik numeracji wysanych wiadomoci Adres odbiorcy

Maks. 12 Identyfikator protokou Schemat kodowania danych

1 1 1 2 1 lub 7

Okres wanoci

7 1 1 Maks. 140

Dugo danych abonenta

Dane abonenta

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

69

System szybkiej transmisji danych z komutacj kanaw - HSCSDHigh-Speed Circiut-Switched Data Service Rwnoczesne zastosowanie kilku kanaw rozmwnych o penej szybkoci do realizacji pojedynczego cza HSCSD Kanay rozmwne z maks. omiu szczelin czasowych Teoretycznie (maks.) 8 x 9,6 = 76,8 kbit/s Praktycznie 4 x 9,6 = 38,4 kbit/s

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

70

Architektura systemu HSCSDN x TCH/F

czenie/ rozdzielanie (TAF)

64 kbit/s

czenie/ rozdzielanie (IWF)

MSC TAF MS Um BTS Abis A BSC

IWF

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

71

Rozdzielanie i czenie kanawMS BSS MSC-IWF czenie RozdzielanieDane o duej szybkoci

RA RA RA

FEC FEC FEC

FEC FEC FEC

RA RA RAMUX MUX

RA RA RA

czenie Rozdzielanie

Dane o duej szybkoci

RA

FEC

FECUm

RAA

RA

TCH/F

cze radiowe

RA zamiana danych wejciowych na szybkoci: 3,6; 6,0; 12,0 kbit/s FEC zamiana danych z RA na szybkoci cza radiowegoInstytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

72

Odwzorowanie szybkoci danych w styku radiowym abonentaSzybko danych styku radiowego abonenta [kbit/s] 4,8 9,6 14,4 19,2 28,8 38,4 43,2 57,6Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

TCH/F4,8 1 2 3 4

TCH/F9,6 1 2 3 4

TCH/F14,4 1 2 3 373

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

GSM

GPRSGeneral Packet Radio Service

(GSM + sie pakietowa)

INTERNET

DOSTP RADIOWY GSM GSM

Wzy pakietoweGPRS SIE SZKIELETOWA IP GGSN SGSN INTRANET

ISP

PSTN/ISDN

UMTS DOSTP RADIOWY WCDMA

TERMINAL MULTIMEDIALNY

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

74

System GSM - architekturaPSTN/ISDN/Sieci danych GMSC Rejestr abonentw staych Centrum potwierdzania autentycznoci uytkownika Rejestr identyfikacji wyposaenia Centrum eksploatacji i utrzymania HLR AUC EIR OMC Kontroler stacji bazowych BSC Styk Abis BTS BSS BTS Ukad nadawczo-odbiorczy stacji bazowej Stacja ruc homa MSC Inny fragment sieci GSM

Centrala s ystemu GSM MSC Styk A Rejestr VLR abonentw goci System stac ji bazowych BSS

BSS Styk U m

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

75

Architektura systemu GPRSInna sie GPRS SMS-GMSC GMSCGd Gp Gn

GGSC Pakietowa sie danych GGSC

EIRGf

SGSN VLRGb

Gi

HLR

SGSN wze obsugujcy (MSC) GGSN wze wejciowy

BSCBTS

Instytut Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej

MS GPRS

Podstawy telekomunikacji (cz. VIII)

76