Systemy radiokomunikacji ruchomej
-
Upload
danny-makelik -
Category
Documents
-
view
789 -
download
2
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