Презентация на тему: Системы радиосвязи с подвижными объектами

Системы радиосвязи с подвижными объектами
Объем работы:
ЛИТЕРАТУРА
Системы радиосвязи с подвижными объектами
ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРА СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
СТРУКТУРА СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ
МЕТОДЫ ДОСТУПА К СРЕДЕ ПЕРЕДАЧИ В СИСТЕМАХ МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ
FDM
TDM
CDM
Системы радиосвязи с подвижными объектами
ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПЕЙДЖИНГОВОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ
СТАНДАРТЫ ТРАНКИНГОВОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ (ТСС)
ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ТРАНКИНГОВОЙ СВЯЗИ
Структурная схема базовой станции Smar Trunk II
Основные параметры системы стандарта Smartrunk II
Стандарт транкинговой системы МРТ 1327
Стандарт цифровой транкинговой связи TETRA
Технология TDMA в стандарте TETRA.
СОТОВАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМЫ МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ
ВАРИАНТЫ СТРУКТУР КЛАСТЕРА ССМС
ПРИНЦИП ХЭНДОВЕРА
ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ССМС
Стандарты ССМС
ДИАПАЗОНЫ ЧАСТОТ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ССМС
АРХИТЕКТУРА СИСТЕМЫ GSM ПОКОЛЕНИЯ 2 G
Технология TDMA в стандарте GSM.
Варианты структуры слота каналов управления GSM
Характеристика полос частот стандарта GSM
Структурная схема цифрового радиотелефона GSM
SIM - карта
РАСПРЕДЕЛЕННАЯ СЕТЕВАЯ АРХИТЕКТУРА UMTS
АРХИТЕКТУРА СЕТИ И ИНТЕРФЕЙСЫ UMTS
СИСТЕМА МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ LTE
Архитектура (а) и услуги (б) сети LTE
Протоколы интерфейса S1 сети LTE
Упрощенная схема алгоритма STC
Принцип кодирования сигнала двумя антеннами
Направления суммарного излучения двухэлементной системы: а- синфазная запитка излучателей; б – противофазная запитка излучателей.
Технология MISO
Схема преобразования сигналов при пространственно-временном кодировании
Обобщенная структурная схема системы связи, основанной на технологии MIMO с STC
Схема формирования физических каналов сети согласно технологии MIMO
Особенность обработки сигналов ССМС
Системы радиосвязи с подвижными объектами
ПЕРЕМЕЖЕНИЕ СИМВОЛОВ
Созвездия многопозиционных видов модуляции.
Спектр сигнала с OFDM модуляцией.
РАСЧЕТ СЕТЕЙ ССМС
Системы радиосвязи с подвижными объектами
КЛАСТЕР С ШАБЛОНОМ 3/9
РАСЧЕТ ТРАФИКА СМС
Системы радиосвязи с подвижными объектами
Системы радиосвязи с подвижными объектами
Системы радиосвязи с подвижными объектами
Расчет сети мобильной связи стандарта GSM-1800
Системы радиосвязи с подвижными объектами
Системы радиосвязи с подвижными объектами
Системы радиосвязи с подвижными объектами
Системы радиосвязи с подвижными объектами
Системы радиосвязи с подвижными объектами
1/62
Средняя оценка: 4.9/5 (всего оценок: 58)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (2895 Кб)
1

Первый слайд презентации: Системы радиосвязи с подвижными объектами

Изображение слайда
2

Слайд 2: Объем работы:

Лекций – 22 часа; Практических (лабораторных) занятий – 17 часов; Тестирование – 4 раза; Зачет

Изображение слайда
3

Слайд 3: ЛИТЕРАТУРА

1.Берлин А.Н. Сотовые системы связи. – М.: БИНОМ, 2012 2.Галкин В.А. Цифровая мобильная радиосвязь. – М.: Горячая линия – Телеком, 2012 3.Скрынников В.Г. Радиоподсистемы UMTS/LTE. Теория и практика. – М.: Спорт и культура, 2012 4.Тихвинский В.О. и др. Сети мобильной связи LTE. Технологии и архитектура. – М.: Эко-Трендз, 2010 5.Берлин А.Н. Цифровые сотовые системы связи. – М.:Эко-Трендз, 2007 6.Кааранен Х. Сети UMTS. – М.: Техносфера, 2008 7.Попов В.И. Основы сотовой связи стандарта GSM. – М.: Эко-Трендз, 2005 8.Ананьин А.В. Сети и системы радиосвязи и средства их информационной защиты. – Хабаровск.: ХИИК, 2012

Изображение слайда
4

Слайд 4

Классификация систем подвижной радиосвязи Принято классифицировать системы подвижной связи (СПС) на следующие виды: системы беспроводного абонентского доступа; пейджинговые системы; транкинговые системы; системы сотовой связи; - беспроводные компьютерные сети.

Изображение слайда
5

Слайд 5: ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРА СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ

Изображение слайда
6

Слайд 6: СТРУКТУРА СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ

Изображение слайда
7

Слайд 7: МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ

Изображение слайда
8

Слайд 8: МЕТОДЫ ДОСТУПА К СРЕДЕ ПЕРЕДАЧИ В СИСТЕМАХ МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ

Множественный доступ с пространственным ра- зделением ( Spase Division Multipplexing – SDM); Множественный доступ c частотным раз делением ( Frequency Division Multiplexing FDM); Множественный доступ c временным разделени- ем ( Time Division Multiplexing – TDM); Множественный доступ с кодовым разделением ( Code Division Multiplexing –CDM)

Изображение слайда
9

Слайд 9: FDM

Спектры канальных сигналов (а) и распределение частотно- временного ресурса (б) между абонентами при FDMA. Число каналов каналов связи для FDMA -систем определяется соотношением: FDM

Изображение слайда
10

Слайд 10: TDM

Изображение слайда
11

Слайд 11: CDM

Изображение слайда
12

Слайд 12

Классификация систем подвижной радиосвязи Принято классифицировать системы подвижной связи (СПС) на следующие виды: системы беспроводного абонентского доступа; пейджинговые системы; транкинговые системы; системы сотовой связи; - беспроводные компьютерные сети.

Изображение слайда
13

Слайд 13: ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПЕЙДЖИНГОВОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ

- ТПВ – терминал персонального вызова; - КСПВ – контроллер сети персонального вызова; - ЦЭиО – центр эксплуатации и обслуживания; - КЗОВ – контроллер зоны обслуживания вызовов; - БС – базовая станция; - АП – абонентский приемник.

Изображение слайда
14

Слайд 14: СТАНДАРТЫ ТРАНКИНГОВОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ (ТСС)

Стандарт SMARTRUNK Стандарт транкинговой системы МРТ 1327 Стандарт цифровой транкинговой связи TETRA

Изображение слайда
15

Слайд 15: ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ТРАНКИНГОВОЙ СВЯЗИ

Изображение слайда
16

Слайд 16: Структурная схема базовой станции Smar Trunk II

Изображение слайда
17

Слайд 17: Основные параметры системы стандарта Smartrunk II

Изображение слайда
18

Слайд 18: Стандарт транкинговой системы МРТ 1327

Изображение слайда
19

Слайд 19: Стандарт цифровой транкинговой связи TETRA

Изображение слайда
20

Слайд 20: Технология TDMA в стандарте TETRA

Изображение слайда
21

Слайд 21: СОТОВАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМЫ МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ

Изображение слайда
22

Слайд 22: ВАРИАНТЫ СТРУКТУР КЛАСТЕРА ССМС

где n С – количество сот в кластере; R – радиус соты, т.е. радиус окружно- сти, описывающей соту. Параметр ξ называется коэффициентом уме- ньшения соканальных помех или коэффици- ентом соканального повторения

Изображение слайда
23

Слайд 23: ПРИНЦИП ХЭНДОВЕРА

Изображение слайда
24

Слайд 24: ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ССМС

Изображение слайда
25

Слайд 25: Стандарты ССМС

АМ PS ( Advanced Mobile Phone Service ) – усовершенствованная мобильная телефонная служба (стандарт разработан в США, 1983г) – 1G; NMT ( Nordic Mobile Telephone System ) – Скандинавская система мобильной телефонной связи (Дания, Норвегия, Швеция, Финляндия, 1981 г – NMT - 450, 1986г – NMT - 900). – 1G; TACS (Total Access Communications System) – общедоступная система связи ( Англия, 1985 г.) – 1G; D - AMPS ( Digital – AMPS ) – цифровая AMPS или IS -54 ( Interim Standart ) – промежуточный стандарт (США, 1992) -2G; GSM ( Global System for Mobile Communications ) – Глобальная система мобильной связи (Группа европейских администраций почты и электросвязи, 1991г) – 2G; Стандарт С DMA ( Code Division Multiple Access ) – метод (2G) ( множественного доступа с кодовым разделением (США, 1995г) ; Стандартом третьего поколения – 3 G является UMTS ( Universal Mobile Telecommunications System ) – универсальная система мобильной связи (Европейский союз, 2000г) ; стандарт мобильной связи четвертого поколения - 4 G.

Изображение слайда
26

Слайд 26: ДИАПАЗОНЫ ЧАСТОТ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ССМС

Изображение слайда
27

Слайд 27: АРХИТЕКТУРА СИСТЕМЫ GSM ПОКОЛЕНИЯ 2 G

Изображение слайда
28

Слайд 28: Технология TDMA в стандарте GSM

Изображение слайда
29

Слайд 29: Варианты структуры слота каналов управления GSM

Изображение слайда
30

Слайд 30: Характеристика полос частот стандарта GSM

Изображение слайда
31

Слайд 31: Структурная схема цифрового радиотелефона GSM

Изображение слайда
32

Слайд 32: SIM - карта

Изображение слайда
33

Слайд 33: РАСПРЕДЕЛЕННАЯ СЕТЕВАЯ АРХИТЕКТУРА UMTS

Изображение слайда
34

Слайд 34: АРХИТЕКТУРА СЕТИ И ИНТЕРФЕЙСЫ UMTS

Изображение слайда
35

Слайд 35: СИСТЕМА МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ LTE

Изображение слайда
36

Слайд 36: Архитектура (а) и услуги (б) сети LTE

Изображение слайда
37

Слайд 37: Протоколы интерфейса S1 сети LTE

Изображение слайда
38

Слайд 38: Упрощенная схема алгоритма STC

Изображение слайда
39

Слайд 39: Принцип кодирования сигнала двумя антеннами

d 1 = a 1 + jb 1 ; d 2 = a 2 + jb 2 ; - d 2 * = - a 2 + jb 2 ; d 1 * = a 1 - jb 1.

Изображение слайда
40

Слайд 40: Направления суммарного излучения двухэлементной системы: а- синфазная запитка излучателей; б – противофазная запитка излучателей

Изображение слайда
41

Слайд 41: Технология MISO

1) 2) 3)

Изображение слайда
42

Слайд 42: Схема преобразования сигналов при пространственно-временном кодировании

Изображение слайда
43

Слайд 43: Обобщенная структурная схема системы связи, основанной на технологии MIMO с STC

Изображение слайда
44

Слайд 44: Схема формирования физических каналов сети согласно технологии MIMO

Изображение слайда
45

Слайд 45: Особенность обработки сигналов ССМС

Изображение слайда
46

Слайд 46

СВЕРТОЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ

Изображение слайда
47

Слайд 47: ПЕРЕМЕЖЕНИЕ СИМВОЛОВ

БЛОЧНОЕ ПЕРЕМЕЖЕНИЕ

Изображение слайда
48

Слайд 48: Созвездия многопозиционных видов модуляции

Изображение слайда
49

Слайд 49: Спектр сигнала с OFDM модуляцией

Изображение слайда
50

Слайд 50: РАСЧЕТ СЕТЕЙ ССМС

При расчете сетей подвижной связи решаются три основные задачи - определение числа каналов связи в соте, расчет емкости сети подвижной связи и оценка пропускной способности узла коммутации GPRS ( General Packet Radio Service ) – технологии пакетной передачи данных. Расчет емкости СПС с коммутацией каналов Расстояние D (защитный интервал) между центрами сот, в которых разрешено повторное использование частот, определяется как : где R – радиус окружности, описанной вокруг правильного шестиугольника; n c – количество сот в кластере. Каждой БС выделяется набор из N каналов для обслуживания абонентов с шириной полосы частот каждого канала, равной F k. Тогда общая ширина полосы частот F ∑, занимаемая СПС составит: Зная общую величину частотного диапазона, выделяемого для определенной сотовой сети, можно определить число каналов в соте:

Изображение слайда
51

Слайд 51

Максимальный радиус соты рассчитывается по формуле: С = 1/ Nck

Изображение слайда
52

Слайд 52: КЛАСТЕР С ШАБЛОНОМ 3/9

Изображение слайда
53

Слайд 53: РАСЧЕТ ТРАФИКА СМС

Под емкостью сети подвижной связи подразумевается количество абонентов А, которое сеть способна обслужить при заданных: - вероятности потерь Р loss (вероятность отказа в установлении соединения); - числе физических каналов на соту N ; - числе сот на территорию покрытия М. В системе ССМС, работающих в режиме коммутации каналов, вероятность потерь оценивается в соответствии с В-формулой Эрланга. При это, вероятность потерь Р loss в сети обычно задается в пределах от 0,01 до 0,05. Задача расчета емкости системы сотовой связи решается следующим образом. 1.При известном числе каналов на соту из таблицы для В-формулы Эрланга определяется допустимое значение интенсивности трафика Y c в Эрлангах, обслуживаемого в соте при заданной вероятности Р loss. 2.Интенсивность нагрузки одного абонента Y 1 оценивается в период наибольшей нагрузки при известных средней длительности одного занятия и количестве вызовов. Этот параметр обычно известен при расчетах нагрузки и его величина на начальных этапах развития СПС принимается равной 0, 015 эрл. 3.Количество абонентов, которые могут быть обслужены в одной соте, оценивается следующим отношением: РАСЧЕТ ТРАФИКА СМС 4.Количество абонентов А, которое может быть обслужено всей совокупностью М сот (при условии их равномерной нагрузки) равно: А = аМ.

Изображение слайда
54

Слайд 54

Оценка пропускной способности транспортной сети в ССМС с пакетной технологией радиопередачи данных определяется к показателям качества обслуживания, в частности, к величине задержки. Поскольку система GPRS использует режим коммутации пакетов, для моделирования такой системы применяются системы с очередями. Используя статистические данные о характере потоков в транспортной сети GPRS и учитывая предположение о размере памяти в узлах системы GPRS, целесообразно использовать для моделирования коммутатора GPRS систему M / G /1 (пуассоновский поток на входе, общий вид распределения времени обслуживания, один обслуживающий прибор, бесконечный размер буфера). Средняя задержка протокольного блока в такой системе рассчитывается по формуле Хинчина-Полячека: где - средняя длина очереди в рассматриваемой системе (в числе протокольных блоков ПБ); - интенсивность нагрузки системы M / G /1, разумеется, ρ < 1; λ, μ – значения интенсивности поступления и обслуживания ПБ в системе, соответственно; - квадратичный коэффициент вариации времени обслуживания, равный отношению дисперсии времени обслуживания к квадрату его математического ожидания. -среднее время обслуживания ПБ в системе;

Изображение слайда
55

Слайд 55

Для расчета задержек необходимо знать скорость передачи данных В на выходе GPRS, которая определяет интенсивность обслуживания как где l - средняя длина ПБ. С другой стороны, если известны нормы средней задержки, то можно найти требуемую скорость передачи. Если на вход коммутатора GPRS поступает пуассоновский поток, время обслуживания распределено по экспоненциальному закону, память бесконечна и используется один выходной канал (система массового обслуживания M / G /1). В этом случае, с учетом значений квадратичного коэффициента вариации, приведенных в таблице, выражение принимает вид: При этом скорость передачи в выходном канале узла GPRS при выбранной модели определяется выражением:

Изображение слайда
56

Слайд 56

Для точного расчета скорости передачи из уравнения, кроме интенсивности λ (в числе протокольных блоков в единицу времени) и средней длины протокольного блока (в битах на блок), необходимо знать величину квадратичного коэффициента распределения длин блоков, а также нормы средней задержки. В таблице приведены средние значения задержек трех классов обслуживания, различающихся приоритетом (взяты из стандартов ETSI для системы GPRS ). Здесь приведены три класса задержки в зависимости от норм для задержки и от длины пакета. Наивысший приоритет имеет Класс 1, нормальный приоритет – Класс 2, наи- меньший – Класс 3. В таблице приведены значения скорости передачи, которые могут быть реализованы на выходе коммутатора GPRS в зависимости от его места в сети. В обслуживающих узлах GPRS могут быть использованы тракты Е1 плезиохронной цифровой иерархии со скорость. 2,048 Мбит/с, тогда как в магистральных шлюзовых узлах поддержки GPRS, осуществляющих маршрутизацию пакетов, поступающих в нее из внешних пакетных сетей, GGSN ( Gateway GPRS Support Node ), где агрегируется нагрузка большого числа источников пакетного трафика, могут использоваться системы STM синхронной цифровой иерархии.

Изображение слайда
57

Слайд 57: Расчет сети мобильной связи стандарта GSM-1800

Исходными данными для расчета являются: - мощность передатчика БС (базовой станции ) - Рпрд БС = 22 Вт; - мощность передатчика АС (абонентской станции) - Рпрд АС = 1 Вт; - потери в фидере антенны передатчика БС – η ф прд = 2 дБ; - потери в дуплексном фильтре Вф = 1,5 дБ; - коэффициент усиления передающей антенны БС – G 0 И = 18 дБ; - чувствительность приемника БС – Рпрм = – 102 дБм; - чувствительность приемника АС – Рпрм = – 110 дБм; - потери в фидере антенны приемника БС - ηф прм= 2 дБ; - коэффициент усиления антенного усилителя тракта приемника АС – Кмшу=10 дБ; - коэффициент усиления антенны приемника АС – G 0 П = 18 дБ; - среднеквадратическое отклонение (СКО) флуктуаций сигнала БС и АС – σ = 8дБ; - параметр логнормального распределения уровней сигнала по местопо- ложению БС и АС с вероятностью 75% – η(75%) = 0,68; - потери сигнала в теле абонента для БС и АС – WT = 3 дБ; - потери на проникновение в автомобили для БС и АС W э = 8 дБ; - потери на проникновение в здания для БС и АС W э = 15 дБ; - защитное отношение сигнал/помеха с вероятностью 50% – А 0 = 9 дБ;

Изображение слайда
58

Слайд 58

1.Максимальный радиус соты рассчитывается по формуле: 2.В зависимости от условий местности (городская застройка, сельская местность, лесной массив и т.д.) должен учитываться соответствующий поправочный коэффициент. Грубо можно учитывать два момента – в условиях прямой видимости можно учитывать поправочный коэффициент 1,4, а в условиях непрямой видимости – 0,7 ÷ 0.4 3.Максимальная площадь макросот определяется по формуле: 4.При этом число макросот в зоне обслуживания составит: 5.Коэффициент соканального повторения q = D / R max определяется по формуле: где параметр распространения радиоволн n для однолучевой модели распространения в свободном пространстве рекомендуется брать n =2; для многолучевой модели распространения в городских условиях (плотная высотная застройка) величина n ≈4; для многолучевой модели распространения в условиях пригорода, лесных массивов, величин e n рекомендуется выбирать в пределах 3 < n < 4.

Изображение слайда
59

Слайд 59

6.Число сот в кластере ( то есть порядок кластера) находится по формуле: 7.При этом число кластеров в зоне обслуживания находится следующим образом: 8.Коэффициент повторного использования частот при этом составляет: С = 1/ N ck Энергетический расчет выполняется в следующей последовательности: 1.Мощность передатчика БС и АС Р прд в дБм 2.Излучаемая мощность Р изл в дБм:

Изображение слайда
60

Слайд 60

3. Необходимая мощность полезного сигнала в точке приема (БС или АС) с вероятностью 50% – Р пс(50%) в ДБм: 4.Необходимая напряженность поля полезного сигнала с вероятностью 50% – Е пс(50%) в дБ(мкВ/м): 5.Необходимая мощность полезного сигнала на границе зоны обслуживания с вероятностью 75% – Р пс(75%) в дБм: 6.Необходимая напряженность поля полезного сигнала на границе зоны обслуживания с вероятностью 75% – Е пс(75%) в дБ(мкВ/м): 7.Допустимые основные потери передачи с вероятностью 50% – W доп(50%) в дБ при нахождении АС на улице, в автомобиле и в здании: 8. Допустимые основные потери передачи с вероятностью 75% – W доп(75%) в дБ при нахождении АС на улице, в автомобиле и в здании:

Изображение слайда
61

Слайд 61

9.Максимальная дальность связи с вероятностью 75% на границе зоны обслужи- вания, R 0 max, км при нахождении АС на улице, в автомобиле и в здании: 10.Защитное отношение сигнал/помеха с вероятностью 75% на границе зоны обслуживания А гр в дБ: 11.Максимальная дальность сокональных помех на границе зоны обслуживания R п max в км при нахождении АС на улице, в автомобиле и в здании: Частотное планирование для сетей GSM -1800 осуществляется в диапазонах частот: - линия вверх (прием) – 1710…1785 МГц; - линия вниз ( передача) – 1805…1880 МГц. Общее количество частотных каналов в стандарте GSM -1800 – 374. Номера каналов N однозначно определяют значения центральной частоты радиопередатчиков базовых и абонентских станций следующим образом: f БС = 1805,2 + 0,2( N – 512) МГц; f АС = 1710,2 + 0,2( N – 512) МГц, где 512 ≤ N ≤ 885.

Изображение слайда
62

Последний слайд презентации: Системы радиосвязи с подвижными объектами

Для сети GSM -1800 оптимальным вариантом является трехсекторная конфигурация соты для кластера размерностью 4/12 (рисунок). При этом площадь одной трехсекторной ячейки кластера рассчитывается с использованием найденной максимальной дальности связи с вероятностью 75% на границе зоны обслуживания R 0 max по следующей формуле: При этом минимальное количество БС - n БС, необходимое для сплошного покрытия заданной территориальной зоны площадью S тз при регулярной структуре их размещения рассчитывается как: Фрагмент сети GSM -1800 с кластером 4/12.

Изображение слайда