Главная › Новости

Беспроводные технологии

Опубликовано: 06.09.2018

Гаджет. Выпуск №75. Беспроводные технологии

Презентация «Беспроводные технологии» . Размер 168 КБ. Автор: Olga .

содержание презентации «Беспроводные технологии.ppt»

№	Слайд	Текст
1		Беспроводные технологии Беспроводные технологии. Лекция 17.
2		Классификация беспроводных сетей Классификация беспроводных сетей. 1. Mi Bluetooth Neckband Earphones - недорогие беспроводные наушники с aptx
3		Классификация Классификация беспроводных сетей. 2.
4		Сотовые сети связи Сотовые сети связи. 1G: аналоговые сети. Идея: покрытие пространства «сотами» (зонами действия одной базовой станции) и организация кластеров сот. Поддерживали только телефонию. Стандарты: NMT, AMPS. 2G: цифровые сети с коммутацией каналов. Используется метод доступа с временным разделением каналов. В основе также лежит сотовая структура. Поддерживают телефонию и передачу данных. Для организации более быстрого доступа может использоваться GPRS (2G+).Стандарты: GSM, D-AMPS, PDC. 3G: цифровые сети с коммутацией каналов/пакетов. Используется широкополосный метод доступа с кодовым разделением каналов, поддерживают передачу мультисервисного трафика. Стандарты: CDMA, WCDMA, cdma2000, i-mode, LTE (3G+). 4G: цифровые сети с коммутацией пакетов.
5		Стандарт GSM Стандарт GSM. В 1980 г. стандартизирован диапазон 900 МГц, позже – 1800 и 1900 МГц. Будет поддерживаться до 2018 года. Множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA) Структура кадров: 8 временных позиций на 124 несущих. Защита от ошибок: Блочное и сверточное кодирование с перемежением. Переключение рабочих частот в процессе сеанса связи (217 скачков в с.) Скорость кодека: 13 кбит/с Максимальное количество базовых станций: 16 Радиус соты: до 35 км.
6		Разделение частот Разделение частот. Для диапазона 900Мгц: Частота ПС на передачу (нисходящий канал): 890-915 МГц Частота ПС на прием (восходящий канал): : 935-960 МГц Дуплексный разнос частот: 45 МГц Базовая станция поддерживает до 16 частотных каналов. Для диапазона 1800 МГц: Частота ПС на передачу (нисходящий канал): : 1710-1785 МГц Частота ПС на прием (восходящий канал): : 1805-1880 МГц Дуплексный разнос частот: 95 МГц Базовая станция поддерживает до 16 частотных каналов. Используется частотный метод дуплексирования каналов (FDD).
7		Временное разделение Временное разделение (TDMA) в GSM. Кадр, 4.615 мс. 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Канальный интервал, 577 мкс (148 бит + пауза). 3. 57. 1. 26. 1. 57. 3. 8,25. Полезная информация. Пауза 30,44 мкс. Полезная информация. Тренировочная последовательность и ограничители (Pointer Bit) 1+26+1. Ограничительные интервалы (Border Bit).
8		Расширения GSM Расширения GSM (2G+). GPRS (General Packet Radio Service): позволяет пользователю производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями. Идея: информация собирается в пакеты и передаётся через неиспользуемые в данный момент голосовые каналы. Скорость зависит от загрузки сети голосовым трафиком.
9		EDGO EDGO (Enhanced Data rates for Global Evolution): относится как к 2G, так и к 3G (если очень хочется ?)в зависимости от реализации и скорости: ECSD - ускоренный доступ в Интернет по каналу CSD (Circuit Switched Data – канал GSM, один временной интервал поддерживает скорость канала 9.6 кбит/с) EHSCSD - по каналу HSCSD (High-Speed Circuit-Switched Data – скорость канала до 14.4 кбит/с) EGPRS - по каналу GPRS Идея: использует метод модуляции 8PSK, позволяющий увеличить скорость до 48 кбит/с на слот.
10		Структурная схема сети GSM Структурная схема сети GSM. OMC. NMC. Контроллер БС. Бс. Х.25. Центр коммутации. Контроллер БС. TCE. Бс. Бс. Контроллер БС. Биллинг. VLR. AUC. HLR. EIR. ТфОП. GSM. 2Мбит/с. Подсистема центра коммутации. Подсистема базовых станций.
11		Центр коммутации Центр коммутации обслуживает группу сот и является интерфейсом между сотовой сетью и другими сетями (как сотовыми, так и ТфОП и проч.). Обеспечивает маршрутизацию и управление вызовами. Контролирует эстафетную передачу при передвижении абонента из соты в соту. Сигнализация ОКС№7, связь между регистрами посредством Х.25, базовые станции соединены между собой транспортными сетями (SDH или АТМ). БС – базовая станция. Подсистема БС регистрация местоположения и передача управления. Контроллер БС – передача вызовов в сотах для БС его зоны. Вызовы на другие БС идут через центр коммутации. ТСЕ – транскодер, обеспечивает преобразование речевого сигнала 64 кбит/с в 13 кбит/с (речевой шлюз).
12		Центр эксплуатации и технического обслуживания ОМС – центр эксплуатации и технического обслуживания, обеспечивает: Контроль и управление сетью Оценку качества работы сети NMC – центр управления сетью на сетевом уровне, обеспечивает: Эксплуатацию и техническое обслуживание (через OMC) Управление трафиком Сигнализацию (ОКС№7) Диспетчер при аварийных ситуациях HLR – регистр положения. Хранит данные об абонентах (IMSI и абонентский номер). Использует распределенную структуру хранения информации. Функции: Опознание IMSI и аб.N Проверка параметров подлинности Контроль за составом услуг связи Роуминг Таблица маршрутизации.
13		Регистр перемещения VLR – регистр перемещения. Обеспечивает контроль за перемещением абонента. Содержит информацию о контроллере БС, в зоне действия которой находится абонент. Содержит данные об абоненте из HLR на время пребывания абонента в данной зоне. EIR – регистр идентификации оборудования. Содержит списки идентификаторов аппаратов (IMEI, хранится в аппарате, отправляется в сеть вместе с SRES). Позволяет отслеживать несанкциони-рованное использование аппаратов с сети AUC – центр аутентификации. Содержит IMSI, обеспечивает работу механизмов аутентификации абонента. Формирует ключи и алгоритмы аутентификации Проверяет полномочия абонента Осуществляет доступ к сети связи.
14		Аутентификация абонента Аутентификация абонента. Для каждого абонента формируются: IMSI: идентификатор в данной сети Ki: ключ аутентификации Ai: алгоритм аутентификации Эти данные записываются и хранятся на SIM! Процедура проверки: Сеть передает случайный параметр RAND. При получении RAND аппарат абонента производит процедуру вычисления: SRES=Ki?[RAND], где ?- оператор аутентификации алгоритма Аi. БС также производит процедуру вычисления SRES согласно параметрам, хранящимся в AUC. Аппарат абонента отсылает в сеть значение SRES. Сеть сравнивает значение SRES полученное от абонента и вычисленное на станции. При совпадении значений абонент подключается к сети.
15		Основные линии развития Cети 3G. Две основные линии развития: CDMA, cdma2000, i-mode UMTS, WCDMA Необходимость перехода от передачи речи к мультисервисным сетям и поддержка IP привела к появлению LTE.
16		Линия CDMA Линия CDMA. CDMA – множественный доступ с кодовым разделением каналов (Code-Division Multiple Access). Поддерживает широкий ряд технологий Три вида кодового разделения каналов: методом прямой последовательности (DS), частотных скачков (FH), временных скачков (TH). Основным стал DS. Обеспечивает высокую помехоустойчивость, качество связи и скрытность информации за счет особенностей алгоритмов.
17		Принцип кодового разделения каналов Принцип кодового разделения каналов методом DS. Логические каналы формируются за счет расширения спектра сигнала последовательностями Уолша: каждая из последовательностей представляет собой строку матрицы Адамара все строки матрицы и их инверсия ортогональны.
18		Пример формирования последовательностей Уолша Пример формирования последовательностей Уолша. Канал1: 1,1,1,1 Канал2: 1,0,1,0 Канал3: 1,1,0,0 Канал4: 1,0,0,1. Матрица Адамара 1го порядка. Матрица Адамара 2го порядка. Матрица Адамара 4го порядка. Последовательности Уолша:
19		Алгоритм передачи в нисходящем канале Алгоритм передачи в нисходящем канале (от абонента). Защитное сверточное кодирование (на вход подаются данные со скоростью до 9.6 кбит/с). Повторитель (повторение до 8 раз в зависимости от условий связи). Перемежение (защита от групповых ошибок) Маска длинного кода (или идентификатор мобильной станции: 42-разрядное число). Модуляция последовательностями Уолша (каждый бит перемножается на 64-разрядную последовательность). QPSK-модулятор (фазовая модуляция может быть 4х или 8ми позиционной).
20		Развитие стандартов 3G Развитие стандартов 3G. CDMA – семейство стандартов c 1995 г. Развитие получил IS-95 (cdmaOne): скорость до 14,4 кбит/с, 64 канала радиус соты до 20 км Поддержка базовой станцией до 45 фиксированных и до 25 подвижных абонентов. Подразумевает эволюционный путь развития – технологии cdma2000, 1хEVDO(передача данных на одной несущей).
21		Линия UMTS Линия UMTS. Поддержка разноса каналов: частотный FDD WCDMA и временной TDD WCDMA. для FDD WCDMA Работа как в синхронном, так и асинхронном режиме Поддержка скорости до 2 Мбит/с для малоподвижных абонентов и до 384 кбит/с для подвижных Частотный диапазон 5 МГц.
22		Временное разделение дуплексных каналов для ТDD WCDMA Совмещает временное разделение дуплексных каналов, временное мультиплексирование каналов и кодовое мультиплексирование каналов. Интегрируется с GSM (поддержка протоколов верхних уровней и сигнализации) Поддерживает скорости до 2 Мбит/с Радиус соты до 40 км Скорость движения абонента до 120 км/ч.
23		Коммутация пакетов LTE: Long-Term Evolution. Коммутация пакетов, на сетевом уровне базовый протокол IP. Собственный радиоинтерфейс. Ассиметричный канал (до 100 Мбит/с прямой, до 50 Мбит/с обратный). Радиус соты до 50 км. MIMO (многоантенные системы). Возможность вариации частотного диапазона и ширины полосы пропускания. Поддержка частотного и временного дуплексного разделения каналов.
24		Модуляция Модуляция: OFDM (вниз) и SC-FDMA (вверх). Шаг между поднесущими 15 кГц Длительность радиокадра 10 мс.
25		Два типа радиокадров Поддерживает два типа радиокадров: для частотного (20 слотов по 0.5 мс) и временного (2 полукадра по 5мс, в каждом по 5 субкадров по 1 мс) дуплексирования отдельно. 19. 0. 1. 2. 3. 1 мс. 3. 4. 5. 9. Полукадр 2. Полукадр 1. Защитный интервал. UpPTS. DwPTS. Субкадр 0. Субкадр 2.
26		Требования к стандарту мобильных сетей Требования к стандарту мобильных сетей четвертого поколения (4G). Максимальная скорость передачи данных в нисходящем радиоканале до 1 Гбит/с, в восходящем – до 500 Мбит/с; Полоса пропускания в нисходящем радиоканале – 70 МГц, в восходящем – 40 МГц; Максимальная эффективность использования спектра в нисходящем радиоканале – 30 бит/c/Гц, в восходящем – 15 бит/c/Гц (втрое выше, чем в LTE); Полная совместимость и взаимодействие с LTE и другими 3GPP системами.
«Беспроводные технологии»