GSM A DATOVÉ PŘENOSY V BEZDRÁTOVÝCH SÍTÍCH

2

VĚTŠINA VEŘEJNÝCH BEZDRÁTOVÝCH SÍTÍ JE BUDOVÁNA PRIMÁRNĚ PRO POTŘEBY PŘENOSU HLASU, NEBOLI PRO TELEFONOVÁNÍ (S VÝJIMKOU MOBILNÍCH SÍTÍ 3. GENERACE, KTERÉ JSOU JIŽ BUDOVÁNY PRO HLASOVÉ I DATOVÉ SLUŽBY SOUČASNĚ).

JEDNOU Z MOŽNÝCH CEST JAK VYUŽÍT TYTO SÍTĚ I PRO PŘENOS DAT JE NAMODULOVAT DATA NA ANALOGOVÝ SIGNÁL A TEN PAK PŘENÁŠET SKRZE PŘÍSLUŠNOU SÍŤ STEJNĚ JAKO HLAS (COŽ JE STEJNÝ PRINCIP, NA JAKÉM JSOU PŘENÁŠENA DATA SKRZE KLASICKOU VEŘEJNOU TELEFONNÍ SÍŤ). TOTO ŘEŠENÍ OBECNĚ PŘIPADÁ V ÚVAHU PRO VŠECHNY VEŘEJNÉ BEZDRÁTOVÉ SÍTĚ URČENÉ PRO PŘENOS HLASU.

DALŠÍ VARIANTOU, KTERÁ PŘIPADÁ V ÚVAHU PRO VĚTŠINU VEŘEJNÝCH BEZDRÁTOVÝCH SÍTÍ, JSOU SAMOSTATNÉ PŘENOSOVÉ SLUŽBY, URČENÉ SPECIFICKY PRO PŘENOS "OBECNÝCH" DIGITÁLNÍCH DAT, BEZ NUTNOSTI JEJICH MODULACE UŽIVATELEM. LZE SI PŘEDSTAVIT, ŽE TAKOVÉTO PŘENOSOVÉ SLUŽBY VYTVÁŘÍ DIGITÁLNÍ PŘENOSOVÝ KANÁL SKRZE PŘÍSLUŠNOU BEZDRÁTOVOU SÍŤ, KTERÝ MÁ VŽDY URČITÉ PARAMETRY.

3

JEDNÍM Z NEJVÝZNAMNĚJŠÍCH PARAMETRŮ JE JEHO KAPACITA, VYJÁDŘENÁ V PŘENOSOVÉ RYCHLOSTI (V BITECH ZA SEKUNDU, RESP. V NÁSOBCÍCH).

DALŠÍM VÝZNAMNÝM PARAMETREM JE TO, ZDA PŘÍSLUŠNÝ PŘENOSOVÝ KANÁL FUNGUJE NA PRINCIPU :

PŘEPOJOVÁNÍ OKRUHŮ (CIRCUIT SWITCHING),

PŘEPOJOVÁNÍ PAKETŮ (PACKET SWITCHING)

PRO PŘENOSOVÝ KANÁL JE PŘÍSLUŠNÁ PŘENOSOVÁ KAPACITA VYHRAZENA A TAKÉ GARANTOVÁNA, COŽ ZNAMENÁ ŽE PŘÍSLUŠNOU PŘENOSOVOU RYCHLOST LZE SKUTEČNĚ DOSAHOVAT PO CELOU DOBU PŘENOSU, PŘESNĚJI PO CELOU DOBU EXISTENCE KANÁLU

NEDOCHÁZÍ K ŽÁDNÉMU VYHRAZENÍ PŘENOSOVÉ KAPACITY ALE TATO JE SDÍLENA, COŽ ZNAMENÁ ŽE EFEKTIVNÍ (SKUTEČNĚ DOSAHOVANÁ) PŘENOSOVÁ RYCHLOST NEMUSÍ BÝT VŽDY DOSAHOVAT ÚROVNĚ (NOMINÁLNÍ) PŘENOSOVÉ RYCHLOSTI

4

PŘEDSTAVA PŘEPOJOVÁNÍ OKRUHŮ

5

PŘEDSTAVA PŘEPOJOVÁNÍ PAKETŮ

6

SÍTĚ NA BUŇKOVÉM PRINCIPU

PRO VĚTŠÍ POČTY UŽIVATELŮ JE NUTNÉ NAJÍT ZPŮSOB, JAK OMEZENÝ POČET FREKVENČNÍCH KANÁLŮ POUŽÍT OPAKOVANĚ, TEDY TAK ABY KAŽDÝ JEDNOTLIVÝ KANÁL MOHL BÝT VYUŽIT VÍCE KOMUNIKUJÍCÍMI ÚČASTNÍKY SOUBĚŽNĚ, BEZ TOHO ABY SE JEJICH PŘENOSY NAVZÁJEM OVLIVŇOVALY. ŘEŠENÍM JE TZV. BUŇKOVÝ (CELULÁRNÍ) PRINCIP.

7

8

VZNIK BUŇKOVÝCH SÍTÍ

17. ČERVNA 1947

AT&T A SOUTHWESTERN BELL SPOUŠTÍ PRVNÍ MOBILNÍ RADIOTELEFONNÍ SLUŽBU V PÁSMU 150 MHz. NA TZV. ZÓNOVÉM PRINCIPU.

DOWNLINK VYSÍLAL CENTRÁLNÍ VYSÍLAČ PRO VŠECHNY POHYBLIVÉ STANICE S VELKÝM VÝKONEM. UPLINK VYSÍLALA MOBILNÍ STANICE S MALÝM VÝKONEM K JEDNÉ Z NĚKOLIKA RETRANSLAČNÍCH STANIC. TA PŘEDÁVALA HOVOR DO CENTRÁLNÍHO VYSÍLAČE

1947

RODÍ SE MYŠLENKA BUŇOVÝCH SÍTÍ. D.H.RING Z BELLOVÝCH LABORATOŘÍ AT&T V USA. OPAKOVANÉ VYUŽITÍ STEJNÝCH FREKVENCÍ V NESOUSEDNÍCH BUŇKÁCH.

LEDEN 1969

BELL SYSTÉM SPUŠTÍ PRVNÍ BUŇKOVÝ SYSTÉM V PÁSMU 450 MHz NA TRASE DLOUHÉ 225 MIL.

9

PRVNÍ MOBILNÍ TELEFON

1973

RODÍ SE MOBILNÍ TELEFON – ZKONSTRUOVAL HO DR. MARTIN COOPER, DODNES POVAŽOVANÝ ZA VYNÁLEZCE OSOBNÍHO MOBILNÍHO TELEFONU

PODÁVÁ PATENT S NÁZVEM „RADIO TELEPHONE SYSTÉM“.

3. DUBNA 1973

PRVNÍ MOBILNÍ HOVOR Z MOBILNÍHO TELEFONU

1973 MOBILNÍ TELEFON, CIHLA – VÁŽÍCÍ 0,85 kg.

1983 MOTOROLA UVÁDÍ NA TRH MOBILNÍ TELEFON DynaTAC – 0,45 kg – 3500 USD.

1990 1 MILION MOBILNÍCH TELEFONŮ / USA

10

GENERACE MOBILNÍCH SÍTÍ

1. GENERACE (1G)

JEŠTĚ ANALOGOVÁ, POUŽÍVÁ TECHNIKU FREKVENČNÍHO MULTIPLEXU FDM/FDD. PRO JEDNOTLIVÉ HOVORY SE POUŽÍVAJÍ VŽDY CELÉ FREKVENČNÍ KANÁLY.

AMPS – ADVANCED MOBILE PHONE SERVICE, V USA.

NMT – NORDIC MOBILE TELEPHONE, V EVROPĚ.

TACS – TOTAL ACCESS CONTROL SYSTÉM, UPRAVENÝ AMPS, HLAVNĚ VE VB.

2. GENERACE (2G)

JIŽ DIGITÁLNÍ , POUŽÍVÁ TECHNIKU ČASOVÉHO MULTIPLEXU, PRO HOVORY JSOU VYUŽÍVÁNY JEN ČÁSTI FREKVENČNÍCH KANÁLŮ, ČASOVÉ SLOTY. HLAS JE PŘENÁŠEN V DIGITÁLNÍ PODOBĚ.

GSM (EVROPA), CDMA (USA), D-AMPS(USA), PDC (JAPONSKO).

2,5. GENERACE (2,5G)

OBOHACENÉ O MOŽNOST PŘENOSU DAT. GPRS, HSCSD, EDGE

3. GENERACE (3G)

UMTS – ORIENTACE NA DATA

11

12

HOSPODAŘENÍ S FREKVENCEMI

MOBILNÍ SÍTĚ ZÁSADNĚ FUNGUJÍ V LICENČNÍCH PÁSMECH. FREKVENCE DOSTÁVAJÍ PŘIDĚLENÉ NA ZÁKLADĚ INDIVIDUÁLNÍ LICENCE. POČET OPERÁTORŮ JE OMEZEN DOSTUPNOSTÍ FREKVENCÍ.

MOBILNÍ OPERÁTOŘI POTŘEBUJÍ : POKRÝT NEOMEZENĚ VELKOU PLOCHU, ALE JEN S OMEZENÝM PŘÍDĚLEM FREKVENCÍ.

ŘEŠENÍ – BUŇKOVÝ (CELULÁRNÍ) PRINCIP. PLOCHA K POKRYTÍ JE ROZDĚLENA NA DÍLČÍ ČÁSTI (BUŇKY). V SOUSEDNÍCH BUŇKÁCH SE NESMÍ POUŽÍT STEJNÉ FREKVENCE. FREKVENCE SE MOHOU OPAKOVAT V NESOUSEDNÍCH BUŇKÁCH.

STRUKTURA BUNĚK MOBILNÍ SÍTĚ NENÍ PEVNĚ DÁNA. MOBILNÍ OPERÁTOR MUSÍ VELMI PEČLIVĚ PLÁNOVAT VYUŽITÍ FREKVENCÍ. REALIZACE TZV. FREKVENČNÍHO PLÁNOVÁNÍ

13

TERMINOLOGIE

STREAM

TÝKÁ SE DATOVÉHO TOKU, MĚŘÍ SE V JEDNOTKÁCH PŘENOSOVÉ RYCHLOSTI, bit/s.

DOWNSTREAM

JE DATOVÝ TOK K UŽIVATELI.

UPSTREAM

JE DATOVÝ TOK OD UŽIVATELE.

LINK (SPOJ)

TÝKÁ SE POUŽITÝCH FREKVENCÍ, MĚŘÍ SE V JEDNOTKÁCH ŠÍŘKY PÁSMA (Hz).

DOWNLINK

JE SPOJ K UŽIVATELI

UPLINK

JE SPOJ OD UŽIVATELE

TERMINOLOGIE POCHÁZÍ ZE SATELITNÍCH TECHNOLOGIÍ.

14

MOBILNÍ SÍTĚ 1. GENERACE

12.ZÁŘÍ 1991

EUROTEL SPOUŠTÍ SÍŤ NMT V PÁSMU 450 MHz. DŘÍVE PROVOZOVÁN JAKO EUROTEL TIP.

15

SYSTÉM NMT

SYSTÉM NMT (NORDIC MOBILE TELEPHONE) PATŘÍ DO SKUPINY SYSTÉMŮ PRO MOBILNÍ KOMUNIKACI PRVNÍ GENERACE A JE TEDY JEDNÍM Z MNOHA ANALOGOVÝCH SYSTÉMŮ, POUŽÍVANÝCH PO CELÉM SVĚTĚ.  JEDNÁ SE O MOBILNÍ TELEFONNÍ SÍŤ, VYVINUTOU TELEKOMUNIKAČNÍMI SPRÁVAMI FINSKA, DÁNSKA, NORSKA A ŠVÉDSKA PRO ZAJIŠTĚNÍ KOMPATIBILNÍHO RADIOTELEFONNÍHO SYSTÉMU VE VŠECH TĚCHTO STÁTECH.

Vysílací pásmo základnové stanice : 463-467,5 MHz Vysílací pásmo mobilní stanice : 453-457,5 MHz Šířka kanálu : 25 kHz Počet kanálů : 180

SUBSYSTÉM ZÁKLADNOVÝCH STANIC BSS (BASE STATION SUBSYSTEM) SÍŤOVÝ SPOJOVACÍ SUBSYSTÉM NSS (NETWORK SWITCHING SUBSYSTEM)

16

MOBILNÍ SÍTĚ 2. GENERACE

PRO DĚLENÍ DOSTUPNÝCH FREKVENCÍ NA MENŠÍ ČÁSTI SE POUŽÍVÁ TECHNIKA FREKVENČNÍHO MULTIPLEXU (FDMA). KAŽDÝ FREKVENČNÍ KANÁL JE DÁLE DĚLEN NA PRINCIPU ČASOVÉHO MULTIPLEXU (TDMA). CELÉ ŠIRŠÍ FREKVENČNÍ KANÁLY SE SDÍLÍ NA PRINCIPU KÓDOVÉHO MULTIPLEXU (CDMA). PRO ZAJIŠTĚNÍ OBOUSMĚRNÉHO PŘENOSU SE POUŽÍVÁ BUĎ FDD NEBO TDD.

17

BTS – MOBILNÍ STANICE

MOBILNÍ STANICE - BTS

FDMA

TDMA

125 SUBPÁSEM 0-124

8 ČASOVÝCH KANÁLŮ

ZÁKLADNOVÁ STANICE MÁ MÁ CELKOVOU KAPACITU MAX. 124x8=992

8 kHz – 13 BITŮ

8000 x 13= 104 kb/s

ZDROJOVÉ KÓDOVÁNÍ

13 kb/s

KANÁLOVÉ KÓDOVÁNÍ

KANÁLOVÉ KÓDOVÁNÍ ZABEZPEČENÍ PROTI CHYBÁM VZNIKLÝCH PŘI PŘENOSU, ZVÝŠENÍ ODOLNOSTI SIGNÁLU PROTI SHLUKŮM CHYB. ČÁST SIGNÁLU JE PODROBENA ŠIFROVÁNÍ.

PŘENOSOVÁ RYCHLOST V JEDNOM KANÁLU JE 22,8 kb/s

?

18

KÓDOVÁNÍ HLASU V GSM

GSM JE DIGITÁLNÍ SÍŤ, HLAS JE PŘENÁŠEN V DIGITÁLNÍ FORMĚ. HLAS JE SNÍMÁN 8000 x ZA SEKUNDU, KAŽDÝ VZOREK JE VYJÁDŘEN POMOCÍ 13 BITŮ ( CELKOVĚ 8000 x 13 = 104 kbit/s). NÁSLEDUJE KOMPRESE RPE/LTP (REGULAR PULSE EXSITATION/LONG TERM PREDICTION) – SNÍŽÍ DATOVÝTOK ZE 104 kbit/s NA 13 kbit/s. NÁSLEDUJE PŘIDÁNÍ ZABEZPEČOVACÍCH ÚDAJŮ, PRO DETEKCI A KOREKCI CHYB BĚHEM RÁDIOVÝCH PŘENOSŮ – VÝSLEDKEM JE DATOVÝ TOK 22,8 kbit/s.

VE SKUTEČNOSTI – FULL RATE KODEK, SNÍMAJÍ SE ÚSEKY HOVORU DLOUHÉ 20 ms, KAŽDÝ ÚSEK JE VYJÁDŘEN POMOCÍ 260 BITŮ – ODPOVÍDÁ TO 13 kbit/s. PO PŘIDÁNÍ ZABEZPEČUJÍCÍCH ÚDAJŮ Z 260 BITŮ JE 456 BITŮ, Z RYCHLOSTI 13 kbit/s JE 22,8 kbit/s. 456 BITŮ SE ROZDĚLÍ NA 8 BLOKŮ PO 57 BITECH. DO KAŽDÉHO TIMESLOTU (1 Z 8) SE VKLÁDÁ TZV. BURST, KTERÝ OBSAHUJE 2x 57 BITŮ (UŽITEČNÁ DATA REPREZENTUJÍCÍ HLAS, PŘÍPADNĚ DATA). 1x 26 BITŮ TRAINING SEQUENCE – PEVNĚ DANÁ POSLOUPNOST, SLOUŽÍ K ZAJIŠTĚNÍ RADIOVÝCH PŘENOSŮ. DALŠÍ REŽIJNÍ BITY 2 ŘÍDÍCÍ, 2x3 OKRAJOVÉ BITY 8,25 OCHRANNÝCH BITŮ. CELKEM MÁ 1 BURST 156,25 BITŮ, TRVÁ 0,577 msec., RYCHLOST 270, 833 kbit/s.

19

GSM 1800

GSM 1800 GSM 1800

17101785 1805 1880

75 MHz 75 MHz

95 MHz

F1 F2 F3 F374 F1 F2 F3 F374

200 MHzGSM 1900 – MAX. 298 KANÁLŮ, ŠÍŘKA PÁSMA 2x75 MHz

VARIANTY GSM 1800 A GSM 1900 JSOU NĚKDY OZNAČOVÁNY JAKO SYSTÉMY DCS (DIGITAL COMMUNICATION SYSTÉM

NEBO DIGITAL CELLULAR SYSTÉM )

20

GSM

PŮVODNĚ – GROUPE SPECIAL MOBILE, POZDĚJI GLOBAL SYSTÉM FOR MOBILE TELECOMMUNICATIONS. PRVNÍ KOMERČNĚ PROVOZOVANÝ SYSTÉM 2. GENERACE – VYVINUT V 80-TÝCH LETECH V EVROPĚ. DNES NEJROZŠÍŘENĚJŠÍ STANDARD 2.GENERACE. V EVROPĚ JE PROVOZOVÁN V PÁSMU 900 A 1800 MHz OD ROKU 1992, V USA V PÁSMU 1900 MHz OD ROKU 1996 ČASTO TAKÉ POD OZNAČENÍM PCS 1900 (PERSONAL COMMUNICATIONS STANDARD).

21

FREKVENCE V GSM (900 MHz)

V PÁSMU 900 MHz GSM POUŽÍVÁ : 124 FREKVENČNÍCH KANÁLŮ PRO UPLINK 890 – 915 MHz. 124 FREKVENČNÍCH KANÁLŮ PRO DOWNLINK 935 – 960 MHz, KAŽDÝ O ŠÍŘCE 200 kHz.

KAŽDÝ FREKVENČNÍ KANÁL JE DÁLE DĚLEN NA 8 ČASOVÝCH SLOTŮ – TIMESLOTŮ.

22

HLASOVÉ HOVORY V GSM

JEDNOTLIVÉ TDMA RÁMCE (KAŽDÝ S 8 TIMESLOTY) SE STŘÍDAÍ S FREKVENCÍ 217 Hz. 1 TDMA RÁMEC TRVÁ 4,615 MILISEKUND (120/26 ms). 1 TIMESLOT TRVÁ 0,577 ms (120/26/8 ms).

SKUPINA 26 TDMA RÁMCŮ TVOŘÍ 1 MULTIRÁMEC TRVÁ 120 ms.

HLASOVÝ HOVOR ZABÍRÁ VŽDY 1 TIMESLOT V TDMA RÁMCI.

VYSÍLÁNÍ Z MOBILNÍ STANICE JE POSUNUTO O 3 SLOTY.

23

VYUŽITÍ SLOTU V GSM

24

ARCHITEKTURA GSM SÍTĚ

SÍŤ GSM JE BUDOVÁNA NA BUŇKOVÉM PRINCIPU. PLOCHA,KTEROU POKRÝVAJÍ JE ROZDĚLENA NA BUŇKY. V JEDNOTLIVÝCH BUŇKÁCH JSOU UMÍSTĚNY TZV. ZÁKLADNOVÉ STANICE BTS (BASE TRANSCEIVER STATION) . VŽDY NĚKOLIK BTS JE NAPOJENO NA JEDEN SPOLEČNÝ ŘADIČ BSC ( BASE STATION CONTROLLER).

PÁTEŘNÍ ČÁST MOBILNÍ SÍTĚ ŘÍDÍ MOBILNÍ TELEFONÍ ÚSTŘEDNA MSC (MOBILE SWITCHING CENTRE). MSC OVLÁDÁ ŘADIČE BSC.

25

ARCHITEKTURA GSM SÍTĚ

26

PŘEDSTAVA HOVORU V GSM SÍTI

27

PŘIHLAŠOVÁNÍ DO GSM SÍTĚ

KDYŽ MOBILNÍ OPERÁTOR ZÍSKÁ NOVÉO ZÁKAZNÍKA :

•PŘIDĚLÍ MU REGISTRAČNÍ ČÍSLO – MSIN, STANE SE SOUČÁSTÍ IMSI. ULOŽÍ SE NA SIM KARTU.

•PŘIDĚLÍ MU TELEFONNÍ ČÍSLO MSISDN, ULOŽÍ SE HLR, SPOLU S IMSI.

KDYŽ SE MOBIL (MS) PŘIHLAŠUJE DO SÍTĚ : PŘEDÁ SÍTI IMEI (IDENTIFIKUJE ZAŘÍZENÍ), IMSI (IDENTIFIUJE UŽIVATELE). EIR (EQUIPMENT IDENTITY REGISTER) – ZKONTROLUJE IMEI SE SVÝMI BLACK/WHITE/GREY LISTEM ZDA JE ZAŘÍZENÍ OK. HLR (HOME LOCATION REGISTER) PODLE IMSI SI ZJISTÍ MSISDN, ZAPAMATUJE SI POLOHU MS, PŘEDÁ ÚDAJE DO VLR (VISITOR LOCATION REGISTER). AUC (AUTHENTICATION CENTER) - VYŠLE DO MS NÁHODNÉ ČÍSLO, MS JEJ TRANSFORMUJE POMOCÍ KLÍČE NA SIM KARTĚ, MS VRÁTÍ VÝSLEDEK DO AUC. AUC TÍM OVĚŘUJE IDENTITU UŽIVATELE (SIM KARTY).

28

GSM A MOŽNOST PŘENOSU DAT

GSM JE DIGITÁLNÍ – PŘENÁŠÍ HLAS JAKO DATA.

KAŽDÝCH 20 ms JE GENEROVÁNO 260 BITŮ, UŽ PO KOMPRESI, 260 BITŮ KAŽDÝCH 20 ms = 13 kbit/s. PŘIDÁNÍM SAMOOPRAVNÝCH KÓDŮ SE Z 260 BITŮ STÁVÁ 456 BITŮ, 456 BITŮ KAŽDÝCH 20 ms = 22,8 kbit/s. NA KAŽDÝ SLOT VYCHÁZÍ HRUBÁ PŘENOSOVÁ RYCHLOST 33,8 kbit/s VČETNĚ REŽIJNÍCH BITŮ.

29

CSD – CIRCUIT SWITCHED DATA

PRINCIP – MÍSTO (ZDIGITALIZOVANÉHO) HLASU SE BUDOU PŘENÁŠET OBECNÁ DATA. CSD – FUNGOVÁNÍ GSM SÍTĚ SE NEMĚNÍ, JDE O PŘENOS DAT NA PRINCIPU PŘEPOJOVÁNÍ OKRUHŮ, DATA SE PŘENÁŠÍ HLASOVÝMOKRUHEM, OBDOBNĚ JAKO PRO HLAS PO 2-BODOVÉM SPOJI. RYCHLOST CSD – NEJBLIŽŠÍ NIŽŠÍ NORMOVANÁ RYCHLOST JE 9,6 kbit/s, SE ZMENŠENÍM OBJEMU ZABEZPEČOVACÍCH ÚDAJŮ LZE SE DOSTAT NA 14,4 kbit/s.

30

HSCSD

HSCSD (HIGH SPEED CSD), VARIANTA CSD, KTERÁ VZUŽÍVÁ TZV. CHANNEL BUNDLING, TJ. VYUŽÍVÁ VÍCE TIMESLOTŮ SOUČASNĚ, RYCHLOST JE PŘÍSLUŠNÝM NÁSOBKEM POČTU SLOTŮ. STÁLE FUNGUJE NA PRINCIPU PŘEPOJOVÁNÍ OKRUHŮ JEN JE RYCHLEJŠÍ. NEVYŽADUJE ZMĚNU HW SÍTĚ, STAČÍ JEN ZMĚNA SW. MAXIMÁLNÍ RYCHLOST JE DÁNA TŘÍDOU. ZÁLEŽÍ TAKÉ NA TOM, JAK TIMESLOTY PŘIDĚLUJE MOBILNÍ SÍŤ. OBECNÉ PRAVIDLO – PRIORITY PŘIDĚLOVÁNÍ TIMESLOTŮ :

1. HLASOVÉ HOVORY

2. POŽADAVKY HSCSD

3. POŽADAVKY GPRS

31

GPRS

GENERAL PACKET RADIO SERVICE

GPRS FUNGUJE NA PRINCIPU PŘEPOJOVÁNÍ PAKETŮ, KDYŽ NIC NEPŘENÁŠÍ NESPOTŘEBOVÁVÁ ŽÁDNÉ TIMESLOTY, JE TO ŠETRNĚJŠÍ VŮČI ZDROJŮM MOBILNÍ SÍTĚ, TA DOKÁŽE OBSLOUŽIT VÍCE UŽIVATELŮ, DÍKY TOMU MŮŽE BÝT LACINĚJŠÍ. UMOŽŇUJE TRVALÉ PŘIPOJENÍ UŽIVATELE (TRVALÁ DOSTUPNOST ALWAYS-ON). PROSTŘEDNICTVÍM GPRS LZE REALIZOVAT TRVALÉ PŘIPOJENÍ K INTERNETU.

GPRS FUNGUJE STYLEM BEST EFFORT, NEGARANTUJE PROPUSTNOST, TA JE DÁNA MOMENTÁLNÍ ZÁTĚŽÍ SÍTĚ A SOUBĚHEM POŽADAVKŮ NA GPRS PŘENOSY. MOBILNÍ OPERÁTOR OBVYKLE REZERVUJE 1 AŽ 2 TIMESLOTY V KAŽDÉM TDMA RÁMCI PRO GPRS. GPRS VYŽADUJE ZÁSAHY DO MOBILNÍ SÍTĚ – NOVÉ PRVKY GSN (GPRS SUPPORT NODE – SMĚROVAČE), SW UPGRADE BTS A BSC. GPRS ZAVÁDÍ NOVÁ KÓDOVACÍ SCHÉMATA.

32

GPRS ZMĚNY V SÍTI

33

GPRS KÓDOVACÍ SCHÉMA

KÓDOVACÍ SCHÉMA SE LIŠÍ V TOM, JAK ROZDĚLUJÍ HRUBOU PŘENOSOVOU RYCHLOST 22,8 kbit/s MEZI : UŽITEČNÁ DATA A ZABEZPEČENÍ. VYŠŠÍ KÓDOVACÍ SCHÉMA VYŽADUJE LEPŠÍ PODMÍNKY PROPŘENOS – VYŠŠÍ SPOLEHLIVOST. MS SI KÓDOVACÍ SCHÉMA VOLÍ SAMO, PODLE AKTUÁLNÍCH PODMÍNEK A PODLE TOHO CO SÍŤ NABÍZÍ.

34

PŘÍSTUP K INTERNETU PŘES GPRS

STANDARDNÍ VYUŽITÍ GPRS JE PRO PROPOJENÍ DVOU GPRS ZAŘÍZENÍ. DVOU GPRS MODEMŮ A DVOUBODOVÉHO SPOJE. GPRS SE POUŽÍVÁ I PRO PŘÍSTUP K INTERNETU. APN (ACCESS POINT NAME) – OBVYKLE DEFINUJE VLASTNOSTI A PARAMETRY PŘIPOJENÍ, NAPŘ. STATICKÉ/DYNAMICKÉ PŘIDĚLENÍ IP ADRESY. APN JE JAKOUSI BRANOU DO INTERNETU. VEDE Z NĚJ TUNEL SKRZ DALŠÍ ČÁST SÍTĚ AŽ DO SÍTĚ ISP. MOBILNÍ OPERÁTOR MŮŽE NABÍZET VÍCE RŮZNÝCH APN.

35

GPRS VS. EDGE

GPRS (GENERAL PACKET RADIO SERVICE) – ZACHOVÁVÁ RADIOVOU ČÁST KOMUNIKACE MEZI MS A BTS. NEMĚNÍ ROZDĚLENÍ (FDMA) NA KANÁLY A JEJICH ČLENĚNÍ (TDMA) NA TIMESLOTY, NEMĚNÍ ZPŮSOB KÓDOVÁNÍ – 2 STAVOVÁ FÁZOVÁ MODULACE GSK (GAUSSIAN SHIFT KEYING) 1 ZMĚNA 1 BIT. PŘIDÁVÁ NOVÁ KÓDOVACÍ SCHÉMATA – ROZLOŽENÍ DATOVÉHO TOKU MEZI UŽITEČNÁ DATA A REŽIJNÍ DATA. LZE OBVYKLE ŘEŠIT JEN SW ÚPRAVOU BSS. PŘIDÁVÁ NOVÉ PRVKY DO SÍTĚ GSN (SGSN S GGSN)

EDGE (ENHANCED DATA RATE FOR GSM EVOLUTION). TÝKÁ SE JAK HSCSD TAKI GPRS. EGPRS (ENHANCED GPRS) – MĚNÍ RADIOVOU ČÁST KOMUNIKACE. NEMĚNÍ ROZDĚLENÍ (FDMA) NA KANÁLY A JEJICH ČLENĚNÍ (TDMA) NA TIMESLOTY. ZAVÁDÍ NOVÝ ZPŮSOB KÓDOVÁNÍ 8-STAVOVÁ FÁZOVÁ MODULACE, 1 ZMĚNA 3 BITY. MODULAČNÍ RYCHLOST ZŮSTÁVÁ STEJNÁ JAKO U GPRS, ALE RYCHLOST PŘENOSU SE ZVYŠUJE 3X. PŘIDÁVÁ NOVÁ KÓDOVACÍ SCHÉMATA. CELKEM 9 (4x S PŮVODNÍ 2 STAVOVOU MODULACÍ, 5x S NOVOU 8 STAVOVOU MODULACÍ. NUTNÝ HW UPGRADE TRANSCEIVERŮ V KAŽDÉMSEKTORU BTS. NEMĚNÍ GPRS SÍŤ.

36

GPRS VS. EGPRS

37

EDGE – KÓDOVACÍ SCHÉMA

VOLBA KÓDOVACÍCH SCHÉMAT V EDGE JE DYNAMICKÁ. SÍŤ A MS ROZHODUJÍ O TOM JAKÉ SCHÉMA POUŽÍT. LINK ADAPTION – VOLÍ TAKOVÉ SCHÉMA, KTERÉ MOMENTÁLNĚ DÁVÁ NEJVYŠŠÍ PROPUSTNOST. INCREMENTAL REDUNDANCY – NEJPRVE SE POUŽÍVAJÍ MÉNĚ REDUNDANTNÍ SCHÉMATA (S MENŠÍM PODÍLEM ZABEZPEČOVACÍCH BITŮ), A TEPRVE PŘICHYBĚ SE REDUNDANCE ZVYŠUJE TJ. VOLÍ SE VÍCE REDUNDANTNÍ KÓDOVACÍ SCHÉMA.

38

UMTS

PRO SÍTĚ TŘETÍ GENERACE BYLA ZVOLENA TECHNOLOGIE CDMA (CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS), COŽ JE PŘÍSTUPOVÁ METODA KÓDOVÉHO DĚLENÍ. PRO UMTS JE POUŽITA JEJÍ VARIANTA WB-CDMA (WIDEBAND CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS), ŠIROKOPÁSMOVÁ PŘÍSTUPOVÁ METODA. V CDMA NEEXISTUJE ŽÁDNÉ ČASOVÉ DĚLENÍ A VŠICHNI UŽIVATELÉ POUŽÍVAJÍ PŘIDĚLENÉ FREKVENČNÍ PÁSMO PO CELOU DOBU. K ROZEZNÁNÍ RŮZNÝCH UŽIVATELŮ, KTEŘÍ POUŽÍVAJÍ JEDNO FREKVENČNÍ PÁSMO SOUČASNĚ, SE POUŽÍVÁ UŽIVATELI PŘIDĚLENÝ BINÁRNÍ KÓD. SPEKTRUM SE SKLÁDÁ Z JEDNOHO PÁROVÉHO PÁSMA (1920-1980 MHZ + 2110-2170 MHZ) A JEDNOHO NEPÁROVÉHO PÁSMA (1910-1920 MHZ + 2010-2025 MHZ). DUPLEXNÍ METODY PRO WB-CDMA JSOU DVĚ: FDD (FREQUENCY DIVISION DUPLEX) PRO PÁROVÉ PÁSMO; TDD (TIME DIVISION DUPLEX) PRO PÁSMO NEPÁROVÉ. SYSTÉMY DRUHÉ GENERACE JSOU PRIMÁRNĚ ZAMĚŘENY NA PŘENOS HLASU, ZATÍMCO UMTS  JE SYSTÉM PŘINÁŠEJÍCÍ PŘEDEVŠÍM VYSOKORYCHLOSTNÍ DATA. PŮVODNÍ MYŠLENKOU UMTS BYLO NABÍDNOUT TUTO SLUŽBU TAM, KDE SE KONCENTRUJÍ POTENCIÁLNÍ UMTS UŽIVATELÉ, TEDY VE VELKÝCH MĚSTECH A V HUSTĚ OBYDLENÝCH OBLASTECH. NAPŘÍKLAD VE ŠVÉDSKU, KTERÉ JE CELOPLOŠNĚ POKRYTO SÍTÍ GSM/GPRS, SE STAVÍ MALÉ OSTRŮVKY UMTS POKRÝVAJÍCÍ POUZE NEJVĚTŠÍ ŠVÉDSKÁ MĚSTA. S MALÝMI MODIFIKACEMI BY TAKOVÝ MODEL MĚL, ALESPOŇ ZPOČÁTKU PO ZAVEDENÍ UMTS, FUNGOVAT V CELÉ EVROPĚ, TEDY I V ČR. PŘEDPOKLADEM PRO TENTO PŘECHOD JE IMPLEMENTOVANÁ TECHNOLOGIE GPRS V SÍTI GSM. ZATÍM SE TEDY NEPOČÍTÁ S VÝSTAVBOU ŽÁDNÉ ČISTĚ SAMOTNÉ UMTS SÍTĚ (MIMO JAPONSKA), I KDYŽ TAKOVÁ MOŽNOST SAMOZŘEJMĚ V PRAXI EXISTUJE.

Konec roku 2005 přinesl ČR spuštění dvou sítí UMTS, ve variantách TDD (T-Mobile) a FDD ( Rurotel)

UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS SYSTEM

39

Číslo na obrázku Frekvenční rozsah Šířka pásma Použitá technologie

pásmo č. 1 1885 - 1900 MHz 15 MHz DECT

pásmo č. 2 1900 - 1920 MHz 20 MHz TD-CDMA

pásmo č. 3 1920 - 1980 MHz 60 MHz W-CDMA - Uplink

pásmo č. 4 1980 - 2010 MHz 30 MHz Satelitní složka

pásmo č. 5 2010 - 2025 MHz 15 MHz TD-CDMA

pásmo č .6 2110 - 2170 MHz 60 MHz W-CDMA - Downlink

pásmo č. 7 2170 - 2200 MHz 30 MHz Satelitní složka

40

HSDPA - HSUPA

(High Speed Downlink Packet Access)

NEPĚKNĚ DLOUHÁ ZKRATKA HSDPA (HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS) JE OZNAČENÍM PRO TECHNOLOGII, KTERÁ JEŠTĚ POSOUVÁ MOŽNOSTI SÍTÍ TŘETÍ GENERACE UMTS. ZAJIŠŤUJE TOTIŽ DATOVÉ PŘENOSY S RYCHLOSTÍ VÍCE NEŽ DVOJNÁSOBNOU. ZNAMENÁ PODOBNÝ POKROK, JAKO JE TECHNOLOGIE EDGE V SÍTÍCH GSM.

HSDPA VE ZKRATCEPOSTAVENO NA ZÁKLADĚ STÁVAJÍCÍCH SÍTI TŘETÍ GENERACE UMTS PRŮMĚRNÁ RYCHLOST STAHOVÁNÍ AŽ 1 MB/S MAXIMÁLNÍ TEORETICKÁ RYCHLOST 14 MB/S KRATŠÍ LATENCE (DOBA ODEZVY) NEŽ U UMTS JEN MÁLO TELEFONŮ S PODPOROU HSDPA, NAVÍC SE VĚTŠINA JEŠTĚ NEPRODÁVÁ – MOŽNOST VYUŽITÍ ZATÍM JEN PŘES DATOVOU KARTU

41

LITERATURA

SVOBODA, J. A KOLEKTIV : TELEKOMUNIKAČNÍ TECHNIKA - DÍL 1-3

PUŽMANOVÁ, R. ŠIROKOPÁSMOVÝ INTERNET

ŽALUD, V. – MODERNÍ RADIOELEKTRONIKA

INTERNET:

http://www.earchiv.cz/

42

OTÁZKY K OPAKOVÁNÍ

CO VÍTE O HISTORII VÝVOJE MOBILNÍCH TELEFONŮ

PROVEĎTE ROZDĚLENÍ GENERACÍ MOBILNÍCH SÍTÍ A STRUČNĚ JE CHARAKTERIZUJTE

STRUČNĚ POPIŠTE SYSTÉM NMT VYSVĚTLETE PRINCIP SYSTÉMU GSM - PODROBNĚ GSM A MOŽNOST PŘENOSU DAT