slide1 l.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
HY 5 32 ????????? ????????? ???????????? ????????? ?????????? E-mail: tragani@csd.uoc.gr ???. : 0810 393553 ????? PowerPoint Presentation
Download Presentation
HY 5 32 ????????? ????????? ???????????? ????????? ?????????? E-mail: tragani@csd.uoc.gr ???. : 0810 393553 ?????

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 59

HY 5 32 ????????? ????????? ???????????? ????????? ?????????? E-mail: tragani@csd.uoc.gr ???. : 0810 393553 ????? - PowerPoint PPT Presentation


  • 273 Views
  • Uploaded on

HY 5 32 Συστήματα Ασύρματων Επικοινωνιών Απόστολος Τραγανίτης E-mail: tragani@csd.uoc.gr Τηλ. : 0810 393553 Ενότητα 1 Σημειώσεις στο : www.csd.uoc.gr/~hy 5 32. Στοχοι του μαθηματος. Κατανοηση των θεμελιωδων αρχων που διεπουν τις ασυρματες/κινητες επικοινωνιες και δικτυα

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'HY 5 32 ????????? ????????? ???????????? ????????? ?????????? E-mail: tragani@csd.uoc.gr ???. : 0810 393553 ?????' - Audrey


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1
HY 532

Συστήματα Ασύρματων Επικοινωνιών

Απόστολος Τραγανίτης

E-mail: tragani@csd.uoc.gr

Τηλ. : 0810 393553

Ενότητα 1

Σημειώσεις στο:www.csd.uoc.gr/~hy532

slide2
Στοχοι του μαθηματος
  • Κατανοηση των θεμελιωδων αρχων που διεπουν τις ασυρματες/κινητες επικοινωνιες και δικτυα
  • Γνωριμια με τα standards και τα συστηματα των ασυρματων/κινητων επικοινωνιων
  • Ενημερωση για τις συγχρονες τασεις στην ερευνα και στην τεχνολογία των ασυρματων τηλεπικοι-νωνιων
exciting developments
Exciting Developments
  • Internet and laptop & PDA use exploding
  • 2G/3G cellular communication systems and Wireless LANs (WLANs) growing rapidly
  • Huge cell phone popularity worldwide
  • Systems such as Bluetooth, UWB, WUSB, Zigbee, WiMAX etc. opening new doors
  • Military and security wireless needs
  • Important interdisciplinary applications
slide4
Εφαρμογες των ασυρματων επικοινωνιων…

Ασύρματες πολυμεσικες επικοινωνίες οπουδήποτε, οποτεδήποτε

και για οποιονδηποτε

  • Εφαρμογές:
  • Ασύρματες συσκευές υπολογισμων
  • Ασυρματα τοπικα δικτυα (WLANs)
  • Ασυρματο Video / μουσικη
  • Οικιακα δικτυα πολυμεσων
  • Εξυπνα σπιτια /περιβαλλοντα
  • Μαθηση εξ αποστασεως
  • Τηλειατρικη
  • Συναλλαγες εν κινησει
  • Δικτυα αισθητηρων
  • Ad-Hoc Δικτυα
  • Αυτονομα οχηματα/ρομποτ
  • Περιορισμοι:
      • Στην καθυστερηση
      • Στην ενεργεια
      • Στο φασμα
slide5

Always on

  • Anytime, anywhere and in any form
  • Voice and multimedia
  • Self service, intuitive
  • Simple for the end user
  • Secure, trusted and reliable
Επιθυμητα χαρακτηριστικα των ασυρματων επικοινωνιων…
slide6

NEAR FUTURE

Consumer Entertainment

GII

Telecommunications

AIM

Consumer Entertainment

Computer information

GII

Telecommunications

Computer information

Συγκλιση υπηρεσιων και δικτυων

Internet, Broadcasting, Telephony, ...

TODAY

Consumer Entertainment

GII

Telecommunications

Computer information

GII=Gigabit Information Infrastucture

design challenges
Design Challenges
  • Wireless channels are a difficult and capacity-limited broadcast communications medium
  • Traffic patterns, user locations, and network conditions are constantly changing
  • Traffic is nonstationary, both in space and in time
  • Energy and delay constraints change design principles across all layers of the protocol stack
evolution of current systems
Evolution of Current Systems
  • Wireless systems yesterday
    • 2G Cellular: ~30-70 Kbps.
    • WLANs: ~10 Mbps.
  • Wireless systems today
    • 3G Cellular: ~300-3600 Kbps.
    • WLANs: ~70 Mbps.
  • Next Generation
    • 4G IP based Cellular => WLANs
    • Mesh Networks
  • Technology Enhancements
    • Hardware: Better batteries. Better circuits/processors.
    • Link: Antennas, modulation, coding, adaptivity, DSP, BW.
    • Network: Dynamic resource allocation. Mobility support.
3g itu developed imt 2000

Global

Satellite

Suburban

Urban

In-Building

Picocell

Microcell

Macrocell

Basic Terminal

PDA Terminal

Audio/Visual Terminal

3G: ITU-Developed IMT-2000
future generations

4G

3G

2G

Future Generations

Other Tradeoffs:

Rate vs. Coverage

Rate vs. Delay

Rate vs. Cost

Rate vs. Energy

Rate

802.11b WLAN

2G Cellular

Mobility

Fundamental Design Breakthroughs Needed

current wireless systems
Current Wireless Systems
  • Cellular Systems
  • Wireless LANs
  • Satellite Systems
  • LMDS
  • WiMAX
  • Paging Systems
  • Bluetooth
  • Ultrawideband radios
  • Zigbee radios
slide13
Συγχρονα συστηματα ασυρματων επικοινωνιων
  • Ασυρματες ζευξεις απο σημειο-σε-σημειο.
  • Κυψελοειδή συστήματα (GSM, CDMA, UMTS…)
  • Ασύρματα τοπικά δίκτυα(WLANs π.χ. Wifi)
  • Ασύρματα δίκτυα ευρείας περιοχής (WΜANs π.χ. WiMax)
  • Ασυρματα προσωπικά δικτυα(WΡANs, π.χ. WUSB)
  • Ασυρματα δικτυα αυθαιρετης δομης (Ad-Hoc)
  • Δορυφορικα συστηματα
  • Συστηματα HomeRF, Bluetooth,UWB…
  • Ασυρματα δικτυα αισθητηρων (Sensor networks)
  • Δικτυα mesh, autonomic,….
slide14

Wireless Local Area Networks (WLANs)

1011

0101

01011011

Internet

Access

Point

  • WLANs connect “local” computers (100m range)
  • Breaks data into packets
  • Channel access is shared (random access)
  • Backbone Internet provides best-effort service
    • Poor performance in some apps (e.g. video)
wireless lan standards

Today all WLAN cards have all 3

standards

Wireless LAN Standards
  • 802.11b
    • Standard for 2.4GHz ISM band (80 MHz)
    • Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)
    • 1.6-10 Mbps, 500 ft range
  • 802.11a
    • Standard for 5GHz NII band (300 MHz)
    • OFDM with time division
    • 20-70 Mbps, variable range
    • Similar to HiperLAN in Europe
  • 802.11g
    • Standard in 2.4 GHz and 5 GHz bands
    • OFDM
    • Speeds up to 54 Mbps
satellite systems
Satellite Systems
  • Cover very large areas
  • Different orbit heights
    • GEOs (39000 Km) versus LEOs (2000 Km)
  • Optimized for one-way transmission
    • Radio (XM, DAB) and movie (SatTV) broadcasting
  • Most two-way systems struggling or bankrupt
    • Expensive alternative to terrestrial system
    • A few ambitious systems on the horizon
paging systems
Paging Systems
  • Broad coverage for short messaging
  • Message broadcast from all base stations
  • Simple terminals
  • Optimized for 1-way transmission
  • Answer-back hard
  • Overtaken by cellular
bluetooth
Bluetooth
  • Cable replacement RF technology (low cost)
  • Short range (10m, extendable to 100m)
  • 2.4 GHz band (crowded)
  • 1 Data (700 Kbps) and 3 voice channels
  • Widely supported by telecommunications, PC, and consumer electronics companies
  • Few applications beyond cable replacement

8C32810.61-Cimini-7/98

ultrawideband radio uwb
Ultrawideband Radio (UWB)
  • UWB is an impulse radio: sends pulses of tens of picoseconds(10-12) to nanoseconds (10-9)
  • Duty cycle of only a fraction of a percent
  • A carrier is not necessarily needed
  • Uses a lot of bandwidth (GHz)
  • Low probability of detection
  • Excellent ranging capability
  • Multipath highly resolvable: good and bad
    • Can use OFDM to get around multipath problem.
why is uwb interesting
Why is UWB Interesting?
  • Unique Location and Positioning properties
    • 1 cm accuracy possible
  • Low Power CMOS transmitters
    • 100 times lower than Bluetooth for same range/data rate
  • Very high data rates possible
    • 500 Mbps at ~10 feet under current regulations
  • 7.5 Ghz of “free spectrum” in the U.S.
    • FCC recently legalized UWB for commercial use
    • Spectrum allocation overlays existing users, but its allowed power level is very low to minimize interference
  • “Moore’s Law Radio”
    • Data rate scales with the shorter pulse widths made possible with ever faster CMOS circuits
ieee 802 15 4 zigbee radios
IEEE 802.15.4 / ZigBee Radios
  • Low-Rate WPAN
  • Data rates of 20, 40, 250 kbps
  • Star clusters or peer-to-peer operation
  • Support for low latency devices
  • CSMA-CA channel access
  • Very low power consumption
  • Frequency of operation in ISM bands

Focus is primarily on radio and access techniques

data rate
Data rate

100 Mbit/sec

UWB

802.11g

802.11a

802.11b

10 Mbit/sec

1 Mbit/sec

3G

Bluetooth

100 kbits/sec

ZigBee

ZigBee

10 kbits/sec

UWB

0 GHz

1GHz

2 GHz

3 GHz

4 GHz

5 GHz

6 GHz

range
Range

10 km

3G

1 km

100 m

802.11b,g

802.11a

Bluetooth

10 m

ZigBee

ZigBee

UWB

UWB

1 m

0 GHz

1GHz

2 GHz

3 GHz

4 GHz

5 GHz

6 GHz

power transmission
Power Transmission

10 W

3G

1 W

100 mW

802.11bg

802.11a

Bluetooth

10 mW

ZigBee

UWB

ZigBee

UWB

1 mW

0 GHz

1GHz

2 GHz

3 GHz

4 GHz

5 GHz

6 GHz

emerging systems
Emerging Systems
  • Ad hoc wireless networks
  • Sensor networks
  • Distributed control networks
ad hoc networks
Ad-Hoc Networks
  • Peer-to-peer communications.
  • No backbone infrastructure.
  • Routing can be multihop.
  • Topology is dynamic.
  • Fully connected with different link SINRs
design issues
Design Issues
  • Ad-hoc networks provide a flexible network infrastructure for many emerging applications.
  • The capacity of such networks is generally unknown.
  • Transmission, access, and routing strategies for ad-hoc networks are generally ad-hoc.
  • Crosslayer design critical and very challenging.
  • Energy constraints impose interesting design tradeoffs for communication and networking.
sensor networks energy is the driving constraint
Nodes powered by nonrechargeable batteries

Data flows to centralized location.

Low per-node rates but up to 100,000 nodes.

Data highly correlated in time and space.

Nodes can cooperate in transmission, reception, compression, and signal processing.

Sensor NetworksEnergy is the driving constraint
energy constrained nodes
Energy-Constrained Nodes
  • Each node can only send a finite number of bits.
    • Transmit power minimized by maximizing bit time
    • Circuit energy consumption increases with bit time
    • Introduces a delay versus energy tradeoff for each bit
  • Short-range networks must consider transmit, circuit, and processing energy.
    • Sophisticated techniques not necessarily energy-efficient.
    • Sleep modes save energy but complicate networking.
  • Changes everything about the network design:
    • Bit allocation must be optimized across all protocols.
    • Delay vs. throughput vs. node/network lifetime tradeoffs.
    • Optimization of node cooperation.
spectrum regulation
Spectrum Regulation
  • Spectral Allocation in US controlled by FCC (commercial) or OfficeSpectrumMgmnt (defense)
  • FCC auctions spectral blocks for set applications.
  • Some spectrum set aside for universal use
  • Worldwide spectrum controlled by ITU-R

Regulation can stunt innovation, cause economic

disasters, and delay system rollout

slide31
To Ηλεκτρομαγνητικο Φασμα

Δικτυα ασυρματων επικοινωνιων (γιατι??)

standards
Standards
  • Interacting systems require standardization
  • Companies want their systems adopted as standard
    • Alternatively try for de-facto standards
  • Standards determined by TIA/CTIA in US
    • IEEE standards often adopted
    • Process fraught with inefficiencies and conflicts
  • Worldwide standards determined by ITU-T
    • In Europe, ETSI is equivalent of IEEE
slide33
Περιεχομενο μαθηματος
  • Εισαγωγη
    • Η Τηλεπικοινωνιακή Βιομηχανία - Ιστορικα στοιχεια
  • Τεχνικο υποβαθρο
    • Σχεδιαση τηλεπικοινωνιακών ζευξεων:
      • Χαρακτηριστικά καναλιού,
      • Τεχνικές μετάδοσης δεδομενων
      • Τεχνολογιες προσπελασης
    • Δικτυακη υποδομη
      • Εγκατασταση και επεκταση δικτυου
      • Διαχειριση κινητικοτητας, μεταπομπης και ασφαλειας
  • Ασυρματα τηλεφωνικά δικτυα (cellular phone networks)
    • TDMA – GSM, CDMA – 3G (UMTS)
  • Ασυρματα τοπικα δικτυα
    • Δεδομενων – 802.11x (WiFi), 802.16 (WiMAX)
    • Φωνής (κυρίως) – Hiperlan, Bluetooth
    • Ad hoc, Mesh
slide34
Βιβλιογραφία

Σημειωσεις μαθηματων

στο http://www.csd.uoc.gr/~HY532

Βιβλια

  • T.R. Rappaport, Wireless Communications: Principles and Practice, Prentice Hall, 1996 or 2002.
  • Garg&Wilkes, Wireless and Personal Communications Systems, Prentice Hall 1996.
  • Pahlavan&Krishnamurthy, Principles of Wireless Networks, Prentice Hall 2002.
  • Andrea Goldsmith, Wireless Communications, Cambridge University Press 2005.
  • David Tse & Pramod Viswanath, Fundamentals of Wireless Communications, Cambridge University Press 2005.
slide36
Εισαγωγη
  • Υπαρχουν περισσοτεροι απο 1.8 δισ. χρηστες κινητων τηλεφωνων παγκοσμιως. Θα γινουν πανω απο 2.5 δισ. πριν το τελος του 2007. (update)
  • Τα εσοδα της βιομηχανιας ασυρματων επικοινωνιων υπερβαινουν τα εσοδα των ενσυρματων.
  • Το Διαδικτυο(Internet) εφερε την βιομηχανια της επικοινωνιας υπολογιστωναπο το γραφειο στο σπιτι.
  • Η βιομηχανια μεταδοσης πληροφοριων περιλαμβανει:
    • Την σταθερη τηλεφωνια
    • Τις ασυρματες επικοινωνιες
    • Το Internet
  • Ειναι αναμφισβητητα η μεγαλυτερη βιομηχανια σε παγκοσμια κλιμακα
slide37

Χρηστες κινητων τηλεφωνων παγκοσμιως (σε εκατ.)

Fixed Lines vs. Mobile Users, worldwide, millions

1'400

Mobile Users

1'200

Fixed Lines

1'000

800

600

400

200

0

1993

1995

1997

1999

2001

2003

Source: ITU World Telecommunication Indicators Database.

slide38

Fixed, Wireless and Internet Growth

2000

Fixed

Mobile

Internet

Worldwide growth of the fixed, wireless, and Internet

communication industries in the past decade

slide42
Ιστορικα στοιχεια 3
  • Εξελιξη των ασυρματων επικοινωνιων φωνης
  • Υπηρεσια κινητων τηλεφωνων προσεφερε πρωτη η AT&T το 1946. Η υπηρεσια ηταν κινητη αλλα οχι κυψελοειδής. Ο σταθμος βασης ειχε εμβελεια περιπου 100 km. Τα πρωτα συστηματα, βασισμενα στο FM, απαιτουσαν φασμα ευρους 120 KHz για μεταδοση φασματος φωνης 3 kHz. Ογκωδεις συσκευες (εγκατεστημενες σε αυτοκινητα). Μικρη χωρητικοτητα: 50 ή περισσοτεροι χρηστες προκαλουσαν κορεσμο του συστηματος. Η μεθοδος πολλαπλης προσπελασης ηταν η FD (διαιρεση συχνοτητας)
  • Το επομενο βημα ηταν η χρηση μεθοδωνσυγκαναλωσης (trunking) – χαλαρωνοντας τον περιορισμο της απαιτησης ενος καναλιου για καθε χρηστη. Ετσι ανεπτυχθησαν πομποδεκτες γρηγορου συντονισμου για ερευνα ανευρεσης ελευθερων καναλιων.
slide43
Ιστορικα στοιχεια 4
  • H εννοια της κυψελοειδουςκαλυψης εμφανιζεται στην αρχη της δεκαετιας του 1970. Η κυψελοειδης καλυψη δεν ειναι μια νεα τεχνολογια αλλα μιανεα οργανωση των πορων για καλυψη μεγαλης περιοχης. Η έννοια της κυψελοειδους καλυψης οδηγησε στην εννοια της επαναχρησιμοποιησης της συχνοτητας.
  • Η ανακαλυψη των μΡ διευκολυνε την υλοποιηση των πολυπλοκων αλγοριθμων ελεγχου που χρησιμευουν κυριως για την υποστήριξη της μεταπομπης (handoff ) δηλαδη την μεταγωγη απο base station σε base station.
  • Εμφανιζεται ο ψηφιακος ελεγχος των ζευξεων, ξεκαθαριζονται εμποδια στους κανονισμους και αρχιζουν να εγκαθιστανται τα συστηματα 1ης γενεας (1 G) το 1983.
  • Στην αρχη των 1990s γινεται ψηφιακη μεταδοση της φωνης - συστηματα 2ηςγενιας (2G). Αναπτυσσονται μικροτερες και με μεγαλυτερη διαρκεια μπαταριες. Σμικρυνση των κινητων συσκευων.
slide44
Ιστορικά στοιχεία 5 Εξελιξη συστηματων κινητης τηλεφωνιας

1982 Αναπτυξη του αναλογικου Nordic NMT 1ηςγενιας

1983 Αναπτυξη του AMPS στις ΗΠΑ

1988 Σχεδιαση του GSM

1988 Αναπτυξη του IS-54 (ΗΠΑ)

1988 Αναπτυξη του CDMA (ΗΠΑ)

1991 Αναπτυξη του GSM

1993 Αναπτυξη του IS-95 (ΗΠΑ)

1995 Δημοπρασιες φασματος για το PCS

1998 Αρχιζει η συνταξη κανονισμων (standards) για το 3G

1999 H ITU επιλεγει 5 τεχνολογιες για το ΙΜΤ-2000

2001 Η ΝΤΤ DoCoMo εγκαθιστα το πρωτο W-CDMA

slide45

cordlessphones

wireless LAN

cellular phones

satellites

1980:CT0

1981:

NMT 450

1982:

Inmarsat-A

1983:

AMPS

1984:CT1

1986:

NMT 900

1987:CT1+

1988:

Inmarsat-C

1989:

CT 2

1991:

CDMA

1991:

D-AMPS

1991:

DECT

199x:

proprietary

1992:

GSM

1992:

Inmarsat-B

Inmarsat-M

1993:

PDC

1997:

IEEE 802.11

1994:DCS 1800

1998:

Iridium

1999:

802.11b, Bluetooth

2000:

IEEE 802.11a

2000:GPRS

analogue

2001:

IMT-2000

digital

200?:

Fourth Generation

(Internet based)

4G – fourth generation: when and how?

Διαγραμμα Εξελιξης των ασυρματων επικοινωνιων

1980

200x

slide46
Ιστορικα στοιχεια 6

Εξελιξη ασυρματων δικτυων μεταδοσης δεδομενων

1983 ARDIS – Ιδωτικο δικτυο Motorola/IBM

1990 Αρχιζει η συνταξη του IEEE 802.11για ασυρματα LANs

1992 Αναπτύσσεται το HIPERPLAN στην Ευρωπη

1993 Αναπτυσσεται το CDPDβασισμενο στο Amps

1997 Aπελευθερωνονται οι ζωνες φασματος U-NII (5.8GHz), ολοκληρωνεται η προδιαγραφη IEEE 802.11, ξεκινα το GPRS

1998 Εμφανιζονται το Bluetooth and το IEEE 802.11b (2.4GHz, 11Mbps)

1999 Εμφανιζονται τα IEEE 802.11a(5GHz, 54Mbps) και HIPERPLAN-2.

2003 Εμφανιζεται το IEEE 802.11g(2.4GHz, 54Mbps)

2004 Εμφανιζεται το IEEE 802.16a (WiMAX) (2.4-11GHz, 75Mbps, 50 km)

1 1 g
Γενιες Ασυρματων Δικτυων1η γενια - 1G Αναλογικα
  • Ολα τα συστηματα 1ης γενιας χρησιμοποιουν πολλαπλη προσβαση διαιρεσης συχνοτητας (Frequency division Multiple Access – FDMA) και αμφιδρομη επικοινωνια διαιρεσης συχνοτητας (frequency division duplex - FDD).
  • Το διαθεσιμο φασμα για καθε κατευθυνση ειναι 25 MHz.
  • Οι συχνοτητες λειτουργιες ειναι στις ζωνες των 800 και 900 MHz
  • Δεν υπηρξε προβλεψη για γενικευμενη χρηση, και ετσι οι διαφορες χωρες υιοθετησαν διαφορετικά standards.
  • Η αποσταση των καναλιων ειναι 25 kHz ή 30 kHz.
  • Ολα τα συστηματα χρησιμοποιουν αναλογικη διαμορφωση συχνοτητας (Frequency Modulation – FM)
  • Μερικα απο τα γνωστα συστηματα: AMPS (US), NMT (EU), NTT (Japan).
  • H 1G ειναι γνωστη και σαν «αναλογικο κυψελοειδες συστημα»
  • Η 1G περιλαμβανει και τα αναλογικα φορητα τηλεφωνα
slide49
Γενιες Ασυρματων Δικτυων2G – Ψηφιακα κυψελοειδη

Περιλαμβανει 4 κυρια standards:

  • Τρια βασισμενα στη πολλαπλη προσπελαση διαιρεσης χρονου (Time division multiple access –TDMA):
    • To Πανευρωπαικο GSM,
    • Το Βορειο Αμερικανικο IS-54,
    • και το Ιαπωνικο JDC
  • Ενα βασισμενο στη πολλαπλη προσπελαση διαιρεσης κωδικα (Code Division Multiple Access – CDMA):
    • To IS-95
slide50
Γενιες Ασυρματων Δικτυων2G – Ψηφιακα κυψελοειδη
  • Ολα τα συστηματα ειναι FDD (αμφιδρομα με διαιρεση συχνοτητας) και λειτουργουν στην ζωνη των 800-900 MHz.
  • Το IS-54 and το JDC χρησιμοποιουν την ιδια αποσταση φεροντων (= μεγεθος καναλιου) με τα συστηματα 1G (30 kHz και 25 kHz, αντιστοιχα).
  • Το GSM χρησιμοποιει καναλια των 200 kHz και το CDMA 1,250 kHz.
  • Οι ρυθμοι μεταδοσης δεδομενων επισης ειναι διαφορετικοι: για παραδειγμα το GSM εχει ρυθμο μεταδοσης 270 kbps, ενωτο IS-54 εχει 48 kbps.
  • Οι υψηλοτεροι ρυθμοι μεταδοσης επιτρεπουν την ευκολότερη ενσωματωση υπηρεσιων μετάδοσης δεδομενων.
2 2g pcs
Συστηματα Προσωπικων Επικοινωνιων 2ης γενιας – 2G PCS
  • Τα PCS ειναι εξελιξη των ασυρματων τηλεφωνων(1G cordless).
  • Τα PCS προοριζονται για χρηση σε συγκροτηματα κατοικιων και γι’ αυτο εχουν μικρη εμβελεια και μικρη πολυπλοκοτητα. Χρησιμοποιουνται απο πεζους και οχι σε αυτοκινητα.
  • Standards: CT-2, PHS (Japan), PACS (US), DECT (EU)
  • Ολα τα συστηματα ειναι TDMA/TDD (πολλαπλης προσβασης διαιρεσης χρονου/ αμφιδρομα διαιρεσης χρονου)
  • Για επιτευξη ποιοτητας φωνης ιδιας με το ενσυρματο δικτυο, ο ρυθμος μεταδοσης φωνης ειναι 32 kbps (περιπου 3 φορεςμεγαλυτερος απο τακυψελοειδη συστηματα 2G).
  • Ο ρυθμος μεταδοσης στο DECT ειναι 1,728 kbps – πραγμα που το κανει ενα φυσικο αρχικο συστημα προσβασης υψηλης ταχυτητας στο Internet. Εξεταζεται η καταλληλοτητα του DECT για νεες τεχνολογιες οπως το HomeRF.
  • Οι μεθοδοι διαμορφωσης επελεγησαν με κριτηριο την οικονομια ισχυος και επεξεργασιας και οχι του φασματος.
slide52
Κυψελοειδής τηλεφωνία και PCS
  • ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΥΨΕΛΟΕΙΔΟΥΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ (800, 900 ΜHz)
  • Κυψελες διαμετρου απο 0.5 to 8 km.
  • Συσκευη χειρος ~ 1W – περιορισμενη διαρκεια μπαταριας.
  • Πολυπλοκοι αλγοριθμοι συμπιεσης φωνης.
  • PCS (1.9 GHz)
  • Μικρα συστηματα χαμηλης ισχυος, χρησιμοποιούνται σε κτιρια γραφειων – αντικαθιστουν τα ασυρματα τηλεφωνα.
  • Μεγεθος κυψελης ~ 300-400 m
  • Ισχυς ~ 10 - 20 mw.
2 2 g mobile data
Συστηματα μεταδοσης δεδομενων 2ης γενιας- 2G Mobile Data
  • Μετριες ταχυτητες μεταδοσης δεδομενων και ευρεια καλυψη.
  • Βασιζονται στην μεταγωγη πακετων
  • Αποτελουν εξελιξη των συστηματων τηλεειδοποιησης 1G
  • Τα συστηματα ARDIS, Mobitex (US), TETRA (EU) εχουν το δικο τους φασμα συχνοτητων.
  • ΤοCellularDigitalPacketData χρησιμοποιει την υποδομη του AMPS,
  • ΤοGeneralPacketRadioSμοιραζεται το ραδιοσυστημα του GSM,
  • Το Metricom λειτουργει στις ελευθερες IndustrialScientificMedicalζωνες.
  • Τα πρωτα συστηματα λειτουργουσαν με ρυθμους μεταδοσης μεχρι 19.2 kbps (Η μεγιστη ταχυτητα των modems εκεινης της εποχης).
  • Αυτες οι υπηρεσιες χρησιμοποιουν FDMA σε συνδυασμο με τεχνικες τυχαιας προσπελασης οπως DigitalSenseMA και ALOHA.
2 2g wlan
Ασυρματα τοπικα δικτυα 2ης γενιας 2G WLAN
  • Υψηλος ρυθμος μεταδοσης > 1 Mbps σεαποστασεις < 100 m.
  • Λειτουργουν σε ζωνες ISM (δεν χρειαζονται αδεια). Επειδη οι συχνοτητες λειτουργιας των PCS εχουν πωληθει σε πολυ μεγαλες τιμες, τα WLAN εμφανιζουν μεγαλο ενδιαφερον.
3 3 g
Συστηματα Προσωπικων Επικοινωνιων 3ης γενιας – 3G
  • Ενα διεθνες standard που αντικαθιστα το 2G.
  • Συνδυαζουν φωνη και δεδομενα με υψηλους ρυθμους μεταδοσης.
  • Τα WLAN και τα νεα WPersonalAN (IEEE 802.15) standards αναπτυσσονται για ευρυζωνικα και ad hoc δικτυα.
  • To Bluetooth – ad hoc δικτυο που παρουσιασθηκε το 1998.
    • Επιτρεπει την ασυρματη διασυνδεση συσκευων προσωπικης χρησης οπως φορητοι υπολογιστες, υπολογιστες παλαμης, κινητα τηλεφωνα, ακουστικα, μεγαφωνα, εκτυπωτες.
  • Τα 3G κυψελοειδή συστηματα χρησιμοποιουν εγκεκριμενες ζωνες συχνοτητων. Τα WLAN και WPAN χρησιμοποιουν ελευθερες συχνοτητες.
  • Τασεις: λειτουργια σε ελευθερες ζωνες συχνοτητων.
slide57
Περιληψη
  • 1G Ασυρματα συστηματα
  • Αναλογικα Συστηματα
  • 2G Ασυρματα συστηματα
  • Ψηφιακα
  • Υπαρχουν Standard για χωρες ή περιοχες
  • 3G Ασυρματα συστηματα
  • Ευρυζωνικα (μεχρι 384 kbps)
  • Μειγμα υπηρεσιων
  • Ποιοτητα που πλησιαζει εκεινη του σταθερου δικτυου.
  • Υπηρεσιες σε παγκοσμια κλιμακα (?)
slide58

Macrocell

>600 m

Microcell

60 to 600 m

Picocell

6 to 60 m

Video

Packet

Interactive Cable

Fixed Wireless(802.16) /LAN(802.11)

Visual

Video Conference

Video phone

Image

Networked

Computing

Medical Imaging

3G Mobile

Fax

Interactive Games

Email

Data

PDA

Computer-Computer

Cellullar/PCS

WAN

Voice

Voice Messaging

Circuit

Voice

Narrowband

(Copper)

 64 Kbps

Wideband

(Copper/Fiber)

64 Kbps~1.5Mbps

Broadband

(Fiber)

 45Mbps

3G και μετά

Source: Richard Gitlin 2001

slide59

Vehicle

Walk

Outside

Campus

Fixed

Walk

Within

Campus

Fixed/Desktop

To τοπιο των ασυρματων επικοινωνιων σημερα
  • Wireless Wide Area Network (WWAN)
  • Metro/Geographical area
  • “Always On” Services
  • Ubiquitous public connectivity with private virtual networks
  • Wireless Local Area Network (WLAN)
  • Public or Private Site or Campus
  • Enterprise / premises application voice & data network extension
  • Nomadic / “pull” services
  • Non-licensed spectrum

Mobility

CDMA2000 1X

GSM/GPRS

>3G

CDMA2000 1X EV-DO/DV

& UMTS

DECT

HiperLAN2

802.11a

802.11b

Bluetooth

LAN

0.1

1

10

100

Mbps