مقدمه ای بر شبکه های نسل سوم مخابرات...

[email protected]

www.MobileBroadBand.ir

40 years In fact 70 years


http://www.gizmag.com/mobile-pnone-40-year-anniversary-photos/25677/





92آبان ماه [email protected] سید محمد رضوی زاده

Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

مقدمه

ارتباطات بی سیم و سیمی•

ارتباطات ثابت و سیار•

اهمیت ارتباطات سیار•

تنوع سرویسها•

4

Source: Value Partners analysis, Screen Digest

Social media

Music Video

Apps

Gaming

Information

Cyclopedia

7,193,243,107

5 , 914 , 000 ,000


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

تکامل ابزارهای سیار

م 1973•

موتوروال•

تلفن قابل حمل •

خارج خودرو–

م 1983•

شبکه های نسل اول•

–AMPS

5

DynaTAC

Martin Cooper

With a prototype

former Motorola

private, practical


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)


گوشی های هوشمند•

ترکیب ابزارهای کامپیوتری با گوشی سیار–

6


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)


7


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

بازار تلفن های همراه

8


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

های تلفن سیار اولیه شبکه

برج بلند در مکان مرتفع•

جابجایی کم -ظرفیت بسیار کم -کانالها محدود •

محدودیت فرکانسی•

9


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

شبکه های سلوالر

محدودیت ظرفیت و فرکانس در شبکه ها•

ایده سلول بندی•

تقسیم بندی ناحیه پوشش به سلول•

Base Stationایستگاه پایه •

کاهش توان مصرفی •

(ظرفیت)افزایش تعداد کاربران •

10

قابلیت اطمینان


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

معماری اولیه شبکه های سلوالر

11


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

اصول شبکه های سیار سلولی

استفاده مجدد از فرکانس •

–Frequency Reuse

شکل واقعی سلولها•

12


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

نسل های مختلف شبکه های سیار

:نسل اول•

–NMT, C-Net, AMPS, TACS – 1980 -صوت –آنالوگ

:نسل دوم•

–GSM, cdmaOne, DAMPS - 14.4-9.6 -دیجیتال Kbps -1990

:2/5نسل •

–GPRS, IS95-B - 40-15 -بهبود نرخ دیتا Kbps - 2000

:نسل سوم•

–UMTS, CDMA2000, TD-SCDMA - 50-384Kbps - 2005

:3.5نسل •–HSDPA, HSUPA, EVDO - 2-14 Mbps 2006

:نسل چهارم•

–LTE, LTE-A, WiMAX2 - 100افزایش نرخ دیتا تاMbps - 2010

15


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

شبکه های سیار نسل اول

1990تا 1978از •

آنالوگ •

•FDMA

جداسازی کاربران با فرکانس–

•AMPS

16

technology, but it had several serious issues by

m to develop, and took

was strong despite the battery life, weight, and

http://en.wikipedia.org/wiki/Ameritech


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

AMPSسیستم

•1980

کیلومتر 20تا 10سلولها •

المانهای سیستم• NAMو بخش سیار –

–BTS

–MTSO (MSC)

•

800در باند ( FDDدر هر جهت و 12.5)مگاهرتز 25پهنای باند •

17


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

شبکه های سیار نسل اول

آنالوگ•

بدون رمزنگاری•

نیاز به پهنای باند وسیع•

•FDMA

•FDD

مشکالت استانداردسازی•

18


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

شبکه های سیار نسل دوم

19

ویژگیهای اصلی

کیفیت بهتر صوت•

سرویس های دیتا•

افزایش ظرفیت کاربر•

افزایش راندمان طیفی •

امنیت بیشتر•

استفاده از تکنیک های دیجیتال

مدوالسیون های دیجیتال • کدهای تصحیح خطا •

CDMAو TDMAاستفاده از • رمزنگاری • تخصیص بهینه منابع •


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

شبکه های سیار نسل دوم

TDMAروشهای دسترسی چندگانه با تخصیص زمان •

اختصاص اسالتهای زمانی–

افزایش تعداد کاربران–

IS-54 , IS-136: مثال•

به سه اسالت زمانی 30kHzتقسیم کانال –

PowerTime

Frequenc

y

30 KHz

Frequency

2

3

5

6

8

9

20


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

GSMمعرفی

مدوالسیون•

–GMSK

دامنه ثابت–

سرویس ها•

مکالمه صوتی–

–SMS

Kbps 9.6سرویس های دیتا و فکس با نرخ بیت حداکثر –

سروس های ارزش افزوده–

21


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

GSMمعماری شبکه

22


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

GSMمزایا و معایب

مزایا• تکنولوژی رشد یافته–

محصوالت قابل اطمینان–

تعداد زیاد کاربر در سراسر دنیا–

رومینگ بین المللی–

معایب• دیتا ریت پایین–

ضعیف در برابر جمینگ و تداخالت بین سلولی–

کیفیت پایین–

23


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

GSMپوشش جهانی

24


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

CDMAشبکه سیارنسل دوم مبتنی بر

•CDMA :جداسازی کاربران با کد

افزایش تعداد کاربران–

•CDMA در نسل دوم

–CDMA-one یاIS-95 1993در

(مگاهرتز 800) AMPSباند •

25


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

Cdma-Oneشبکه های نسل دوم

باندهای فرکانسی•

–800 MHz , 1800 MHz and 1900 MHz

فاصله کریر ها•

–1.25 MHz

•Narrowband CDMA

فرکانس یکسان در سلولها•

–Reuse factor=1

Kbps 14.4نرخ بیت حداکثر •

26


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

تکامل شبکه های نسل دوم 2/5شبکه های نسل •

•GPSR

(kbps 170)افزایش نرخ بیت •

:ویژگیها• GSMمبتنی بر –

–packet-switching

جدید در شبکه لمانهایا–

اشتراک کانالهای فیزیکی بین کاربران–

(کدینگ)ویژگیهای جدید در الیه فیزیکی –

•EDGE kbps 230افزایش نرخ بیت تا –

27


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

GPRSمعماری شبکه

28


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

استانداردسازی نسل سوم

ITUتوسط IMT-2000تعریف •

IMT-2000اهداف •

• Data Rates

– Local area - 2 Mbps In office, stationary

– Limited mobility - 384 kbps Urban pedestrian

– Full mobility - 144 kbps Rural in car

• High spectrum efficiency

• High flexibility to introduce new services

29


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

1998از سال •

• European Telecommunications Standards Institute (ETSI)

• Association of Radio Industries and Businesses (ARIB) - Japan

• China Communications Standards Association (CCSA)-China

• Alliance for Telecommunications Industry Solutions (ATIS )-USA

• Telecommunication Technology Committee (TTC) - Japan

• Telecommunications Technology Association (TTA)-USA

30


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

3GPP Releases

31


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

UMTSفناوری

•Universal Mobile Telecomm. System

•WCDMA

ثابت 2Mbpsحداکثر تا دیتاریت•

•380Kbps متحرک

•5MHz

ویژگیها•

32


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

UMTSویژگیها

• QPSK modulation

• Variable spreading factors and multi-code transmission

• FDD - TDD

• Asynchronous operation

• Fast Power Control (1500 Hz) - in GSM 2Hz

• Multiple channel coding and bearer rates

• Rake Receiver and Diversity

• Radio Resource Management for QoS

• Transmit Diversity

• Soft Handover

33


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

UMTSمعماری شبکه

34


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

GSMو UMTSهمکاری بین شبکه

35


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

باندهای فرکانسی نسل سوم

3GPPدر •

36


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

تکامل شبکه های سیار نسل سوم

•HSDPA درRel.5 2002در

–High Speed Downlink Packet Access

مگابیت برثانیه 14تا DLافزایش نرخ بیت –

•HSUPA درRel.6 2005در

–High Speed Uplink Packet Access

مگابیت برثانیه 5تا ULافزایش نرخ بیت –

•HSPA+ درRel.7 2007در

–Evolved HSPA

مگا بیت بر ثانیه 40افزایش نرخ داده تا –

37


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

HSDPAویژگیهای

• AMC: Adaptive Modulation and Coding

• Constellation Re-Arranging (16 QAM)

• H-ARQ: Hybrid Automatic Repeat Request

• CQI: Channel Quality Indication

• N-channel SAW: N-Channel Stop and Wait Protocol

• New MAC (High Speed) instance - Scheduling

38


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

HSUPAویژگیهای

• BPSK modulation

• Multicode transmission

• Spreading Factor either 2 or 4

• Hybrid ARQ (HARQ)

• Fast Packet Scheduling in the uplink

• Soft Handover

39


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

+HSPAویژگیهای

• Backward-compatible (with UMTS Release 99/Release 5/Release 6)

• Increases HSPA capacity

• Reduces latency below 50 ms

• Higher order Modulation 64 QAM

• MIMO

40


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

LTE

41

Agilent


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

LTE •Long Term Evolution

•3GPP Rel.8

: ویژگیها •

DLمگابیت بر ثانیه در 100نرخ بیت تا –

میلی ثانیه 10تاخیر کمتر از –

قابلیت پشتیبانی از پهنای باند متغیر–

42


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

LTE ویژگیهای

OFDMاستفاده از •

–OFDMA وSC-FDMA

•MIMO

•HARQ

AMCو 64QAMمدالسیون های مرتبه باال تا •

FDDو TDDمدهای •

IPشبکه هسته مبتنی بر •

43


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

LTEمعماری شبکه

44


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

LTE-Advanced

• Rel.10

•IMT-advanced

گیگابیت بر ثانیه 1نرخ دیتا تا •

افزایش راندمان طیفی•

45


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

LTE Rel.9

• Home base station (femtocell)

• MBMS – completion of MBSFN

• Positioning Support (AGNSS)

• Multicarrier / Multi-RAT Base Station (Multi Standard

Radio)

• Local Area Base Station (picocell)

• Dual layer beamforming (TM8)

• Self Organizing Networks (SON)

46


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

LTE-Advanced

•Carrier Aggregation

•MIMO

ULآنتن در 4و تا DLآنتن در 8تا –

•Relay

•Femtocell

•CoMP

47


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

تکامل استاندارد

48


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

رشد سریع تقاضا برای دیتا

50

Mobile data traffic growth


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

پیش بینی نسل های مختلف

51


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

رشد شبکه های باند وسیع در جهان

52


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

رشد شبکه های باند وسیع در جهان

53


Mo

bile

Bro

adb

and

Net

wo

rks

Res

earc

h G

rou

p (

MB

NR

G)

LTEرشد

54

55

www.mobilebroadband.ir

[email protected]

مقدمه ای بر شبکه های نسل سوم مخابرات...

Documents