pac4 comunicacions sense fils 2012-13

7/24/2019 PAC4 Comunicacions Sense Fils 2012-13

http://slidepdf.com/reader/full/pac4-comunicacions-sense-fils-2012-13 1/11

1

PAC4

Comunicacions sense fils

Comunicacions mòbils

2012-13

JOAQUIN SALA FAYOS

Estudis d’Informàtica, Multimèdia i Telecomunicació



2

Presentació

Aquesta prova d’avaluació continuada consta de 2 parts. La primera té unes preguntes

generals del mòdul. La segona part pretén introduir a l’estudiant en mètodes de

posicionament.

Competències

Específiques:

1. Tenir coneixements de les xarxes de comunicacions mòbils

i sense fils actuals.

2. Avaluar les alternatives tecnològiques a un problema en

funció de l'anàlisi dels requeriments.

Generals del grau:

1. Capacitat per a aprendre de manera autònoma nous

coneixements i tècniques adequades per a la concepció, el

desenvolupament o l'explotació de sistemes i serveis de

telecomunicació.

2. Capacitat d'analitzar i especificar els paràmetres

fonamentals d'un s istema de comunicacions.



11.530 · Comunicacions mòbils · PAC1 · 2012-13

3

Objectius

Descriure el funcionament dels sistemes de comunicacions sense fils actuals.

Enunciat

Part 1: Preguntes generals

És imprescindible raonar totes les respostes.

1. En una zona rural es treballa amb estacions base GSM de classe 5. Indica quines pèrdues

de propagació (en dB) entre estació base i terminals GSM són tolerables per a un correcte

funcionament del GSM aquesta zona.

Els terminals de classe 5 tenen una potència màxima 0,8 W que son 10× 10(1000 ·

0.8) = 29 . Aquests poden rebre senyals entre –10 i –104 dBm (sensibilitat).

La estació base BTS (base transceiver station) de classe 5 te una potencia de 20W que son 43

dBm.

La potencia en les distancies del receptor des de la estació base, ve expressada per:

() =

() = 1010 � =

Doncs, fem els càlculs amb les potencies de recepció necessàries per a que la xarxa GSM

funcioni:

Per a -10: () = 43 (10) = 53

Per a -104:

() = 43 (104) = 147

Doncs tenim que les pèrdues de propagació tolerables per a que el GSM funcioni en aquesta

zona es de 53dBm a 147dBm.




4

2. Indica quin percentatge de tots els bits del canal SCH són els que s'utilitzen per dir quin és

el BCC (base station color code) de la BTS que dóna cobertura a aquesta zona.

Com hi podem veure al mòdul 4, la BTS té un codi d’identificació anomenat BSIC (base

station identity code) que permet que cada mòbil pugui diferenciar sense ambigüitat la

cobertura de dues cel·les veïnes.

El BSIC s’estructura de la següent manera:

• NCC (3 bit) network color code, és per a diferenciar les cel·les de diversos països en zones

frontereres. Per a assignar-lo, els països implicats s’han de posar d’acord.

• BCC (3 bit) base station color code, fa com el NCC però d’estacions base.

Per altra banda hi tenim que el canal SCH te la següent estructura:

Dels 78 bits codificats, 6 són el BSIC, 19 són el número de trama (més endavant ho veurem) i

53 són redundància.

Per lo tant, si tenim que hi te un total de 148, de estos 3 son per al BCC, utilitza un total de

2.03%.

3. Suposa una portadora de GSM que, de les seves 8 ranures, només utilitza una per a

informació de control. Raona quin és el temps mínim (en segons) que transcorre entre el

final d'un BCCH i l'inici del següent FCCH.

Hi tenim que l’organització dels canals en mode no dedicat i sentit de base a mòbil, és:

Per tant, entre el final del BCCH i l’inici del FCCH van exactament 4 trames (32 ranures).




5

Com que una ranura dura 15 / 26 ms.

Doncs, hi tindrem que el temps mínim que transcorrerà hi seran 32 ×15×1026×10 = 18.46

4. Amb un registre de desplaçament realimentat generem la següent seqüència:

.......1101011100100011010111001000....... que es va repetint. És pseudo-aleatòria? És de

tipus M?

Com hi podem veure als apunts, ens diu que si les realimentacions del registre són un

polinomi primitiu, la seqüència resultant és de longitud màxima. Si analitzem aquest

seqüencia hi podem veure que es de longitud 15. En un cas general, el registre tindrà m bits.

El nombre màxim d’estats serà 2. El període màxim d’una seqüència serà 2 – 1 , lo que

amb aquest seqüencia seria 24 – 1 = 16 1 = 15 , doncs vegem que aquesta seqüencia te

una longitud màxima amb la que podíem fer amb un registre de tres bits.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1

0

1

1

1

2

1

3

1

4

1

5

1

6

1

7

1

8

1

9

2

0

2

1

2

2

2

3

2

4

2

5

2

6

2

7

2

8

2

9

3

0

1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0

Per a dir si es una seqüencia M o no, si vegem que en els apunts ens diu:

Una seqüència M construïda amb un registre de longitud m té les següents característiques:

• En cada període té 2−1 “1” i 2−1 1 “0”.

• No té un comportament massa bo en termes de correlació encreuada (no són

fàcilment distingibles seqüències de la mateixa família).

Doncs si analitzem la primera de les característiques, per a que fos M hauria de tindre24−1 = 23 = 8 “1” i 24−1 1 = 23 1 = 8 1 = 7 “0”, i a la seqüencia hi tenim el

contrari, 8 “0” i 7 “1”, doncs no estem davant una seqüencia M.

1 2 1 3 2 4 5 6 3 4 7 5 6 7 8

1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0




6

Part 2: Mètodes de posic ionament

Quan pensem en aplicacions de posicionament, la majoria de vegades les relacionem amb el

sistema GPS. Però les aplicacions de posicionament basades en la xarxa mòbil són cada

vegada més utilitzades, ja que no requereixen portar un receptor GPS i n'hi ha prou amb un

simple mòbil. Una d'elles és la que utilitza el telèfon 112 d'emergències.

- Explica en què consisteix el servei de localització de trucades d'emergència en xarxes

mòbils i els elements que intervenen.

Els servei de localització de trucades d’emergència en xarxes mòbils consisteix en que quants’utilitza el numero de telèfon 112 per a informar d’un accident, aquesta telefonada es

tracta en una sala d’operacions on mitjançant el servei base de localització COO (cell of

origin) o cell_ID, el qual no requereix fer cap modificació tant en els terminals com en la

xarxa, es localitza la ubicació del accidentat. Aquest diu a quina antena esta el terminal

connectat amb una precisió molt baixa ja que la posició pot variar entre 80 i 500 m en la

ciutat i 0,5 i 20 km en la carretera si no es fa us del time advance (en un factor 2 6) per a

millorar el cell_ID, que és un paràmetre que permet el control dels retards del senyal amb la

comunicació entre el BTS i el Mòbil. Amb lo que de 35 km de precisió podem anar a 500

metres.

Com hem vist al mòdul algunes tècniques de posicionament basades en GSM són els

anomenats LBS (location based services), que detecten la posició d’un mòbil sense ser

necesser que aquest truquen. Aquest son:

• COO (cell of origin) o cell_ID

• AOA (angle of arrival) o DOA (direction of arrival)

• E-CGI (enhanced cell global identity)

Com s'ha vist en els apunts del curs, el TA (Time Advance) és un paràmetre del GSM que

s'utilitza, entre altres funcions, per ajudar a determinar la posició, ja que ens dóna una

referència de la distància entre el terminal mòbil i la base que li dóna servei.




7

- Explica quin és el paràmetre equivalent al TA però en xarxes UMTS.

Així com per augmentar la precisió de posicionament amb GSM es pot utilitzar el Time

Advance (TA), en UMTS es pot utilitzar el Round Trip Time (RTT).

El valor de RTT es el temps de diferencia entre el començament del frame del enllaç de

baixada i la recepció del corresponent enllaç de pujada1.

El 3GPP ha definit E-UTRAN com la xarxa d'accés ràdio.

- Explica quins són els principals mètodes de posicionament suportats per E-UTRAN i els

elements de l'arquitectura UMTS que intervenen en cada un d'ells.

A continuació hi podem veure una imatge que mostra l’acord per implementar la

funcionalitat posicionament de UE en UTRAN segons el 3GPP:

Els principals mètodes de posicionament suportats per E-UTRAN son2:

• GNSS (Global Navigation Satellites System). Per a fer us d’aquest mètode es

necessari que els UE estiguin equipats amb receptors GNSS. Aquest mètode proveeix

posicionament GEO espacial autònom amb cobertura global o regional. Els GNSS

suportats per E-UTRAN son:

o GPS.

1

http://www.snet.tu-berlin.de/fileadmin/fg220/courses/SS10/snet-project/positioning-technologies_schmidt-dannert.pdf 2 http://www.msforum.org/techinfo/reports/MSF-TR-SERVICES-005-FINAL.pdf

http://www.snet.tu-berlin.de/fileadmin/fg220/courses/SS10/snet-project/positioning-technologies_schmidt-dannert.pdf



http://www.msforum.org/techinfo/reports/MSF-TR-SERVICES-005-FINAL.pdf








8

o Galileo.

o GLONASS.

o Satellite Based Augmentation Systems (SBAS), incloent WAAS, EGNOS,

MSAS, i GAGAN.

o Quasi-Zenith Satellite System (QZSS).

Pot donar-se que segons la versió de la especificació es suportin mes o menys GNSS.

• Donwnlink positioning. En aquest mètode el posicionament del UE s'estima basant-

se en mesures preses en els UE amb les senyals de ràdio d'enllaç descendent des de

múltiples NodesB, juntament amb les coordenades geogràfiques emmagatzemades

dels NodesB mesurats i el seu temps relatiu del enllaç de baixada.

Dintre del Donwnlink positioning hi tenim:

o OTDOA (Observed Time Difference of Arrival). És un mètode que es basa en

el mesurament de la diferència en el temps d'arribada dels senyals d'enllaç

descendent rebut en el UE. Cada mesura OTDOA descriu una línia de

diferència constant (una hipèrbola) al llarg de la qual el UE pot estar situat,

la intersecció d´aquestes dona la posició de UE.

o U-TDOA (Uplink – Time Difference of Arrival). El mètode U-TDOA exerceix

un procés similar a la triangulació d'enllaç descendent, però aquest, realitza

l'estimació de la diferència de l'arribada del senyal des de la posició del UE

fins als diferents LMU.

• Enhanced cell ID. Aquest fa referencia a tècniques que utilitza addicionalment el UE

i/o E-UTRAN i altres mesures per millorar la estimació de la localització dels UE. Els

mesuraments E-UTRAN que poden ser utilitzats en el mètode Cell ID son:

• RTT (Round Trip Time). És la longitud de temps que triga un senyal en ser

enviada des de el UE emissor fins al UE receptor, més la longitud de temps que




9

pren la senyal de tornada al UE emissor. Doncs podem dir que aquest retard de

temps consisteix en els temps de transmissió entre els dos punts d'un senyal3.

• Angle of Arrival (AOA). Calcula la posició del UE , mitjançant la utilització de

l'angle sota el que les senyals arriben als NodeB. Tan aviat com s’implique 3

NodeB s'anomena triangulació tan aviat com tres NodeB estan implicats per

obtenir la posició.

- Concreta quins són els paràmetres que s'intercanvien entre els diferents elements de

l'arquitectura E-UTRAN quan s'utilitzen mètodes de posicionament del tipus Enhanced Cell-

ID.

Com hi podem veure en la especificació del equipament d`usuari (UE) en E-UTRAN, ETSI TS

136 305 V9.1.0 (2010-02), l`arquitectura de posicionament del UE aplicable a E-UTRAN és 4:

On hi podem veure també els paràmetres que s'intercanvien entre els diferents elements de

l'arquitectura E-UTRAN quan s'utilitzen mètodes de posicionament del tipus Enhanced Cell-

ID:

• No hi transferència de dades des de E-SMLC a UE

• La informació que es mostra a continuació s’ha de senyalitzar des de el UE fins a el

E-SMLC:

3 http://en.wikipedia.org/wiki/Round-trip_delay_time 4 http://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/136300_136399/136305/09.01.00_60/ts_136305v090100p.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Round-trip_delay_time



http://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/136300_136399/136305/09.01.00_60/ts_136305v090100p.pdf








10

• La informació que es mostra a continuació s’ha de senyalitzar des de el NodeB fins a

el E-SMLC:

Referencies

1. http://fr.wikipedia.org/wiki/Base_Transceiver_Station

2. http://scihub.org/AJSIR/PDF/2010/2/AJSIR-1-2-227-232.pdf

3. http://www.snet.tu-berlin.de/fileadmin/fg220/courses/SS10/snet-

project/positioning-technologies_schmidt-dannert.pdf

4. http://www.snet.tu-berlin.de/fileadmin/fg220/courses/SS10/snet-

project/positioning-technologies_schmidt-dannert.pdf

5. http://www.msforum.org/techinfo/reports/MSF-TR-SERVICES-005-FINAL.pdf

6. http://en.wikipedia.org/wiki/Round-trip_delay_time

7. http://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/136300_136399/136305/09.01.00_60/ts_13

6305v090100p.pdf

8. http://lyle.smu.edu/~rajand/courses/8377/papers/e911_recent.pdf

http://fr.wikipedia.org/wiki/Base_Transceiver_Station


http://scihub.org/AJSIR/PDF/2010/2/AJSIR-1-2-227-232.pdf
















http://lyle.smu.edu/~rajand/courses/8377/papers/e911_recent.pdf
















11

Recursos

Material d’estudi de l’assignatura.

Criteris de valoració

Respecte la nota d’aquesta PAC, la primera part representa un 30% i la segona part un 70%.

Per realitzar aquest exercici haureu de consultar diverses fonts d’informació. És molt

important que escriviu les respostes usant el vostre propi vocabulari, demostrant que

enteneu les qüestions que es pregunten. No es donaran com a vàlides les respostes que

siguin una còpia directa d’altres fonts.

Es demana que feu un esforç de síntesi en la resposta i per aquest motiu les respostes

d’aquesta segona part no han d'ocupar més de 4 pàgines (usant lletra de 11pt o 12pt).

Format i data de lliurament

Cal lliurar la resposta en un fitxer WORD o PDF.

No s’ accept aran r espost es que pr ovi ngui n de f er un escanej att ot al o par ci al de document s escr i t s a ma.

La data límit de lliurament és el 10 de desembre de 2012

pac4 comunicacions sense fils 2012-13

Documents