Презентация "Принципы сотовой связи"

Принципы сотовой связи Начало истории беспроводных коммуникаций (использование света, сигналов и звука) Начало истории беспроводных коммуникаций

• Много раз в истории использовали для связи гелиографы, флаги ( семафор ),...
- Китай, династия Хань (206г. до н.э. – 24г. н.э.) использование сигнальных башен; - 150г. до н.э. дымовые сигналы для связи (Полибий, Греция) - 1793, оптический телеграф, французкий инженер К. Шапп

• Начало связи с электромагнитными волнами:

- 1831 – Майкл Фарадей продемонстрировал явление электромагнитной индукции

- Джеймс Максвелл (1831-79): теория электромагнитных полей, волновые уравнения (1864)

- 1876 телефон Александра Белла

- Г. Герц (1857-94) продемонстрировал волновой тип электрической передачи через пространство (1888)

Начало истории беспроводных коммуникаций

7 мая 1895 г. петербургский физик Александр Попов сделал в Физико-химическом обществе доклад с демонстрацией созданного им радиоприбора для фиксации атмосферных колебаний.

2 июня 1896 г. Гульельмо МАРКОНИ запатентовал радио как свое изобретение (научные публикации Попова на этот счет появились в том же месяце, но адресовались совершенно иной аудитории).

1896 году в Лондоне ему удалось передать сообщение на расстояние 10 километров.

1907 Коммерческие трансатлантические связи - огромные базовые станции (с высотой антенн 30 - 100m)

1915 речевая передача Нью-Йорк - San Франциско

В 1896 году он продемонстрировал свои опыты перед Физическим обществом Санкт-Петербурга, передав сигналы с помощью азбуки Морзе внутри здания университета.

Начало истории беспроводных коммуникаций Концепции:

• большая область для одного передатчика
• Большая “мобильность” за счет высокой энергоемкости
• Системы с низкими возможностями, склонные к интерференции
• Высокая стоимость

1911 - мобильный передатчик на дирижабле

1926 - поезд (Гамбург Берлин)

1927 - первое коммерческое автомобильное радио (только прием)

Первые мобильные системы связи начинались в 40-х годах в США и в 50-х годах в Европе.

Развитие телекоммуникаций в России

Развитие телекоммуникаций в России Классификация беспроводных сетей

Общего пользования

ведомственные

диспетчерские

Транкинговые

DECT

пейджинг

спутниковые

сотовые

компьютерные

Wi-Fi

WiMAX

1G

2G, 2G+

3G

Bluetooth

ZigFree

оптические

4G

Развитие стандартов сотовых систем связи Развитие стандартов сотовых систем 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 и т.д.
• 4G: цифровые сети с коммутацией пакетов. Находятся в стадии разработки 

Развитие стандартов сотовых систем связи Распределение частотного диапазона (1)

30 MHz

30 GHz

3 GHz

300 MHz

Сотовые сети 3G

746-794 MHz, 1.7-1.85 GHz, 2.5-2.7 GHz

Сотовые GSM

• 800-900 MHz

Сотовые GSM

• 1.85-1.99 GHz

Распределение частотного диапазона (2)

30 MHz

30 GHz

3 GHz

300 MHz

Беспроводные LAN (IEEE 802.11b/g)

• 2.4 GHz

Bluetooth

• 2.45 GHz

Беспроводные LAN (IEEE 802.11a)

• 5 GHz

LMDS

27.5-31.3 GHz

Геометрическая структура сотовой системы Модель многократного использования частот

3

2

7

1

6

4

5

K=7

1

3

2

K=3

Типы ячеек

Macrocells(3 to 35 km)

Microcells(0,1 to 1 km)

Picocells(0,01 to 1km)

Nanocells(1m to 10m)

Общий вид сотовой системы

PSTN

Data Terminal

MTSO

BTS

Handset

Network sub-system

PSTN

Radio

sub-system

Mobile

station

UM

SIM

card

Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения