TECHNIKI TRANSMISJI:

SDMA— sposób umożliwiający powielanie toru transmisyjnego, łącznie z urządzeniami wejścia i wyjścia, często stosowane w łączach satelitarnych w celu podniesienia redundancji przekazu.

FDMA- W metodzie tej, całkowite pasmo, które przeznaczone jest do transmisji, podzielone jest na kanały 200kHz. które mogą być używane w transmisji między dwoma użytkownikami. Szerokość wydzielonych kanałów częstotliwościowych musi być niewielka, aby można było stworzyć jak najwięcej kanałów, a tym samym aby zmaksymalizować liczbę użytkowników mogących korzystać z systemu w tym samym czasie. Jednocześnie kanał musi być na tyle szeroki, aby zapewnić jakość transmisji na pewnym, ustalonym poziomie. Pomiędzy kanałami występuje tzw. pasm ochronnych zapobiegające przed interferencją między sąsiednimi kanałami.

TDMA- polega na zwielokrotnieniu dostępu, czyli pozwala wielu użytkownikom na dostęp do danego kanału fizycznego. W tej technice kanał fizyczny podzielony jest na ramki czasowe z których każda trwa 4,516ms, a każda ramka składa się z 8 szczelin czasowych o czasie trwania 577us. Użytkownikowi na potrzeby transmisji przydzielana jest szczelina czasowa. Po zakończeniu rozmowy szczelina zostaje zwolniona. Jedną z zalet takiego rodzaj transmisji jest to, że ułatwia to przełączanie użytkownika między stacjami bazowymi.

CDMA- Technologia związana z rozpraszaniem widma. Ciąg informacyjny każdego użytkownika z osobna mnożony jest przez ciąg rozpraszający, który jest ciągiem pseudolosowym. Ciągi muszą być ortogonalne, niezależne, niepodobne, ponadto funkcja korelacji powinna wynosić 0 (1 podobne, -1 odwrotnie podobne) sposób generowanych ciągów. Pojedynczy element ciągu rozpraszającego nazywa się chipem, aby można go było rozróżnić od bitów wysyłanych w kanał transmisyjny. Po stronie odbiorczej następuje sytuacja odwrotna, aby „wyciągnąć” ciąg informacyjny pierwszego użytkownika należy ciąg odebrany pomnożyć ponownie przez ciąg rozpraszający pierwszego użytkownika w wyniku takiego mnożenia „wyciągniemy” ciąg informacyjny pierwszego użytkownika.

DSSS(802.11; 802.11b; 802.11g)- technika bezpośredniego rozpraszania widma sygnału pozwala na transmisje w tym samym paśmie wielu strumieni danych pod warunkiem stosowania różnych ciągów rozpraszających. Jednak ze względu na konieczność jak najlepszego spełnienia warunku ortogonalności ciągów rozpraszających ich liczba jest ograniczona. W zdecydowanej większości systemów do tego celu służą ciągi pseudolosowe o maksymalnej długości tzw. m-ciągi

FHSS(802,11)- technika ta polega na tym, że nadajnik i odbiornik skaczą po częstotliwościach nośnych umożliwiając w ten sposób jednoczesna pracę wielu systemów w tym samym paśmie częstotliwości. Każde pasmo ma szerokość 1MHz. Kolejność częstotliwości wynika z pewnej sekwencji bazowej, która odpowiada pseudolosowemu łańcuchowi w przedziale 0-78.

MIMO(802.11n)- rozwiązanie zwiększające przepustowość sieci bezprzewodowej polegające na transmisji wieloantenowej zarówno po stronie nadawczej, jak i po stronie odbiorczej. Zastosowanie techniki MIMO posiada wiele korzyści, do których należą: wzrost niezawodności łącza spowodowany zwiększeniem odporności na zaniki Rayleigha; zysk wynikający z odbioru zbiorczego; wzrost przepływności łącza radiowego;

S.C. trans. Szeregowa- transmisja symboli przez kanał z pojedynczą falą nośną. Stosowana jest w systemach bezprzewodowych EDGE w GSM gdzie kanał o B=200kHz uzyskuje się szybkość transmisji 271kbps przy stosowaniu modulacji GMSK lub maksymalnie 813kbps dla modulacji 8PSK przy SNR=30dB.

OFDM(802.11a; 802.11g; 802.11n)- tech tr równoległej gdzie strumień bitów zostaje rozdzielany na wiele strumieni równoległych o znacznie mniejszej przepływności. Takie rozw jest możliwe pod warunkiem zapewnienia wzajemnej ort f podnośnych. Wynika z tego że podnośne muszą być od siebie oddalone o Δf=1/T_ort. Odstęp Δf dobierany jest na podst odp kan na pobudzenie impulsem prostokątnym. Odp kan T_s można podzielić na dwie cześci: przedział ochronny T_g i ort T_ort, gdzie T_s=T_g+T_ort. Po str nadawczej syg jest generowany z wykorzystaniem odwrotnej szyb tr Fouriera IFFT natomiast po srt odbiorczej jest szyb tr Fouriera FFT.

Puncturing- Kody o szczególnych parametrach takich jak k = 1 i sprawnościach 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/7 są czasem nazywane „kodami matkami”. Nie zawsze pożądana jest tak duża nadmiarowość kodowania i można ją zmniejszyć wykorzystując do transmisji tylko niektóre wyjściowych bitów, "wymazując" pozostałe. Przykładowo z kodera o sprawności 1 można pobierać dwa kolejne bity wyjściowe opuszczając trzeci. Uzyskuje się przez to sprawność równą 2/3, oraz większą prędkość transmisji.

SCRAMBLING- Operacja polegająca na mnożeniu ciągu chipów przez ciąg scramblingowy w celu nadania sygnałom dodatkowych cech identyfikacyjnych oraz uzyskania jak najlepszych własności statystycznych syg zmodulowanego. Jako ciągi scramblujace stosuje się ciągi krótkie w górę i długie w dół. Ciągi w łączy w dół są do adresowania komórek i sektorów stacji bazowych. W łączu w dół wykorzystywanych jest 8192 różnych ciągów skramblujacych, podzielonych na 512 zestawów po 16 ciągów w każdym zestawie. Ponieważ przepływność ciągu skramblujacego wynosi 3,84Mchip/s i jest taka sama jak przepływność ortogonalnego ciągu rozpraszającego wiec operacja scramblingu nie wprowadza dalszego rozszerzania widma syg.

Właściwości systemu SDH: - synchroniczność struktury ramki i synchronizowanie wszystkich współpracujących urządzeń

Jest to osiągane poprzez zastosowanie w systemie zegara głównego o wysokiej stałości częstotliwości 10

Podstawową jednostkę transmisyjną jest synchronizowany moduł transportowy STM-1 o czasie trwania 125 mikro sek. Zawierający 2430 bajtow.

Powstaje w ten sposób sygnał o przepływności 15520 kbps, w którym czas trwania jednego bajtu wynosi 51,44 ns, a czas trwania jednego bitu wynosi 6,43 ns.

Moduł transportowy pierwszego rzędu STM - 1 o przepływności 155 Mbps umożliwia też współpracę systemu SDH z systemem PDH

W systemie SDH zdefiniowano tez kolejne poziomy i struktury zwielokrotnienia sygnałów poprzez określanie synchronicznych modułów transportowych STM-1, STM-4, STM-16, zapewniający szybkość transmisji odpowiednio 155 Mbps, 622Mbps, 2,5Gbps

Model OSI:

7) Warstwa aplikacji- tworzy zbiór programów będących źródłem danych transmitowanych przez sieć

6) Warstwa prezentacji- zajmuje się transkodowanie danych napływających z poziomu aplikacji

5) Warstwa sesji- Realizuje dwie grupy zadań:

Pierwsza- nawiązuje połączenia logiczne oraz likwiduje je po zakończeniu transmisji

Druga- synchronizuje i steruje wymianą inf.

4) Warstwa transportowa- zapewnia odpowiednią szybkość i jakość transmisji

3) Warstwa sieci- odpowiada za transport pakietów między kolejnymi węzłami systemu. Dobiera najkrótszą drogę dla pakietów

2) Warstwa łącza danych- odpowiada za detekcje i korekcje błędów

1) Warstwa fizyczna- Określa ona wszystkie składniki sieci niezbędne do obsługi elektrycznego, optycznego, radiowego wysyłania i odbierania sygnałów

Efektywność widmowa- maksymalizacja odporności na zakłócenia czy też minimalizacja mocy nadawanych syg. wszystko to przy założonej wierności transmisji Es=VB/B

Struktura blokowa systemu telekomunikacyjnego

ŹRÓDŁO INF-> KODOWANIE ŹRÓDŁOWE-> KODOWANIE KANAŁOWE-> PRZEPLOT-> SZYFROWANIE- >FORM. SYMB.-> SCRAMBLING-> MODULACJA WIELOWARTOŚCIOWA-> KANAŁ RADIOWY-> DETEKCJA SYMB.-> DESCRAMBLING-> ODTWARZANIE CIĄGU BINARNEGO-> DESZYFROWANIE-> ROZPLOT-> DEKODOWANIE KANAŁOWE-> DEKODOWANIE ŹRÓDŁOWE-> ODBIORCA

Etapy kodowania kompresyjnego w GSM:

1) predykcją liniową- jest to przewidywanie kolejnej próbki w chwili n sygnału x.

2) predykcja długookresowa: na podstawie większego fragmentu syg. Możemy dojść do wniosku że bieżący odcinek sygnału jest zbliżony do pewnego odcinka w przeszłości. Znając tą odległość w czasie τ od tego odcinka i skalę podobieństwa możemy k możemy więc bieżący segment o długości N zapisać: X(n... n+N=1)=k* x(n-τ...n+N-1-τ )

Kodowanie kanałowe: polega na dodaniu redundantnej informacji i bitów służących do korekcji błędów, dzięki temu zmniejsza się współczynnik błędu.

Kodowanie splotowe- Koder splotowy przyjmuje bity wiadomości seryjnie w sposób ciągły. Działanie kodera można porównać do działania maszyny o skończonej liczbie stanów, która składa się z sumatorów, multiplekserów i rejestrów przesuwnych.

Stopa kodu r=L/n(L+M)

L- ilość bitów

n(L+M) - długość ciągu wyjściowego

Każda ścieżka łączące wyjście kodera z wejściem można scharakteryzować za pomocą wielomianu generującego g(D)=go+g₁D+g₂D²+...+g_nDⁿ, D - zmienna opóźnienia jednostkowego. Koder splotowy jest opisany przez zbór generujący {g'(D), g²(D),..., gⁿ(D)}.

Właściwości kodera splotowego można przedstawić graficznie za pomocą trzech diagramów: drzewko kodu, drzewko kratowe, diagram stanu. Jeżeli w bloku mamy parzysta liczbę jedynek to do pozycji bitów kontrolnych wstawiamy zero, jeżeli jest nieparzysta to wstawiamy jeden.

Struktura sieci (GSM):

1)stacje GSM 2) rejestry GSM

Ad.1)BTS- bazowa stacja nadawczo-odbiorcza BSC - bazowa stacja kontrolna (łaczy się w niej BTS), - sterownik stacji bazowe OMC -centrum operacyjne i strumieniowe MSC - centrum przyłączeniowe (centrala radiotelefoniczna)

Ad.2)AC- Centrum badania autentyczności HLR- rejestr użytkowników własnych ULR - rejestr użytkowników przyjezdnych EIR- rejestr danych identyfikacyjnych

Scharakteryzować zasady kodowania kompresyjnego(Hoffmana):

1) należy zdefiniować zbiór inf. elementarny generowanych przez źródło

2) wyznaczyć prawdopodo. Występowania inf.

3) Sprawdzenie warunku ΣP(Si)=1 czyli czy suma prawdopodobieństw =1 jeżeli nie to źródło jest niepoprawnie opisane

4) uporządkować ich występowanie od największej do najmniejszej

5) tworzenie źródeł zredukowanych

ARQ- automatyczne żądanie powtórzeń.- ARQ stosuje się do obrony sygnału przed zakłóceniami w kanałach złożonych.

System ARQ stosuje strategie startu i stopu:

1. Blok danych jest zakodowany w postaci słowa kodu i transmitowany do kanału.

2. Nadajnik stopuje i czeka aż otrzyma potwierdzenie o prawidłowym odbiorze słowa kodu.

Aby uzyskać bezbłędną transmisję danych stosuje się cykliczną kontrole nadmiaru. System ARQ stosuje kanał sprzężenia zwrotnego dla przesyłania żądanej retransmisji danych.

Scharakteryzować modulację 4PSK

- Efektywnie wykorzystuje szerokość kanału

- Małe prawdopodobieństwo błędu.

- Informacja zawarta jest w fazie

- Rozkład punktów sygnałowych na okręgu - stała amplituda, stała obwiednia.

Proces modulacji polega na wykonaniu modulacji FSK osobno dla bitów parzystych i dla nieparzystych a następnie na zsumowaniu tych składowych. Binarny ciąg danych jest przekształcany na wartości mocy. Następnie demultiplekser rozdziela falę binarną na bity parzyste i nieparzyste, które są mnożone z sygnałami kwadraturowych fal nośnych w efekcie uzyskując składową synfazową i kwadraturwą. Składowe są dodawane.

Scharakteryzować modualację 16QAM

- Składowe synfazowe i kwadraturowa są niezależna

- Polega na modyfikacji amplitudy i przesunięcia fazowego fali nośnej

- Punkty sygnałowe układają się w kwadrat a nie w okrąg

Podczas modulacji dwie fale nośne są względem siebie w kwadraturze. Punkty sygnałowe odpowiadają 4 bitowym kodom Grey'a. Parzysty dwubit źródłowy modyfikuje nośną synfazową a nieparzysty nośną kwadraturowa. W efekcie otrzymuje się dwie składowe, które po zsumowaniu tworzą sygnał 16-QAM. Zmieniając amplitudy dwóch składowych, zyskuje się ostatecznie sygnał zmodulowany amplitudowo i fazowo.

Przetwarzanie A/C:

- filtracja dolnoprzepustowa

- próbkowanie

- kwantyzacja

- kodowanie binarne

SYSTEMY:

GSM

System komórkowy II generacji.

System GSM został zaprojektowany dla komórek o promieniu do 30km.

Rodzaje usług w GSM900

* transmisja sygnałów mowy z szybkością 13kbps lub 7kbps

* transmisja danych usługowych z szybkością 9,6 kbps, 4,8 kbps, lub 2,4kbps

* fax

* transmisja krótkich wiadomości

* usługi dodatkowe (blokowanie połączeń przychodzących i wychodzących)

Zasada pracy: Zwielokrotnienie TDMA

W sys. II gen. stosowana jest transmisja całkowicie cyfrowa, i systemy te funkcjonują zgodnie z ustalonymi w skali międzynarodowej standardami usług telekomunikacyjnych.

Zwielokrotnienie czasowe TDMA jest stosowane oddzielnie w każdym z kilkudziesięciu lub kilkuset kanałów radiowych i umożliwia tworzenie tzw. kanałów fizycznych.

Szerokość jednego kanału radiowego wynosi 200kHz. W każdym kanale radiowym zostało utworzonych 8 kanałów usługowych przez zastosowanie zwielokrotnienia czasowego TDMA.

UMTS - następca GSM, różnice miedzy GSM dotyczą rozwiązań stosowanych w łączach radiowych. UMTS jest sys. szerokopasmowym w którym zastosowano szerokopasmowy dostęp kodowy WCDMA. Opiera się to na technice bezpośredniego rozproszenia widma sygnałów DSSS. Podział pasma jest związany z trybami pracy UMTS: z dupleksem czestotl. FDD i z dupl. czasowym TDD. W FDD transmisja w segmencie naziemnym jest realizowana w 2 pasmach o szer 60MHz z dostępem dupleksowym 190MHz. Są one podzielone na kanały dupleksowe o szer 5MHz po jednym do tr w łączu w górę i w dół. W UMTS są 3 rodzaje kanałów: logiczne, transportowe i fizyczne. Kan fiz maja strukturę ramkową. Typowo ramka TTL trwa 10ms i składa się z 15 szczelin czasowych. Do łącza w dół stosuje się technikę transmisji HSDPA a do łącza w górę HSUPA.

HSDPA- Klasyczny wielodostęp kodowy WCDMA umożliwiał transfer danych do abonenta z max szyb 384kbit/s. Stosowana tech tr HSDPA umożliwiła max szyb tr 14,4Mbit/s. Osiągnięto to przez wprowadzenie nowego kan transportowego HS-DSCH w którym dokonano zmian względem WCDMA:

- 5-krotnie zmniejszono czas trwania ramki TTL z 10ms 15 szczelin czas do 2ms i 3 szczelin,

- zastosowano stały wsp rozpraszania SF=16,

- wprowadzono adaptacyjny wybór: mod QPSK lub 16QAM oraz sprawności kodowania kan od R=1/4 do R=¾,

- we współdzielonym kanale 5MHz przewidziano możliwość stosowania do 5, 10, 15 kodów rozpraszających jednocześnie dla pojedynczego użytkownika w zależności od rodzaju posiadanego terminala.

HSUPA- dane użytkownika są przesyłane w ramkach podobnie jak w HSDPA. Różnice miedzy HSUPA wynikają ze względu na ograniczoną moc i zasięg terminala:

- wsp rozpraszania nie jest stały i może przyjmować wartość od SF=4 do SF= 2,

- modulacja BPSK,

- tr może być prowadzona w ramkach TTL 2 lub 10ms, zmiana sprawności kodów R może być dokonywana z ramki na ramkę z zależności od jakości łącza,

- użytkownik może wykorzystywać do 4 kodów rozpraszających jednocześnie z ograniczeniem do 2 kodów z SF=2 i 2 z SF=4.

Bluetooth- System bezprzewod krótkiego zasięgu. Pracuje w paśmie ISM 2.4GHz. Zakres f zawiera się w granicach 2400-2483,5MHz na 79 kolejnych kan o szer 1MHz. Występują dwa odstępy ochronne: dolny 1,5MHz i górny 3MHz. System podzielny jest na trzy klasy nadajników: 1- 100mW, 2- 2,5mW, 3- 1mW. W nadajnikach i odbiornikach stosuje się anteny o ch-ce dookolnej. Są to dipole półfalowe, ćwiercfalowe lub anteny mikropaskowe. Dane są przesyłane w pakietach krótkich bądź długich obejmujących od 1 do 5 szczelin czasowych. W Bluetooth łączność 2-kierunkowa jest realizowana za pomocą dupleksu czasowego TDD. Każdy pakiet rozpoczyna się kodem dostępu. Jest on używany do synchronizacji i kompresji odchyłki f. wszystkie pakiety wysyłane w tym samym kan fiz są poprzedzane tym samym kodem dostępu. Do tr stosuje się binarną mod GFSK gdzie Δf musi sie mieścić w zakresie 140-175kHz. Jedynka log jest reprezentowana przez f góra a 0 przez dolną. Szybkość tr wynosi 1Mbps. Od wer 2.0 wprowadzono dodatkowo tryb tr EDR który wiąże się ze zmianą organizacji pakietu i opcjonalnym wprowadzeniem drugiej mod PSK w wariantach π/4-DQPSK i 8DQPSK. Modulacja GPSKzapewnia przepływność 1Mbps, π/4-DQPSK przepływność 2Mbps, 8-DQPSK przepływność 3Mbps.

W sys. tym stosuje się trzy rodz ochrony tr przed bledami:

- kod z bierna korekcja bledów o sprawności R=1/3

- kod Hamminga (15,10) o R=2/3,

- tr z decyzyjnym sprzężeniem zwrotnym ARQ.

Wi-Fi

802.11: W tech FHSS wykorzystuje się zakr f 2400-2479MHz podzielonych na 80 kan o szer pasma 1MHz przy czym wykorzystuje się 78 kan. Kan o f srodkowych 2400 i 2401MHz nie sa wykorzystywane. Zmiana f kan nie może trwac dłużej niż 0,224s a czas pozostania w kan 0,339s. W Europie przewidziano do stosowania zbiór 26 ort sekwencji przeskoków. Jednak ze wg na liczbe kolizji i liczbę niezsynchronizowanych sys na tym samym obszarze ogranicza się ją do ok. 12. W tech DSSS wykorzystuje się kan o szer pasma 22MHz z zakr od 2400 do 2483MHz. W Europie zaleca się wykorzystanie kan 1, 7, 13 lub opcjonalnie 1, 5, 7, 9. W 802.11 w tech DSSS do rozpraszania widma stosuje się kod Barkera o dł 11 chipów o przepływności 11Mchip/s.

802.11b: pasmo 2,4GHz, tech tr DSSS, w trybach 5,5Mbps i 11Mbps, odpowiednio 4 lub 8 bitom przyporządkowane sa symbole 8 chipowe. Zasada doboru fazy: debit b₁b₀, b₃b₂, b₅b₄, b₇b₆ faza φ₁, φ_2, φ_3, φ₄. Wartości fazy dla DQPSK: debit (b_i+1, b₁) 00, 01, 10, 11 war fazy 0, π, π/2, - π/2.

802.11a i 802.11g - tech tr OFDM. 802.11a działa w paśmie 5GHz a 802.11g w paśmie 2,4GHz. W 802.11g wykorzystuje się tech tr. DSSS standardu 802.11b w celu zapewnienia możliwości ich wzajemnej współpracy. W 802.11g pasmo transmisyjne jest podzielone jak w 802,11b, jednak nie wykorzystuje się całego pasma 22MHz a jedynie 20MHz. Pasmo to jest podzielone na zbiór 64 ort f podnośnych, przy czym liczba podnośnych wykorzystywanych do tr danych wynosi 48, do tr syg pilota są wykorzystywane 4 podnośne, a 12 podnośnych tworzy dwa pasma ochronne i nie jest wykorzystywanych. Odstęp miedzy podnośnymi wynosi 312,5kHz, co odpowiada czasowi ortogonalności Tort = 3,2us. Odstęp modulacji wynosi Ts = 4us, co zapewnia transmisję 250 ksymboli OFDM w ciagu sekundy. Do modulacji podnośnych są stosowane modulacje BPSK, QPSK, 16QAM i 64QAM.

802.11n. pasmo 2,4GHz i 5GHz. Przewiduje się w nim wykorzystanie tech tr OFDM w kan o szer 40MHz oraz zastosowanie tech tr wieloantenowej MIMO z multipleksacją przestrzenną. Przewiduje się stosowanie rozdziału nadawanego strumienia symboli na max 4 podstrumienie. Ma to umożliwić tr z max prędkością do 600Mbps prawdopodobnie jedynie w paśmie 5GHz z uwagi na większy poziom zakłóceń w paśmie 2,4GHz.

WiMAX- Sys. tr. bezprzewodowych który umożliwia szerokopasmowy dostępu do usług transmisji danych na obszarze o promieniu 30-50km od stacji bazowej. System oparty o standard 802.16 w którym przewidziano 3 rodz dostępu do sieci:

- stały bez możliwości przełączania pomiędzy sektorami,

- przenośny - jest możliwość przełączania miedzy sektorami ze stratami w transmisji i możliwość połączenia do sieci,

- mobilny- zapewnia szybkie przełączanie miedzy sektorami.

Techniki transmisji

- max efektywność transmisji maksymalizacja odporności na zakłócenia czy też minimalizacja zakłóceń

C[bps]=B[Hz] *log
(1+r) - przepustowość kanału telekomunikacyjnego.

r=
= SNR - stosunek mocy sygnału P do mocy szumu N, natomiast N=NoB jest mocą szumu, gdzie No oznacza widmowa gęstość mocy szumu

Z zależności tej wynika, że taką samą przepustowość kanału C można uzyskać zarówno z kanale wąskopasmowym z odpowiednio  dużym stosunkiem mocy sygnału do szumu jak i w kanale szerokopasmowym z małym stosunkiem mocy sygnału do szumu, z powyższych dwóch zależności wynika: Es
max= log
(1+r) -max przepustowość kanału telekomunikacyjnego

Struktura systemu Radiokomunikacyjnego:

1->2->3->4->5->6->7->8->9->10->

17<-16<-15<-14<-13<-12<-

1-zródło inf. 2)kodowanie źródłowe 3)kodowanie kanałowe 4) przeplot 5)szyfrowanie 6)formowanie symboli 7)scrambling 8)modulacja wielowartościowa 9)kanał radiowy

10)detekcja symboli 11)descrambling 12)odtwarzanie kodu binarnego 13)deszyfrowanie 14)rozplot 15)dekodowanie kanałowe 16)dekodowanie źródłowe 17)odbiorca informacji

---