SOLUKKORADIOJÄRJESTELMÄT A Tietoliikennetekniikka II Osa 17 Kari Kärkkäinen Syksy 2015

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "SOLUKKORADIOJÄRJESTELMÄT A Tietoliikennetekniikka II Osa 17 Kari Kärkkäinen Syksy 2015"

Antero Halttunen
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 1 SOLUKKORADIOJÄRJESTELMÄT

2 MATKAPUHELINVERKON PELKISTETTY IDEA 2

3 SOLUKON IDEA: TAAJUUKSIEN UUDELLEENKÄYTTÖ 3 1/r vaimenemislain vuoksi D CP :n välein voidaan sama taajuus ottaa uudelleen käyttöön. Tyypilliset uudelleenkäyttökertoimet: CDMA 1, AMPS 7, GSM 12 Kännykän solun vaihtoon liittyy kättelyn -käsite (handover, handoff).

4 RADIOSIGNAALIN VAIMENEMINEN 4 Signaali vaimenee 1/r n -lain mukaisesti. n = path-loss exponent n on tyypillisesti kaupunkiympäristössä. Vain ilmailu- ja avaruussovelluksissa päästään lähelle 1/r 2 lain mukaista vapaan tilan vaimenemismallia. Taajuusalue vaikuttaa antennin kautta: mitä suurempi taajuus (lyhempi ), sitä nopeammin signaali vaimenee etäisyyden kasvaessa. Taustalla Friisin siirtoyhtälö, joka huomioi antennit. G r, G t = antennivahv., d = etäisyys, L = häviökerroin 1 (suod., antennit, jne.), A e = antennin efektiivinen pinta-ala. P ( d ) r 2 PG t tgr, G d L 4 A 2 PG t tgr 4 d LossdB 10log 20log L 1 Pr L Siksi solun koko 900 MHz:n alueella (esim. NMT-900, 2G:n GSM, 3G:n 900 MHz UMTS/WCDMA) on suurempi kuin 2 GHz:n lähellä olevissa järjestelmissä (esim. 3G UMTS/WCDMA). Solukokoa pienentämällä radiotaajuuskaista & verkon kapasiteetti tulee paremmin hyödynnetyksi. e

5 ETENEMISVAIMENNUS, HIDAS & NOPEA HÄIPYMINEN 5 Small-scale fading Large-scale fading (shadowing)

SOLUKKORADIOJÄRJESTELMÄN SOLUN KOKO 6 Käsitteet mega-,

10 m) riippuvat keskitaajuudesta ja ympäristöstä.

6 SOLUKKORADIOJÄRJESTELMÄN SOLUN KOKO 6 Käsitteet mega-, makro-, mikro-, nano-, piko- ja femtosolu. Karkeita solukokoja: mega ( n 1000 km), makro (<40 km), mikro (<2 km), nano ( n 100 m), piko (<200 m), femto ( n 10 m) riippuvat keskitaajuudesta ja ympäristöstä. Koot eivät täsmällisesti määriteltyjä.

2G GSM-VERKKO PELKISTETYSTI 7 PSTN = public switched telephone network, MSC = mobile switching center HLR = home location register, VRL = visitor location register BSS = base station subsystem, BSC =

7 2G GSM-VERKKO PELKISTETYSTI 7 PSTN = public switched telephone network, MSC = mobile switching center HLR = home location register, VRL = visitor location register BSS = base station subsystem, BSC = base station controller BTS = base transceiver station, AI = air interface, MS = mobile equipment

8 2G GSM-VERKKO TARKEMMIN (S) 8

9 2G GSM-VERKKO TARKEMMIN (S) 9

10 2G GSM-VERKKO TARKEMMIN (S) 10

11 3G UMTS-VERKKO TARKEMMIN (S) 11

12 12 ESIMERKKEJÄ MATKAPUHELINJÄRJESTELMISTÄ (S)

13 AMPS, GSM JA IS 95 (USA:N 2G CDMA) (S) 13 FDMA-käyttö eri siirtosuuntien Uplink & Downlinkerotteluun

14 LANGATTOMIA JÄRJESTELMÄSTANDARDEJA (S) 14

15 15 5G TULEE (S) 10 x parempi kuin 4G Standardointi käynnistymässä Toiminnassa 2020-luvulla

16 5G-AIKATAULU (S) 16

17 5G-AIKATAULU (S) 17

18 5G-VISIOITA (S) 18 Ei vielä tiedetä tarkasti mitkä verkon lopulliset ominaisuudet, palvelut ja liiketoimintamallit ovat vasta visiointiasteella. Tukeutunee aluksi pitkälti/osittain 4G-järjestelään. V lopussa alkanut standardointivaihe (ITU jne.).

19 5G-VISIOITA (S) 19 IoT = Internet of Things eräänä johtoajatuksena laitteet ja sensorit kytkeytyvät nettiin (omat IP-osoitteet) elämä & koti verkottuu. 1 Bn = 1 Giganode, 1 EB = 1 Exabyte = bytes

20 5G-VISIOITA (S) 20 E2E = verkon päästä päähän viive kahden solmun (node) välillä. Air latency = viive tukiasemalta kännykälle. Viiveiden tavoite 1/10-osaan nykyisestä.

21 5G-VISIOITA (S) 21 Vaalean harmaa = 4G, tumman harmaa = 5G tavoitesuorituskyky

22 5G-VISIOITA (S) 22

23 5G-VISIOITA (S) 23 Millimetritaajuusalue käyttöön rajoitetulle alueelle (pieni solu). mm-aallot eivät kanna pitkälle ulkotiloissa (vesihöyry absorboi).

24 5G-VISIOITA (S) 24 Verkon viipalointi: eri vaatimuksia omaavien palveluiden jakaminen eri verkkoviipaleisiin. 5G-viipale (Slice) koostuu joukosta toimintoja ja radioverkkoasetuksia, joita yhdistää siihen sidottu käyttötapaus ja liiketoimintamalli. Kaikii viipaleet eivät pidä sisällään samoja toimintoja. Esim. IoT tasolla vähiten/riisutusti kontrollia (liikkuvuuden tuki ja sen vaatima signalointi) RAT = Radio Access Technology D2D = Device to Device CP = Control Plane UP = User Plane

25 5G-VISIOITA (S) 25 Device to Device (D2D) communication ilman erillistä verkon ohjausta.

fi/ Tietoliikennetekniikan osasto & CWC mukana hankkeeessa.

26 5G-TUTKIMUS OULUSSA (S) 26 Oulussa rakennetaan sekä avoin (OY) että suljettu (VTT) testiverkko. Tietoliikennetekniikan osasto & CWC mukana hankkeeessa. Oulun ulkopuolella olevat muiden toimijoiden testiympäristöt Tutkimuspartnerien omat testiympäristöt

Samankaltaiset tiedostot

TVP 2003 - Kevätkurssi

TVP 2003 - Kevätkurssi Wireless networks Otto Alhava otto.alhava@ericsson.fi Luento 7: osat! Soveltava osa:! ADSL, ATM ja IP: pääsyverkko! VPN-ratkaisut: ATM, FR, Ethernet, IP (MPLS)! Opimme uutta:! Mobiiliverkot