1. תקשורת סלולארית – עבר הווה ועתיד
רמי נוידרפר
כל הזכויות שמורות למחבר. השימוש בחומר המופיע במצגת זו לצרכים מסחריים אסור בהחלט. מותר השימוש לצורכי הוראה ולימוד עצמי בלבד

2. נושאי ההרצאה עקרונות תקשורת סלולרית חידושים טכנולוגיים קצת היסטוריה
על דור שלישי ורביעי, ומה הלאה

3. העיקרון הבסיסי
התקשורת הסלולרית – תאית, החליפה מערכות רדיו לטווח ארוך, ברעיון הפוך – שידורי רדיו לטווח קצר, כך שניתן לחזור על שימוש באותם תדרים במקומות אחרים
שימוש בהספקים נמוכים יותר, אנטנות נמוכות יותר, טווח קצר יותר , והרבה יותר משדרים
תקשורת סלולרית היא תקשורת רדיו, המשולבת שילוב מלא במערכת הטלפון

5. מבנה מערכת תקשורת תאית ניידת
מרכזיית מיתוג טלפון ציבורית - PSTN
Base station – BS
תחנת בסיס מרכזת את התעבורה בתא, מקצה משאבי שידור, מתזמנת את הצרכנים לפי עדיפויות
Mobile Terminal - MT טלפון נייד
MSC - מתג (מרכזיה) של המערכת התאית ודרכה החיבור ל PSTN (בעבר – בזק)
Mobile Switching Center
(MSC) מתג נייד
קו אלחוטי
קווי BS MT BS MT
ערוץ עולה MT
ערוץ יורד
תא (CELL)

6. מרכיבי רשת תקשורת תאית ניידת
הרשת התאית כוללת בתוכה 4 מרכיבים עיקריים העובדים יחדיו על מנת להעניק שרותי תקשורת ניידת תאית למנויים:
רשת קווית Public Switched Telephone Network PSTN=
מהווה המימשק בין המערכות התאיות למערכות התשתית הקוויות
מתג נייד mobile telephone switching office MTSO=
נקרא גם MSC =Mobile Switching Center
תומך בסדר גודל של מנויים, 5000 שיחות בו זמנית ומנהל את בקרת תקשורת, וניהול החשבונות הכרוך בכך.
אתר תחנת בסיס, ממסר "אנטנה" BS (Base Station) cell site with antenna system
ציוד המנוי (טלפון נייד, מסוף נייד..) mobile subscriber unit= MS
נקרא לו גם MT=Mobile Telephone, Mobile Terminal

7. לחבר שיחות טלפון למרכזיות אחרות
תפקידי המתג MSC
לחבר שיחות טלפון למרכזיות אחרות
בדיקת "חוקיות" הלקוח
עריכת חשבונות
העברת שיחות
שומר נתוני שיחה
ביצוע בדיקות
ייצור דוחו"ת

8. BS – תחנת בסיס תחנת הבסיס משרתת מספר רב של מנויים בו זמנית.
התחנה מכילה:
משדרים.מקלטים, הפועלים במספר ערוצי תדר
אנטנות
בקרים, השולטים על המשדרים.מקלטים
מערכות אספקת מתח וגיבוי למקרה של נפילת מתח
תמסורת לקישור למתג – קווי או אלחוטי
כל ערוץ יכול לשמש מספר אפיקי דיבור
כל ערוץ עושה בדרך כלל שימוש בשני תדרים - ריבוב FDD (uplink/downlink)
המימשק בין תחנת הבסיס למנויים (טלפון נייד) מנוהל בעזרת ערוצי בקרה מתאימים.

9. BSC - BTS BSC בקר תחנות הבסיס Base Site Controller
BTS Base Transceiver station
BSC אחד שולט על מספר BTSים

10. עקרונות היסוד של מערכת תקשורת תאית
שימוש חוזר בתדרים (frequency-reuse) ,
הקצאת תדרים,
הפרעות , ACI ,CCI וקיבול מערכת תקשורת תאית
הקמת שיחה, יצירת קשר, נדידה.
ערוץ יורד וערוץ עולה, שרשרת קליטה, שרשרת שידור,
העברת שיחה (handoff)
איכות שירות
שיטות להגדלת קיבול במערכות תאיות.

11. GSM System Architecture
HLR/
VLR UM
A-bis
PSTN
BSC A
MSC
SS7
X.25
BTS
OMC
(Operation & Maintenance
Center)
Handset
Operation
Terminal
Data Terminal
Mobile
station
Radio
sub-system
Network sub-system
PSTN

12. טופולוגיות אפשריות למערכות תקשורת אלחוטיות תאיות נייחות וניידות
Supercell (point-to-point, point-to-multipoint)
Multiple cell (point-to-point, point-to-multipoint)
Macrocell
Microcell
Picocell
Femtocell
Mesh, Ad-Hoc ((multipoint-to-multipoint

13. מערכות ב"תצורה תאית" – ריצוף השטח בהרבה תאים עם חזרה על תדרים
מבנה תאי עם שימוש חוזר בתדרים: כל אות בתא מייצגת קבוצת תדרים. מותר לחזור על התדרים בתאים מספיק רחוקים
הקבצה (cluster) – כוללת את המבנה הבסיסי בו עושים שימוש בס"ה תדרי המערכת. בדוגמא גודל הקבצה N=7
במרכז כל תא יש תחנת בסיס (BS) המשדרת לכל תחנות הקצה
התפשטות גלי רדיו NLOS
הפרעות מתאים שכנים (ACI)ומתאים המשתמשים באותם התדרים (CCI)
CPE= customer premises equipment, with possibly mobility (e.g., MS)
BS=base station
העקרון התאי – ישים וקריטי בתקשורת התומכת במספר גדול מאוד של משתמשים...

14. ניצול חוזר של תדרים – מושגי יסוד
ניצול חוזר של תדרים – מושגי יסוד
"ריצוף" של המישור הוא כיסוי כל המישור ללא קרעים או חפיפות. ניתן מתמטית לרצף עם
משולש שווה-צלעות, מלבן, משושה משוכלל.
מבין הצורות לעיל המשושה קרוב הכי קרוב לעיגול עם רדיוס R
תאים כלל כיווניים על גבי מישור יצרו כיסוי בצורת משושים R
R/2

15. חזרה על תדרים

16. מיחזור תדרים Frequency Reuse
השיטה – חלוקת האזור למספר הקבצות (clusters) מצומצם.
כל הקבצה מורכבת מ N תאים אשר ביחד מנצלים את כל התדרים של המערכת, כאשר בכל תא בהקבצה משדרים קבוצת תדרים שונה.
קבוצת התדרים בתא מסוים - חוזרת על עצמה בהקבצה שכנה. המרחק הפיזי D בין התאים עם אותה קבוצת תדרים (Co-Channels) גדל ככל ש N גדל.
ע"י העתקת ה cluster לאזור גיאוגרפי אחר מקבלים כיסוי רחב יותר של השטח.
Dr. Moshe Ran / תקשורת ניידת ותאית - פרק 2

17. עיקרון השימוש החוזר בתדרים (frequency reuse)1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7
7-cell cluster 1 2 3 4 5 6 7
הקבצה (cluster) מכילה בדוגמא 7 תאים. בכל תא מופיעים 1/7 מהתדרים של המערכת
התאים עם אותו מספר הם תאים עם הפרעה מסוג co-channel .

18. הפרעות במערכת תאית - ACI, CCI
מבנה 21 תאים במבנה 7-cell
יש 3 חזרות על ההקבצה בשטח הכיסוי . זא – יש תאים החוזרים על אותם תדרים בדיוק. תאים אלה נקראים co –channelהם יוצרים הפרעה קשה הנקראת CCI
Co-Channel-Interference
Co-channel
לכל תא יש ששה שכנים המשתמשים בקבוצות תדרים שונות. שכנים אלה נקראים adjacent channels התאים השכנים גורמים להפרעה ACI= Adjacent Channel Interference
Co-channel

19. שיטות להקטנת הפרעות הנמכת האנטנות אנטנות מוטות כלפי מטה
אנטנות סקטוריאליות
בקרת הספק

20. הקטנת הפרעות ע"י בקרת הספק
בפועל - יש מנגנון בקרת הספק על השידורים בערוץ העולה (US) , מתחנות הקצה ל BS.
במערכות דור שני CDMA בעיית Near-Far – קשה מאוד
(דוגמא: IS-95 של רשת פלפון).
הסיבה: יש שימוש חוזר בכל התדרים בכל תא. Re-use factor =1
פתרון לבעיה – בקרת הספק בקצב מהיר.
BS שולט דרך הוראות מתאימות של Media Access Control = MAC
בעוצמה הרגעית שבו כל תחנה משדרת, תוך ניסיון להקטין למינימום הספק משודר בערוץ העולה.

21. הקטנת הפרעות ע"י בקרת הספק
דרישות על מערכת בקרת הספק אידיאלית:
להביא לכך שכל האותות הנקלטים ב BS יהיו בעוצמה שווה בלי תלות ב
מרחק מתחנת בסיס ומיקומן הפיזי של התחנות הניידות
תנועת תחנות ניידות
הפסדי הנתיב ודעיכות בשל התפשטות הגלים; לכל תחנת קצה יש מסלול שונה אל BS
שיטות בקרת הספק
חוג פתוח: תחנה ניידת מודדת הספק נקלט של אות יחוס ומכוונת את הספק אות משודר לעוצמה רצויה. אין משוב מ BS על בקרת ההספק
חוג סגור: תחנת בסיס משלימה את פעולת הבקרה תוך הפעלת שיקולים יותר מדויקים (SNR , BER , עוצמות נקלטות מתחנות אחרות). ובהתאם לכך – נשלחת הודעת בקרת הספק לתחנה הניידת בערוץ היורד.

22. אות יחוס pilot בקרת הספק חוג פתוח: נשלח בערוץ יורד לכל התחנות
תחנה ניידת מכוונת עוצמת שידור בקרוב לפי
התהליך יכל לחזור על עצמו עד למצב בו הושגה עוצמה רצויה
תהליך מהיר, דיוקים של עד 1.5dB בבקרת הספק, תחום דינמי של כ 30dB עם מדרגות תיקון של 4dB (דור ראשון G1 )

23. סוגי תאים
Macrocell – אפיין את מערכות הסלולר הראשונות ואזורים מאוכלסים בדלילות – אנטנות בגובה עשרות מטרים, הספקים גבוהים יחסית – טווח עשרות קילומטרים
Microcell
טווחים של פחות מ 1km
אנטנות כלל כווניות ב , CPE אנטנות נמוכות ב BS
Picocell
טווחים קטנים מ 100m
דוגמא אופיינית – תא בתוך מרכז קניות או קומה בבניין משרדים
Femtocell – השלב הבא במזעור תאים זעירים לשימוש תוך ביתי

24. microcell
picocell

25. Femtocell

26. Microcell, Picocell Systems
מערכות עם קונספט תאי בדומה ל macrocell אך לטווחים קצרים יותר
Microcell
– טווחים של פחות מ 1km
אנטנות כלל כווניות ב , CPE אנטנות נמוכות ב BS
התפשטות גלים NLOS
דוגמאות: מערכות WLAN
Picocell
טווחים קטנים מ 100m
דוגמא אופיינית מערכת "השן הכחולה" (Bluetooth)
באופן עקרוני – ניתן ע"י הקטנת רדיוס התא להגדיל את מספר המנויים לתא שטח (כלומר, להגדיל את הקיבול של המערכת).
Dr. Moshe Ran / תקשורת ניידת ותאית - פרק 2

27. יצוג התא במערכת תאית
ANALYTICAL MODEL
IDEAL
ACTUAL

28. תהליך הוצאת שיחה: MS יוזם שיחה
סריקת ערוצי בקרה ((FCC המשודרים מ BS. (כ 5% מהערוצים במערכת מיועדים לבקרה והשאר לשיחות. ערוצי הבקרה של תאים סמוכים שונים)
הטלפון בורר מתוך הערוצים את החזק ביותר (ננעל על BS).
שליחת ORIG – בדיקת חוקיות המנוי ע"י MSC
, ESN=Electronic Serial Number MIN=Mobile Identification Number
אחרי שהמתג בודק שהמנוי אכן חוקי, האתר שולח הודעה בערוץ משותף Page (כמו Broadcast) ובה מודיע למנוי על איזה ערוץ תתנהל השיחה. מתג יוצר קישוריות. מתג אחראי לרציפות הקשר, ואם צריך – עושה HO
תחילת שיחה – הטלפון ננעל על הערוץ והשיחה מתחילה.

29. תרשים זרימה: שיחה ביוזמת טלפון נייד אל טלפון נייח (בזק)
יוצר קשר בין נייד למספר שחויג ב PSTN
מנחה את FCC של BS להקצות ערוץ FD
מקבל מ BS מוודא הרשאה MIN,ESN
MSC
שולח page לנייד לעבור לערוץ דבור
Base
Station
מקבל בקשה לאתחול שיחה, MIN ,ESN
מתחיל שליחה
מתחיל קבלה
מקבל page עם הנחיה לערוץ
Mobile
שולח בקשה לאתחול שיחה, MIN , מספר מבוקש
FCC
RCC
FVC
RVC
FCC
RCC
FVC
RVC
Time
Dr. Moshe Ran / תקשורת ניידת ותאית - פרק 2

30. תהליך קבלת שיחה ביוזמת PSTN ע"י מנוי נייד
ה MT (כאשר אינו עסוק בשיחה) סורק את קבוצת ערוצי הבקרה FCC ומחפש וננעל על חזק ביותר. [ערוצי הבקרה מוגדרים בתקינה גם בין מפעילים שונים באותה עיר/מדינה].
ה MSC שולח הודעה המופצת לכל ה BS במערכת התאית המכילה את נתוני הזיהוי של המנוי הנייד (MIN). ה BS מפיצים את ההודעה בקווי הבקרה (FCC) כהודעה (Page) ה MT מאזין לFCC ושומע שקוראים לו. הוא מאשר שהוא הנקרא, ושולח את פרטי הזיהוי שלו (MIN, ESN) דרך ערוץ הבקרה החוזר RCC .
ה BS מעביר ל MSC את פרטי המנוי לבדיקת הרשאות. ה MSC מוודא ומנחה BS להקצות זוג אפיקים (שידור/קליטה) פנוי .
ה BS שולח הודעת נתונים ל MT לעבור לזוג אפיקי דיבור מסוימים במערכת
ה MT מקבל את ההודעה, עובר לאפיקים שהוקצו לטובת השיחה.
ה MSC מבצע קישור בין השיחה מבחוץ דרך ה PSTN לנייד. מתחילה השיחה בזוג האפיקים שהוקצו לטובת השיחה.

31. Dr. Moshe Ran / תקשורת ניידת ותאית - פרק 2
מקשר בין MT ובין טלפון דרך PSTN
מנחה BS להקצות לנייד זוג אפיקי דיבור פנויים
מוודא MIN, ESN
מקבל שיחה מה-PSTN שולח MIN לכל ה BS
MSC
שולח מידע למנוי לעבור לזוג אפיקים פנוי
שולח page לנייד עם הזיהוי NIN
Base S T A I O N
מקבל MIN, ESN ומעביר ל MSC
מתחיל שידור דבור
מתחיל קליטת דבור
מקבל נתונים לעבור לזוג אפיקים פנוי
מקבל page עם MIN משווה עם שלו
MT, MS
מאשר MIN שולח ESN
FCC
RCC
FVC
RVC
FCC
RCC
FVC
RVC
Time
Dr. Moshe Ran / תקשורת ניידת ותאית - פרק 2

32. נדידה (Roaming)
שירות המאפשר למנוי לעבוד באזורי כיסוי שונים מהאיזור הביתי שלו. למשל: עיר/מדינה אחרת.
איך זה עובד?! –
MT יכל לעבוד מול FCC בכל מקום, גם של ספקי שירות אחרים.
MSC שולח דרך ערוצי הבקרה (FCC) בצורה מחזורית בקשות למנויים הלא רשומים במערכת להזדהות.
ה MT שולחים פרטי זיהוי (MIN,ESN) דרך RCC.
ה MSC משתמש בפרטי הזיהוי כדי לקבל דו"ח לחיוב מבסיס נתונים HLR=Home location Register המכיל מידע של כל MT נודד. אם יש הרשאה לחיוב - ה MSC "רושם" את הנודד כ MT חוקי, ומרשה לו לשלוח/לקבל שיחות.
אינפורמציית החיוב מנותבת אוטומטית לספק השירות המקומי של אותו מנוי.

33. רשת תאית – תקשורת דו כוונית
FCC=Forward Control Channel
RCC=Reverse Control Channel
FVC= Forward Voice Channel
RVC=Reverse Voice Channel

34. ריבוב שני ערוצי השיחה בטלפון הנייד
מכשיר רדיו המשדר וקולט
ריבוב השידור/קליטה נקרא
Duplexing
במערכות דור ראשון, שני – הריבוב בתדר:
FDD=frequency division duplexing
כלומר, שני ערוצים נפרדים עם הפרדה )45 מה"צ בד"כ)
במערכות דור שלישי מרשים גם ריבוב בזמן
TDD=time division duplexing

35. העברת שיחה HAND OFF תהליך ה- HAND OFF , מהו ?
אלגוריתם שפותח לצורך מעבר של טלפון נייד בין איזורי כיסוי של סקטורים תוך שמירה על רציפות השיחה
כאשר HO נכשל מתנתקת שיחה בד"כ

36. Cell A
Cell B
Hand Off

37. העברה קשה ורכה
העברה קשה
העברה רכה

38. מדוע מתנתקות שיחות טלפון סלולריות?
כיסוי שטח בעייתי
העברה נכשלת
העדר משאבים בתא שכעוברים אליו עקב עומס יתר

39. קיבול מערכת תאית
מספר שיחות הטלפון שניתן לטפל בהן בו זמנית

40. שיטות להגדלת קיבול מערכת תאית
איך להגדיל את כמות התעבורה ליחידת שטח?
קיבול מערכת תאית
טכניקות לשיפור קיבול ערוץ של מערכת תאית
Cell splitting: פיצול תא לתאים קטנים .(microcell) הגדלת קיבול על חשבון הגדלת מספר BS.
Sectoring: שימוש באנטנות כווניות ב BS - להקטנת הפרעות והגדלת re-use factor . הגדלת קיבול ע"י שיפור C/I. השיפור נפגם בשל ירידה בנצילות trunking
Coverage Zone Concept : שיפור הכסוי התאי ע"י מתן מענה ספציפי לאזורים הקשים לכיסוי בתא.
הגדלת קצב הביטים על ידי שיפור טכנולוגי
Cell splitting, Coverage Zone – אינן מורידות נצילות trunking , יש להן יתרון מבחינת HO . ניתן לשמור על תכנון התדרים המקורי עם גידול הדרגתי בקיבול

41. Cell splitting ג ג G ג F B ג ג ג A ג ג E C ג
דוגמא: פיצול תא לשלושה תאים. הרדיוס קטן בפקטור 2. שומרים על תוכנית התדרים. מקטינים הספק משודר בתאים הקטנים ג D ג ג ג ג
בס"ה: שיפור בקיבול (יותר ערוצים ליחידת שטח) ע"י הקטנת R בלי לפגום ביחס D/R

42. Sectoring
שימוש באנטנות כווניות – ב BS מאפשר הקטנת CCI בלי להקטין בהכרח את הספקי השידור.
הקטנת CCI מאפשרת N קטן יותר, ולפיכך מגדילה את frequency reuse -כלומר, יותר תדרים (ערוצים) בתא.
המחיר: הגדלת קצב HO , פגיעה בנצילות trunking

43. שיטות להגדלת קיבול מערכת תאית
Sector reuse:
במערכת יש 6 תדרים ס"ה. בכל תא יש רק שני תדרים במבנה ABABAB
כל תדר בתא מופיע 3 פעמים.
(sector reuse=3)
כל הקבצה מכילה N=3 תאים.
Cell reuse= (1/N) (sector reuse)=1
מסקנה: sector-reuse מגדיל את קיבול המערכת "ליניארית". מספר הערוצים הכולל הזמין להעברת מידע בכל הקבצה (cluster) הוא

44. Microcell Zone Concept
Selector Rz
ערוץ point-to-point
סיב אופטי או מיקרוגל
Dr. Moshe Ran / תקשורת ניידת ותאית - פרק 2

45. הקטנת הפרעות ע"י בקרת הספק
בפועל - יש מנגנון בקרת הספק על השידורים בערוץ העולה (US) , מתחנות הקצה ל BS.
במערכות דור שני CDMA בעיית Near-Far – קשה מאוד
(דוגמא: IS-95 של רשת פלפון).
הסיבה: יש שימוש חוזר בכל התדרים בכל תא. Re-use factor =1
פתרון לבעיה – בקרת הספק בקצב מהיר.
BS שולט דרך הוראות מתאימות של Media Access Control = MAC
בעוצמה הרגעית שבו כל תחנה משדרת, תוך ניסיון להקטין למינימום הספק משודר בערוץ העולה.

46. הקטנת הפרעות ע"י בקרת הספק
דרישות על מערכת בקרת הספק אידיאלית:
להביא לכך שכל האותות הנקלטים ב BS יהיו בעוצמה שווה בלי תלות ב
מרחק מתחנת בסיס ומיקומן הפיזי של התחנות הניידות
תנועת תחנות ניידות
הפסדי הנתיב ודעיכות בשל התפשטות הגלים; לכל תחנת קצה יש מסלול שונה אל BS
שיטות בקרת הספק
חוג פתוח: תחנה ניידת מודדת הספק נקלט של אות יחוס ומכוונת את הספק אות משודר לעוצמה רצויה. אין משוב מ BS על בקרת ההספק
חוג סגור: תחנת בסיס משלימה את פעולת הבקרה תוך הפעלת שיקולים יותר מדויקים (SNR , BER , עוצמות נקלטות מתחנות אחרות). ובהתאם לכך – נשלחת הודעת בקרת הספק לתחנה הניידת בערוץ היורד.

47. אות יחוס pilot בקרת הספק חוג פתוח: נשלח בערוץ יורד לכל התחנות
תחנה ניידת מכוונת עוצמת שידור בקרוב לפי
התהליך יכל לחזור על עצמו עד למצב בו הושגה עוצמה רצויה
תהליך מהיר, דיוקים של עד 1.5dB בבקרת הספק, תחום דינמי של כ 30dB עם מדרגות תיקון של 4dB (דור ראשון G1 )

48. בקרת הספק חוג סגור
בנוסף למנגנון Pilot בו משערכת תחנה ניידת את הערוץ היורד ומכוונת עוצמת שידור בערוץ העולה, קיים מנגנון נוסף ב BS : שערוך הערוץ העולה ישירות מהאות הנקלט (האות יכל לכלול גם pilots).
BS מחשב הפסדי נתיב בערוץ העולה ושולח הודעת MAC עם בקרת הספק.
ביטי בקרת הספק עוברים מסלול עיבוד אות שונה בד"כ ממסלול הדיבור / נתונים (בד"כ – ללא ECC )
גורמים משפיעים על ביצועים:
קצב דעיכות מהיר מדי
השהיה סופית במערכת בקרת הספק
שערוך ערוץ לא אידיאלי
שגיאות בהודעת MAC המעבירה פקודת בקרת הספק
תחום דינמי מוגבל של המערכת

50. התפתחות התקשורת הסלולרית
דור לדור יביע אומר

51. הדור הראשון AMPS
הדור הראשון של תקשורת סלולארית – טכנולוגיה אמריקנית בשם Advanced Mobile Phone Service (AMPS) . הייתה גם טכנולוגיה סקנדינבית ואירופית דומה
אפנון FM, רוחב פס 30 קה"צ או 25 קה"צ
קיבול נמוך יחסית, יכולת העברת נתונים אפסית, ללא שירותים מתקדמים (SMS למשל)
זה היה הדור הראשון של "פלאפון"

52. המעבר לטכנולוגיה דיגיטלית – מדוע?
אפשרות נדידה בינלאומית
שירותי נתונים עם הופעת האינטרנט
מניעת גניבות וזיופים
הגדלת קיבול המערכות

53. טכנולוגיות דור שני GSM. Global System for Mobile communications.
התקן הבינלאומי הנפוץ ביותר
פועל בתחום 900 מה"צ או 1800 מה"צ.
שיטת גישה TDMA
קצבי נתונים של עד 9.6 קס"ש.
מחלק את תחום התדר לערוצים, בכל ערוץ 8 פלחי זמן.
מופעלת בארץ בדור הראשון של אורנג' ובדור השני של סלקום.
SMS – נועד בכלל לצרכים אחרים וזכה להצלחה אדירה

55. FDMA Overview Frequency C f B A Time2 1
Need substantial guard bands: inefficient

56. TDMA Overview C B A
Time f
Frequency

57. CDMA B Time Frequency B C A Sender Receiver A B C A B C A B B C A B A
spread spectrum
Base-band Spectrum
Radio Spectrum B
Code B
Time
Frequency B C
Code A A B C A B C A B B C A A B
Code A A
Sender
Receiver

58. ארכיטקטורת GSM

59. טכנולוגיות 2G CDMA IS-95 Code Division Multiple Access.
קצבי נתונים בין 14.4 ל115 קסל"ש
מוקצה "קוד" נפרד לכל שידור
כל מקלט מפענח רק את השידור המיועד לו
כל מכשירי הרדיו פועלים באותו תדר. לכל מפעיל מספר תחומי תדרים
זוהי הטכנולוגיה העיקרית אותה מפעילה חברת "פלאפון"

60. מאפיינים של דור שני 2G mobile
מקסימיזציה של מספר משתמשים ל MHz ומשתמשים לתא
הספקי שידור גבוהים mW 100 – 1000
רדיוס תא גדול 5- עד 30 km
שיטת Duplexing = FDD
סיבוכיות גבוהה: אלגוריתמים מסובכים לדחיסת דיבור, ECC , מודולציה, קיזוז עוותי ערוץ
מחיר יקר לתחנת בסיס ( 1M$)
מחיר יקר לספקטרום התדרים, מצוקת תדרים בשל דרישה גוברת להגדלת קצבי העברת מידע.
סיבוכיות רבה ברמת ניהול רשת

61. דור 2.5 קצבי נתונים גבוהים יותר – מ20 ועד ל~ 200 קס"ש
משתלב במערכות דור 2.
פתרון למי שאינו מעוניין בדור 3
GPRS & EDGE

62. GPRS General Packet Radio Service. שיפור לתשתית GSM
Packet-oriented Data Service.
Allows IP packets to be sent and received across mobile networks.
Theoretical maximum speed: kbps using all 8 time slots.
שימוש אופטימלי בתדרי הרדיו.השקעה זעירה בהשוואה לדור השלישי

64. EDGE Enhanced data rates for GSM evolution. שיפור לתשתית GSM GPRS
קצבי נתונים עד 384 kbps
QOS

65. דור 3IMT - 2000 International Mobile Telecommunications.
Operates at the frequency of 2000 Mhz.
Bandwidth upto 2000 Mbps.
שירותים בסיסיים של IMT-2000
שירות דיבור
Messaging ( , fax, sms, chat multimedia)
Multimedia (playing music, videos).
Internet access (surfing).

66. UMTS Architecture
Source :

68. התפתחות התקשורת הניידת התאית
דורות של חדשנות בקפיצות מדרגה

69. לקראת עולם תקשורת ניידת
TELECOM >>>>> MOBILE

70. התפתחות דורות של תקשורת ניידת – מבט כולל
Analog
Circuit switched
Basic voice telephony
Low capacity
Limited coverage
Digital
Packet switched all IP (IPv6)
AAAAA (any content, anywhere, anytime, any device, any access system) with high QoS
Flexible platform, people-people, people-things, things-things
Global coverage, vertical and horizontal roaming, Mbps data rates
Digital
Packet and circuit switched
Voice, data and limited multimedia
Global coverage and roaming
.384-2Mbps data rates
Digital,
Circuit switched
Voice+limited data
National and global roaming
Dr. Moshe Ran / תקשורת ניידת ותאית - פרק 1

71. תקשורת בקצבים גבוהים בכל מקום
אמצעי התקשורת העיקרי לרוב היישומים באיכות גבוהה

72. 3G- מענה חלקי לצרכי השוק המתפתח
הטכנולוגיות הקיימות אינן מסוגלות לספק בו-זמנית קצבים גבוהים למספר רב של מנויים ואינו מאפשר ישומי מולטימדיה מלאים
קצב הנתונים מוגבל לטווח מאות מטרים מהתחנה
טכנולוגיית 3G אינה מסוגלת לספק את העלייה בקיבול ליחידת שטח במגבלות הספקטרום
דרוש לעומת 3G פי 100 יותר קיבול לתא שטח ללא תוספת משמעותית בספקטרום או בתחנות בסיס חדשות ובעלויות נמוכות

73. מי צריך דור רביעי?
משתמשים ירצו בשירותי מולטימדיה מהירים בכל זמן, בכל מקום, לכל התקן
טלוויזיה בהפרדה גבוהה, הורדת סרטים, גלישה מהירה באינטרנט
האם יש צורך אמיתי בכך? מהו צורך אמיתי?

75. What is driving BROADBAND adoption1
41 Years
38 Years
25 Years
22 Years
9 Years
7 Years
6 Years
<2 Years
The explosive acceptance of the Internet
Time taken to reach the 10 million customer mark after being introduced to the mass market 2
Internet users want & demand speed

76. WIRELESS DRIVERS – FASTER, FILLS GAPS & COSTS TO FALL7
WiBB fills broadband’s gaps 8
The Path to Volume Economics
Standards & user acceptance lowers cost.
Adoption Curve
Ethernet
WiFi
Wimax
1990s
2000
2010

77. חזון הG4 גישה רציפה למגוון שירותים בכל מקום ובניידות מירבית
טכנולוגיות
גישה
BWWI
חזון הG4 גישה רציפה למגוון שירותים בכל מקום ובניידות מירבית
Media Access System
All- IP based core network
קווי xDSL
WMAN (WiMax)
SAT to the home
כבלי
טלוויזיה
טלפון סלולארי
2G\3G\IMT2000
PSTN
סיבים עד הבית
שירותים
ושימושים
שידור(DAB,DVB)
רדיו דור רביעי
WWW
קישוריות לטווח קצר
WLAN

78. Fixed Wireless Industry
שתי טכנולוגיות מתקדמות לכיוון שירותי הדור הרביעי
4G Air Interfaces
CDMA
2000-1X
HRPDA 1x
EVDO
1x EVDV
Rel. C
Rel. D
Wide Area
Mobile
MOBILE BROADBAND
GSM
GPRS
EDGE
UMTS
HSPA
LTE
3GPP
802.16e
(Mobile WIMAX)
Mobile Industry
Coverage/Mobility
Metro Area
Nomadic
802.16a/d
(Fixed NLOS)
Fixed Wireless Industry
802.11n
(smart antennas)
802.11
Mesh extns.
802.16
(Fixed LOS)
Dial Up
DSL Experience
Local Area
Fixed
Data Rates (kbps)
802.11b/a/g
100,000 +
Higher Data Rate / Lower Cost per Bit

79. תקשורת אלחוטית – התמונה הגדולה
802.16

80. מערכות תקשורת אלחוטיות קיימותkm 10
TETRA
systems 2G 1 3G
3G-LTE
802.16e
HSPA
0.1
802.11a/b/g
802.11n
0.01
Bluetooth
Zigbee
UWB
0.001
Mbps
0,01
0,1 1 10
100
1000
14/11/2018