pac4 comunicacions sense fils 2012-13
TRANSCRIPT
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
7/24/2019 PAC4 Comunicacions Sense Fils 2012-13
http://slidepdf.com/reader/full/pac4-comunicacions-sense-fils-2012-13 2/11
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.
7/24/2019 PAC4 Comunicacions Sense Fils 2012-13
http://slidepdf.com/reader/full/pac4-comunicacions-sense-fils-2012-13 3/11
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.
7/24/2019 PAC4 Comunicacions Sense Fils 2012-13
http://slidepdf.com/reader/full/pac4-comunicacions-sense-fils-2012-13 4/11
11.530 · Comunicacions mòbils · PAC1 · 2012-13
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).
7/24/2019 PAC4 Comunicacions Sense Fils 2012-13
http://slidepdf.com/reader/full/pac4-comunicacions-sense-fils-2012-13 5/11
11.530 · Comunicacions mòbils · PAC1 · 2012-13
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
7/24/2019 PAC4 Comunicacions Sense Fils 2012-13
http://slidepdf.com/reader/full/pac4-comunicacions-sense-fils-2012-13 6/11
11.530 · Comunicacions mòbils · PAC1 · 2012-13
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.
7/24/2019 PAC4 Comunicacions Sense Fils 2012-13
http://slidepdf.com/reader/full/pac4-comunicacions-sense-fils-2012-13 7/11
11.530 · Comunicacions mòbils · PAC1 · 2012-13
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
7/24/2019 PAC4 Comunicacions Sense Fils 2012-13
http://slidepdf.com/reader/full/pac4-comunicacions-sense-fils-2012-13 8/11
11.530 · Comunicacions mòbils · PAC1 · 2012-13
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
7/24/2019 PAC4 Comunicacions Sense Fils 2012-13
http://slidepdf.com/reader/full/pac4-comunicacions-sense-fils-2012-13 9/11
11.530 · Comunicacions mòbils · PAC1 · 2012-13
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
7/24/2019 PAC4 Comunicacions Sense Fils 2012-13
http://slidepdf.com/reader/full/pac4-comunicacions-sense-fils-2012-13 10/11
11.530 · Comunicacions mòbils · PAC1 · 2012-13
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
7/24/2019 PAC4 Comunicacions Sense Fils 2012-13
http://slidepdf.com/reader/full/pac4-comunicacions-sense-fils-2012-13 11/11
11.530 · Comunicacions mòbils · PAC1 · 2012-13
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