Informatika | Távközlés » Dr. Simon Gyula - Mobil hírközlő rendszerek

Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT 1 Bevezetés Mobil hírközlés: az összeköttetés legalább egyik, u.n mobil állomással (MS) rendelkezô résztvevôje helyváltoztatás mellett is képes kommunikálni, minthogy a bázisállomással (BS) létesült rádiókapcsolat biztosítja számára ezt (rádiós hozzáférés). Az összeköttetés rádiós szakasza lehet u.n földi (BS a földfelszín közelében), vagy mûholdas (BS mûholdon) A végpontok közti összeköttetés jelentôs része jellemzôen nem rádiós szakasz. MS ⇒ BS irány: uplink (reverse, upstream) BS ⇒ MS irány: downlink (direct, downstream) BS MS rádiós szakasz infrastruktúra nem rádiós szakasz másik végz GpV vége ??? Mobil hírközlés: nem értjük bele a mûsorszórást és a postai szolgáltatásokat. Vivôfrekvencia (mert elektromágneses hullám a hordozó) + moduláció (ez képviseli az információt), utóbbi miatt a jel frekvenciatartománya nô: csatorna

sávszélesség, csatornaosztás. A frekvenciatartomány (kb 10MHz - 60 GHz) véges "természeti erôforrás" mind fizikailag, mind térbelileg. Földi rádiórendszerek: a bázisállomástól távolodva a vételi szint csökken Œ több bázisállomásra van szükség Œ adott frekvenciasáv kellô távolságban felhasználható Mûholdas rendszerek: Œ a nyaláb véges szögkiterjedésû, Œ globális lefedéshez több mûhold kell Œ adott frekvenciasáv szintén újra felhasználható Adott nyilvános, közcélú rendszer szolgáltatásai az azonos frekvenciák, és az azonos rádiós interfész miatt/esetén széles területen elérhetôk. Zártcélú/magán esetben ez nem feltétlenül van így (de vannak virtuális magánhálózatok is). Œ Egyirányú (szimplex) Œ Váltott irányú (félduplex) Œ Kétirányú (duplex) Híranyagok: Œ beszéd (kép) duplex: valós idejû, kis késleltetés Œ adat: szimplex v. félduplex, az integritás fontos A moduláció

után a kisugárzott rádiójel analóg természetû, akár analóg rádiócsatornán továbbítjuk (ilyenkor adatjel átviteléhez járulékos modem szükséges), akár digitális (itt a modulációs szimbólumok készlete véges, beszéd átviteléhez A/D átalakítás és u. n 1 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT forráskódolás szükséges). Digitális csatorna esetén a vevôben döntés szükséges, bithibák lehetségesek. Digitális modulációs szimbólumkészlet: Œ kételemû/kétszintû (bináris), két állapot közt kell dönteni a vevôben n Œ többszintû, ha egy szimbólum n bitet képvisel, akkor 2 szimbólumra van szükség, utóbbi esetben a szimbólumsebesség kisebb, mint a bitsebesség, de a szimbólumok közelebb vannak egymáshoz, így a helyes döntés kisebb zavart enged meg A moduláció után az ideális jel sávszélessége általában végtelen. Ezt már az adóoldalon korlátozni kell, hogy Œ a szomszédos csatornákba ne

kerüljön zavarójel, a sávszélesség a csatornaosztáson belül maradjon Œ a rádiócsatorna minôsége rossz és idôben és helytôl függôen is változik, ezért a spektrumot érdemes már a kisugárzás elôtt korlátok közé szorítani 2 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT 2 TETRA Földi trönkölt rádió, TErrestial (kezdetben: Trans-European) Trunked Radio (TETRA) Háromféle rendszerszabvány: Œ Beszéd és adat, Voice plus Data (V+D) Œ Csak csomagformátumú adat/csomagformátumú adatra optimalizált Packet Data Only (PDO), beszédátvitel lehetôsége nélkül Œ Közvetlen üzemmód, Direct Mode Operation (DMO) A V+D elôírásokat teljesítô berendezések olyan hordozószolgálatok, távszolgálatok és kiegészítô/járulékos/többletszolgáltatások széles választékát adják, melyek az együttes beszéd- és adatátvitel igényeivel összhangban vannak. A V+D rendszer rugalmasságából származó elônyök sok alkalmazás

szempontjából kívánatosabbak, mint a PDO adatra optimalizált jellegébôl származó kissé nagyobb adatátviteli sebesség. A V+D és PDO specifikációk a rádiós fizikai rétegben azonosak (pl. moduláció, vivôfrekvenciák), de köztük a fizikai rétegbeli együttmûködés nem lehetséges, a kompatibilitás csak a 3. réteg szintjén kötelezô. A DMO mobil-mobil (akár bázisállomás nélküli) kapcsolatot tesz lehetôvé, ha a mobil a hálózat által lefedett területen kívül tartózkodik, vagy ha a lefedett területen belül biztonságosabb összeköttetésre van szükség. Egy adott mobil, mely a TETRA V+D hálózaton belül mûködik, egy DMO üzemmódú mobillal is kapcsolatba léphet. A mobil állomásnak ezért mindkét rendszert figyelnie kell (kettôs figyelés. dual watch, lásd az 1 TETRA ábrát) TETRA Voice + Data (V+D) beszéd + adat kettõs figyelés TETRA Direct Mode (DMO) Voice + Data közvetlen üzem TETRA Packet Data Optimized (PDO) adatcsomagra

optimalizált 1. ábra: TETRA üzemmódok A TETRA V+D kialakításánál a multimédia célokra történô felhasználhatóság elsôdleges szempont volt, így a rendszer valamennyi (erre alkalmas kialakítású) mobil állomás számára lehetôvé teszi Œ beszéd Œ Œ adatok képek 3 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT adását és vételét. A hagyomány szerint a mobil távközlési célú rádiórendszerek két csoportja volt ismert. Az egyik a közcélú, nyilvános típus. Ilyenek pl a nyilvános földi rádiótelefon rendszerek, Public Land Mobile Radiotelephone (PLMR, pl. GSM) A másik kategória a magán, zártcélú, különcélú (private) jelzôkkel volt jellemezhetô. A TETRA bevezetésével egy köztes kategória is létrejött. A TETRA alkalmazási területe kétféle, ezek számára rendelkezésre álló frekvenciasávok is elkülönülnek. Duplex esetben a duplex frekvenciatávolság 10 MHz. Az egyik TETRA kategória a klasszikus értelemben vett

Private Mobile Radio (PMR): zárcélú, különcélú, magán. Régebben tipikusan egyedi rendszerek voltak, saját tulajdonban TETRA: szabványos, “kormányzati, készenléti” felhasználók vagy saját tulajdonban, vagy megbízásukból a mûködést egy szolgáltató/hálózatüzemeltetô biztosítja. Tipikus ellenérték az üzemeltetési hozzájárulás. Az egyeztetett frekvenciasáv 380-400 MHz A másik típust a Public Access Mobile Radio (PAMR): nyilvános hozzáférésû, üzleti felhasználásra szánt, lényegében virtuális magánhálózatok képviselik. Rendszertulajdonos, elôfizetési és forgalmi díj jellegzetes vonás. A 400 MHz körüli tartományban a kijelölt sáv 410-430 MHz közötti. Kezdetben PMR V+D rendszerek (esetleg DMO-val kombináltan) épülnek ki (Schengeni csoport). A TETRA digitális, szabványos rendszer. Mobil állomásokból, vezetékes állomásokból és a központi infrastruktúrából (ennek lényeges részét képezik pl. a

bázisállomások és a mobil kapcsolóközpont) épül fel. A rendszeren belül egyes interfészek szabványosítottak (a központi infrastruktúrán belüliek nem!). A rendszer felépítését a szabványos interfészekkel együtt a 2 TETRA ábra mutatja 4 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT Trönkölt üzemmódban mûködõ, kettõs figyelésû mobil állomás I6 Mobil állomás I1 Mobil állomás I4 Végberendezés Mobil terminál I1 Közvetlen üzemmód I5 I2 Vonali terminál TETRA infrastruktúra (belsõ interfészei nem szabványosítottak) I3 Másik TETRA felé ISI I4 Végberendezés PSTN ISDN PDN Vezetékes állomás I1: rádiós levegõ interfész I2: vezetékes állomás interfész I3: rendszerek közötti interfész (Inter System Interface) I5: hálózatfelügyeleti interfész I4: végberendezés interfész I6: közvetlen üzemmód rádiós levegõ interfész 2. ábra A rendszer architektúrája és a szabványos interfészek A jogosult

lehallgatás elôsegítésére további interfész(ek) szabványosítása is megtörténik majd, erre a biztonágról szóló részben még visszatérünk. A belsô, központi infrastruktúra tehát gyártóspecifikus megvalósítású lesz. A szükséges feladatok ellátása miatt azonban a részegységek funkciói világosak. A funkcionális egységeket tartalmazó elrendezés a 3. TETRA ábra szerinti 5 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT BTS . LSC BTS bázisállomási adó-vevõ rendszer LR LSC helyi kapcsolóközpont LR helyzetnyilvántartás MSC fõ kapcsolóközpont PSTN nyilvános kapcsolt telefonhálózat MSC Vezetékes állomások felé LR ISDN integrált szolgáltatású digitális hálózat PDN csomag adathálózat Hálózat felügyelet Mûködtetõkarbantartó központ Felhasználó felügyelet Zsilipek (gateways) . PSTN ISDN PDN 3. ábra A központi infrastruktúra részei Legtöbb PMR rendszer félduplex: Push-To-Talk (PTT) gomb lenyomása

jelzi az adás igényét. A TETRA szóhasználata szerint egy szimplex üzenettovábítási esemény neve ügylet (transaction). Trönkölt/nyalábolt rendszer: nagyszámú potenciális felhasználó adott aktivitásigény mellett közös csatornákat használhat. A felhasználó/szükséges csatorna hányados az intenzitástól is függôen egynél sokkal nagyobb lehet, adott felhasználószámhoz, aktivitás-/forgalomeloszláshoz és torlódási valószinûséghez a szükséges csatornaszám méretezhetô. A gyakorlatban háromféle forgalommal kell foglalkozni. Œ Az egyik a forgalmi csatorna (információátviteli csatorna) forgalma. Az ehhez rendelkezésre álló kapacitás a legtöbb rendszerben (így a TETRÁ-ban) is jól definiáltan korlátos. Œ Másodikként külön kezelendô a csatornamegszerzéssel kapcsolatos folyamat, ahol nemcsak az igények kielégíthetôségéhez szükséges kapacitás megléte érdekes szempont, hanem (a várakoztatásos vagy igényütközés

esetén törlôdô szabály szerinti esetekben is) a kapcsolatfelépítési idô, illetve ennek statisztikája. Œ A harmadik csoportba az egyéb jelzésátviteli/vezérlô csatornák tartoznak (pl. a foglalás visszaigazolása, handover/handoff/hívásátadás) Ehhez a témakörhöz tartozik, mert a forgalommal kapcsolatos jellemzôkre jelentôs hatással van, a trönkölés jellege is. 6 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT Œ Üzenettrönkölés (message trunking): adott csatorna foglaltsága a váltott irányú üzenetváltás, az ezen belüli összes ügylet idôtartamára fennmarad, az csak bontási információ (vagy elôre megadott maximális idôtartam túllépése) esetén szünik meg. Ez az üzemmód a kapcsolatfelépítési forgalomigény kisebb intenzitását eredményezi, de a forgalmi csatorna kihasználása mérsékelt (ha pl. egy-egy irány forgalma az idô 40-40%ában bonyolódik és 20% a szünet, akkor a foglalási idôtartam a tényleges

átviteli idô 2,5szerese) Œ Adáströnkölés (transmission trunking) esetén a foglaltság csak a PTT gomb lenyomásáig (egyetlen ügylet idejére) áll fenn. Itt a forgalmi csatorna kihasználásának hatékonysága sokkal jobb, de a minden egyes ügylethez tartozó csatornamegszerzési folyamat miatt az ezzel kapcsolatos forgalom (és így az átlagos kapcsolatfelépítési idô) csakúgy jelentôs mértékben megnô, mint a többi vezérlôinformációval kapcsolatos forgalmi igény. Œ A harmadik csoport a kvázi-adáströnkölés (quasi message trunking), amikor a csatorna foglaltsága a PTT gomb elegedése (az elemi ügylet befejezése) után rögzített ideig marad fenn. A TETRA szabványok a szolgáltató döntésére bízva mindhárom típust lehetôvé teszik. A TETRA rendszer - a legtöbb digitális mobil rádiórendszerhez hasonlóan - alapvetôen az OSI alsó három rétegét szabványosítja, az efeletti rétegek együttesen alkalmazásoknak tekinthetôk. Elôször

a fizikai réteg egyes alapvetô jellemzôivel foglalkozunk. Œ Csatornakiosztás Œ 25 kHz Hasznos sávszélesség 18 kHz A moduláció típusa π/4DQPSK, négyszintû, így egy szimbólum két bitet képvisel. Minden dibithez egy, az utoljára kisugárzott szimbólum fázisához képest a dibittôl függôen megváltozott fázishelyzet tartozik. Ezt szemlélteti a 4 TETRA fazorábrája Az ábrán a vastag vonal az elôzô szimbólum fázisának megfelelelô vektort szemlélteti (ennek “abszolút fázisa” a differenciális kódolás miatt nem értelmezhetô, valamennyi szimbólumhoz tartozó fázis állapotvektor az origó és valamely körpont közötti), az eredményvonalak az aktuális szimbólumhoz tartozó lehetséges fázisvektorokat, a folytonos vékonyabb vonalak pedig az állapotátmenetek alatt létrejövô vektorok végpontjait mutatják. Q (01) o o (00) I (az elõzõ szimbólum referenciafázisa) o (11) o (10) 4. ábra A moduláció fázisábrája 7 Mobil

KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT A legalább π/4 értékû fázisváltozás miatt a lehetséges fázishelyzetek száma 8, de egy szimbólumhoz ezek közül csak négyféle érték tartozhat. A differenciális kódolás elônye, hogy a vivô kvadratúrakomponenseit nem kell fázishelyesen visszaállítani, a legalább π/4 fázisváltozás a bitszinkronizálást segíti elô, valamint az ábra alapján látható, hogy az átmenetek közben változik (csökken) ugyan a vivôszint (a vektor hossza), de közben nem veszi fel a nulla értéket, ami egyszerû QPSK esetben felléphetne. Mindenesetre az FSK típusú, állandó burkolójú esettôl eltérôen (mint amilyen pl. a GSM 0,3GMSK-ja is) lineáris mûködésre szükség, ami miatt a rádiófrekvenciás teljesítményfokozat hatásfoka kisebb (C osztályú megoldás nem használható). Az adó végfokának tehát a kisugárzott jel spektrális tisztasága érdekében igen lineárisnak kell lennie. A nagy linearitás (A

osztályú végfok) viszont rossz hatásfokkal párosul, mely különösen a kézi készülékek telepigénybevétele szempontjából hátrányos. Ezért a TETRA készülékek gyártására készülô cégek a jó hatásfokú, nagy linearitású megoldások keresésével kiemelten foglalkoznak. A hálózati protokollok a TETRA esetében csupán az alsó három réteget definiálják, ezeket fedik le. Miután a rétegmodell csupán koncepcionális modell, és ennek a protokollok megvalósítására a határokat kivéve nincs közvetlen hatása, utóbbiakra, vagyis a fizikai réteg aljára és a hálózati réteg tetejére (vizsgálható határok) részletesen ki kell dolgozni a megfelelôségi vizsgálatokhoz tartozó eljárásokat! Az alábbi ábra alapján megfigyelhetô, hogy a vezérlô (Control, C) és a felhasználói (User, U) sík között a szétválás a rétegek között felfelé haladva a 2-es Medium Access Control (MAC, közeghozzáférés vezérlés) alréteg tetején

történik. A C sík információi mind vezérlési, mind adat tipusú jelzésfunkciókat tartalmaznak. Az U sík információi kapcsolt beszédátvitelnek, vagy kapcsolt adatátvitelnek, valamint végpontok közötti felhasználóspecifikus adatátvitelnek felelhetnek meg. Érdemes végiggondolni a a C síkú és U síkú információkkal szemben támasztott követelmények különbözô voltát. A C síkú információk átvitelével kapcsolatban csak egy diszkrét (vagy másképpen: nem folyamatos) fizikai összeköttetetésre van szükség, noha a szolgálat/szolgáltatás támogatására egy folytonos virtuális összeköttetés természetesen szükséges. Visszaigazolás vagy kell, vagy nem szükséges Az U sík információi szempontjából ellenben szabályos fizikai kapcsolatra van szükség annak érdekében, hogy állandó késleltetésû (valós idejû, real time) szolgálatot tudjon támogatni. A C síkú jelzésátvitel a TETRÁ-n belül mindig lehetséges, mert a TDMA

rés-/keretszerkezet ezt biztosítja. A fizikai réteg rádiós vonatkozású feladatokat lát el, pl. moduláció/demoduláció, a vevô és az adó bekapcsolása/kikapcsolása, frekvenciahelyesbítés, szimbólumszinkronizálás és (csak MS esetén) a teljesítményszabályzás. Az adatkapcsolati réteg (Data Link Layer) a rádiós levegô interfész protokollon (Radio Air Interface Protocol) belül tovább bontható két alrétegre, hogy a MAC, közeghozzáférés, és az LLC, logikai kapcsolatvezérlés funkciói elkülönüljenek. Ez rádiós protokolloknál gyakori, minthogy a két feladatcsoport jól szétválik. Az LS, vezetékes állomás esetén ez a szétválasztás nincs meg. A MAC alréteg feladatai: Œ TDMA keretszinkronizálás Œ interleaving/deinterleaving (átszövés/közbeszövés): azt a célt szolgálja, hogy egy kisugárzott rádiós adáscsomag több elemi forrásinformáció részeit tartalmazza, így sérülés esetén a hibavédett elemi bitsorozatok

százalékosan kis bithányada miatt a védelem hatékony lehet. Alkalmazása természetesen a késleltetési idôt növeli, hiszen több forrássorozat beérkezését meg kell várni a kisugárzott adáscsomag összeszerkesztéséhez. Œ csatornakódolás: hibafelismerés, hibavédelem Œ véletlen hozzáférési eljárások (mobil híváskezdeményezés esetén) 8 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT Œ Œ Œ szétbontás/egyesítés RSSI Radio Signal Strength Indicator térerô jelzô mérése és MER Message Erasure Rate üzenet meghibásodási gyakoriság mérése, ez az Access Assignment CHannel, hozzáférés kijelölô, AACH csatornán történik (utóbbi elsôsorban interferencia függô paraméter) A fenti mérések a rádiócsatorna minôségére nézve adnak felvilágosítást. MER mérési eredmény az LLC adásismétlési eljárások támogatására. Ez az a szint, ahol a C és az U sík szétválik. Az U sík forgalma a felhasználói sík felé

irányított, míg a C sík információi tovább haladnak (felfelé) a protokollveremben. Az LLC alréteg az adattovábbításért és ismételt elküldésért, szegmensekre bontásért és ennek megfordításáért, a logikai kapcsolat kezeléséert felelôs. A hálózati réteg csak a C-síkra érvényes és felelôssége a hálózati eljárásokra terjed ki. A 3., hálózati réteg is két alrétegre bomlik, az alacsonyabb a mobil/bázisállomás összeköttetéssel foglalkozik (MLE, Mobil/base Link control Entity, mobil/bázis összeköttetés vezérlô entitás, ez közös valamennyi magasabb C-síkbeli réteg számára), míg a magasabb(ak) az egyedi alhálózat hozzáférési/megszerzési/elérési funkciókkal. Az MLE az uplink/downlink összekapcsolással, egy bejelentkezési területen (registration area) belüli mobilitás kérdéseivel, azonosító menedzseléssel, szolgáltatásminôség megválasztással és protokoll megkülönböztetéssel (MM, CMCE és PD alhálózat

eléréssel) kapcsolatos feladatokat lát el. A másik alréteg 3, párhuzamos elhelyezkedésû alhálózat elérési funkciója a következô funkciókhoz történô kapcsolódást tesz lehetôvé: Œ Œ Œ mobilitásmenedzselés, MM, Mobility Management, ezen belül: bolyongás, roaming hívásátkapcsolás, handover kapcsolt üzemmód vezérlô entitások, CMCE, Circuit Mode Control Entities, ezen belül: hívásvezérlés, CC, Call Control többletszolgáltatások, SS, Supplementary Services rövid adatszolgálat, SDS, Short Data Service csomagmódú adat szolgálatok, PD, Packet Data, fajtái: kapcsolt hálózati szolgálat, CONS, Connection Oriented Network Service kapcsolásmentes hálózati szolgálat, CLNS, ConnectionLess Network Service Œ 9 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT OSI C - sík vezérlés U - sík (felhasználói) MM: MM PD CMCE HÁLÓZATI RÉTEG MLE (Mobile/ Base Link Control Entity) ADATKAPCSOLATI RÉTEG LLC (Logical Link Control)

MAC (Medium Access Control) FIZIKAI RÉTEG (Mobility Management) mobilitás menedzselés CMCE: (Circuit Mode Control Entity) áramkörös üzemmód vezérlõ entitás PD: (Packet Data) csomagformátumú adat MLE: mobil/bázisállomás kapcsolatvezérlési entitás LLC: logikai kapcsolat vezérlés MAC: közeghozzáférés vezérlés Fizikai réteg 5. ábra Rádiós állomás mûködésének protokollszerkezete 1.2 Felsôbb rétegek leképzése a fizikai rétegre A leképezés meglehetôsen összetett feladat. A felsô rétegek az átvitel részleteivel nem törôdnek, csak adatprimitív fogalmakkal (kérés, jelzés, válasz, visszaigazolás/megerôsítés) és protokoll adategységekkel (PDU, Packet Data Units) foglalkoznak. Fordított irányban az is igaz, hogy a fizikai réteg csupán elôre meghatározott (merev) idôzítési mechanizmust követ, és az egyes adatcsomagok tényleges tartalma teljesen érdektelen számára. Az LLC alréteg egyidejûleg több szolgálat

támogatása érdekében összetett logikai kapcsolatok kezeléséért, a szegmensekre bontásért és a fordított irányú helyreállításért és az adásismétlésekért felelôs. A MAC alréteg a csatornakijelölésrôl és az adatok fizikai rétegbe multiplexelésérôl gondoskodik. Ennek érdekében a MAC a felsôbb rétegekkel primitívek segítségével, míg az alsóbb rétegekkel logikai csatornákon keresztül kommunikál. A magasabb szintû információk egyes típusait egy csoportba összevonva és ezeket feltételezett MAC logikai csatornákhoz hozzárendelve olyan elrendezéshez juthatunk, ahol a továbbított információk és az információtovábbítás fizikai eszközei összekapcsolódnak. Így a MAC által végzett leképzési funkciók szemléltetésének hatékony módszerét kapjuk. 1.21 Fizikai réteg, erôforrások A vivôfrekvenciapárok közül egy az úgynevezett fô vezérlô csatorna (MCCH, Main Control CHannel) számára szolgáló vivô. Œ Bruttó

bitsebesség 36 kbit/s Œ Hozzáférés 4:1 TDMA Œ Nettó csatorna bitsebesség 4x7,2=28,8 kbit/s Utóbbival kapcsolatosan megemlítendô, hogy az idôrések összevonásával a 7,2 kbit/s-on kívül 14,4 kbit/s, 21,6 kbit/s és 28,8 kbit/s is megvalósítható.Sok alkalmazásnál lényeges szempont a gyors kapcsolatfelépítés (néhány száz ms nagyságrendjében).A szolgálatokkal/szolgáltatásokkal késôbb részletesen foglalkozunk majd, most csupán a V+D alapvetô átviteli módjait soroljuk fel (egy idôrés igénybevétele esetén). 10 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT Beszéd 4,6 kbit/s kimeneti sebességû vokoderrel Nettó adatsebességek: Œ Œ Œ Védelem nélkül 7,2 kbit/s Közepes szintû hibavédelemmel Erôs hibavédelemmel 2,4 kbit/s Œ Œ Œ Œ 1 idôrés 1 keret 1 multikeret 1 hiperkeret 4,8 kbit/s TDM szerkezet: 14,4 ms 4 idôrés 18 keret 60 multikeret Beszéd kodek ,6 kbit/s ACELP Véletlen csatornahozzáférés: Œ réselt

ALOHA (V+D) csatornafoglalásos réselt ALOHA és adatfigyeléses többszörös hozzáférés kombinációja (PDO) Egy vivôfrekvenciához, egy kerethez idôosztásban (TDMA) négy, egyenként 510 hasznos moduláló bitet (255 szimbólumot) tartalmazó idôrés tartozik. n. keret (n+1). keret 3. 4 1 2 3 4 1 2 3 4 downlink bázisállomás uplink 1. 2 3 4 1 2 3 4 (n-1). keret mobil n. keret 6. ábra Az uplink és downlink irány idôréseinek idôzítése Duplex estben az uplink irány adása a downlinkhez képest két idôréssel eltólt. Az idôzítés a 6 TETRA ábrán látható. 18 keret képez egy multikeretet, 60 multikeret egy hiperkeretet A szerkezetet a 7. TETRA ábra mutatja 1 2 60 1 hiperkeret = 60 multikeret (=61,2 s) 1 multikeret=18 TDMA keret (=1,02 s) 1 2 3 18 1 2 3 4 1 TDMA keret = 4 idôrés (=56,67 ms) 509/ 510 1 idôrés = 255 szimbólum (= 510 bit ), tartama 14,167 ms 1/2 3/4 11 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT 7. ábra A

TETRA TDMA keretszerkezete A 8. TETRA ábra a fizikai rétegben (a rádiócsatornán) keresztül továbbítható három alapvetô idôrésszerkezet típust szemlélteti. Az ábra szerinti elemi rádiós információegységet, komplex idôrésnek megfelelô modulált jelfolyamot a továbbiakban burst-nek nevezzük majd. Ezen belül a hasznos információs bitek átvitelén kívül szükség van más (felfutás, lefutás, beállítás, szinkronizálás, linearizálás, stb.) célokra szolgáló bitek továbbítására is. 1 idôrés = 510 bitidô = 255 szimbólumidô Felszabályzás és linearizálás Elsõ félrés * Leszabályzás és védõidõ Második félrés * Felszabályzás és linearizálás 1.ALRÉS (SSN1) * * Uplink fél idôrések Leszabályzás és védõidõ 2.ALRÉS (SSN2) * Beállító sorozatok 1. BLOKK, BKN1 Közbülsõ beállítósorozat * Uplink teljes idôrés Downlink teljes idôrés 2. BLOKK, BKN2 Üzenetszóró blokkok Közbülsõ

beállítósorozat * = hasznos információ átvitele 8. ábra A fizikai réteg résszerkezet alapváltozatai Minden keret négy idérésbôl áll. 18 ilyen keret képez egy multikeretet, melybôl a tizennyolcadik mindig vezérlési jelzésátvitelre szolgál. Ez az alapja a lassú társult vezérlôcsatornának (SACCH, Slow Associated Control CHannel), ez a protokoll egyik leghatékonyabb sajátossága. 18 keret idôtartamának megfelelô kapcsolt beszéd- és adatforgalmat 17 keret idôtartamára nyomnak össze, így válik lehetôvé a 18. keret vezérlôjel számára történô felhasználása. Ez a lehetôség biztosítja a háttér vezérlô csatornán keresztül történô jelzésátvitelt, mely csatorna mindig rendelkezésre áll, még az u.n minimum üzemmódban is, melyben egyébként valamennyi csatorna a forgalom számára kijelölt. 60 multikeret alkot egy hiperkeretet, melynek kb. egy perces a periódusideje Ez szolgál pl. a titkosítás/fedés szinkronizálására

Minden idôrés 510 modulációs bitet (helyesebben: 255 moduláló információs dibitet) tartalmaz. Az idôrések finomszerkezete A lehetséges felépítés variációk korlátozottak. A kódolt beszéd kerethossza pl rögzített és ez mind uplink, mind downlink irányban egyforma. Minthogy azonban az MS adóteljesítményének felfuttatásához és az MS adóvégfokának linearizálásához idôre van szükség, a downlink csatorna átviteli kapacitása egy kissé nagyobb, mint az 12 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT uplink irányé. A különbség mintegy bruttó 30 bit még abban az esetben is, ha downlink irányban egy beállítósorozatot is beiktatunk. Ezt a downlink kapacitástöbbletet arra használják fel, hogy - alacsonyabb rétegû MAC információkat továbbítsanak vele. Fizikai szinten ennek "üzenetszóró blokk" a neve, minthogy minden downlink idôrésben van ilyen. MAC szinten ezt a mezôt hozzéférés/megszerzés kijelölô

csatornának (AACH, Access Assignment CHannel) nevezik. Fôleg két célra szolgál: Œ * a forgalmi csatornában "felhasználói marker" szerepet tölt be, mely a downlink idôrés címzettjét és az uplink idôrés engedélyezett igénybevevôjét jelzi. Így nem fordulhat elô az, hogy mély fading miatt a rendszer más számára kiosztja a csatornát. Mind az adás, mind a vétel mobil résztvevôje folyamatosan igazolhatja, hogy joguk van a csatornához, ha ez nincs így, akkor a fô vezérlô csatornához (MCCH, Main Control CHannel) kell visszatérjenek. Az uplink és downlink csatornákat különbözô hívások, vagy vegyes kapcsolt üzemmódú forgalom számára lehet kiosztani az egyik irányban és jelzésátvitelre (vezérlési vagy csomag üzemmódú adat átvitel) a másik irányban. Œ * jelzésátviteli (vezérlési és felhasználói adatok számára szolgáló) csatornák esetén a fizikai szinten üzenetszóró csatorna (mely MAC szinten AACH)

hozzáférési vezérlési elemeket továbbít (hozzáférési kód és ALOHA kerethossz). Független információk adhatók meg minden hozzáférési fél idôrésre vonatkozóan az AACH segítségével. A 8. ábra szerinti három burst alaptípus ötféle fizikai burstfajtát eredményez: Œ Vezérlô uplink - félréseket használ mind véletle, mind foglalásos hozzáférésre Œ Normál uplink - a rendszerhez történt kezdeti hozzáférés után teljes résû formátum Œ Linearizáló uplink: adott csatornán (vivôfrekvencián) történô adás kezdetekor, információt nem hordoz Œ Normál downlink Œ Szinkronizáló downlink: az elsô félrésben speciális szinkronizálü szekvencia, a másodikban rendes jelzésátvitel A downlink burst-ök 3 független mezôt tartalmaznak, a Broadcast BlocK-ot (BBK, üzenetszóró blokk), a BlocK Number 1-t (BKN1, 1. blokk) és a BlocK Number 2-t (BKN2, 2 blokk). A normál uplink burst két független blokkot foglal magába, melyet

SSN1-gyel és SSN2-vel jelölünk. Két különbözô logikai csatorna képezhetô le a két félburst-re Mind az uplink, mind a downlink irány normál burstje bruttó 216 kevert (scrambled) bitet tartalmaz a magasabb rétegek információforgalmának céljára (nettó 124 bit). Az üzenetszóró blokk bruttó 30 kevert/nettó 14 információs bitbôl áll. Az uplink félrések bruttó 168 kevert/nettó 92 információs bitet foglalnak magukba. A keverô kód a mobil hálózat azonosítóját tartalmazza, melyet keverés nélkül az üzenetszóró hálózati csatornákon (Broadcast Network CHannels, BCCH) sugároznak. Ennek célja, hogy megakadályozza az azonos csatornás vagy szomszéd csatornás zavarójelek hatására történô érvényes üzenet keletkezést. A fizikai csatornán tehát az alábbi bursttipusok/burstszakaszok lehetségesek: Uplink: Œ Œ Œ Œ Control Burst Normal Uplink Burst Linearization Burst Slot Flag 13 CB NUB LB SF vezérlô burst normál uplink burst

linearizáló burst rés jelzô Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT Downlink: Œ Œ Œ Œ Broadcast BlocK Synchronization Burst Normal Downlink Burst burst Slot Flag BBK SB NDB üzenetszóró blokk szinkronizáló burst normál downlink SF rés jelzô A rés jelzô a fizikai és az alsó MAC rétegben látszik. A középsô két beállító sorozat egyikének felel meg a normál burstökben, jelezve egyben, hogy egy, vagy két logikai csatorna van jelen a burst 1. és 2 blokkjában Ez pl a rés lopás jelzésére szolgál Az alsó MAC alréteg logikai csatornái: Œ Signalling CHannel (SCH): jelzésátviteli csatorna (downlink/uplink) Œ Access Assignment CHannel(AACH): hozzáférés kijelölô csatorna (downlink) Œ Broadcast Synchronization CHannel(BSCH): üzenetszóró szinkronizáló csatorna (downlink) Œ STealing CHannel(STCH): ellópó csatorna (downlink/uplink) Œ BroadcastNetwork CHannel(BCCH): üzenetszóró hálózati csatorna (downlink) Œ Common

Linearization CHannel(CLCH): közös linearizáló csatorna (fôként uplink) Œ Traffic CHannel(TCH) - forgalmi csatorna TCH/7,2 TCH/4,8 TCH/2,4 Œ Speech(TCH/S): beszéd. Rések összevonásával a sebesség 28,8 kb/s-ig növelhetô. 2.2 Biztonsági tulajdonságok Œ lehallgatás elleni védelem Œ beszéd és adatinformáció módosítás, visszajátszás elleni védelem Œ felhasználó/hálózat hitelesítés/jogosultságellenôrzés kölcsönös biztosítása Œ a felhasználó személyének inkognitója Œ (rádiófrekvenciás) zavarás lehetôsége elleni védelem Œ a berendezések eltulajdonítása elleni védelem 2.21 A VÉDELEM KÉT SZINTJE: Œ alapszint: a GSM rádiótelefon rendszerhez, vagy a vezetékes telefonrendszerhez hasonló biztonságú védelem Œ végpontok közötti titkosítás/fedés (külön egyedi eljárásokkal, kulcsokkal az alapszintû védelem felett). Közbiztonsági esetben ez az utóbbi jellegzetes igény, egyedi kulcsokat, algoritmusokat

használnak. A TETRA ehhez csupán interfészt definiál, de algoritmust nem. A mûszaki megoldások és a kulcsok kezelésének kérdései nem tárgya a szabványoknak. Ez a magasabb rétegek feladata és többnyire alkalmazásfüggô, egyedi jellegû. A TETRA levegô interfésznek biztosítania kell: Œ a felhasználó/hálózat egyenszilárdságú és kölcsönös hitelesítését, Œ a továbbított információk és jelzések titkosságának/fedett jellegének megôrzését, 14 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT Œ az üzenetek visszajátszhatóságának megakadályozását. Ezekkel a kérdésekkel az ETSI-n belül a Security Algorithms Group of Experts (biztonsági algoritmusok szakértôi csoportja) foglalkozik. A közvetlen üzemmódban (DMO) sztatikus fedési/titkosító kulcsok (STATIC CIPHER KEYS) használhatók. A forgalom résztvevôinek titkossága (a helyszinadatok titkossága és a szereplôk inkognitója): A rögzített ITSI (Individual TETRA

Subscriber Identity, egyedi TERTA elôfizetô azonosító) helyett ideiglenes azonosítót használ a rendszer (ezt alias identity-nek, vagyis helyettesítô azonosítónak is hívják). Minden bejelentkezést követôen újat kap Csoportokra a Group TETRA Subscriber Identity titkosítással/fedéssel védhetô. Minden végberendezésnek egyedi azonosítója van (Terminal Equipment Identifier), melyet nem könnyû átprogramozni. Ezt a rendszer lekérdezheti, így lehet a lopás ellen védekezni A jogosult lehallgatás céljára egy TETRA LI (Lawful Interception, jogos lehallgatás) interfészek kialakítása fog megtörténni: Œ T1 a lehallgatandó fél, a lehallgatás tartama, a megfigyelendô adatok típusa, stb. Œ T2 hávásvonatkozású vagy hívásfüggetlen adatátvitel interfésze Œ T3 a hívástartalom átviteli interfész 3.2 Tipikus terjedési környezetek: Œ BUx Bad Urban x km/ó kedvezôtlen nagyvárosi Œ HTx Hilly Terrain x km/ó dombos vidék Œ TUx Typical

Urban x km/ó tipikus városi Œ RAx Rural Area x km/ó vidéki terület 3.21 Spektrális hatékonyság: Ha cellás, duplex forgalmú rendszerben gondolkozunk, akkor a négyszintû moduláció nagyobb zavarvédettségi aránya miatt a clusterméret/fürtméret a kétszintû modulációt alkalmazó rendszerek N=7-es értékétôl eltérôen N=13-ra adódik. Így beszédátvitelre számolva: HT E T R A = 4 4 = = 6,134 / MHz 2 ⋅ N ⋅ B cs 2 ⋅ 13 ⋅ 0,025 ami a félsebességû GSM érték nagyságrendjében van (lásd a DECT leírásban szereplô összehasonlítást). Adatátvitelnél a maximális (védelem nélküli) egy idôrésnek megfelelô, de duplex csatornára számolva a nettó sebesség ATETRA= 7,2 kbit/s. H adatTETRA = 4 ⋅ A TETRA 4 ⋅ 7, 2 kbit / s = 44, 32 = 2 ⋅ N ⋅ Bcs 2 ⋅13 ⋅ 0, 025 MHz ami a GSM által biztosított értéknél mintegy 60%-kal nagyobb . Analóg moduláció: Œ (AM) Œ FM: Uv csúcsértékû és fv frekvenciájú koszinuszos vivô és

UM maximális, Um tényleges csúcsértékû és fm frekvenciájú koszinuszos moduláló jel feltételezésével az idôfüggvény: Uv cos {2π[fv + ∆cos(2πfmt)]}, ahol ∆ = Um/UM az u.n frekvencialöket Az átvinni kívánt jel pillanatértékét a modulált jel pillanatnyi frekvenciája (vivôtôl értelmezett eltérése) képviseli. 15 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT Digitális moduláció: logikai szintek 1 Œ 0 1 t 1 ASK: az egyik szimbólumhoz "szünet" tartozik (vivô szorzása 0val) a másik szimbólumhoz a vivô kisugárzása tartozik PSK: a szimbólumokhoz a vivô különbözô fázishelyzetei tartoznak, fázisdiagramok: BPSK ("±1-gyel való szorzás") ±Uv cos (2πfvt) Œ Œ Q 1 I 0 Œ QPSK 01 Q 00 I 11 10 ±K1Uv cos (2πfvt) ± K2 Uv sin (2πfvt) Ki = (0;1) Ezek lineáris modulációk: az átmenet során az I és Q amplitudója változik! A döntési idôpillanatban áthallásmentességet biztosító szûrés

elvileg lehetséges. QAM: mind a fázis, mind az amplitudó változik a különbözô szimbólumoknál. Többszintû moduláció spektrumkihasználása jobb, de az állapotok közti távolság csökkenése miatt hibás döntés elkerülése érdekében a megengedett zavarjel kisebb. Bináris FSK: nemlineáris moduláció, a két szimbólumnak megfelelôen a pillanatnyi frekvencia a (nem is létezô) vivôfrekvenciánál ∆-val nagyobb v. kisebb, a (nem létezô) vivô fázishelyzetéhez képest a fázis a biten belül pozitív v. negatív irányban lineárisan változik Az 16 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT adó jele állandó burkolójú. Az információt a jel frekvenciája hordozza, ezért az amplitudó esetleges változása érdektelen. Œ CPFSK: fázisfolytonos (koherens demoduláció lehetséges) Œ FFSK: a halmozódó fáziseltérés a bitidô végére ±π Œ MSK: a halmozódó fáziseltérés a bitidô végére ±π/2 Szûrés hatására szimbólumközi

áthallás lép fel. "1" fv, φv t Tb ∆f ∆φ "0" Pl. GMSK szûrésnél: ∆f -Tb/2 +Tb/2 Nagyobb frekvenciát eredményezô elemi bit, az idôkésleltetést nem tüntettük fel. Szaggatott vonallal: szûrés nélkül Folytonos vonallal: szûrve A görbék alatti területek egyformák (eredô elemi fázisváltozás). Generációk: Œ generáció: analóg; pl. NMT450 (magyar): csatornaosztás 20 kHz; moduláció FM Œ generáció: digitális; beszédátvitelhez kodek; pl. GSM: csatornaosztás: 200 kHz (8 v. 16 csatorna/vivôpár), moduláció GMSK; pl. TETRA: csatornaosztás 25 kHz (4 csatorna/vivôpár), moduláció π/4DQPSK. (2,5 generáció pl GSM-nél lehet 8PSK is) Œ generáció: szélessávú; pl. UMTS: csatornaosztás: 5MHz (sokféle csatornakombináció lehetséges); rádiós világrendszer-család 5 taggal. Szabványosítási testületek: Œ ITU (International Telecommunications Union) ajánlások Œ ETSI (European Telecomminactions

Standards Institute) http://www.etsiorg (szabad elérés, mobilra nagyságrendileg 1-2 százezer oldal/év) 17 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT 3 A DECT RENDSZER A DECT, Digital Enhanced (eredetileg: European) Cordless Telephone európai eredetû (ETSI) rádiós hozzáférési szabvány. Közvetlen elôdje a brit javaslat alapján ideiglenes európai szabványként elismert CT2/CAI (Common Air Interface, közös levegô interfész), mely WLL (Wireless Local Loop, vezetéknélküli elôfizetôi hurok; más néven: RLL, Radio Local Loop, rádiós elôfizetôi hurok; vagy CLL, Cordless Local Loop, zsinórnélküli elôfizetôi hurok) alkalmazásokhoz használt, de a többi területen visszaszorulóban van. Az ETSI 300-175/176 alapszabványok már 1992-ben elkészültek. Összeurópai frekvenciaterv szerint 10 rádiófrekvenciás csatorna áll rendelkezésre az 1880-1900 MHz közötti sávban. A csatornaosztás/csatorna sávszélesség 1,758 MHz, a bruttó bitsebesség

1,152 Mbit/s. Egyéb jellegzetes adatok: Œ Csatornakijelölés: dinamikus Œ Maximális adóteljesítmény: 250 mW (az átlagos érték 10 mW) Œ Az idôrések száma 2x12, vagyis a duplexelés idôosztásos (“pingpong”) jellegû. Œ Az idôkeret hossza 10 ms. Œ Moduláció: 0,5GFSK. Œ A hurokkésleltetés < 25 ms. Œ Csatornakiegyenlítés: nincs, az áthidalható kis távolság miatt nincs rá szükség. Œ Beszédkódolás: 32 kbit/s ADPCM (G.721) A csatornaképzés és a duplexelés egyaránt idôosztásos jellegû tehát (TDMA, Time Division Multiple Access, idôosztásos többszörös hozzáférés; TDD, Time Division Duplex, idôosztásos duplex) A DECT kialakításakor az alábbi célok megvalósítását irányozták elô: Œ Legyen szabványos rádiós interfész sokféle távközlési és adatátviteli rendszerhez (pl. ISDN, POTS, GSM, WLL, PBX, X.25, stb) történô mobil/vezetéknélküli/zsinórnélküli csatlakozásra. Œ Az azonos rendszerek közötti

konformancia az egyes alkalmazásokhoz definiált szûkítô, részletezô jellegû speciális profilszabványok segítségével legyen biztosított. Œ Az alkalmazott eszközök legyenek egyszerûek, olcsók, szabványosak. Œ A csatornakijelölési rendszer vezérlése legyen teljesen decentralizált és dinamikus jellegû (DCA, Dynamic Channel Allocation). Ne legyen szükség frekvenciatervre. Œ Legyen kölcsönös/kétoldalú hitelesítés/jogosultságellenôrzés és lehetséges legyen handover, utóbbi tisztán a mobil oldalon történô döntésen alapuljon (MCHO, Mobile Controlled HandOver). Œ A vezetékes telefonhoz hasonló beszédminôséget (MOS, Mean Opinion Score) biztosítson. Œ Csatornák összevonása segítségével nagyobb átviteli sebesség is biztosítható legyen. Œ Biztosítson nagy és dinamikusan átcsoportosítható forgalomsûrûséget (mikrocellák). Egy DECT rendszer általános felépítéséhez háromféle egységre van szükség, ezek általános

megnevezése szerepel az 1. DECT ábrán Megjegyzendô, hogy a funkciók és ezzel együtt az elnevezések az egyes alkalmazásoknak/profiloknak megfelelôen változhatnak. Így pl WLL alkalmazásnál nincs PP, és az RFP egység is a helyi (vezetékes) telefonközponthoz illesztett. 18 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT PP RFP PBX/PSTN/. PP PP CCFP RFP RFP RFP PP 1. DECT ábra Egy DECT rendszer részegységei A rádiós szakasz a PP és egy RFP közötti. PP ⇒ RFP: uplink irány; RFP ⇒ PP: downlink irány. Œ PP: Portable Part, felhasználói mobil készülék Œ RFP: Radio Fixed Part, rédiós rögzített egység, “bázisállomásszerû” Œ CCFP: Common Control Fixed Part, közös vezérlô rögzítet egység Az elemi keret (frame) 2 x 12 elemi idôrésbôl (slot) épül fel. A kereten belül az idôréseket 0-23 közötti sorszámmal jelöljük (2. DECT ábra) 0. 1 . 11 12 . 23 5 ms downlink adás 5 ms uplink adás 2. DECT ábra A keret

résszerkezete Egy duplex összeköttetés összetartozó downlink és uplink rései között mindig 11 idôrés távolság van (pl. a 0 és a 12 idôrés tartozik egy összeköttetés két irányához) Az idôrésen belüli mezôket a 3. DECT ábra mutatja S mezô 32 bit A mezô B mezô 64 bit 324 bit 3. DECT ábra Az idôrés mezôszerkezete S mezô, 32 bit: A mezô, 64 bit: szinkronizáló mezô, szerepe a további mezôk bitjeinek helyes dekódolása számára szükséges szinkronizálás létrehozása vezérlô mezô (“vezérlô csatorna”) 8 bit fejrész: o 3 bit A üzenettípus kód o 3 bit B üzenettípus kód o 2 bit jelminôség Œ 40 bit vezérlôinformáció Œ 16 bit CRC Œ B mezô, 324 bit: továbbítandó információ (“forgalmi csatorna”) beszédátvitelnél: 320 bit adat + 4 bit CRC; 10 ms-onként 320 ADPCM kódolt bit kiadja a 32 kbit/s szükséges nettó sebességet Œ adatátvitelnél: [4 x (64 bit adat + 16 bit CRC)] + 4 bit CRC, így a nettó

adatsebesség 25,6 kbit/s Œ 19 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT 16 keret alkot egy multikeretet (160 ms). 1.3 Dinamikus csatornakijelölés, csatornakiválasztás folyamatos dinamikus (DCA, Dynamic Channel Allocation; CDCS, Continuous Dynamic Channel Selection) Nincs központi csatornakiosztás, frekvenciaterv, pontos cellaterv. A vivô és ezen belül az idôrés megválasztása a C/I viszony mérése alapján történik. nem kell tehát a rendszer kiosztását megtervezni. Potenciálisan 10 vivô x 12 idôrés = 120 duplex alapsebességû csatorna közül lehet válaszrtani. Így a rendszer pl képes a forgalomeloszlási viszonyokhoz alkalmazkodni. 1.31 Cellaközi hívásátkapcsolás (cell-to-cell handover) MCHO (Mobile Controlled HandOver, mobil által vezérelt hívásátkapcsolás) Elôzmények: Œ Analóg rendszerek: NCHO, Network Controlled HandOver, központi infrastruktúra vezérli Œ GSM: MAHO, Mobile Assisted HandOver, mobil által

támogatott A mobil és a bázisállomás az összes frekvenciát és idôrést méri, a döntés a mobilé. Ha közben a meglévônél jobbat talál, híváskérést (call request) küld, elfoglalja az új csatornát, tovább használja a régit. A híváskérés a mobil kapcsolóközpontba jut, felépül a párhuzamos új út, és két régi idôkeret között lebomlik a régi. Példa: beérkezô hívás (incoming call) kezelése: Az összes downlink idôkeret vezérlôrészében hívásinformáció; a mobil kiválasztja a legjobbat, és a másik (uplink) 5 ms-ban a választott idôkeret A mezejében visszaigazolást küld a bázisállomásnak. A kapcsolóközponton keresztül felépül az összeköttetés 1.32 Alkalmazási területek Œ Œ Œ Œ Œ Œ Œ Lakás-telefon (cordless, zsinórnélküli): 200-300 m sugarú körön beléül. Környékbeli hozzáférés, neighbourhood access. WLL, Wireless Local Loop RLL, Radio Local Loop CLL, Cordless Local Loop A vezetékes szakasz

kiváltása az elôfizetôig. Mindkét rádiós végpont fixen telepített Irányított antennák, a bázisállomás a helyi telefonközponthoz csatlakozik, a fix elôfizetôi telefonkészüölék a PP fali csatlakozódugaszához. Gyors, egyszerû létesítés, azonnali bekapcsolás. Nyilvános hozzáférés az ISDN/PSTN-hez. Telepoint, de esetleg kétirányú híváslehetôség is. Vezetéknélküli automata alközpont mellékállomási rendszere (WPABX, Wireless Private Automatic Branch eXchange). Meglévô vezetékes mellékállomási hálózat bôvítése, vagy új létesítése: az ellátási területen a mobilok szabadon mozoghatnak. Zsinórnélküli helyi (számítógép) hálózatok, CLAN, Cordless Local Area Networks, WLAN, Wireless Local Area Networks. Cellás rádiótelefon hálózat hozzáférés (pl. DECT/GSM, Ericsson kétnormás készülék) DECT/NMT alapú nyilvános/közcélú hálózathozzáéférés (1996 eleje: kisérlet Vaszaron). 20 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN

- dr. Simon Gyula, HT 1.33 Dect protokollszerkezet Az ISO OSI modell szerinti három alsó réteget szabványosítja (hordozószolgálat), a második generációs digitális rádiórendszerekre ez jellemzô. A felsô rétegek (4 transport, szállítási; 5 session, viszony; 6. presentation, megjelenítési; 7 apllication, alkalmazási) számára együttesen “alkalmazás”-nak tekintendôk. 1 physical, fizikai; 2 data link, adatkapcsolati; 3 network, hálózati réteg egyrészt további, jellegzetes és szétválasztható funkciókat teljesítô alrétegekre bomlik, másrészt a vezérlési/jelzésátviteli feladatokat ellátó vezérlési síknak (control plane, C-plane, C-sík) és a felhasználói információkat közvetító felhasználói síknak (user plane, U-plane, U-sík) vízszintes irányban is megkettôzôdik. A DECT további különlegesége, hogy a bonyolult hívásátkapcsolási folyamatok egy rétegnél többet érintô eljárások lebonyolítására egy, mindhárom

réteggel kapcsolatban lévô oszloppal is rendelkezik (LLME, lásd a 4. DECT ábrát) C-sík U-sík 3. hálózati network 2. adatkapcsolati DLC 1. fizikai OSI DLC MAC physical LLME DECT 4. DECT ábra DECT protokollszerkezet Œ Œ Œ LLME, Lower Layer Management Entity, alsóbb rétegeket menedzselô entitás Alsó adatkapcsolati alréteg: MAC, Medium Access Control, közeghozzáférés vezérlés: Œ kiválasztja a fizikai csatornát Œ kapcsolatot létesít és lebont Œ multiplexálja és demultiplexálja az információkat (csomagképzés, idôrésekbe helyezés) Háromféle szolgálatot képes nyújtani: Œ üzenetszóró (broadcast) Œ összeköttetés alapú szolgálat (connection oriented service) Œ összeköttetésmentes szolgálat (connectionless service) Felsô adatkapcsolati alréteg: DLC, Data Link Control, adatkapcsolat vezérlés Megbízható adatkapcsolatot nyújt a hálózati rétegnek. Mûködése két részre bomlik (C-sík és U-sík). A C-sík minden

alkalmazás számára közös A belsô vezérlô jelzésátvitel és a C-síkon keresztül történô korlátozott adatforgalom számára megbízható kapcsolatot biztosít. Az Usík különbözô, egyedi alkalmazásokhoz optimalizált szolgálatokat nyújthat (pl transzparens, védelem nélküli szolgálat beszédhez, áramkör üzemmód, csomag üzemmód). 21 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT 2.3 Profilok (profilszabványok) Az egyes alkalmazási területek/ más rendszerekkel történô együttmûködés számára az általános elôírások kötelezô keretein belül további elôírásokat rögzítenek. 1. A DECT/ISDN együttmûködési profil (DECT/ISDN interworking profile) Œ Kialakításánál fô célkitûzés volt az “egyszerû” együttmûködés biztosítása (pl. ADPCM ¨ PCM egyszerû átalakítás, n . 32 kbit/s-os sebesség n csatorna (idôrés) összevonásával, stb.) Œ Két változata van: Œ DECT végállomási rendszer (az ISDN hálózat

a DECT-ben végzôdik) Œ DECT közbülsô rendszer (teljesen transzparens az ISDN szempontjából) Œ Szolgálatok: Œ 3,1 kHz-es telefon Œ 7 kHz-es minôségi telefon Œ videotelefon Œ fax Œ modemek Œ X.25 ISDN-en át Œ telematikai szolgáltatások: telex, fax, videotex 2. DECT/GSM együttmûködési profil (GIP, Gsm Interworking Profile) Œ Együttmûködési egységre (IWU, InterWorking Unit) van szükség. RFP – DECT IWU – GSM PLMN (az MSC vezetékes pontján) A struktúra: DECT 3. Adat együttmûködés (DIP, Data Interworking Profile) Œ vezetéknélküli LAN hozzáférés. 4. RLL, WLL, CLL hozzáférés (RAP, Radio local loop Access Profile) 5. Nyilvános/közcélú hozzáférés (PAP, Public Access Profile) Œ régi szabvány, kevéssé volt használható, mert az együttmûködés bizytosítását a túl sok opció akadályozta. 6. Általános hozzáférési profil (GAP, Generic Access Profile) Œ maradtak bázisállomás opciók, de pl. a mobil két

alkalmazási területen is csereszevatosan használható (telepoint és munkahelyi automata alközpont mellékállomása). 3.3 Bonyolultság az önköltség tükrében Œ Ha egy GSM kézi készülék 100%, akkor egy lakóssági RFP kb. 30%, PP kb 30% és egy alközponti RFP kb. 50% Spektrális hatékonyság Œ Hasonlítsuk össze a DECT és a GSM rendszer megfelelô paramétereit. Tételezzünk fel N = 7-es clusterméretet/fürtméretet mindkét rendszer számára. Duplex beszédcsatornák száma MHz-enként: Œ GSM teljes sebességû kódoló, Bcs = 200 kHz-es csatornaosztás: H FS = 8 8 = ≅ 3 / MHz 2 ⋅ N ⋅ B cs 2 ⋅ 7 ⋅ 0,2 (Félsebességû kódolónál HHS = 2 . HFS , vagyis az érték kétszeres) 22 Mobil KtUN|]O UHQGV]HUHN - dr. Simon Gyula, HT Œ DECT: H DECT = 12 12 = ≅ 1 / MHz N ⋅ B cs 7 ⋅ 1,758 A DECT mintavett érték alapú beszéd forráskódolása miatt sokkal kisebb spektrális hatékonyságú. Nettó1 adatsebesség 1 MHz

sávszélességre számolva: Œ GSM, maximális sebesség AGSM = 9,6 kbit/s (ennél a maximális sebességnél a csatornakódolás által nyújtott hibavédelem igen kismértékû): H adatGSM = Œ 8 ⋅ A GSM 8 ⋅ 9,6 = ≅ 27,4(kbit/s) / MHz 2 ⋅ N ⋅ B cs 2 ⋅ 7 ⋅ 0,2 DECT, elemi csatorna adatsebesség ADECT = 25,6 kbit/s: H adatDECT = 12 ⋅ A DECT 12 ⋅ 25,6 = ≅ 24,9(kbit/s) / MHz N ⋅ B cs 7 ⋅ 1,758 A két rendszer nettó adatátviteli sebességre számított spektrális hatékonysága nagyságrendben azonos. 4.3 Gyakorlati alkalmazások: 4.31 Magyar viszonylatban pillanatnyilag három alkalmazási terület van: Œ Œ Œ Vezetéknélküli elôfizetôi hurok Zsinórnélküli telefon Rádiós automata alközpont (mellékállomási rendszer) Az összeurópai rendszerek közül ez volt az elsô, melynél a hitelesítés kétirányú!Többféle kulcskezelési opció alkalmazása között lehet választani! 1 az összehasonlítás kedvéért egységesen

“duplex” 23