پروژه بررسی سیستم های مخابراتی. doc

اختصاصی از فی دوو پروژه بررسی سیستم های مخابراتی. doc دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نوع فایل: word

قابل ویرایش 210 صفحه

مقدمه:

سیستمهای رادیویی سیار نقش مهمی را در فعالیتهای بازرگانی، تجارتی و امور مراقبتی و حفاظتی عمومی بگونه‏ای صنعتی و پیشرفته دارا می‏باشند. نیاز به این سیستمها و درخواستهای فراوان برای آن توسط بخشهای مختلف لزوم ایجاد مقررات خاص رادیویی و اختصاص بخش معینی از طیف امواج رادیویی را برای این سیستمها در کشورهای مختلف ایجادکرده است. باندهای رادیویی150 و450   مگاهرتز،همچنین باندرادیویی حدود900  مگاهرتز برای سرویسهای رادیوتلفنی سیار سلولی (GSM900) و باندПΙ  (175-225 مگاهرتز)  برای سیستم‏های رادیویی سیار ترانکی اختصاص داده شده‏اند. باند 1800 مگاهرتز برای سیستم سلولی دیجیتال DCS1800  و باند1900 مگاهرتز برای  PCS1900  آمریکایی استفاده میشود. علاوه براین به نظر می‏رسدکه به علت افزایش تقاضا درآینده شاهد اختصاص باندهای دیگری برای این سرویسها باشیم.

عصر مخابرات بی سیم در سال1897 با اختراع تلگراف بی سیم توسط مارکنی آغاز شد و اکنون پس از گذشت یک قرن سومین نسل از سیستم های مخابرات بی سیم یعنی سیستمهای مخابرات فردی ((PCS  پا به عرصه ظهور می‏گذارد. کاربران چنین سیستمی با استفاده از یک ترمینال دستی کوچک (handset ) خواهند توانست با هرکس، در هر زمان و از هر مکان، انواع اطلاعات (صوت و تصویر و دیتا) را مبادله نمایند.

تاریخ کامل مخابرات بی سیم به چهار دوره زیر قابل تقسیم است :

1ــ دوره قبل از همگانی شدن این سیستم ها

2ــ سیستم های آنالوگ (نسل اول )

3ــ سیستم های دیجیتال نسل دوم

4ــ سیستم های دیجیتال نسل سوم (PCS)

دوره قبل از همگانی شدن سیستمهای مخابرات بی سیم از سالهای 1950 شروع و تا 1960 ادامه یافت. دراین دوره از مخابرات سیار برای کاربردهای پلیسی، نظامی، کشتیرانی، هواپیمایی استفاده می‏شدوتجهیزات ارسال و دریافت ،حجیم،پرمصرف وگران قیمت بود.

نسل اول در سال های  1970 تا1980  بر پایه تکنولوژی آنالوگ واستفاده از مفهوم سلولی برای مصارف عمومی پدید آمد. ایده اساسی در مخابرات سیار سلولی  (MCS)، استفاده مجدد از طیف فرکانسی در مناطقی است که به  اندازه کافی از هم دورند ودر نتیجه میزان تداخل هم کانال   ناچیزخواهد بود. استفاده از مخابرات سیارسلولی موجب افزایش چشمگیر ظرفیت سیستم،کاهش هزینه، بهبودکیفیت سرویس وکاهش توان موردنیاز شد.

سیستم AMPS در سال 1978 راه اندازی شد. این سیستم در باندفرکانسی 800 تا900  مگاهرتز کار می‏کرد و دارای 666 کانال دوطرفه با پهنای باند 30KHZ و مدولاسیون  FM  آنالوگ بود. با افزایش بیش از حدتقاضا،سیستم های آنالوگ نسل اول قادربه تامین ظرفیت مورد نیازبرای برخی ازمناطق شهری نبودند، درهمین زمان تکنیکهای مخابرات دیجیتال به رشد لازم جهت کاربردهای تجاری رسیدند.

سیستم های نسل دوم درسالهای  1980 و1990  با استفاده از تکنولوژی دیجیتال تحقق یافت. GSM  ، اولین استاندارد MCS  تمام دیجیتال در دنیاست. این سیستم درسال 1992  در اروپا به بهره برداری تجاری رسید وحدوداً  دو سال بعد در ایران نصب شد. در این سیستم موبایل ها از فرکانس های 890  تا 915  مگاهرتز و ایستگاه پایه‏ها(BS)    از فرکانسهای  935 تا960 مگاهرتز برای ارسال سیگنال استفاده می‏کنند. پهنای باند هر کانال رادیویی200 کیلوهرتز است که توسط 8 کاربر مورد استفاده قرار می‏گیرد، بنابراین جمعاً 2000 کانال دو طرفه موجود است0

به علت رشد حیرت آور تقاضا برای سرویسهایMCS، تکنولوژیهای جدیدی نظیرCDMA   برای بهبود بهره برداری از طیف فرکانسی پدید آمد. در CDMA جدایی کانالها با استفاده از کدهای متعامد صورت می‏گیرد. پهنای باند هر کانال 23/1 مگاهرتز بوده و ترمینالهای دستی بکار رفته در آن می‏توانند در سیستم AMPS نیز کار کنند.

 امروزه سرویس سیستم های ماهواره ای با تامین پوشش در منطقه‏ای که سیستم های زمینی از لحاظ فیزیکی یا اقتصادی قادر به تامین سرویس نیستند (مثلاً پوشش هواپیماها، کشتی‏ها و...) مکمل سیستمهای مخابرات زمینی هستند. در سالهای آینده انواع سیستمهای مخابرات سیار زمینی و ماهواره‏ای و همچنین شبکه های سیمی با یکدیگر یکپارچه خواهند شد تا بتوانند انواع سرویسهای صوتی، تصویری و دیتا را به صورت مجتمع به کاربران واقع در تمام نقاط دنیا عرضه کنند. این سیستم ها نسل سوم به شمار می‏آیند و سیستمهای مخابرات فردی (PCS) نامیده می‏شوند. بنا بر تعریف FCC  ، PCS سیستمی است که با استفاده از آن کاربر می‏تواند در هر زمان و در هر مکان با هر کس به کمک یک مخابرات فردی واحد  (PTN) تبادل اطلاعات نماید.

فهرست مطالب:

فصل 1

معرفی سیستمها و شبکه‏های سلولی مخابرات سیار

1-1-سیستمهای مخابرات سیار

 1-1-1- مقدمه

1-1-2- اصول سیستم های رادیویی موبایل

1-1-3- سیرتکاملی روشهای احضارگیرنده سیار

1-1-4- استفاده اشتراکی از کانالهای رادیویی

1-1-5-دستیابی چند گانه و مفاهیم  CDMA  , FDMA , TDMA  

1-2- شبکه های سلولی مخابرات سیار

1-2-1- کلیات طرح سلولی شبکه‏ها

1-2-2- شکل سلول ها در طرح اولیه

1-2-3-نحوه توزیع فرکانس

1-2-4- پاشیدگی زمانی

1-2-5-مفهوم کنترل توان  دریافتی برای کاهش تداخل

1-2-6- مفاهیم ترانکینگ و درجه سرویس(GOS)

1-3- سیستمهای ماهواره‏ای مخابرات‏سیار 

فصل 2

مروری بر سیستم های نسل اول و نگاهی به سیستم   AMPS

2-1- مقدمه

2-2- شبکه آنالوگ

2-3- سیگنالینگ در سیستم های آنالوگ

2-4 آماده سازی سیگنال آنالوگ

2-5- شماره های شناسایی موبایل و ایستگاه پایه  در AMPS

2-5-1-شماره شناسایی موبایل (MIN  )

2-5-2-شماره سریال الکترونیکی  (ESN)

2-5-3-شماره مارک کلاس ایستگاه  (SCM  )

2-5-4-مشخص کننده سیستم  یا مشخص کننده شبکه SID )  یا  NID  )

2-5-5-کد مشخصه دیجیتال   (DCC)

 2-6- کانالهای فرکانسی

2-7- نگاهی بر عملیات تعویض کانال  در سیستم های نسل اول

2-8- نتیجه

فصل 3

بررسی سیستم  GSM

3-1 مقدمه‏ای بر GSM 

 3-2 پردازش سیگنال درGSM  و ساختار فرستنده و گیرنده

3-3- عناصر تشکیل دهنده شبکه GSM

3-3-1 -اجزائ شبکه عمومی زمینی سیار  (( PLMN

ایستگاه سیار(MS )

واحد ایستگاههای مرکزی( (BSS

ایستگاه فرستنده پایه(BTS  )

ایستگاه کنترل کننده پایه(BSC  )

مرکز سوئیچینگ موبایل (MSC)

Gateway MSC 

بانک اطلاعات دائمی موقعیت( (HLR

بانک اطلاعات موقتی موقعیت (VLR)

مرکز تصدیق صحت (AUC)

ثبات شناسایی هویت تجهیزات (EIR)

مرکز عملیات و نگهداری OMC  

3-3-2- رابطها در GSM 

3-3-3- زیرسیستمهای GSM

3-4- کانالهای ارتباطات رادیویی موبایل

3-4-1- انواع کانال در GSM

3-4-2- بسته (Burst )

3-4-3- نگاشت کانال منطقی به کانال فیزیکی

3-5- شماره های شناسایی موبایل

3-5-1-شماره شناسایی مشترک   (MSISDN) 

3-5-2-شماره شناسایی موبایل   (IMSI) 

 3-5-3-شماره شناسایی جستجو   (MSRN)

3-5-4-شماره شناسایی موقتی موبایل   (TMSI) 

3-5-5-شماره شناسایی تجهیزات

3-5-6-شماره شناسایی موقعیت محلی  (LAI) 

3-5-7-شماره شناسایی سلول  ( (CGL 

3-5-8-شماره شناسایی ایستگاه اصلی   (BSIC)

3-6- ارتباطات موبایل در شبکه مخابراتی

3-6-1 وضعیتهای موبایل

3-6-2 در خواست مکالمه از سوی موبایل

3-6-3 – درخواست مکالمه از سوی شبکه

3-7- تعویض کانال  (Handoff) در  GSM

3-7-3- الگوریتم میانگین گیری AA

3-7-4- الگوریتم هیسترزیس HA 

3-7-5- الگوریتم میانگین گیری هیسترزیس (HAA ) 

3-7-6- تعویض کانال با بیش از دو ایستگاه پایه

3-7-7- حساسیت نسبت به تغییر سرعت واحد متحرک

فصل 4

CDMA  باند باریک و استاندارد IS95  (cdma One )

4-1- مقدمه

4-2 -مدولاسیون در CDMA 

4-3- شناخت کد در CDMA در دستیابی چند گانه کد

4-4-کانالهای کدلینک پیش رو

4-5-سنکرون کردن لینک پیش رو 

4-6-کانالهای لینک معکوس

4-7-فرآیند مکالمه (چهارحالته)

4-8-عملیات ثبت  در CDMA 

4-9- نحوه تعویض کانال (HandOff) در CDMA

4-10-فرآیند جستجوی پایلوت

4-11-تحلیل مقایسه کانال نرم در CDMA  و تعویض کانال سخت در GSM  

4-12-مقایسه سیستمهای استاندارد AMPS، GSM،CDMA

فصل5

بررسی سیستمهایCDMA  باند وسیع  و مقایسه با نسل دوم

5-1-مقدمه ای بر CDMA باند وسیع

5-2- گسترده سازی در CDMA

5-3 –شیوه‏های مختلف در CDMA باند وسیع

5-4 رابطهای هوایی و تخصیص طیف برای نسل سوم

5-5 جزئیات استاندارد W-CDMA کره جنوبی

5-6 کانالهای ارتباطی در W-CDMA

5-7-مدل سیستمهای CDMA باند وسیع

5-8-ساختار فرستنده CDMA باند وسیع

5-9-کنترل توان در WCDMA

5-10-تعویض کانال نرم  و نرمتر

5-11-تفاوتهای  نسل دوم وWCDMA  

مراجع

منابع و مأخذ:

 [1] T. S. S. Rappaport ,Wireless Communications :Principles and Practice, Prentice Hall,1996.

[2]  A. Miceli, Wireless Technician’s Handbook, Boston-London :Artech House ,2000.

[3]  A.Mehrotra, GSM System Engineering ,Boston-London :Artech House ,1997.

  [4] S-w. Wang, S. S. Rappaport, “ Signal To Interference Calculations for Corner-Excited Cellular Communications Systems”, IEEE Transactions on Communications ,Vol.39, No.12,December 1991.

[5] J. D. Kicsling, “ Land Mobile Satelite Systems” , Proceeding of IEEE , Vol.78,NO.7,July 1990.

[6] P-A Raymond , “Performance analsis of cellular networks”,IEEE Transactions of communications, Vol.39,No.12,December 19991.

[7] S. M. Red , M. K. Weber and M.v. Oliphant, “An Introduction to GSM”, Boston-London :Artech House ,1995

[8]  H. Holma, A. Toskala, WCDMA for UMTS Radio Access  For Third Generation Mobile Communication”, Boston-London :Artech House ,2000

[9] T. Ojanpera, R. Prasad, Wide band CDMA for third Generation Mobile Communication, Boston-London :Artech House ,1998

[10] J. G. Proakis Digital Communications, McGraw-Hill, 1995

[11] A. J. Weiss and B. Friendlander, “ Channel Estimation for DS-CDMA Down Link with  Aperiodic Spreading Codes”, IEEE Trans On Communications, Vol.47, No.10, pp. 1561-1569, Oct 1999.

[12] M. Y. Rhee, CDMA Cellular Mobile Communications and Network Security, Prantice Hall, ‏1998

[13]  A. J. Viterbi, A. M. Viterbi, k.s. and E. Zehavi, “ Soft Handoff Extends CDMA Cell Coverage and Increases Reverse Link Capacity”, IEEE Trans On Communications,

[14] M. Chopra, K. Rohani and J. D. Reed, IEEE Trans On Communications, 1995

[15] W. C. Y. Lee, Mobile Communication Engineering , McGrawHill Publications, New York, 1995.

[16] G. Heine , GSM Networks: Protocols, Terminology and Implementation,

Boston-London :Artech House ,1999

[17] Y. Akaiwa, Digital Mobile Communications, John Wiley & Sons ,Inc., 1997.

[18] C. Zheng and M. faulkner, “ Power Control Requirements in Linear Decorrlating Detectors for CDMA”, Proceeding Of VTC’97, Arizona, USA, pp.213-217, May 1997.

[19]  K. S. M. helstern, G. P. Pollini and D. Goodman , “ Network Protocols for the Cellular Packet Switch”, Proceeding of IEEE Vehicular Technology Conference , Vol2, No.2, pp. 705-710,1992.

[20] Y. Akiwa and H. koga, “ Automatic Power Control for Mobile communicatio Channel”, Proc. International Symposium on Information Theory & its Applycations, Vol.1, pp.487-491, November1994.

[21] M. Zorzi and L. Tomba, “ A Comparison of CDMA, TDMA and Slotted Aloha Multiple Access Schemes in Cellular Mobile Radio Systems” IEEE/ICCC,776-780

[22] T. Ojampera, J. Skold, J. Castro, L.Girard and A.klein, “ Comparison of Multiple Access Schemes for UMTS, IEEE Trans on Communications, pp.480-494

[23] عطاالله ابراهیم زاده، “ الگوریتمهای بهینه تعویض کانال”، سمینار مخابرات سیار، دانشگاه فردوسی مشهد، زمستان1379

[24] شهریار کوزه کنانی ،طراحی شبکه های رادیویی، دانشگاه تهران