Transcript PPT - Кафедра проблем передачи и обработки информации

Технологии цифровой сотовой
связи и телевещания
Лекция 1
История сотовой связи и её стандартизация.
Обзор современных стандартов.
ИСТОРИЯ
СОТОВОЙ СВЯЗИ
История сотовой связи
 Первые мобильные телефоны
• 1946 г. — в США, в городе Сент-Луис компания AT&T
Bell Laboratories начала эксплуатацию опытного
сервиса телефонной связи из автомобиля. В том же
году в СССР Г. Шапиро и И. Захарченко провели
успешные испытания автомобильного радиотелефона
своей системы с дальностью действия до 20 км.
• 1947 г. — сотрудники американской фирмы Bell Дуглас
Ринг и Рей Янг предложили принцип шестиугольных
сот для мобильной телефонии.
• 1956 г. — в Стокгольме, Гётеберге и Мальмо (Швеция)
запущена
первая
очередь
автоматической
автомобильной телефонной сети Mobile System A
(MTA).
История сотовой связи

Мобильная связь в СССР
• 1957 г. — инженер Л. И. Куприянович из Москвы
создал и публично продемонстрировал первый
опытный носимый мобильный телефон ЛК-1 весом
3 кг, радиусом действия 20—30 км и временем
работы без смены батарей 20—30 часов и базовую
станцию к нему. Решения аппарата запатентованы
(а.с. 115494 от 01.11.1957).
• 1958 г. — Л. И. Куприянович создаёт опытные
образцы компактных мобильных телефонов весом
всего 500 г и размерами с папиросную коробку.
• 1958 г. — в СССР начато создание гражданского
(ведомственного)
сервиса
автомобильных
телефонов «Алтай».
• 1963 г. — начата опытная эксплуатация сервиса
автомобильных телефонов «Алтай» в Москве, к
1970 году ей охвачено более 30 советских городов.
История сотовой связи
 Первый сотовый телефон
• 3 апреля 1973 года Мартин Купер позвонил с
мобильного телефона модели «DynaTAC»,
весом в 1,15 килограмма, размерами
22,5х3,75х12,5 сантиметра. В нём было 2 тысячи
деталей. Заряда аккумулятора хватало на 20
минут разговора.
• 6 марта 1983 компания Motorola выпустила
первый в мире коммерческий портативный
сотовый телефон — аппарат DynaTAC 8000X, на
который было потрачено более 100 млн $ и 15
лет разработок. Телефон весил 794 грамма и
имел размеры 33×4,4×8,9 см. Заряда
аккумуляторов хватало на 8 часов работы в
режиме ожидания или на один час в режиме
разговора. В розницу телефон стоил 3995
долларов США.
История сотовой связи
US 3663762 Mobile Communication System,
Bell, 1970
US 4144411 Cellular radiotelephone system
structured for flexible use of different cell sizes,
Bell, 1979
1G – аналоговая связь

В 1981 в качестве единого стандарта для Швеции, Финляндии,
Норвегии, Дании, Исландии и Саудовской Аравии был принят NMT-450
(Nordic Mobile Telephone) с рабочей частотой 450 МГц. Ericsson.

В 1983 году в США исследовательский центр Bell Laboratories ввёл в
эксплуатацию систему связи на базе стандарта AMPS (Advanced Mobile
Phone Service). Позднее система распространилась в Северной
Америке, Австралии, Китае. Ширина канала 30 кГц.

В 1985 году в Великобритании в качестве национального стандарта
принята система TACS, основанная на технологии AMPS, но с шириной
канала 25 кГц. В 1987 – ETACS (Enhanced Total Access Communications
System).

1991 – Motorola увеличила втрое ёмкость AMPS, создав систему NAMPS, поддерживающую до 3-х абонентов в канале 30 кГц
2G – цифровая связь

В 1990 году в США утверждён новый национальный стандарт цифровой
связи IS-54 (D-AMPS), разработанный ассоциацией TIA/EIA

1990-91 – ETSI стандартизует GSM.

1990 — в США Qualcomm начала исследования нового вида связи,
основанного на технологии кодового разделения сигналов по частоте, CDMA
(Code Division Multiple Access).

1992 — начало эпохи GSM, в Германии запущена в коммерческую
эксплуатацию система связи на основе этой технологии.

1992 — ETSI стандартизует DECT – стандарт беспроводной цифровой
телефонии на небольшие расстояния.

1995 год — в Китае заработала первая в мире система связи стандарта
CDMAOne (IS-95). Сам стандарт IS-95 разработан TIA/EIA в 1993, а его
продвинутая версия IS-95А – в 1995. Основной вклад принадлежит
Qualcomm
2.5G – цифровая связь
 IS-95B – стандартизована служба передачи
данных с коммутацией пакетов. Скорости до 64к.
Первая сеть запущена в Корее в 1999.
 GPRS (General Packet Radio Servise) – аналогичная
служба для GSM. Скорость до 115к.
 EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution)- Скорость
до 384к
3G, 3.5G, 3.9G, 4G …
3G, 3.5G, 3.9G, 4G …
Эволюция сотовых технологий
Принцип действия сотовой связи GSM
СТАНДАРТИЗАЦИЯ
СОТОВОЙ СВЯЗИ
Определения

Техноло́гия (от греч. téchne — искусство, мастерство, умение и греч.
логия - изучение) - совокупность методов и инструментов для
достижения желаемого результата; способ преобразования данного
в необходимое
• Информационные технологии (ИТ, англ. information technology, IT) широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к
технологиям управления и обработки информации

Стандарт - документ, устанавливающий комплекс норм, правил,
требований к объекту стандартизации

Протоко́л — набор правил, позволяющий осуществлять соединение
и обмен данными между двумя или несколькими устройствами
Стандартизация сотовой связи.
ITU - International Telecommunications Union
 не делает стандарты
связи
 утверждающая
организация (также как
и ISO)
Стандартизация сотовой связи. 3GPP

3GPP – объединение 6 комитетов по стандартизации различных стран (ETSI, ATIS, ARIB, CCSA,
TTA, TTC) для создания стандартов мобильной связи 3G и выше. ETSI (European
Telecommunications Standards Institute) – основной партнер и инициатор.
Стандартизация сотовой связи. 3GPP
• Выпуск спецификаций
организован
в
виде
релизов.
• Release 8 – LTE (3G,
декабрь 2008 год)
• Release 10 – LTE-advanced
(4G, март 2011 года)
• Release 12 – pre 5G,
предполагаемая дата июнь
2014 года)
Как делаются релизы в 3GPP
PHY LTE
MAC UMTS
Набор «Функциональностей»
Релиз
Спецификация

Релиз – это набор технических спецификаций.

В спецификациях, входящих в релиз могут быть описаны несколько технологий.

Каждая спецификация описывает конкретную часть одной из технологий
(«функциональность» в терминах 3GPP). Например, физический уровень LTE.

Мотивацией для выпуска нового релиза чаще всего является стандартизация
новой технологии.
Как делаются релизы в 3GPPs (2/2)
1) Новая функциональность может быть
добавлена в существующую спецификацию
2) Для новой функциональности может быть
создана новая спецификация
v0.0.0v1.0.0  2.0.0  v4.0.0
Что кроме сотовых сетей?
 Транкинговая связь (TETRA, APCO-25, …)
 Телевизионное вещание (DVB, …)
 Цифровое радиовещание (DRM, …)
 Спутниковая связь (SDR, DVB-S, …)
 Сети беспроводной передачи данных (Wi-Fi,
WiMAX, …)
 Сенсорные сети (ZigBee, …)
 RFID
СПАСИБО