فایل ورد کامل مقاله مروری بر سیستم های نسل اول مخابرات ۲۲۰ صفحه در word

نوع فایل: word

قابل ویرایش ۲۱۰ 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 رادیویی۱۵۰ و۴۵۰ مگاهرتز،همچنین باندرادیویی حدود۹۰۰ مگاهرتز برای سرویسهای رادیوتلفنی سیار سلولی (GSM900) و باندΙ (۱۷۵-۲۲۵ مگاهرتز) برای سیستم‏های رادیویی سیار ترانکی اختصاص داده شده‏اند. باند ۱۸۰۰ مگاهرتز برای سیستم سلولی دیجیتال DCS1800 و باند۱۹۰۰ 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 سال۱۸۹۷ 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 :
۱ــ دوره قبل از همگانی شدن این سیستم ها
۲ــ سیستم های آنالوگ (نسل اول )
۳ــ سیستم های دیجیتال نسل دوم
۴ــ سیستم های دیجیتال نسل سوم (PCS)
دوره قبل از همگانی شدن سیستمهای مخابرات بی سیم از سالهای ۱۹۵۰ شروع و تا ۱۹۶۰ 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 ۱۹۷۰ تا۱۹۸۰ 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 ۱۹۷۸ راه اندازی شد. این سیستم در باندفرکانسی ۸۰۰ تا۹۰۰ مگاهرتز کار می‏کرد و دارای ۶۶۶ کانال دوطرفه با پهنای باند ۳۰KHZ 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 ۱۹۸۰ و۱۹۹۰ با استفاده از تکنولوژی دیجیتال تحقق یافت. GSM ، اولین استاندارد MCS تمام دیجیتال در دنیاست. این سیستم درسال ۱۹۹۲ در اروپا به بهره برداری تجاری رسید وحدوداً دو سال بعد در ایران نصب شد. در این سیستم موبایل ها از فرکانس های ۸۹۰ تا ۹۱۵ مگاهرتز و ایستگاه پایه‏ها(BS) از فرکانسهای ۹۳۵ تا۹۶۰ مگاهرتز برای ارسال سیگنال استفاده می‏کنند. پهنای باند هر کانال رادیویی۲۰۰ کیلوهرتز است که توسط ۸ کاربر مورد استفاده قرار می‏گیرد، بنابراین جمعاً ۲۰۰۰ کانال دو طرفه موجود است۰
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 ۲۳/۱ 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.

فایل ورد کامل مقاله مروری بر سیستم های نسل اول مخابرات ۲۲۰ صفحه در word
فهرست مطالب:
فصل ۱
معرفی سیستمها و شبکه‏های سلولی مخابرات سیار
۱-۱-سیستمهای مخابرات سیار
۱-۱-۱- مقدمه
۱-۱-۲- اصول سیستم های رادیویی موبایل
۱-۱-۳- سیرتکاملی روشهای احضارگیرنده سیار
۱-۱-۴- استفاده اشتراکی از کانالهای رادیویی
۱-۱-۵-دستیابی چند گانه و مفاهیم CDMA , FDMA , TDMA
۱-۲- شبکه های سلولی مخابرات سیار
۱-۲-۱- کلیات طرح سلولی شبکه‏ها
۱-۲-۲- شکل سلول ها در طرح اولیه
۱-۲-۳-نحوه توزیع فرکانس
۱-۲-۴- پاشیدگی زمانی
۱-۲-۵-مفهوم کنترل توان دریافتی برای کاهش تداخل
۱-۲-۶- مفاهیم ترانکینگ و درجه سرویس(GOS)
۱-۳- سیستمهای ماهواره‏ای مخابرات‏سیار
فصل ۲
مروری بر سیستم های نسل اول و نگاهی به سیستم AMPS
۲-۱- مقدمه
۲-۲- شبکه آنالوگ
۲-۳- سیگنالینگ در سیستم های آنالوگ
۲-۴ آماده سازی سیگنال آنالوگ
۲-۵- شماره های شناسایی موبایل و ایستگاه پایه در AMPS
۲-۵-۱-شماره شناسایی موبایل (MIN )
۲-۵-۲-شماره سریال الکترونیکی (ESN)
۲-۵-۳-شماره مارک کلاس ایستگاه (SCM )
۲-۵-۴-مشخص کننده سیستم یا مشخص کننده شبکه SID ) یا NID )
۲-۵-۵-کد مشخصه دیجیتال (DCC)
۲-۶- کانالهای فرکانسی
۲-۷- نگاهی بر عملیات تعویض کانال در سیستم های نسل اول
۲-۸- نتیجه
فصل ۳
بررسی سیستم GSM
۳-۱ مقدمه‏ای بر GSM
۳-۲ پردازش سیگنال درGSM و ساختار فرستنده و گیرنده
۳-۳- عناصر تشکیل دهنده شبکه GSM
۳-۳-۱ -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
۳-۳-۲- رابطها در GSM
۳-۳-۳- زیرسیستمهای GSM
۳-۴- کانالهای ارتباطات رادیویی موبایل
۳-۴-۱- انواع کانال در GSM
۳-۴-۲- بسته (Burst )
۳-۴-۳- نگاشت کانال منطقی به کانال فیزیکی
۳-۵- شماره های شناسایی موبایل
۳-۵-۱-شماره شناسایی مشترک (MSISDN)
۳-۵-۲-شماره شناسایی موبایل (IMSI)
۳-۵-۳-شماره شناسایی جستجو (MSRN)
۳-۵-۴-شماره شناسایی موقتی موبایل (TMSI)
۳-۵-۵-شماره شناسایی تجهیزات
۳-۵-۶-شماره شناسایی موقعیت محلی (LAI)
۳-۵-۷-شماره شناسایی سلول ( (CGL
۳-۵-۸-شماره شناسایی ایستگاه اصلی (BSIC)
۳-۶- ارتباطات موبایل در شبکه مخابراتی
۳-۶-۱ وضعیتهای موبایل
۳-۶-۲ در خواست مکالمه از سوی موبایل
۳-۶-۳ – درخواست مکالمه از سوی شبکه
۳-۷- تعویض کانال (Handoff) در GSM
۳-۷-۳- الگوریتم میانگین گیری AA
۳-۷-۴- الگوریتم هیسترزیس HA
۳-۷-۵- الگوریتم میانگین گیری هیسترزیس (HAA )
۳-۷-۶- تعویض کانال با بیش از دو ایستگاه پایه
۳-۷-۷- حساسیت نسبت به تغییر سرعت واحد متحرک
فصل ۴
CDMA باند باریک و استاندارد IS95 (cdma One )
۴-۱- مقدمه
۴-۲ -مدولاسیون در CDMA
۴-۳- شناخت کد در CDMA در دستیابی چند گانه کد
۴-۴-کانالهای کدلینک پیش رو
۴-۵-سنکرون کردن لینک پیش رو
۴-۶-کانالهای لینک معکوس
۴-۷-فرآیند مکالمه (چهارحالته)
۴-۸-عملیات ثبت در CDMA
۴-۹- نحوه تعویض کانال (HandOff) در CDMA
۴-۱۰-فرآیند جستجوی پایلوت
۴-۱۱-تحلیل مقایسه کانال نرم در CDMA و تعویض کانال سخت در GSM
۴-۱۲-مقایسه سیستمهای استاندارد AMPS، GSM،CDMA
فصل۵
بررسی سیستمهایCDMA باند وسیع و مقایسه با نسل دوم
۵-۱-مقدمه ای بر CDMA باند وسیع
۵-۲- گسترده سازی در CDMA
۵-۳ –شیوه‏های مختلف در CDMA باند وسیع
۵-۴ رابطهای هوایی و تخصیص طیف برای نسل سوم
۵-۵ جزئیات استاندارد W-CDMA کره جنوبی
۵-۶ کانالهای ارتباطی در W-CDMA
۵-۷-مدل سیستمهای CDMA باند وسیع
۵-۸-ساختار فرستنده CDMA باند وسیع
۵-۹-کنترل توان در WCDMA
۵-۱۰-تعویض کانال نرم و نرمتر
۵-۱۱-تفاوتهای نسل دوم وWCDMA
مراجع

منابع و مأخذ:
[۱] T. S. S. Rappaport ,Wireless Communications :Principles and Practice, Prentice Hall,1996.
[۲] A. Miceli, Wireless Technician’s Handbook, Boston-London :Artech House ,2000.
[۳] A.Mehrotra, GSM System Engineering ,Boston-London :Artech House ,1997.
[۴] 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.
[۵] J. D. Kicsling, “ Land Mobile Satelite Systems” , Proceeding of IEEE , Vol.78,NO.7,July 1990.
[۶] P-A Raymond , “Performance analsis of cellular networks”,IEEE Transactions of communications, Vol.39,No.12,December 19991.
[۷] S. M. Red , M. K. Weber and M.v. Oliphant, “An Introduction to GSM”, Boston-London :Artech House ,1995
[۸] H. Holma, A. Toskala, WCDMA for UMTS Radio Access For Third Generation Mobile Communication”, Boston-London :Artech House ,2000
[۹] T. Ojanpera, R. Prasad, Wide band CDMA for third Generation Mobile Communication, Boston-London :Artech House ,1998
[۱۰] J. G. Proakis Digital Communications, McGraw-Hill, 1995
[۱۱] 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.
[۱۲] M. Y. Rhee, CDMA Cellular Mobile Communications and Network Security, Prantice Hall, ‏1998
[۱۳] 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,
[۱۴] M. Chopra, K. Rohani and J. D. Reed, IEEE Trans On Communications, 1995
[۱۵] W. C. Y. Lee, Mobile Communication Engineering , McGrawHill Publications, New York, 1995.
[۱۶] G. Heine , GSM Networks: Protocols, Terminology and Implementation,
Boston-London :Artech House ,1999
[۱۷] Y. Akaiwa, Digital Mobile Communications, John Wiley & Sons ,Inc., 1997.
[۱۸] 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.
[۱۹] 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.
[۲۰] 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.
[۲۱] 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
[۲۲] 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
[۲۳] عطاالله ابراهیم زاده، “ الگوریتمهای بهینه تعویض کانال”، سمینار مخابرات سیار، دانشگاه فردوسی مشهد، زمستان۱۳۷۹
[۲۴] شهریار کوزه کنانی ،طراحی شبکه های رادیویی، دانشگاه تهران