Nowoczesne architektury sieci teleinformatycznych, Notatki z Systemy komputerowe, sieci i telekomunikacja

Pobierz Nowoczesne architektury sieci teleinformatycznych i więcej Notatki w PDF z Systemy komputerowe, sieci i telekomunikacja tylko na Docsity!

Nowoczesne Architektury Sieci Teleinformatycznych

1 WYKŁAD 1 - ROZWÓJ ARCHITEKTURY SIECI TELEFONII KOMÓRKOWEJ

1.1 SYSTEM KOMUNIKACJI RUCHOWEJ

System komunikacji ruchowej - system umożliwiający komunikację za pomocą fal radiowych. Sieć komórkowa lub system komórkowy - to tzw. WWAN (Wireless Wide Area Network), zapewniają komunikację na dużym obszarze poprzez sieć złożoną z dużej liczby komórek przylegających lub nakładających się. Rozległość zależy od zasięgu. W sieci WWAN używa się licencjonowanych pasm. O rozległości sieci i zaliczeniu do klasy WWAN decyduje zasięg systemu/sieci - czyli łączny zasięg wszystkich połączonych w sieci komórek (nawet dziesiątek tysięcy u pojedynczego operatora) , a nie zasięg pojedynczej stacji bazowej / komórki (ze względu na zastosowanie procedury systemowe np. hand over, roaming, …)

1.1.1 STANDARDY SIECI KOLEJNYCH GENERACJI

 2G/2.5G GSM/GPRS/EDGE, IS-95, IS-136, CDMA

 3G – UMTS UMTS, CDMA2000 EvDo, TD-SCDMA  3.5G-3.9G HSPA,HSPA+,LTE,  4G -4.5G LTE Advanced, LTE A Pro  5G Historia: (to wycięłam bo imo nieistotne) Jedyne co, to info że wszystkie systemy powstałe przed 2G (jakieś AMPS, TACS, NMT) określane są wspólnie jako systemy 1G.

1.2 ROZWÓJ SIECI I ICH CECHY CHARAKTERYSTYCZNE

1.2.1 1G 1970 - 1980R (2KBPS)

1. Podstawowa mobilność

2. Podstawowe usługi analogowe (głos, fax)

3. Niekompatybilność systemów

4. Cyfrowe sterowanie

5. Techniki modulacji: FDMA

Cechy:

1. transmisja z komutacją kanałów
2. Komórki o promieniu 2-25km
3. Struktura hierarchiczna - małe komórki w dużych komórkach Architektura:

• Centrale obszarowe MSC

• Stacje bazowe BS
• Rejestry abonamentów

1.2.2 2G 1990-2001 (14,4 - 64KBPS)

1. Zaawansowana mobilność (roaming)

2. Więcej usług (transmisja danych, SMS, MMS)

3. W pełni cyfrowe i standaryzowane – powszechne

4. Techniki modulacji: TDMA, CDMA

1.2.3 3G 2001-2010 (2MBPS)

1. Globalny zasięg

2. Bezproblemowy roaming

3. Szybka transmisja danych i głosu

4. Koncepcja usług

5. Rozwój do sieci AII-IP

6. Techniki modulacji: CDMA

1.2.4 4G 2011 (200MBPS - 1GBPS)

1. Mobilność bazująca na IP

2. Konwergencja

3. Bardzo szybka transmisja danych

4. Techniki modulacji: OFDMA

1.2.5 5G 2015-2020 (1GBPS)

1. eMBB (enhanced Mobile Broadband) - szybka transmisja

2. URLLC Ultra Reliable Low Latency Communications) - niezawodność

3. mMTC (massive machine type communications) - duża liczba urządzeń

4. Techniki modulacji: OFDMA

1.3 ARCHITEKTURA SIECI KOMÓRKOWEJ - CHARAKTERYSTYKA

1. Duży obszar obsługi poprzez liczne, rozmieszczone obszarowo stacje bazowe
2. Dwukierunkowa łączność
3. Obsługa abonentów o różnym stopniu/profilumobilności (szybkości poruszania)
4. do 4G zorientowana na obsługę indywidualnych terminali/abonentów
5. Połączona z innymi sieciami telekomunikacyjnymi (PSTN i PDN)
6. Użytkowanie i numeracja podobne jak w PSTN i PDN
7. Zasięg sieci jest znacznie większy niż zasięg jednej stacji radiowej
8. Ograniczone zasoby radiowe do realizacji usług w sieci – techniki dostępu i zarządzanie zasobami
9. Zmienność charakterystyki kanału radiowego w czasie i odległości od stacji bazowej
10. Ograniczenia w dostępie do energii i ochrona człowieka
11. Zarządzanie dostępem do systemu oraz przydziałem zasobów radiowych i sieciowych między użytkowników/terminale;

 Kody synchronizacyjne,

 Kody skramblujące

 Identyfikator

1.4 ARCHITEKTURA GSM GSM - Global System for Mobile communications Cechy :

1. Wyłącznie realizowane usługi z komutacją połączeń (głos, fax) Architektura:

• Base station subsystem BSS
• Mobile station subsystem MSS
• Network Switching subsystem NSS Metody dostępu:
• FDMA - dostęp z podziałem częstotliwości (kanały są o szerokości 200 kHz)
• TDMA - dostęp z podziałem czasu (tworzenie ramek z 8 szczelinami czasowymi) Metoda dupleksu - FDD (Frequency Division Duplex)
• sposób zorganizowania dostępu do sieci radiowej, polegający na wykorzystaniu w danej komórce (ang. cell) dwóch zakresów częstotliwości - jeden z nich używany jest przez terminale do transmisji w kierunku stacji bazowej, a drugi wykorzystywany jest przez stację bazową do transmisji w stronę terminali. Dupleks częstotliwościowy FDD
• odstęp dupleksowy 45 MHz (GSM900) lub 95MHz (GSM1800)
• zachowanie tego samego numeru szczeliny dla obu kierunków transmisji
• niejednoczesne nadawanie i odbiór sygnałów radiowych
• przesunięta w czasie numeracja szczelin w obu kierunkach transmisji („w górę” i „w dół”) o 3 szczeliny (1,731 ms) Architektura systemu GSM/GPRS – oznaczenia MS -stacja ruchoma (Mobile Station) BTS - stacja bazowa (Base Transceiver Station) BSC - sterownik stacji bazowych (Base Station Controler) MSC - centrala obszarowa (Mobile Switching Centre) GMSC - centrala tranzytowa (Gateway Mobile Switching Centre) IWF - moduł funkcji sprzęgających (ang. InterWorking Functions) HLR - rejestr macierzysty (Home Location Register) VLR - rejestr gości (Visitors Location Register) AuC - centrum uwierzytelniania (Authentication Centre) CFG - węzeł taryfikacyjny (Charging Gateway Functionality) SM-SC -centrum SMS (SMS - Service Center) EIR - rejestr identyfikacji wyposażenia (Equipment Identity Register) OMC - centrum eksploatacji i utrzymania (Operation and Maintenance Centre) PLMN -publiczna sieć radiokomunikacji ruchowej lądowej (Public Land Mobile Network) PDN - publiczna sieć transmisji pakietowej (Packed Data Network) GPRS -usługa radiowej transmisji pakietowej (General Packed Radio Service)

GGSN -węzeł tranzytowy transmisji pakietowej GPRS (Gateway GPRS Support Node) SGSN -węzeł transmisji pakietowej GPRS (Serving GPRS Support Node) SMS-GMSC – brama tranzytowa SMS (Short Message Service Gataeway Mobole Switching Center) SMS-IWMSC – moduł funkcji sprzęgających SMS (SMS Interworking MSC 1.5 ARCHITEKTURA UMTS

UMTS - Universal Mobile Telecommunication System

Cechy:

1. Technika szerokopasmowego wielodostępu kodowego z bezpośrednim rozpraszaniem widma DS-

WCDMA oraz dupleksem częstotliwościowym FDD lub dupleksie czasowym TDD

2. Umożliwia adaptację przepływności bitowej w łączu radiowym, poprzez odpowiedni dobór

długości kodów rozpraszających (SF) i liczby strumieni

3. Możliwość budowy sieci jednoczęstotliwościowych

4. Realizacja wielu usług abonentom o różnych wymaganiach QOS. Usługi są możliwe do

zrealizowania w ramach jednego połączenia

UMTS - wielodostęp z podziałem kodowym CDMA - łączę “w dół”

 Polega na bezpośrednim rozpraszaniu widma w celu rozproszenia nadawanej mocy w szerokim zakresie

pasma.

 W systemach CDMA wiele sygnałów jest transmitowanych na tej samej częstotliwości W tym samym

czasie.

 Każdy użytkownik systemu posiada swój ciąg pseudolosowy – kod identyfikujący go w sieci.

 Pojemność systemu CDMA przewyższa rozwiązania oparte o wielodostęp częstotliwościowy lub

czasowy.

 W celu poprawnej pracy systemów CDMA niezbędna jest szybka i skuteczna kontrola mocy nadawania

terminali ruchomych i stacji bazowych.

DS-SS - Direct Sequence Spread Spectrum

CDMA – Code Division Multiple Access

DS-SS/CDMA – zastosowano w systemach 3G

(cdma2000/EvDO i WCDMA/HSPA)

• Szerokopasmowa transmisja w kanale radiowym:
• Cdma2000/EvDO – 1.3MHz
• WCDMA/HSPA – 5MHz
• Dupleks – FDD lub TDD
• Wszyscy użytkownicy pracują w tym samym czasie i w tym samym kanale radiowym
• Transmisje użytkowników są separowane poprzez stosowanie ortogonalnych kodów (np. język)

WCDMA - Szerokopasmowy wielodostęp z podziałem kodowym

4. Dla obu kierunków transmisji przewidziano odmienne schematy wielodostępu:

• OFDMA w ruchu „w dół”;
• SC-FDMA* w ruchu „w górę” (mniejszy PAR możliwość pracy wzmacniaczy blisko punktu największego wzmocnienia) 1.8 5G

5G - nowy interfejs radiowy

Dwa możliwe rozwiązania dla budowy sieci:

• SA (Stand Alone) – niezależny od istniejących sieci
• NSA (non-Stand Alone) – z wykorzystaniem sieci szkieletowej 4G do realizacji transmisji w sieci szkieletowej Rozwiązania dla 5G zdefiniowane przez ITU obejmują:
• eMBB (enhanced Mobile Broadband) - dostęp wysokich prędkości, w tym również dla użytkowników stacjonarnych (Fixed Wireless Access).
• URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications) – zastosowania wymagające bardzo niskich opóźnień (poniżej 1 ms) i/lub bardzo wysokiej niezawodności (poziom błędów 10-5)
• mMTC (massive Machine Type Communications) – dla szerokiego spektrum zastosowań Internetu Rzeczy, z możliwością obsłużenia do 1 mln urządzeń na km2. Cele i możliwości 5G:
  1. Realizacja wzbogaconych usług multimedialnych do roku 2020 i później, poprzez zdefiniowanie następujące możliwości wymagań dla przyszłych IMT:
     • Więcej niż 1000 Gb / s / km2 w gęstych środowiskach miejskich.
     • Ponad 100 000 użytkowników i 10 000 urządzeń w maszynach w 1 km2.
     • Przepustowość dla użytkownik 10GB / s (1 Gb / s / Makro, 5Gb / s / Micro i 10Gb / s dla węzłów krótkiego zasięgu).
     • Więcej niż 10 razy wyższa szczytowa wydajność widmowa.
     • 10 razy większa żywotność baterii z podłączonymi urządzeniami.
  2. Ogólnym celem technicznym jest udostępnienie systemu, który obsługuje:
     • 1000 razy większa ilość danych przesyłanych do i od urządzeń mobilnych na obszarze,
     • 10 razy do 100 razy większa ilość połączonych urządzeń,
     • 10 razy do 100 razy większą szybkość transmisji dla typowego użytkownika,
     • 10 razy dłuższą żywotność baterii dla urządzeń małej mocy Massive Machine Communication (MMC) ,
     • 5 razy zmniejszona opóźnienia transmisji End-to-End (E2E) zarówno warstwie danych i sterowania

Dla systemów 5G oczekuje się możliwości współużytkowania pasm nielicencjonowanych wraz z systemami

4G oraz WiFi

Dual Connectivity i możliwość podłączenia 5G i LTE do dwóch sieci szkieletowych umożliwia różne

architektur systemu (8 opcji zdefiniowano na początku standaryzacji 5G), a najważniejsze z nich to:

• Architektura 3x (zawarta w 3GPP Rel-15 „Early drop”) - oba systemy podłączone do EPC

• Architektura 2 (zawarta w 3GPP Rel-15 „Main drop”) - całkowity standalone NR podłączony

do sieci rdzeniowej 5G.

• Architektury 4 i 7 (zawarte w 3GPP Rel-15 „Late drop”) - zawierają 5GC i Dual Connectivity

5G z LTE zakotwiczone w sieci core 5G.

• Architektura 5 (zawarta w 3GPP Rel-15 „Main drop”) - LTE podłączone do sieci rdzeniowej

5G. Dzięki temu LTE zyska część

• Wirtualizacja funkcji sieciowych
• Implementacja architektury chmury
• Sieć samoorganizująca się + urządzenia sieciowe Plug & Play
• Optymalizacja routingu pod kątem niskich opóźnień

i ruchu danych w sieci

• Rozdział warstwy sterowania i użytkownika

Zakresy częstotliwości pracy dla 5G

Przykładowe planowane pasma na potrzeby 5G

Zakres częstotliwości 1

• nakłada się i rozszerza częstotliwości 4G LTE,
• od 450 MHz do 6000 MHz.
• Pasma w tym zakresie są ponumerowane od 1 do 255 i jest to powszechnie określane jako Nowe

Radio (NR) lub poniżej 6 GHz.

• Możliwość agregacji pasm do łącznej szerokości 100 MHz
• pasma częstotliwości od 24 250 MHz (~ 24 GHz) do 52,600 MHz (~ 52 GHz).
• Dostępne są szersze ciągłe pasma do użytkowania
• Pasma są ponumerowane od 257 do 511 i jest to powszechnie określane jako milimetrowe

pasma/fale

(mmWave), chociaż fale milimetrowe zaczynają się formalnie od 30 GHz.

• Możliwość agregacji pasm do łącznej szerokości 400 MHz oraz z 16 komponentów do szerokości

800 MHz

1.9 ARCHITEKTURA BEZPIECZEŃSTWA W SYSTEMACH KOMÓRKOWYCH Bezpieczeństwo dostępu do sieci (I): Zestaw funkcji bezpieczeństwa zapewniających użytkownikom bezpieczny dostęp do usług 3G, które w szczególności chronią przed atakami na łącze (radiowe) dostępu; Bezpieczeństwo domeny sieciowej (II): zestaw funkcji bezpieczeństwa, które umożliwiają węzłom w domenie dostawcy bezpieczną wymianę danych sygnalizacyjnych i ochronę przed atakami w sieci przewodowej; Bezpieczeństwo domeny użytkownika (III):

spełnienie kryteriów IMT-Advanced. Grupa IMT-Advanced formalnie zatwierdziła tę technologię jako spełniającą jej kryteria w październiku 2010 r. 2.1 SIEĆ LTE

2.1.1 PODSTAWOWE WYMAGANIA I WŁAŚCIWOŚCI:

• Multicast/Broadcast
• Elastyczna alokacja pasma - 1.4, 3, 5, 10, 20MHz
• QoS - zdefiniowano 9 klas i ściśle powiazano ruch uzytkowanika z parametrem sieci
• Interworking (UMTS / GMS / EvDO)
• Małe opóźnienia
• Efektywne wykorzystanie częstotliwości
• Wysokie przeplywności
• Redukacja Capex/Opex  Szybkość transmisji: o – Chwilowa maksymalna szybkość transmisji danych w łączu w dół (downlink tj. stacja bazowa –> terminal) do 100Mb/s w 20MHz kanale radiowym z widmową efektywnością transmisyjną do 5 b/s/Hz o – Chwilowa maksymalna szybkość transmisji danych w łączu w górę (uplink tj. terminal -> stacja bazowa) w 20MHz kanale radiowym z widmową efektywnością transmisyjną do 2.5 b/s/Hz  Zasięg komórki o – 5 km - optymalny zasięg o – 30km – rozmiar z rozsądną wydajnością o – Nawet do 100 km – możliwy maksymalny zasięg z ograniczoną wydajnością  Pojemność komórki/ stacji bazowej o – Do 200 aktywnych użytkowników na komórkę (5 MHz) o – Do 400 pasywnych użytkowników (iddle mode)  Mobilność w systemie optymalizowna dla terminali poruszających się z prędkością 0-15km/h, ale wspierane są większe prędkości o – 15-120 km/h – dobra jakość transmisji; o – 120-250 km/h – zestawianie i utrzymywanie połączeń jest możliwe; o – 350-500 km/h – trudne, ale możliwe.

2.1.2 TECHNIKI ZWIĘKSZAJĄCE PRZEPUSTOWOŚĆ LTE

1. Adaptacyjna zmiana wartościowości modulacji:
   • „w dół”: QPSK, 16-QAM i 64-QAM (maks. przepustowość to 326,4 Mb/s);
   • „w górę”: QPSK, 16-QAM. Dla terminali najwyższej klasy przewidziana także 64-QAM. Maksymalna przepustowość to 86,4 Mb/s
2. Zastosowanie techniki MIMO wykorzystującej wiele anten Maks. teoretyczna przepustowość dla kanału o szerokości 20 MHz wynosi:
   • 172,8 Mb/s dla MIMO 22
   • 326,4 Mb/s dla MIMO 44
3. Zastosowanie technik kształtowania wiązki (ang. beamforming). Zapewnia to:
   • redukcję zakłóceń z szerokiego kąta;
   • zwiększony zysk energetyczny w kierunku śledzonego terminala.
4. Agregacja pasma częstotliwościowego
   • łączenie wielu podpasm częst. w jedno pasmo w celu zwiększenia szybkości transmisji
   • możliwość agregacji odległych od siebie podpasm częstotliwości:
   • uwzględnia również możliwość przydziału asymetrycznego pasma dla transmisji w dół i w górę
   • w trybie dupleksu częstotliwościowego FDD;

5. Coordinated Multi-Point transmission/reception (CoMP)
   • Technika stosowana w DL/UL w celu poprawy pojemności sieci i przepływności na krańcu komórki.

2.1.3 WYMAGANIA STAWIANE SIECI LTE - ADVANCED

Jego rozwój ewoluuje do osiągnięcia docelowej wydajności

1. Pod względem wydajności musiał spełniać wymagania określone dla IMT-Advanced
2. Opóźnienie Płaszczyzna użytkownika (transmisji danych użytkownika ) < 5ms Płaszczyzna sterowania (transmisji informacji sterujących ) < 50 ms)
3. Skalowalna szerokość kanału radiowego:
   • 20, 15, 10, 5, 3 and 1.4MHz dla LTE
   • 100, 80, 40, 20, 15, 10, 5, 3 and 1.4MHz dla LTE-A
4. Współistnienie z istniejącymi systemami

2.1.4 PARAMETRY SIECI LTE:

Maksymalna szybkości transmisji danych w łączu w dół

• 1Gb/s (MIMO 4x4); dla dużej prędkości poruszania się stacji ruchomych – do 100 Mb/s Maksymalna szybkości transmisji danych w łączu w górę
• 500 Mb/s (MIMO 4x4) Maksymalna efektywność widmowa w łączu w dół
• 30 b/s/Hz Maksymalna efektywność widmowa w łączu w górę
• 15 b/s/Hz Szerokość kanału
• największa dopuszczalna szerokość 100 MHz Maksymalna docelowa konfiguracja MIMO
• MIMO 8x Maksymalne opóźnienia w transmisji danych użytkownika
• 10 ms Maksymalne opóźnienia w transmisji danych sterujących
• 50 ms Pojemność dla usług transmisji głosu (VoIP)
• Min. 200 stacji ruchomych na każde 5 MHz pasma 2.2 SIECI KOMÓRKOWE 5G

IMT-2020 - Międzynarodowa Telekomunikacja Mobilna-2020 to wymagania wydane przez Sektor

Radiokomunikacji ITU Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego w 2015 r. Dla sieci, urządzeń i usług 5G Wizję ITU zdefiniowano w dwóch dokumentach:

• IMT.FUTURE TECHNOLOGY TRENDS (Oct. 2014)

Częstotliwości pracy sieci 5G: zakresy 600-700 MHz, 3-4 GHz, 26-28 GHz i 38-42 GHz. Zakres częstotliwości 1

• nakłada się i rozszerza częstotliwości 4G LTE,
• od 450 MHz do 6000 MHz.
• Pasma w tym zakresie są ponumerowane od 1 do 255 i jest to powszechnie określane jako Nowe Radio (NR) lub poniżej 6 GHz.
• Możliwość agregacji pasm do łącznej szerokości 100 MHz Zakres częstotliwości 2
• to pasma częstotliwości od 24 250 MHz (~ 24 GHz) do 52,600 MHz (~ 52 GHz).
• Dostępne są szersze ciągłe pasma do użytkowania
• Pasma są ponumerowane od 257 do 511 i jest to powszechnie określane jako milimetrowe pasma/fale (mmWave), chociaż fale milimetrowe zaczynają się formalnie od 30 GHz.
• Możliwość agregacji pasm do łącznej szerokości 400 MHz oraz z 16 komponentów do szerokości 800 MHz Systemy MASSIVE MIMO 5G wykorzysta anteny (Massive MIMO) posiadające wiele elementów (wiele wejść, wiele wyjść) połączeń w celu równoczesnego wysyłania i odbierania większej ilości danych. Wieloelementowe stacje bazowe – większa pojemność, więcej użytkowników, szybsza transmisja danych 2.3 SIECI KOMÓRKOWE 6G Rozwiązania określane są jako IMT-2030 lub Networks 2030 Prace nad siecią 6G prowadzone są od ok. 3 lat Szacuje się, że wczesna komercjalizacja sieci 6G może nastąpić już w 2028, natomiast masowa komercjalizacja w 2030 Wymagania i właściwości
  1. System komunikacyjny 6G powinien być systemem globalnym (z segmentem satelitarnym)
  2. Użytkowanie częstotliwości radiowych z zakresu od 300 GHz do aż 3 THz
  3. Zastosowanie lepszonej mobilnej łączność szerokopasmowa (Enhanced mobile broadband eMBB) - szybkość transmisji danych 50 - 100 x większa niż w systemach 5G (1 Tb/s).
  4. Niezawodna komunikacja o niskim opóźnieniu (Ultra-reliable low latency communications URLLC) - poniżej 1 ms
  5. Masowa komunikacja między urządzeniami (Massive machine-type communication mMTC) – nawet 10 milionów urządzeń na 1 kilometr kwadratowy
  6. Większą energooszczędność urządzeń (Green communication)
  7. Większa niezawodność oraz QoS
  8. Większy poziom bezpieczeństwa sieci, usług i transmitowanych i przetwarzanych danych
  9. komunikacja Zintegrowana ze sztuczną inteligencją (AI)
  10. Wysoka przepustowość sieci i odporność na przeciążenia sieci dostępowe
  11. Świadczenie komfortowych usług wymagających ultraszybkiej transmisji danych i niewielkich opóźnień i QoS
  12. Wsparcie dla rewolucji Przemysłu 4.0 - cyfrowa transformacja produkcji przemysłowej i rozszerzona komunikacja z sensorami Sztuczna inteligencja AI zostanie zintegrowana z systemami komunikacji 6G. Całe oprzyrządowanie sieciowe, zarządzanie, przetwarzanie sygnałów warstwy fizycznej, zarządzanie zasobami, komunikacja oparta na usługach itd.

Obsługiwane przy użyciu sztucznej inteligencji 6G – Perspektywy i zastosowania

1. Społeczeństwo superinteligentne: poprawa jakości życia, monitorowania środowiska i automatyzacji z wykorzystaniem komunikacji M2M opartej na sztucznej inteligencji i pozyskiwania energii oraz wykorzystywanie inteligentnych urządzeń mobilnych, autonomicznych pojazdów, latające taksówki oparte na technologii bezprzewodowej 6G. Inteligentne domy staną się rzeczywistością, 2. Rozszerzona rzeczywistość: Usługi rozszerzonej rzeczywistości (zwane dalej XR), w tym rzeczywistość rozszerzona (AR), rzeczywistość mieszana (MR) i VR są bardzo ważnymi cechami systemów komunikacyjnych 6G. Wszystkie te funkcje wykorzystują obiekty 3D i sztuczną inteligencję jako kluczowy element 3. Połączona robotyka i systemy autonomiczne: wsparcie we wdrażaniu połączonych robotów i systemów autonomicznych (np. UAV - drony, samochody autonomiczne), w tym do rozpoznania otoczenia i zastosowania w wojsku, handelu, nauce, rolnictwie, rekreacji, … 4. Bezprzewodowe interakcje mózg-komputer: Interfejs mózg-komputer (BCI) to podejście do kontrolowania urządzeń używanych na co dzień w inteligentnych społeczeństwach, zwłaszcza urządzeń używanych w domu i systemach medycznych. Funkcje komunikacji bezprzewodowej 6G będą wspierać prawdziwe wdrażanie systemów BCI do inteligentnego życia 5. Komunikacja dotykowa (Hauptic communication): Komunikacja niewerbalnej, która wykorzystuje zmysł dotyku. Proponowana komunikacja bezprzewodowa 6G będzie obsługiwać komunikację dotykową; użytkownicy zdalni będą mogli cieszyć się wrażeniami dotykowymi dzięki interaktywnym systemom czasu rzeczywistego. **6. Inteligentna opieka zdrowotna

7. Automatyzacja i produkcja
8. Przekazywanie informacji przez pięć zmysłów:
9. Internet wszystkiego**

2.3.1 6G – USŁUGI

• Streaming wideo o rozdzielczości 8K i 16K.
• Media 3D (w tym społecznościowe), np. transmisja hologramów, dzięki którym możliwa stanie się HoloPortacja,
• z szeroko pojętą “teleportacją” z zastosowaniem technologii rozszerzonej i wirtualnej rzeczywistości (AR oraz VR) z obrazem 16K
• włączenie w pełni obsługiwanej sztucznej inteligencji do sterowania systemami autonomicznymi.
• Komunikacja M2M 6G – istotne wspierające technologie
• Użycie pasma terahercowego (THz),
• sztuczna inteligencja,
• optyczna komunikacja bezprzewodowa (OWC),

Kody splotowe : polega na „wymieszaniu” bitów bieżących z historycznymi. Te same bity mogą się powtórzyć wielokrotnie, w różnych miejscach wydłużenia zakodowanej informacji względem oryginalnej także o wielkość n/k Stosunek k/n to sprawność kodu R W systemach telekomunikacyjnych zmniejsza użyteczną szybkość transmisji (przepustowość) o R razy , zwiększa jednak odporność transmisji na błędy 3.3 MODULOWANIE SYGNAŁU Modulacja - Zmianą pewnego parametru(ów) sygnału nośnego w takt sygnału modulującego (przesyłanego) Przykład sygnału nośnego: A cos(2 p f+ q ) Przykład sygnału modulującego: {0110110100} Korzyści z modulacji:

1. Możliwość korzystania z anten o niewielkich gabarytach
2. Możliwość transmisji wielu znaków z pojedynczym symbolu Stosowanie modulacji jako metoda na zwiększenie szybkości transmisji Jak robić modulację: Podstawowe typy modulacji - ASK, FSK, PSK, QAM ● ASK Najprostsza wersja: dwie różne amplitudy nośnej: A1 (kiedy 0) i A2 (kiedy 1)

Duża wrażliwość na niepożądane zmiany poziomu amplitudy (przenoszącej informację) ● FSK Najprostsza wersja: dwie różne częstotliwości nośnej: f1 (0) i f2 (1) niewrażliwa na niepożądane zmiany poziomu amplitudy (częstotliwość trudniej zakłócić) ● PSK Najprostsza wersja: dwie różne fazy nośnej: q1 (0) i q 2 (1) niewrażliwa na niepożądane zmiany poziomu amplitudy (fazę trudniej zakłócić) ● QAM Stanowi hybrydę ASK i PSK (zmianom ulega amplituda i faza) Powszechne wykorzystanie, np. w WiFi, LTE 3.4 DOBIERANIE SZEROKOŚCI KANAŁU ROBOCZEGO Związek między szerokością kanału BW (bandwidth) a pojemnością transmisyjną C

• kluczowanie bezpośrednie (DS) ● Polega na przemnożeniu (XOR) każdego bitu informacyjnego R info przez szybkozmienną sekwencję rozpraszającą XSS ● Widmo otrzymanego w rezultacie sygnału będzie o tyle razy szersze, o ile krótszy był czip Tc sekwencji rozpraszającej od bitu informacyjnego Tb
• rozpraszanie świergotowe (ang. chirp) ● zera (0) i jedynki (1) stają się impulsami o długości {0;T} z narastającą (dla ‚1’) lub opadającą (dla ‚0’) częstotliwością ● narosty/opadania mogą być linowe albo wykładnicze delfin, nietoperz, staniec używają taki sposób 3.7 TECHNIKA OFDM Ortogonalne zwielokrotnienie częstotliwości Niezwykle popularna technika transmisji stosowana np. w WiFi, LTE, 5G, telewizji kablowej, radiofonii cyfrowej Dwie podstawowe zalety: Dwukrotna oszczędność zajętego pasma częstotliwościowego w porównania do tradycyjnej techniki FDM Duża odporność na wielodrogowość , dzięki stosowaniu prefiksu cyklicznego (CP)

3.8 SYSTEMY WIELOANTENOWE: Zwielokrotnienie nadawczo-odbiorcze Wykorzystuje fakt, iż jeżeli anteny (nadawcze i odbiorcze) r ozsunięte są o min. l /2 ( l - dł. fali) , sygnały transmitowane pomiędzy nimi są statystycznie niezależne (dzięki zjawisku wielodrogowości);

• technika MIMO ● Każda antena transmituje niezależny sygnał informacyjny , co w konfiguracji MM (czyli M anten po stronie nadawczej i M po stronie odbiorczej) powoduje M-krotne zwiększenie szybkości transmisji : Dużo antenek
• zwielokrotnianie nadawcze (Tx) i odbiorcze (Rx) ● Anteny transmituję ten sam sygnał , który propagując się różnymi ścieżkami doznaje innych zmian transmitancji kanału (zaniki występują w innych miejscach w dziedzinie czasu i widma) podniesienie średniego SNR
• techniki łączone: MIMO + zwielokrotnianie Tx/Rx Możliwe jest też stosowanie rozwiązań łączonych , tj.: