Analiza propagacyjna łączy typu punkt-punkt pracujących w pasmie EHF dla warunków klimatycznych Europy Środkowej
Technika Gigabit Wireless umożliwia realizację transmisji radiowej z przepływnościami rzędu tysięcy Mbit/s przy zachowaniu wysokiej dostępności łącza na odcinkach nieprzekraczających kilku kilometrów. Wydaje się zatem, że może to być rozwiązanie szczególnie korzystne z punktu widzenia bezprzewodowej komunikacji typu punkt-punkt, a zwłaszcza tzw. radiolinii. Komunikacja typu Gigabit Wireless wykorzystuje fale milimetrowe. W związku z tym typowym zakresem przewidzianym do funkcjonowania takich systemów jest pasmo EHF, w którym ważną rolę odgrywają m. in. podzakresy 55-65 GHz, 71-76 GHz, 81-86 GHz oraz 92-95 GHz. Niezmiernie ważną cechą tych pasm jest możliwość realizacji w nich kanałów o olbrzymich szerokościach (rzędu 3 lub 5 GHz) przy zachowaniu relatywnie nieskomplikowanej ar[...]
POMIARY JAKOŚCI TRANSMISJI DANYCH NA TERENIE TRÓJMIASTA W SIECIACH WYBRANYCH OPERATORÓW KOMÓRKOWYCH DOI:10.15199/59.2015.4.21
W referacie przedstawiono możliwości pomiarowe Mobilnej Platformy Pomiarowej (MPP) zaprojektowanej i wykonanej w Instytucie Łączności w Gdańsku zgodnie z wymaganiami Memorandum. Ponadto referat prezentuje wyniki testowej kampanii pomiarowej wykonanej na terenie Trójmiasta dla wybranych operatorów.
1. WSTĘP
W Instytucie Łączności w Gdańsku od 2012 roku prowadzone są prace związane z rozbudową Mobilnej Platformy Pomiarowej (MPP) do badań parametrów jakościowych usług transmisji danych w sieciach komórkowych [1]. W ramach prowadzonej w 2014 roku pracy statutowej [2] dokonano przystosowania MPP do wymogów Memorandum oraz dodatkowo rozszerzono jej funkcjonalność.
Wspomniane Memorandum to porozumienie dla współpracy na rzecz podnoszenia jakości usług telekomunikacyjnych, przygotowane w ramach współpracy Urzędu Komunikacji Elektronicznej z przedstawicielami operatorów, uczelni technicznych, instytutów naukowo- badawczych i innych instytucji. Ma ono gwarantować przejrzystą, porównywalną formę dla abonentów sieci komórkowych, a w zamyśle ma prowadzić do podnoszenia jakości świadczonych usług na rynku telekomunikacyjnym. Podpisane przez przedstawicieli poszczególnych instytucji Memorandum zawiera między innymi zakres pomiar[...]
WERYFIKACJA DOSTĘPNOŚCI SYGNAŁU GALILEO W WYBRANYCH ŚRODOWISKACH PROPAGACYJNYCH W POLSCE DOI:10.15199/59.2017.6.29
Galileo to europejski system nawigacji satelitarnej
GNSS, odpowiednik amerykańskiego GPS lub rosyjskiego
GLONASS. System Galileo jest projektem Komisji
Europejskiej, agencji GSA (European GNSS
Agency) odpowiedzialnej za udostępnianie serwisów
użytkownikom oraz Europejskiej Agencji Kosmicznej
(ESA) odpowiedzialnej za stronę techniczną uruchamiania
satelitów.
Prezentowane w referacie pomiary miały na celu
weryfikację dostępności sygnałów Galileo w Polsce oraz
ich porównanie z innymi systemami GNSS (GPS,
GLONASS), w związku z uruchomieniem pierwszych
funkcjonalności systemu Galileo w 2016 roku
W trakcie realizacji opisywanych pomiarów na orbitach
znajdowało się 18 satelitów Galileo, z czego 11
było w pełni operacyjnych, 2 były w trakcie testowania,
4 w fazie uruchamiania a 1 był nieaktywny [7]. Docelowo
do roku 2020 na orbitach umieszczonych zostanie 30
satelitów: 24 aktywne oraz 6 zapasowych.
Pomiary zostały zrealizowane w 2016 roku w ramach
dotacji celowej pomiędzy Ministerstwem Cyfryzacji
a Instytutem Łączności PIB obejmującej prace badawczo-
rozwojowe w zakresie systemów łączności satelitarnej
oraz systemu GNSS-Galileo.
2. METODOLOGIA BADAŃ
Sygnały radiowe wysyłane przez satelity GNSS
wykorzystują technikę rozpraszania widma CDMA i w
związku z tym poziom ich mocy przy powierzchni Ziemi
może być nawet 100-krotnie niższy od mocy szumu
termicznego. Bez odpowiedniego skupienia sygnału w
odbiorniku nie jest możliwe wykonanie badań z wykorzystaniem
standardowych metod pomiarowych, szczególnie,
że parametry techniczne analizatorów widma nie
pozwalają na pomiary sygnałów, których poziom jest
zbliżony lub mniejszy od szumu termicznego. W związku
z powyższym do przeprowadzenia pomiarów niezbędne
było posiadanie odbiornika sygnałów GNSS,
który wykorzystywał usługę Galileo Open Service (pasmo
E1: 1575,42 MHz) [4]. Większość odbiorników
GNSS dostępnych na rynku jest z zasady przystosowana
do pracy z wieloma systemami nawigacyjny[...]
BADANIA ZAJĘTOŚCI MORSKIEGO PASMA VHF Z WYKORZYSTANIEM DETEKCJI CYKLOSTACJONARNOŚCI SYGNAŁU DOI:10.15199/59.2017.6.49
Wraz z rozwojem technologii wzrasta zapotrzebowanie
na usługi transmisji danych. Użytkownicy oczekują
dostępu do informacji w dowolnym miejscu i czasie.
W pewnych obszarach - między innymi w zastosowaniach
morskich - dostęp do informacji ma znaczenie
kluczowe z punktu widzenia bezpieczeństwa. Podstawowym
medium, umożliwiającym przesyłanie informacji
w środowisku morskim, a w efekcie realizację założeń
e-nawigacji, są fale radiowe. Wobec rosnącego zapotrzebowania
na transmisję danych, przy ograniczonych
zasobach częstotliwościowych, pojawia się potrzeba
udoskonalenia i uelastycznienia metod dostępu do pasma
częstotliwości oraz poprawy efektywności wykorzystania
tychże zasobów. Jednym z rozwiązań jest idea radia
kognitywnego (ang. Cognitive Radio - CR).
Najważniejszą cechą CR jest dynamiczny dostęp do
zasobów pasma częstotliwości. Kluczowe jest zatem
bieżące pozyskiwanie informacji o nieużywanych pasmach
częstotliwościowych. W radiokomunikacji morskiej,
charakteryzującej się nieciągłą łącznością, najbardziej
właściwym podejściem wydaje się być detekcja
wolnych zasobów radiowych z użyciem metod wykrywania
widma sygnałów (ang. spectrum sensing). W
literaturze rozpatruje się różne metody detekcji transmisji
[1], takie jak: detekcja energii (opisana w [3, 10]),
filtracja dopasowana, analiza wartości własnych macierzy
korelacji, czy detekcja cyklostacjonarności sygnału,
która została zbadana w pracy [4].
2. DETEKCJA CYKLOSTACJONARNOŚCI
SYGNAŁU
Metoda detekcji cyklostacjonarności polega na poszukiwaniu
cech periodyczności sygnału. Użyteczny
sygnał telekomunikacyjny charakteryzuje się na ogół
okresowością, wynikającą z obecności zmodulowanych
nośnych sinusoidalnych, harmonicznych ciągów rozpraszających,
ciągów treningowych, preambuł, cyklicznych
przedrostków itp. W rezultacie sygnał ten może być
modelowany jako cyklostacjonarny, kiedy jego wartość
średnia i funkcja autokorelacji są okresowe. Szum pozbawiony
jest okresowości, a[...]
MOŻLIWOŚĆ WYKORZYSTANIA PASMA 3,6 GHz DLA OBSŁUGI RUCHU WIDEO W SIECIACH 5G NA POTRZEBY UŻYTKOWNIKÓW MOBILNYCH W WYBRANYCH MIASTACH W POLSCE DOI:10.15199/59.2019.6.12
1. WSTĘP
Zbliżające się wielkimi krokami pierwsze uruchomienia
sieci zgodnych ze standardem 5G mają stanowić
istotny przełom w rozwoju współczesnych systemów
bezprzewodowych. Systemy piątej generacji z założenia
będą odpowiadały na kluczowe wymagania użytkowników
mobilnych i odzwierciedlały najważniejsze trendy
obserwowane w sieciach bezprzewodowych, co m.in.
oznacza mocniejsze uwypuklenie aspektów związanych
z transmisją maszyna-maszyna (M2M), czy potrzebą
obsługi bardzo dużych zbiorów danych. W efekcie sieci
te znakomicie będą się nadawały do praktycznego wdrożenia
koncepcji smart cities (por. art. [2]) czy Internetu
Rzeczy.
Faktyczne uzyskanie wszystkich zakładanych parametrów
sieci piątej generacji (m.in. spodziewanej
szybkości transmisji, pojemności, efektywności widmowej
czy opóźnień) wymaga zapewnienia odpowiednich
zasobów widmowych, i to zarówno w niższych zakresach
(np. pasmo 700 MHz), jak i w zakresach bardzo
wysokich (powyżej 26 GHz), w których teoretycznie
łatwiej wyodrębnić ciągłe bloki o dużej szerokości, nawet
przekraczającej 1 GHz.
W niniejszym artykule przeprowadzono analizę
możliwości wykorzystania zakresu 3,4-3,8 GHz (tzw.
pasmo 3,6 GHz) na potrzeby realizacji usług wideo
przez użytkowników mobilnych w sieciach 5G dla przypadku
środowiska miejskiego (urban) i wielkomiejskiego
(dense urban) w Polsce (na przykładzie wybranych
miast). Należy mieć na uwadze, iż charakter ruchu wideo
w środowisku (wielko)miejskim znacząco różni się od
analogicznego ruchu w środowisku podmiejskim, gdyż
w tym pierwszym dominuje wiele krótkich transmisji,
realizowanych np. przy okazji podróży komunikacją
miejską, podczas gdy w drugim przypadku najczęstszym
scenariuszem jest jedna, długa transmisja. Głównym
celem opisanego w artykule badania jest weryfikacja,
jaka ilość zasobów (rozumianych jako szerokości kanałów)
jest konieczna, aby zapewnić użytkownikom smartfonów
możliwość realizacji usług wideo w środowisku
(wielko)mie[...]
MODYFIKACJE PROTOKOŁÓW STANDARDU 802.11 DLA UZYSKANIA NOWYCH FUNKCJONALNOŚCI W ŁĄCZU WI-FI DOI:10.15199/59.2015.4.79
W niniejszym artykule przedstawiono przegląd
platform sprzętowych i software'owych umożliwiających
dokonywanie modyfikacji w protokołach komunikacji
zgodnej ze standardem IEEE 802.11. Jako przykład podano
dostosowanie routera Wi-Fi do pracy z tzw. równoległymi
Internetami.
1. WSTĘP
Rozwój komunikacji bezprzewodowej i rosnące
zapotrzebowanie na pojemność łączy oraz zwiększająca
się różnorodność jej zastosowań powoduje m.in. poszukiwanie
niestandardowych rozwiązań w dziedzinie łączności
radiowej, w tym w łączności zgodnej ze standardem
IEEE 802.11 [1] będącym podstawą certyfikatów
Wi-Fi.
Poszukiwanie nowych rozwiązań w komunikacji
Wi-Fi może być powodowane m.in. przez:
Budowanie Internetu nowej generacji na potrzeby
nowych usług sieciowych, np. telewizji 4K;
Współpraca z Internetem Rzeczy (IoT), co wiąże
się z nowymi rozwiązaniami w dziedzinie bezpieczeństwa,
adresowania, routingu;
Łączenie różnych technologii radiowych (np. Wi-
Fi, bluetooth, ZigBee i inne w paśmie ISM) w celu
zwiększenia zasięgu sieci na lądzie, jak również na
morzu;
Dążenie do poprawy procedur zarządzania zasobami
radiowymi;
Budowa autorskich urządzeń z obsługą Wi-Fi z
niestandardowymi funkcjami.
2. WYBÓR SPRZĘTU DO MODYFIKACJI
KOMUNIKACJI 802.11
Zmiany w protokole 802.11 mogą być dokonywane
na kilku poziomach:
W sterowniku chipsetu Wi-Fi;
W warstwie łącza, np. zmiana wartości bajtu nagłówka
MAC 802.11, niestandardowa długość nagłówka;
W warstwie sieciowej np. w procedurach routingu;
W warstwie fizycznej np. zmiana modulacji, a
nawet nośnika (np. technologia Li-Fi [2] gdzie medium
transmisji jest światło widzialne), zmiana
częstotliwości.
Poziom, na którym planowane są zmiany, powoduje
konieczność wyboru odpowiedniego sprzętu, w którym
zmiany takie będą możliwe do wprowadzenia. Projektant
ma do dyspozycji następujące platformy sprzętowo
- software'owe:
a) Komputer PC lub specjalizowane urządzenie do
zastosowań si[...]
METODYKA BADANIA WPŁYWU TURBIN WIATROWYCH NA SYSTEMY RADAROWE DOI:10.15199/59.2015.4.98
W referacie omówiono uwarunkowania
związane z badaniem wpływu turbin wiatrowych na systemy
radarowe ze szczególnym uwzględnieniem tzw. fałszywych
ech radarowych. Przedstawiono niezbędne informacje
teoretyczne, opisano metodykę badań symulacyjnych
oraz przykładowe wyniki przeprowadzonych analiz.
1. WSTĘP
Wzrost zainteresowania odnawialnymi źródłami
energii - ze szczególnym uwzględnieniem energetyki
wiatrowej - staje się w ostatnich latach trendem o charakterze
globalnym. Jak podają statystyki, w roku 2013
łączna moc oferowana przez wszystkie istniejące na
świecie farmy wiatrowe wynosiła 318 GW, z czego na
farmy zlokalizowane w Europie przypadało ok. 38% tej
wartości [1]. W tej sytuacji istotnym zagadnieniem wydaje
się być analiza wpływu turbin wiatrowych na ich
otoczenie - w tym na systemy radiokomunikacyjne. Z
uwagi na swoje gabaryty, a także specyficzne materiały,
z których są wykonane, konstrukcje te mogą bowiem w
istotny sposób tłumić, odbijać czy przesłaniać sygnał
radiowy, stając się przyczyną poważnych zakłóceń w
łączności. W zaprezentowanych na konferencji KKRRiT
2014 referatach autorzy niniejszej publikacji skupili się
na wpływie turbin wiatrowych na systemy radiokomunikacyjne
pracujące w pasmie VHF [2, 3]. W niniejszym
artykule zostanie z kolei podjęta niemniej istotna tematyka
interakcji pomiędzy turbinami a systemami radarowymi,
ze szczególnym uwzględnieniem zjawiska tzw.
fałszywych ech radarowych. Należy podkreślić, iż mówiąc
w tym kontekście o systemach radarowych, mamy
na myśli nie tylko radary funkcjonujące na lądzie, czy
radary lotnicze, ale również radary morskie (i statkowe),
gdyż coraz większym zainteresowaniem cieszą się (także
wśród potencjalnych inwestorów w Polsce) farmy wiatrowe
w całości zlokalizowane na morzu.
Publikacja jest efektem doświadczeń zdobytych
przez Instytut Łączności podczas zakrojonych na szeroką
skalę prac komercyjnych poświęconych temu zagadnieniu.
Efektem tych działań było m.i[...]
WERYFIKACJA POMIAROWA ZASIEGÓW SYSTEMÓW KOMÓRKOWYCH UZYSKIWANYCH W WARUNKACH MORSKICH DOI:10.15199/59.2016.6.72
MEASUREMENT VERIFICATION OF THE CELLULAR SYSTEMS’ RANGES ACHIEVABLE
IN THE MARITIME ENVIRONMENT
Streszczenie: W pierwszej czesci referatu dokonano teoretycznej
analizy zasiegów uzyskiwanych przez systemy
UMTS i LTE w warunkach morskich. W tym celu wyznaczono
odpowiednie bilanse łacza, a nastepnie wykonano
obliczenia z uyciem modeli propagacyjnych. W drugiej
czesci referatu podsumowano kampanie pomiarowa zrealizowana
na Bałtyku, której celem była weryfikacja zasiegów
teoretycznych.
Abstract: In the first section of the paper, the theoretical
analysis of the LTE and UMTS ranges in maritime condition
has been carried out. To do so, the link budgets have
been calculated and the ranges have been estimated using
the relevant propagation models. In the second part of the
article, the authors described a measurement campaign
which was organized to verify those theoretical ranges in
maritime conditions.
Słowa kluczowe: radiokomunikacja morska, system LTE,
system UMTS, systemy komórkowe.
Keywords: cellular systems, LTE system, maritime radiocommunications,
UMTS system.
1. WSTEP
Jednym ze sposobów zapewnienia łacznosci na morzu
- w tym usług transmisji danych - mo e byc wykorzystanie
systemów, których infrastruktura zlokalizowana
jest na ladzie, w tym systemów komórkowych.
Oczywiscie dotyczy to w szczególnosci statków znajdujacych
sie w relatywnie niewielkiej odległosci od brzegu,
a zatem kluczowe jest tu oszacowanie zasiegów uzyskiwanych
przez takie systemy w warunkach morskich.
Powy sza kwestia jest jednym z problemów rozwa-
anych w ramach projektu netBaltic1. Wyznaczano tutaj
teoretyczne zasiegi uzyskiwane na morzu przez systemy
LTE 800 MHz (szerokosci kanału 5 i 10 MHz), LTE
1800 MHz (szerokosci kanału 10, 15 i 20 MHz), UMTS
2100 MHz i UMTS 900 MHz (w obu przypadkach szerokosc
kanału 5 MHz). Zadanie to składało sie z dwóch
etapów: w pierwszym z nich wyznaczono bilanse łacza
1 Internet na Bałtyku - realizacja wielosys[...]
BADANIA SYMULACYJNE WARSTWY FIZYCZNEJ NAZIEMNEGO SEGMENTU SYSTEMU VDES DOI:10.15199/59.2016.6.73
SIMULATION INVESTIGATIONS OF THE PHYSICAL LAYER FOR
A VDES SYSTEM’S TERRESTRIAL COMPONENT
Streszczenie: W pracy omówiono warstwę fizyczną naziemnego
segmentu systemu VDES (VHF Data Exchange
System), scharakteryzowano właściwości morskiego radiowego
kanału ruchomego i przedstawiono wyniki badań
symulacyjnych systemu.
Abstract: In the paper a physical layer for the VDES system’s
terrestrial component has been described, the properties
of the maritime mobile radio channel have been
characterized and the simulation results of the system
functioning have been shown.
Słowa kluczowe: AIS, e-nawigacja, VDES.
Keywords: AIS, e-navigation, VDES.
1. WSTĘP
Od dłuższego już czasu obserwuje się w świecie
zapotrzebowanie na transmisję danych z użyciem morskich
systemów radiowych [3]. Systemy te służą do
poprawy nawigacji między portami, wzrostu bezpieczeństwa
na morzu oraz ochrony środowiska naturalnego.
Jednym z projektów mającym wpływ na rozwój
e-nawigacji jest projekt EfficienSea 2 [6], którego celem
jest między innymi opracowanie hybrydowego systemu
łączności dla potrzeb nawigacji oraz nowego standardu
systemu bezprzewodowej transmisji danych VDES.
Instytut Łączności w Gdańsku w ramach tego projektu
jest zaangażowany w prace grupy roboczej WP2, do
której zadań należy rozwój naziemnego segmentu systemu
VDES (VDE-TER). Pierwszym etapem omawianych
prac jest stworzenie oprogramowania symulacyjnego,
którego moduły zostaną w przyszłości zaimplementowane
na platformie USRP (Universal Software
Radio Peripheral), w celu przeprowadzenia badań pomiarowych
w środowisku rzeczywistym.
System VDES został opracowany nie tylko dla
zwiększenia szybkości transmisji, lecz także polepszenia
sprawności w dostępie do usług transmisji danych na
morzu. Stanowi on niejako poszerzenie potencjalnych
możliwości standardu AIS (Automatic Identification
System), którego głównym zadaniem jest sprawna wymiana
danych nawigacyjnych pomiędzy statkami or[...]
STANOWISKO DO POMIARÓW JAKOSCIOWYCH ŁACZA RADIOWEGO IEEE 802.11 W WARUNKACH MORSKICH DOI:10.15199/59.2016.6.75
TEST-BED FOR QUALITY MEASUREMENT OF IEEE 802.11 RADIO LINK IN MARITIME
CONDITIONS
Streszczenie: W niniejszym artykule przedstawiono stanowisko
pomiarowe oraz metodyke pomiarów jakosciowych
łacza Wi-Fi (standard IEEE 802.11) w warunkach
morskich. Zaprezentowano równie wyniki pomiarów
przeprowadzonych na obszarze Zatoki Gdanskiej we wrzesniu
2015 roku.
Abstract: The following paper introduces a test-bed and a
methodology for the quality measurements of the Wi-Fi
link (compliant with the IEEE 802.11 standard) in the
maritime conditions. In the second part of the article, the
authors discuss the results of the measurements conducted
in the Bay of Gdansk in September 2015.
Słowa kluczowe: IEEE 802.11, pomiary radiowe, pomiary
sygnału na morzu, Wi-Fi
Keywords: IEEE 802.11, measurements in the maritime
conditions, radio signal measurement, Wi-Fi
1. WSTEP
Coraz trudniejsze warunki nawigacyjne (na które
składaja sie sie m.in. rosnace gabaryty statków, zmniejszanie
liczebnosci załóg, mnogosc systemów nawigacyjnych
i systemów bezpieczenstwa) powoduja, e brana
morska szuka metod poprawy bezpieczenstwa na morzu
oraz zwiekszenia wydajnosci operacji morskich. Due
nadzieje wiazane sa z tzw. e-nawigacja, o której
wzmianki w oficjalnych dokumentach pojawiaja sie od
roku 2005, kiedy to rozpoczeto nad nia prace w ramach
Komitetu Bezpieczenstwa na Morzu (MSC) działajacego
w ramach IMO (International Maritime Organization).
Warunkiem niezbednym rozwoju e-nawigacji jest
zapewnienie łacznosci na jak najwiekszym obszarze
akwenów morskich. Łacznosc niezbedna jest do szybkiego
przekazywania aktualnych informacji nawigacyjnych,
pogodowych, ostrzegawczych i innych. Wymagane
jest zapewnienie łacznosci w relacjach statek-lad, ladstatek
oraz statek-statek. Próbe zbudowania takiego
systemu podjeto w projekcie Internet na Bałtyku1 [1].
1 Projekt pt. "Internet na Bałtyku - realizacja wielosystemowej,
samoorganizujacej sie szerokopasmowej sieci tele[...]