CAD of Wireless NETs

Prof. dr hab. inż. Evgeny Ochin
Wybrane problemy informatyki i sieci komputerowych

CAD of Wireless LAN

Wireless LANs (WLANs) are installed within various environments (indoor, office building, university campus,library, ...) to provide high data rate connections to mobile terminals. Different standards are defined in the 2.4 GHz (IEEE 802.11b, 802.11g) and 5 GHz bands (IEEE 802.11a, HIPERLAN/2) enabling Wireless Fidelity (WiFi).
Due to the low number of available frequency channels Wireless LAN systems are interference limited. Therefore the deployment of access points must be handled with care. Either time-consuming measurement campaigns or highly accurate propagation models can be used for the planning and installation of these systems. WinProp offers fast and accurate propagation models integrated in an user-friendly GUI application.








Schemat wymiany danych w sieci kratowej za pomocą protokołu 802.11s



Sposób automatycznego równoważenia obciążenia sieci za pomocą standardu 802.11v








Antena Cisco Aironet 8.5-dBi (AIR-ANT2485P-R)


Charakterystyka propagacji fal anteny Cisco Aironet 8.5-dBi



Strategia rozplanowania niezachodzących na siebie numerów częstotliwości, za pomocą „wzoru sześciokątnego”.



Wstęgi boczne kanałów 1, 6, 11 działające na tej samej powierzchni.



CAD of WLAN: metody propagacyjne
[Andriy Luntovskyy, Dietbert Gütter, Alexander Schill, Models and methods for WLAN/WiMAX network design, Dresden University of Technology, Department of Computer Science, 2006.]

  1. Interferencja
  2. Dyfrakcja
  3. Refrakcja
  4. Absorpcja

Poza wymienionym wyżej podziałem projektowanie sieci bezprzewodowych może bazowac na metodach recznych pomiarów (ang. Site Survey) tzw. „prób i błedów”. Dla małych projektów (np. sieci domowych) stosowanie ręcznych pomiarów może okazac się wystarczajacym rozwiazaniem.
One Slop Model
OSM – One Slop Model (1SM) [S. Zvanovec, P. Pechac, M. Klepal, Wireless LAN Networks Design: Site Survey or Propagation Modeling RADIOENGINEERING, VOL. 12, NO. 4, str. 42-49 , DECEMBER 2003.] – jedna z najprostszych metod obliczania poziomu
sygnału danej powierzchni bez wnikania w strukturę budynku. Model ten wykorzystując typ
pomieszczenia oraz odległość pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem oblicza wspomniany
wyżej poziom sygnału
L(d)=Lo+10nlog90d
L – spadek poziomu sygnału [dB],
Lo – zmienna empiryczna oznaczająca spadek sygnału na dystansie 1 m [dB],
n – zmienna empiryczna oznaczająca stopień spadku sygnału,
d – odległość pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem [m].

F [GHz]

L0

n

Typ

1.80

33

4.0

Biuro

1.80

37

2.0

Otwarta

1.80

39

1.4

Korytarz

1.90

38

3.5

Biuro

1.90

38

1.3

Korytarz

2.45

40

4.2

Biuro

2.45

40

1.2

Korytarz

2.45

40

3.5

Biuro

2.50

40

3.7

Biuro

5.00

46

3.5

Biuro

5.25

48

4.6

Biuro


Linear Attenuation Mode
LAM - Linear Attenuation Model [Mark Hoja, Modelle und Algorithmen zur Konzipierung und Entwicklung von Projektierungstools  für   WLAN/WiMAX - Funknetze, Praca dyplomowa,Politechnika, Drezden, 2006]. Metoda bardzo zbliżona i dająca bardzo podobne rezultaty co 1SM.
L(d) = LFS + ad
L - spadek poziomu sygnału [dB],
LFS - tłumienie sygnału w wolnej przestrzeni [dB],
a - współczynnik tłumienia,
d - odległość pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem [m].

Free Space Loss
Free Space Loss (FSL) is the transmission loss between two isotropic antennas, separated by a distance D, assumed to be in a vacuum. FSL is the propagation loss due solely to spreading of the wave front and assumes no blockage of line of sight or the first Fresnel zone.
FSL - metoda badająca spadek poziomu sygnału na danym dystansie d ([m]) bez uwzględniania przeszkód występujących pomiędzy nadajnikiem oraz odbiornikiem.
FSL = 20lg(f) + 20lg(d) + 32,44
gdzie FSL - spadek poziomu sygnału [dB], f- częstotliwość [MHz], d - odległość pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem [m].
Jest to najprostsza metoda obliczania spadku poziomu sygnału, jej rezultaty są zbliżone do wspomnianych wyżej metod LAM oraz 1SM. Metoda nie zawiera wspomnianego wyżej współczynnika tłumienia przeszkód, więc aby ją stosować w budynkach zawierających przeszkody pomiędzy urządzeniami należy ją stosować, jako tylko dopełnienie innych metod (np. MWM - Multi Wall Model). Do jej zalet niewątpliwie należy prosta implementacja i w konsekwencji szybkość obliczeń. Jednak ze wspomnianych wyżej ograniczeń nie można jej stosować we wszystkich przypadkach.
Free Space Loss Calculator

Frequency

Distance

Free Space Loss

2.4 GHz

1 Km

100 dB

Calculate

Clear Result

Clear All

Enter values for Any two Fields, then

Press Calculate to determine the third value.

http://www.comsearch.com/satellite/tools_fsl.jsp


Wady FSL:
- brak detekcji scian
- daje dobre rezultaty dla przypadków, w których nie wystepuja przeszkody pomiedzy nadajnikiem i odbiornikiem
Zalety FSL:
- łatwa implementacja
- szybkosc obliczen
- mo_liwosc otrzymania wzglednie poprawnych wyników w momencie, gdy jest brak informacji o przeszkodach znajdujacych sie w budynku

Multi Wall Model
MWM – Multi Wall Model [S. Zvanovec, P. Pechac, M. Klepal, Wireless LAN Networks Design: Site Survey or Propagation Modeling RADIOENGINEERING, VOL. 12, NO. 4, str. 42-49 , DECEMBER 2003.].
MWM - metoda badania poziomu sygnału po jego przejściu przez różnego rodzaju przeszkody. Model ten wykorzystuje metodę FSL. Głównym założeniem metody jest fakt, iż sygnał biegnąc w linii prostej od nadajnika do odbiornika, natrafiając na różnego typu przeszkody jest osłabiany o dana wartość charakterystyczna dla tej przeszkody.

Sygnał w punktach 1, 2 oraz 3 zostanie stłumiony odpowiednimi wartości LT1, LT2 oraz LT3.

MWM - poziom sygnału pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem [dB]:
MWM = FSL+(∑KiLi)+KfLf, gdzie i=1,…, N,
N - ilość typów ścian,
Ki - numer ściany typu „i",
Li - spadek sygnału po przejściu przez ścianę typu „i" [dB],
Kf - numer piętra,
Lf - spadek sygnału po przejściu przez piętro [dB].

Typ ściany

Tlumienie
sygnału [dBm]

L0

15

L1

12

L2

10

L3

40

L4

31



Wady MWM:
- trudniejsza implementacja
- wiekszy nakład obliczen
Zalety MWM:
- czesciowo bazuje na modelu FSL
- jest detekcja scian
- identyczne rezultaty, co FSL dla stacji znajdujacych sie w tym samym pomieszczeniu, co punkt dostepowy (bez przeszkód)
- prosta mo_liwosc rozbudowy modelu o ró_nego rodzaju przeszkody (meble, drzwi, okna)

Bibliografia:
[1] Tanenbaum Andrew S., Sieci komputerowe, wydanie 4, wydawnictwo HELION, Gliwice 2004
[2] Kurose J. F., Ross K. W., Sieci komputerowe: od ogółu do szczegółu, z Internetem w tle, wydanie 3, wydawnictwo HELION, Gliwice 2006
[3] Ohrtman F., Roeder K., „Wi-Fi Handbook-Building 802.11b Wireless Networks”, wydawnictwo McGraw-Hill 2003
[4] Matthew S. Gast, 802.11 Wireless Networks, The Definitive Guide, O’Reilly Publisher 2002
[5] Zieliński B., Bezprzewodowe sieci komputerowe, wydawnictwo HELION, Gliwice 2000
[6] Zalecenie Rec. ITU – R P. P.1238 – 4. Propagation data and prediction methods for the planning of indor radiocommunication systems and radio local area networka In the frequency range 900 MHz to 100 GHz.
[7] Orłowski A., Rozwój sieci telekomunikacyjnych i sieci następnej generacji – aspekty strukturalne, funkcjonalne, techniczne i normalizacyjne. Część II: Wytyczne projektowania bezprzewodowych sieci lokalnych, wersja elektroniczna, Warszawa 2005
[8] Rappaport Theodore S., Wireless Communications Principles and Practice, IEEE Press/Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, New Jersey 1996
[9] Stein John C., Indoor Radio WLAN Performance Part II: Range Performance in a Dense Office Environment, Intersil Corporation, 2401 Palm Bay, Florida 32905
[10] Anderson Harry R., Fixed Broadband Wireless: System Design, John Wiley & Sons 2003
[11] Parsons J.D., Mobile Radio Propagation Channel. 2nd Edition. Chichester, John Wiley & Sons, 2000
[12] Adam Engst, Glenn Fleishman, Sieci bezprzewodowe, Praktyczny przewodnik, wydanie drugie, Wydawnictwo HELION
[13] IEEE 802.11, 1999 Edition (ISO/IEC 8802 – 11: 1999) IEEE Standards for Information Technology. Telecommunications and Information Exchange between Systems. Local and Metropolitan Area Network. Specific Requirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications
[14] IEEE 802.11b – 1999 Supplement to 802.11 – 1999, Wireless LAN MAC and PHY specifications: Higher speed Physical Layer (PHY) extension in the 2.4 GHz band
[15] 802.11b – 1999/ Corl – 2001, IEEE Standards for Information Technology. Telecommunications and Information Exchange between Systems. Local and Metropolitan Area Network. Specific Requirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. Amendment 2: Higher – Speed Physical Layer (PHY) extension in the 2.4 GHz band. Corrigendum 1
[16] IEEE 802.11a – 1999 (8802 – 11: 1999/ Amd 1: 2000(E)), IEEE Standards for Information Technology. Telecommunications and Information Exchange between Systems. Local and Metropolitan Area Network. Specific Requirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. Amendment 1: Higher – Speed Physical Layer in the 5 GHz band.
[17] IEEE 802.11g – 2003, IEEE Standards for Information Technology. Telecommunications and Information Exchange between Systems. Local and Metropolitan Area Network. Specific Requirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. Amendment 4: Further Higher – Speed Physical Layer Extension in the 2.4 GHz band.
[18] Roshan P., Leary J., Bezprzewodowe sieci LAN 802.11. Podstawy, wydawnictwo MIKOM, Warszawa 2004
[19] Nowicki K., Woźniak J., Przewodowe i bezprzewodowe sieci LAN, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002
[20] Gast Matthew S., 802.11. Sieci bezprzewodowe. Przewodnik encyklopedyczny, wydawnictwo HELION, Gliwice 2003
[21] Haslett Ch., Essentials of Radio Wale Propagation, Cambridge University Press 2008
[22] Luntovskyy A., Gütter D., Schill A., MODELS AND METHODS FOR WLAN / WIMAX- NETWORK DESIGN
[23] J.B. Keller, Geometric Theory of Diffraction, Journal of the Optical Society of America, vol. 52, pp. 116–130, 1962.
[24] R.G. Kouyoumjian and P.H. Pathak, A uniform theory of geometric diffraction for an edge in a perfectly conducting surface, Proceedings of the IEEE, vol. 62, pp. 1448–1461, Nov. 1974.
[25] R.J. Luebbers, Finite conductivity uniform GTD versus knife-edge diffraction on predicting propagation path loss, IEEE Transactions Antennas and Propagation, vol. AP-32, no. 1, pp. 70–76, January 1984.

___!!!___Time is Money___!!!___ Where to enclose the Time if the Money while is not present...
 
Reklama
 
Główny problem Informatyki
 
Główny problem Informatyki
"Jak w tym wszystkim nie zaplątać się",
obecne nie został rozwiązany.

Edsger W. Dijkstra

19.XI.2000
Telefony dual mode VoWLAN/GSM
 
Telefony dual mode VoWLAN/GSM

Janusz Chustecki data 09.05.2008, um 13:01:13 Uhr
Cisco i Nokia zapowiedziały w Barcelonie na kongresie 3GSM World Congress nowe telefony dual-mode, które współpracują zarówno z sieciową infrastrukturą VoIP firmy Cisco, jak i z publiczną siecią komórkową GSM.
Telefony Nokia E61i i E65 zawierają układy radiowe GSM oraz 802.11g. Producent dołącza do telefonów oprogramowanie sprawdzające automatycznie, które połączenie należy wybrać. Jeśli sygnał Wi-Fi jest wystarczająco silny, rozmowa jest prowadzona przez punkt dostępowy. Jeśli tak nie jest, rozmowa jest obsługiwana przez stację bazową telefonii komórkowej GSM.

Nokia E61i
Telefonom towarzyszy też oprogramowanie, które pozwala integrować je z firmowymi (Cisco) centralkami telefonicznymi CallManager (IP PBX).

 
Today, there have been 5 odwiedzający (30 wejścia) on this page!
=> Chcesz darmową stronę ? Kliknij tutaj! <=