دانلود پروژه رشته برق در مورد سیستم های رادیویی موبایل – قسمت چهارم

دانلود پایان نامه

از ابتدا گفته شده بود كه تكنولوژی Bluetooth در اواسط سال 1999 در دسترس قرار خواهد داشت. اما تحقق آن تا اواخر سال 2000 كه اولین دستگاهها با این قابلیت ظاهر گشتند، به طول انجامید. بازتابهای اولیه خوب بود. قبلاً این نگرانی وجود داشت كه ممكن است Bluetooth و استاندارد 802.11 با یكدیگر تداخل داشته باشند كه مشخص شد این نگرانی بی اساس است. سطح پشتیبانی نرم افزاری نیز ظاهراً خوب بود. معمولاً یكی از برنامه های مشابه ویندوز اكسپلورر یعنی Bluetooth Neighbourhood، كلیه دستگاههای مربوطه در برد دسترسی را نشان می دهد و همراه آن فهرستی از سرویسهای موجود از دستگاههای دور نیز ارائه می شود.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

ایجاد یك ارتباط میان دو دستگاه كامپیوتر شخصی با امكان Bluetooth با كشاندن icon یك سرویس به icon كامپیوتری كه در مقصد قرار دارد، انجام می شود. برای انتقال فایل نیز فقط كافیست كه در محیط برنامه Neighbourhood آنرا از یك كامپیوتر كشانده و بر روی كامپیوتر دیگر رها كنید.

GPS

سیستم مكان یابی جهانی (GPS) مجموعه ای متشكل از 24 ماهواره است كه سه ماهواره از آن ها به عنوان پشتیبان به كار می روند. این ماهوراه ها در ارتفاع حدود 14000 كیلومتری، دوبار در روز زمین را دور می زنند و به صورت 24 ساعته و مداوم سیگنالهای رادیویی فركانس بالا را پخش می كنند كه حاوی اطلاعات مربوط به زمان و مكان می باشند. این قابلیت به هر كسی كه یك گیرنده GPS در اختیار دارد امكان می دهد موقعیت خود را در هر كجای سطح زمین كه باشد تعیین نماید. شبكه GPS بوسیله وزارت دفاع آمریكا راه اندازی شده و استفاده از آن برای كلیه كسانی كه یك گیرنده GPS دارند آزاد است.

به ماهواره های GPS، ماهواره های NAVASTAR گفته می شود كه اولین آنها در اوایل سال 1978 به فضا پرتاب شد. وزن تقریبی هر ماهواره 2000 پوند و با پانل های خورشیدی باز شده حدود 510 سانتیمتر عرض دارد. قدرت فرستنده آن 50 وات یا كمتر است و این ماهواره ها با سه فركانس متفاوت علائم را ارسال می كنند. انتظار می‌رود هر ماهواره 10 سال عمر كند و ماهواره های جایگزین بصورت متناوب ساخته شده و در مدار قرار می گیرند.

هر نقطه از زمین می تواند با یك جفت نقاط مختصاتی مورد شناسایی قرار گیرد كه نقطه دقیق از محل تقاطع خط افقی (طول جغرافیایی) مشخص می گردد.

اساس تكنولوژی GPS، اطلاعات دقیق زمان و مكان است. هر ماهواره با استفاده از اطلاعات محل و ساعت های اتمی كه دقتی معادل 1 ثانیه خطا در هر سی سال دارند، به طور مداوم اطلاعات زمان و مكان را پخش می كند. GPS طبق قاعده مثلث سازی كار می كند. با دانستن فاصله از سه یا چند ماهواره دیگر، گیرنده می تواند موقعیت خود را با حل مجموعه ای از معادلات محاسبه كند. برای محاسبه طول و عرض جغرافیایی در یك ارتفاع مشخص سه ماهواره مورد نیاز است و برای تعیین ارتفاع از سطح دریا نیز به ماهواره چهارم نیاز می باشد.

اگرچه GPS تحت نظر وزارت دفاع امریكا قرار دارد اما كاربرد تجاری وسیعی پیدا كرده است. GPS با اتصال به وسائط نقلیه به ابزاری برای مسیریابی تبدیل شده است. در حیطه محتوایی یك سیستم اختصاصی ابزاریست برای نقشه برداری. GPS با تلفن‌های سلولی (موبایل) با ترانسیور، به روشی برای ردیابی وسایل نقلیه یا اشخاص مبدل گردیده و با پایگاه‌های نقشه های دیجیتال شده، جداول تمام الكترونیكی در اختیار قرار می دهد. برای سیستم های هدایت سلاح های جنگی نیز بی همتاست. تا ماه مه سال 2000، GPS دو سطح از خدمات را عرضه كرد. معمولاً خدمات شهری، بسته به تعداد ماهواره های موجود و شكل هندسی آن ماهواره‌ها، ارائه كننده سطحی از دقت در حدود 4/91 متر بودند. دقت آن از طریق روندی كه به نام « GPS دیفرانسیل» (DGPS) معروف است، می توانست تا حد 45 متر یا بیشتر بهینه شود. DGPS از یك گیرنده ثانویه كه در مكانی مشخص قرار داشته و براساس اشتراك مجانی از منابع مختلف قابل دسترسی بود، استفاده می كرد تا تصحیح اندازه گیریهای ماهواره GPS را محاسبه كند. اما سرویسی كه توسط ارتش به كار می رود، قادر به نقطه یابی دقیق هدف می باشد.

در واقع، دلیل وجود دو سطح متفاوت از سرویس ها، عواقب خطاهای مصنوعی بود كه روی سیگنال های ماهواره ای اثر می گذاشت. هدف از این كار ارائه سیستمی بسیار دقیقتر در ارتش نسبت به سرویس های مدنی در سطح بین‌المللی بود.

رئیس جمهور وقت امریكا به ارتش دستور داد تا از نیمه شب یكم ماه مه 2000، تداخل در سیگنالهای ماهواره ای برای مصارف مدنی GPS متوقف گردد. ارتش باید به هنگام ضرورت حفظ امنیت ملی، كار تداخل در سیگنال ها را به صورت منطقه‌ای انجام دهد. منظور از این عمل، افزایش اعتماد كاربران به این تكنولوژی و تقویت چشمگیر كل صنعت GPS بود.

IEEE 802.11b

گروه IEEE 802.11b از استاندارد IEEE، به طور عمده بوسیله شركت
Lucent Technologies and Intersil ایجاد و برای كار با باند فركانس 4/2 گیگاهرتزی ISM (صنعتی، علمی و پزشكی) طراحی شد.

سهم اصلی ضمیمه گروه 802.11b به استاندارد LAN بیسیم، استاندارد نمودن، پشتیبانی لایه فیزیكی از دو سرعت تازه یعنی 5/5 مگابیت بر ثانیه و 11 مگابیت بر ثانیه بود.

برای تحقق این امر، (DSSS) Direct Sequence Spread Spectrum، می باید به عنوان تنها تكنیك لایه فیزیكی استاندارد انتخاب می شد. چرا كه تعویض فركانس نمی‌توانست بدون نقض قوانین جاری FCC، از سرعتهای بالاتر پشتیبانی كند. در همین حال یك طرح كارآمدتر كدگذاری كه به كدگذاری تكمیلی (CCK) معروف است برای رسیدن به حداكثر سرعت انتقال اطلاعات معادل 11 مگابیت بر ثانیه در این استاندارد قرار گرفت. وضعیت اجرایی آن است كه سیستم‌های 802.11b با سیستم‌های 802.11 DSSS 1و2 مگابیت بر ثانیه ای كاركرده اما با سیستم های 802.11 FHSS 1و2 مگابیت بر ثانیه ای كار نمی كند.

اما، آداپتورهای اولیه بیسیم و نقاط دسترسی، بسیار گرانتر از كارت‌های رابط شبكه (NIC) كابل كشی شده بودند. ضمناً سوئیچ ها و شبكه های بیسیم كه دارای اجزای مختلف از سازندگان مختلف بودند، اغلب به درستی كار نمی كردند.

خوشبختانه تا پایان سال 2000 هر دو نگرانی فوق به طوراساسی مورد بررسی قرار گرفت. فشارهای بازار، هم از نظر افزایش عمده حجم و هم رقابت شدید، باعث كاهش هزینه های مربوط به سیستم های بیسیم 802.11b گردید؛ كاهش فاصله، این سیستم‌ها را به سیستم های مشابه كابلی بسیار نزدیك كرد و مشكلات مربوط به تطبیق كاركردها با نصب و راه اندازی (Ethernet Compability Alliance Wireless) WECA یعنی «واحد سازگاری اترنت بیسیم» به شكلی موثر مرتفع گردید. برنامه اخذ مجوز مربوطه، كه در آن محصولات در خصوص قابلیت كار با دیگر سیستم ها مورد آزمایش قرار می گیرد، نقشی بسیار مهم در فراگیر شدن آن ایفا كرد، چرا كه به سازندگان آداپتورهای آینده اطمینان می داد با سیستم های خصوصی و بن بست مواجه نخواهند شد. آرم (لوگو) Wi-Fi ثبت شده بر روی هر دستگاه، تضمینی است بر اینكه آن دستگاه مجموعه آزمایشات دقیق عملكردی و سازگاری WECA را گذرانده است.

متعاقب آن، شبكه سازی بیسیم 802.11b شاهد افزایش سریع بكارگیری این سیستم در شركت ها، شبكه های آموزشی و موسسات بود و با ادامه كاهش آداپتورها و نقاط دسترسی، محصولات شبكه بیسیم 802.11b، راه خود را به برنامه های كاربردی خانگی و SOHO باز كردند. در ابتدا تقاضا برای شبكه 802.11b در منازل توسط كسانی ارائه شد كه از یك كامپیوتر نت بوك با تجهیزات بیسیم در محل كار استفاده می كردند و سپس با بردن آن به منزل، تمایل داشتند از همان حد آزادی بدون قید و بند سیم ها برخوردار باشند. اما همین اواخر، شبكه سازی برای به اشتراك گذراندن ارتباطات اینترنتی باند عریض انگیزه بسیار مهمتری برای كاربرد شبكه 802.11b در منازل گردیده است.

در هر حال، شبكه 802.11b نیز كامل نیست. یكی از معایب مهمتر، باند فركانسی شلوغ آن است. تعداد زیادی از تجهیزات مصرفی مانند 802.11b از باند رادیویی 4/2 گیگاهرتز استفاده می كنند، بنابراین منبع بالقوه ای برای ایجاد تداخل امواج می باشند. این تجهیزات دستگاه مایكروویو، تلفن های بیسیم، سیستم های قدیمی بیسیم و دستگاه‌های كنترل خانگی كه از استاندارد X-10 استفاده می كنند را شامل می گردد. اما تهدید بزرگتر، از دستگاه‌های موجود Bluetooth ناشی می گردد كه به شكل گسترده ای بر تعداد آنها افزوده می شود. این مشكل با واقعیتی دیگر تشدید شده و آن، برد مسافتی 802.11b است كه فراتر از محدود 15 تا 45 متری درون ساختمان باید از دیوارها و سقف ساختمان نیز عبور كند. ضمناً سیستم 802.11b می تواند در حالت «خط دید» تا مسافت 300 متر محیط خارج از خانه را نیز پوشش دهد.

شاید پهنای باند محدود مشكل بزرگتری باشد. شبكه 802.11b بطور اسمی با سرعت معادل اترنت كابلی یعنی 10 مگابیت بر ثانیه كار می كند. اما تلفات، پیكره بندی و عوامل امنیتی می توانند باعث كاهش توان خروجی تا حد معمول 5 مگابیت بر ثانیه گردند. در حالی كه این مقدار برای گردش در وب كافی است، برای كاربردهای سنگین تر مانند دریافت تصاویر متحرك ویدئویی كفایت نمی كند. مشكلات موجود در لایه فیزیكی یكی از دلایل تضعیف كارآیی است و برای مثال، مقدمه پروتكل PLCP (Physical Layer Convergence) جهت تعیین سرعت انتقال و اطمینان از هماهنگ سازی، دارای 24 بایت اطلاعات است كه به هر بسته اضافه می‌شود، برعكس این مقدار برای «اترنت كابلی» 8 بایت است. موانع موجود بر سر راه سیگنال‌ها در تلاش برای حفظ ارتباط می تواند باعث پایین آمدن گره‌ها شده و همان ماهیت شبكه 802.11b در روش های اجتناب از برخورد نیز می تواند تلفات قابل توجهی را به پهنای باند تحمیل كند.

امنیت نیز یكی دیگر از موارد مهم است. درحالیكهWEP ( (Wired Equivalent Privacy) ) یك بخش اشتقاقی از استاندارد بزرگتر 802.11b است، آنچه كه مشهود بوده، قابلیت آسیب پذیری آن به دلیل ساده شدن نسبی و تبدیل به كلیدهای امنیتی رمز نویسی شده و 40 بیتی می باشد. نوعی نفوذ غیرمجاز كه به “driving War” معروف است، نفوذگران را قادر می سازد با یك كامپیوتر كیفی مجهز به ارتباط بیسیم درون ماشین و به هنگام رانندگی شبكه بیسیم قابل نفوذ را یافته و پس از پارك كردن ماشین، در بیرون از ساختمان به شبكه مذكور دسترسی پیدا كنند.

شركت های فروشنده با ایجاد تمهیدات دفاعی مانند كلیدهای امنیتی كه بجای ثابت ماندن بصورت دینامیك تغییر می یابند، به مقابله پرداخته اند. اما این تمهیدات مانع مستحكمی نبوده و مشكلات معمول با رفع نواقص اختصاصی در مورد آنها صدق می‌كند كه ممكن است با تجهیزات استاندارد 802.11b متعلق به فروشنده‌ای دیگر كار نكنند.

صنعت موبایل در حال كاربر روی تعدادی از راه حل های رفع اشكال و استاندارد شده از جمله الگوریتم رمزنویسی 128 بیتی است كه با نام «استاندارد پیشرفته رمزنویسی» (AES) شناخته می شود. این الگوریتم به بهینه سازی سخت افزار یا میان افزار و پروتكل سازگار با WEP بنام Temporal Key Integrity Protocol نیاز دارد.

علیرغم معایب مورد اشاره، وجود WEP بهتر از هیچ است. مشكل بزرگتر ناشی از این واقعیت است كه بسیاری از شبكه های بیسیم حتی بدون فعال كردن قابلیت WEP نصب شده اند. علاوه بر دقت لازم برای حصول اطمینان از فعال بودن WEP، چند اقدام ساده دیگر نیز وجود دارد كه كاربران می توانند برای افزایش سطح ایمنی، آنها را انجام دهند. از جمله این اقدامات، تغییر تمامی اسامی و رمزهای عبور در شبكه، استفاده از منع آدرس MAC (كنترل دسترسی رسانه) و برقراری شبكه به شكل یك سیستم بسته می باشد. فراتر از این كارها، حتی می توان با اجرای «شبكه خصوصی مجازی» (VPN) یا استفاده از سرور صدور مجوز RADIUS، تمهیدات امنیتی شدیدتری اعمال كرد.

از مشكلات كم اهمیت تر استاندارد 802.11b، عدم قابلیت كاركرد آن با دیگر تجهیزات صوتی و نبود امكانات «كیفی سرویس» (QOS) برای برنامه های چند رسانه‌ای و مشابه آن می باشد.

در حالی كه هر دو استاندارد 802.11b در سال 1999 تائید شدند اما اولی در كسب بازار نسبت به رقیب موفقیت بیشتری داشت.

این شروع خوب زمانیكه دسترسی وسیع تر و قدرت خرید بیشتر، در اوایل سال 2000، منجر به افزایش مصرف باندهای عریض ارتباطات اینترنتی شد، یك مزیت به حساب می آمد. این امر به نوبه خود شبكه سازی خانگی را به شدت تقویت كرد چرا كه كاربران بیشتری خواهان به اشتراك گذراندن ارتباط باند عریض خود در میان چند كامپیوتر شخصی در محیط منزل بودند. استاندارد IEE 802.11b برای بهره مندی از این فرصت به موقع و در جای درست قرار داشت. بنابراین اگرچه استاندارد 802.11a مستقیماً برای رفع نواقص مشهود استاندارد 802.11b نوشته نشد و از نظر ورود به بازار تا حد زیادی نسبت به رقیب عقب مانده، واقعیت به قوت خود باقی ماند و آن، حل برخی از مشكلات مهمتر استاندارد 802.11b بود.

IEEE 802.11a

در حالیكه استاندارد 802.11b در باند فركانسی 4/2 گیگاهرتز ISM (صنعتی، علمی و پزشكی) كار می كند، استاندارد 802.11a برای كار با باند فركانسی اختصاص یافته جدیدتر، یعنی 5 مگاهرتز UNII (مبانی اطلاعات ملی بدون مجوز) طراحی شده است. علاوه بر آن، برخلاف استاندارد 802.11b، استاندارد 802.11a از تكنولوژی «طیف گسترده» سنتی جدا بوده و بجای آن از یك طرح كاملاً متفاوت رمزنویسی به نام «تقسیم مالتی پلكس فركانس رمزنویسی شده خطی» (COFDM) استفاده می كند كه هدف آن، سادگی كاربرد در محیط های اداری می باشد.

COFDM مخصوصاً برای سیستم های بیسیم داخلی ایجاد شده و عملكرد بسیار برتری نسبت به سیستم های طیف گسترده (Spread-Spectrum) دارد. COFDM با تقسیم یك حامل پر سرعت اطلاعات به چندین حامل فرعی كم سرعت تر كه به صورت موازی ارسال می شوند، كار می كند. هر حامل پرسرعت اطلاعات 20 مگاهرتز عرض داشته كه قابل تقسیم به 52 كانال فرعی می باشد. هر كدام از این كانال‌های فرعی 300 كیلوهرتز عرض دارند.

COFDM از 48 عدد از این كانال های فرعی برای اطلاعات استفاده می كند، در حالی كه 4 كانال باقی مانده برای تصحیح خطا بكار می روند. ضمناً این استاندارد به فروشندگان اجازه می دهد طرح مدولاسیون خود را فراتر از 24 مگابیت بر ثانیه افزایش دهند. اما هرچه تعداد بیت های رمزنویسی شده در سیكل (هرتز) بیشتر باشد، سیگنال نسبت به تضعیف و تداخل حساس تر و در نهایت محدوده برد آن كوتاهتر خواهد بود، مگر اینكه نیروی خروجی افزایش یابد.

در حقیقت، قوانین تئوری اطلاعات فركانس، قدرت انتشار و فاصله را به شكلی معكوس با یكدیگر مرتبط می كند. بنابراین، بالابردن باند فركانس از 4/2 گیگاهرتز به 5گیگاهرتز با قدرت انتشار و طرح رمزنویسی یكسان، منجر به كاهش مسافت می‌شود. تكنولوژی 802.11a با افزایش ELRP به حداكثر 50 میلی وات در 100 مگاهرتز اول باند فركانسی اختصاصی یافته خود، بر مشكلات مربوط به از دست دادن اطلاعات به دلیل بعد مسافت غلبه كرد.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment