Основні характеристики радіодоступу систем на базі UMTS
|
Показник |
WB-CDMA (концепція а) |
OFDMA (концепція b) |
WB-CDMA (концепція g) |
WB-TD- CDMA (концепція d) |
ODMA (концепція е) |
|
Метод доступу |
DS-CDMA |
SFH-TDMA, OFDM |
TDMA |
TDMA/CDMA |
CDMA/TDMA |
|
Рознос несучих |
4,4 – 5,2 МГц (крок 200 кГц) |
100 кГц (24 несучі) |
1,6 МГц |
1,6 МГц |
1 і 4 МГц |
|
Швидкість у радіоканалі |
4,096 Мчип/с |
4,17 кбіт/с |
2,6 Мбіт/с на несучу |
2,1667 Мбіт/с |
0,8125 і 3,25 Мчіп/с |
Проведене ETSI на початку 1998 р. голосування на вибір проекту серед країн Європи не дозволило виявити абсолютного переможця. Установлений при голосуванні поріг прийняття рішень у 71 % голосів жодним із претендентів перевищений не був. Але дві технології з п'яти одержали найбільше визнання: WB-CDMA для парних частотних смуг і TD-CDMA для непарних смуг. Вони і лягли в основу специфікації UTRA, представленої в МСЭ.
Послуги систем 3G
Принципова відмінність технології 3-го покоління від попередніх – можливість забезпечити весь спектр сучасних послуг (передачу мови, роботу в режимі комутації каналів і комутації пакетів взаємодія з додатками Internet, симетричну й асиметричну передачу інформації з високою якістю зв'язку) і в той же час гарантувати сумісність з існуючими системами. Говорячи про системи 3-го покоління, послуги прийнято поділяти на двох груп: немультимедійні (вузькополосная передача мови, низькошвидкісна передача даних, трафік мереж з комутацією) і мультимедійні (асиметричні й інтерактивні). Новою якістю цих систем є також те, що вони дозволяють компаніям-операторам самостійно розробляти додатка, функції і послуги, орієнтуючись на вимоги конкретного регіону і ріст попиту на визначені послуги.
Вивчення тенденцій розвитку мультимедійної рухомого зв'язку дозволяє прогнозувати значне збільшення числа її користувачів. За даними UMTS-форуму, з 200 млн абонентів Європи частка споживачів послуг зв'язку 3-го покоління в 2005 р. складе 16% (32 млн). Що ж стосується обсягу мультимедійного трафіка, те він вже в 2005 р. перевищить 60%, за умови, що тарифи будуть рости істотно повільніше, ніж трафік. Останні досягнення в області відеоконференц-зв’язку дозволяють затверджувати, що вона одержить широке поширення в системах 3-го покоління. Донедавна цей вид послуг був характерний в основному для мереж ISDN, що забезпечують швидкість передачі 144 кбіт/з (BRI) чи (з використанням трьох базових каналів BRI) до 384 кбіт/с. Стрімке зростання популярності Internet і бурхливий розвиток мобільного зв'язку дозволяє говорити про злиття в перспективі цих двох технологій. Сьогодні попит на відеконференц-зв’язку починає домінувати. Незважаючи на ряд проблем, зв'язаних з реалізацією високошвидкісного доступу до Internet з мобільного термінала, можна прогнозувати, що згодом дана послуга стане однієї з основних.
Аналіз тенденцій розподілу трафіка по регіонах, пророблений МСЭ, показує, що найбільший ріст обсягу послуг супутникових систем 3-го покоління очікується в Північній і Південній Америці, Японії й Азії. Що ж стосується Європи, те тут збільшення обсягу послуг супутникового зв'язку невелике через досягнення гарного покриття наземними мережами стільникового зв'язку, що уже «обплутали» практично всю Європу.
Послуги 3-го покоління включають сервіс, наданий технологією віртуального домашнього середовища VHE (Virtual Home Environment), її основна ідея складається в переносі індивідуального набору послуг через границі мереж з одного мережного термінала на іншій. Зовсім недавно ці послуги могли забезпечити тільки технології фіксованого зв'язку. Користувач одержує ті ж самі можливості, інтерфейс і послуги незалежно від того, якою мережею він користається в даний момент. Завдяки ІМТ-2000 стане можливої передача відеозображень і мультимедійних даних у режимі реального часу, що дозволить створити ефект присутності для абонента, що знаходиться на великому видаленні від місця подій.
Однак мобільним абонентам рано радуватися: будучи зв'язана зі значними технологічними труднощами, така послуга обійдеться недешево. Прогнози показують, що визначальною тенденцією процесу конвергенції, що почався, послуг фіксованого і мобільного зв'язку стане злиття мобільного зв'язку з іншими технологіями. Стільникові телефони з «електронним компасом» для визначення місця розташування незабаром стануть незамінними помічниками автомобілістів. Але найбільших успіхів варто очікувати в області електронної комерції. Буде значно розширений обсяг банківських послуг, одержуваних безпосередньо за допомогою мобільного телефону. У їхнє число ввійдуть платні інформаційно-довідкові послуги, різні види електронних платежів (оплата авіаквитків, паркувань) і банківських операцій з портативних чи мобільних стільникових телефонів, що перетворить їхній фактично в «кишенькові банкомати».
2. Особливості радіоканалів мобільної системи радіозв’язку.
Принципи кодового розділу каналів
Принципи кодового розділу каналів зв'язку (CDMA – Code Division Multiple Access) засновані на використанні широкосмугових сигналів (ШПС), смуга яких значно перевищує смугу частот, необхідну для звичайної передачі повідомлень, наприклад, в вузькосмугових системах з частотним поділом каналів (FDMA). Основною характеристикою ШПС є база сигналу, обумовлена як добуток ширини його спектра F на його тривалість Т:
В = F * Т.
У цифрових системах зв'язку, що передають інформацію у виді двійкових символів, тривалість ШПС Т и швидкість передачі повідомлень С зв'язані співвідношенням Т = 1/С. Тому база сигналу В = Р/С характеризує розширення спектра ШПС щодо спектра повідомлення. Розширення спектра частот переданих цифрових повідомлень може здійснюватися двома методами чи їхньою комбінацією:
1. Прямим розширенням спектра частот;
2. Стрибкоподібною зміною частоти несущої;
В існуючих і розроблювальних системах стільникового зв'язку переважно використовуються ШПС, формування яких здійснюється по методу прямого розширення спектра (DS-CDMA-Direct Sequence-CDMA).
Створення систем стільникового рухомого радіозв'язку з кодовим поділом абонентів стримувалося відсутністю технічних і технологічних можливостей по реалізації малогабаритних, малоспоживаємих і багатофункціональних пристроїв "стиску" ШПС. В даний час ці проблеми успішно вирішені американськими фірмами Qualcomm, InterDigital, Motorola. На основі пропозицій фірми Qualcomm у США прийнятий стандарт IS-95 на систему стільникового рухомого радіозв'язку з кодовим поділом каналів.
Стільникова система рухомого радіозв'язку з кодовим поділом каналів стандарту IS-95.
Стільникова система рухомого радіозв'язку загального користування з кодовим розширенням каналів (CDMA) уперше була розроблена фірмою Qualcomm (США). Основна мета розробки полягала в тому, щоб збільшити ємність системи стільникового зв'язку в порівнянні з аналогової не менш чим на порядок і відповідно збільшити ефективність використання виділеного спектра частот.
Технічні вимоги до системи CDMA сформовані в ряді стандартів.
Система CDMA фірми Qualcomm розрахована на роботу в діапазоні частот 800 Мгц.
Безпека чи конфіденційність є властивістю технології CDMA, тому в багатьох випадках операторам стільникових мереж не буде потрібно спеціального устаткування шифрування повідомлень.
Система CDMA Qualcomm побудована по методу прямого розширення спектра частот на основі використання 64 видів послідовностей, сформованих за законом функцій Уолша. Для передачі мовних повідомлень обраний мовоперетворюючий пристрій з алгоритмом CELP зі швидкістю перетворення 8000 біт/с (9600 біт/с у каналі). Можливі режими роботи на швидкостях 4800, 2400 і 1200 біт/с.
Протоколи встановлення зв'язку в CDMA, також як у стандартах AMPS і N-AMPS, засновані на використанні логічних каналів.
У CDMA канали для передачі з базової станції називаються прямими (Forward), для прийому базовою станцією – зворотніми (Reverse). Структура каналів у CDMA у стандарті IS-95 показана на малюнку:
Структура каналів зв'язку в стандарті CDMA IS-95
Прямі канали в CDMA:
· ведучий канал – використовується рухливою станцією для початкової синхронізації з мережею і контролю за сигналами базової станції за часом, чистоті і фазі;
· канал синхронізації – забезпечує ідентифікацію базової станції, рівень випромінювання пілотного сигналу, а також фазу псевдовипадкової послідовності базової станції. Після завершення зазначених етапів синхронізації починаються процеси встановлення з'єднання;
· канал виклику – використовується для виклику рухомої станції. Після прийому сигналу виклику рухома станція передає сигнал підтвердження на базову станцію, Після чого по каналі виклику на рухому станцію передається інформація про встановлення з'єднання і призначенні каналу зв'язку. Канал персонального виклику починає працювати після того, як рухома станція одержить усю системну інформацію (частота несущої, тактова частота, затримка сигналу по каналі синхронізації);
· канал прямого доступу – призначений для передачі мовних повідомлень і даних, а також керуючої інформації з базової станції на рухому.
Зворотні канали в CDMA:
· канал доступу – забезпечує зв'язок рухомої станції до базової станції, коли рухома станція не використовує канал трафіку. Канал доступу використовується для установлення викликів і відповідей на повідомлення, передані по каналі виклику, команди і запити на реєстрацію в мережі. Канали доступу сполучаються (поєднуються) з каналами виклику;
· канал зворотного трафіку – забезпечує передачу мовних повідомлень і керуючої інформації з рухомої станції на базову станцію.
