- •Перелік скорочень
- •1 Загальні принципи організації мобільного радіозв'язку
- •1.1 Історія розвитку мобільного радіозв'язку
- •1.2 Основні поняття і визначення
- •1.3 Основні характеристики систем мобільного зв’язку
- •1.4 Особливості поширення радіохвиль укх діапазону
- •1.5 Класифікація систем мобільного зв'язку загального користування
- •1.6 Територіальне планування систем мобільного зв’язку
- •1.7 Методика розрахунку розмірності кластера
- •1.8 Способи розподілу каналів між базовими станціями
- •1.9 Організація управління в системах мобільного зв’язку
- •1.10 Критерії ефективності систем мобільного зв’язку
- •2 Загальна характеристика смз першого покоління (1g)
- •2.1 Стислий огляд стандартів аналогових смз
- •2.2 Система стандарту nmt
- •2.3 Система стандарту amps
- •2.4 Еволюція cистем мобільного зв`язку
- •3 Мобільні системи зв'язку другого покоління (2g)
- •3.1 Стислий огляд мобільних систем зв’язку другого покоління (2g)
- •3.2 Система мобільного зв'язку з доступом тdma стандарту gsм-900
- •3.3 Особливості стандарту dcs-1800
- •3.4 Склад і призначення обладнання мобільної системи зв'язку стандарту gsм
- •3.5 Мережні інтерфейси у системах стандарту gsm
- •3.6 Структура tdma-кадрів
- •3.7 Організація каналів у системах стандарту gsm
- •3.8 Формування сигналу в радіоканалі
- •3.9 Протокол організації вихідних і вхідних викликів у мережах стандарту gsm
- •3.10 Протокол організації естафетної передачі управління
- •3.11 Протокол організації роумінгу
- •3.12 Забезпечення інформаційної безпеки в стандарті gsm
- •4 Основи побудови систем зв’язку з доступом сdma
- •4.1 Загальна характеристика широкосмугових сигналів
- •4.2 Геометричне і математичне зображення широкосмугових сигналів
- •4.3 Види сигналів у системах з кодовим поділом сигналів
- •5 Система мобільного зв'язку сdma стандарту is-95
- •5.1 Загальна характеристика системи мобiльного зв'язку стандарту is-95
- •5.2 Склад і призначення обладнання системи мобільного зв'язку стандарту is-95
- •5.3 Принципи обробки сигналів у мобільній системі зв'язку стандарту
- •5.4 Організація каналів у системах стандарту is-95
- •5.5 Формування сигналу в прямому каналі трафіка
- •5.6 Формування сигналу у зворотному каналі трафіка
- •5.7 Обслуговування викликів у мережах стандарту cdma
- •5.8 Управління потужністю
- •5.9 Боротьба із впливом багатопроменевості
- •5.10 Організація естафетної передачі управління
- •5.11 Забезпечення безпеки у стандарті is-95
- •5.12 Стисла характеристика обладнання стандарту is-95
- •5.13 Переваги і недоліки мобільних систем зв'язку з кодовим розподілом каналів
- •6 Мобільні системи зв’язку третього покоління (3g)
- •6.1 Загальна характеристика стандартів мобільних систем зв'язку третього покоління
- •6.2 Еволюція систем з технологією tdma
- •6.3 Еволюція систем з технологією cdma
- •6.4 Загальна характеристика мобільних систем зв’язку umts
- •6.5 Архітектура системи стандарту umts
- •6.6 Організація каналів у стандарті utra fdd
- •6.7 Структура кадрів, мультиплексування каналів
- •6.8 Формування сигналу в системі utra
- •6.9 Особливості стандарту utra tdd
- •6.10 Загальна характеристика смз стандарту cdma-450
- •6.11 На шляху до четвертого покоління мобільних систем зв’язку (4g)
- •7 Транкінгові системи мобільного радіозв'язку
- •7.1 Загальні принципи побудови транкінгових систем
- •7.2 Класифікація транкінгових систем
- •7.3 Методи організації зв'язку в транкінгових системах
- •7.4 Служби транкінгових систем
- •7.5 Загальна характеристика аналогових транкінгових систем зв’язку
- •7.6 Загальна характеристика транкінгової системи зв’язку tetra
- •7.7 Режими роботи системи tetra
- •7.8 Архітектура мережі стандарту tetra
- •7.9 Структура радіоінтерфейсу системи tetra
- •7.10 Послуги, що надаються системою tetra
- •7.11 Забезпечення інформаційної безпеки в системах tetra
- •8 Системи персонального радіовиклику
- •8.1 Принципи побудови систем персонального радіовиклику
- •8.2 Склад і призначення основних засобів спрв-зк
- •8.3 Однозонові і багатозонові спрв
- •8.4 Основні стандарти спрв
- •8.5 Стисла характеристика пейджерів
- •Глосарій:
- •Рекомендована література
- •6.050903-Телекомунікації
6.2 Еволюція систем з технологією tdma
У процесі еволюції технології радіо-інтерфейсів систем 1G/2G зазнає істотних змін. Стратегія переходу до систем 3-го покоління на базі технології TDMA наведена на рис. 6.2.
Рисунок 6.2 – Стратегія переходу до систем 3-го покоління на базі TDMA
Проектами переходу систем 3-го покоління на базі TDMA є американський UWC-136 (IMT-SC) і європейський проект EP DECT (IMT-FT).
Проект UWC-136 передбачає перехід до систем TDMA 3-го покоління шляхом еволюції стандарту IS-136 (D-AMPS).
Стандарт D-AMPS (IS-136) уже сьогодні задовольняє багатьом істотним вимогам IMT-2000. D-AMPS є єдиним стандартом, що забезпечує дворежимний “безшовний” роумінг, який автоматично переключає абонентів з аналогових каналів на цифрові без переривання обслуговування.
Можливі такі етапи розвитку цього стандарту на шляху до 3G (три версії проекту стандарту UWC-136RTT):
-IS-136+GPRS без розширення смуги частот каналу 30 кГц;
- IS-136 HS o/v – з шириною смуги частот каналу 200 кГц;
- IS-136 HIS з шириною смуги каналу 1600 кГц.
Проект UWC-136 передбачає можливість реалізації радіо-інтерфейсів в широкому діапазоні частот – від 450 МГц до 2,5 Гц. Типи частот зазначених стандартів UWC-136 наведені на рис. 6.3.
Рисунок 6.3 – Типи частот стандарту UWC-136
В усіх варіантах UWC-136 передбачене використання спектрально ефективних технологій, які розрізняються як за шириною смуги каналу, так і за використаним видом модуляції (, різні варіанти QAM).
Використання смуги 200 кГц у поєднанні з багаторівневою модуляцією (8PSK) дозволяє забезпечити передачу зі швидкістю 144 і 384 кбіт/с, а використання смуги 1600 кГц – передачу зі швидкістю до 2 Мбіт/с.
Завдяки використанню трьох типів каналів зі смугою 30, 200 і 1600 кГц можливе нарощування можливостей існуючих мереж TDMA/AMPS з урахуванням зростаючих вимог у середовищі послуг.
На першому етапі без розширення смуги каналу 30 кГц програмним способом реалізується стандарт GPRS (IS-136+), заснований на принципі комутації даних. При цьому підтримуються діапазони 850 і 1900 МГц, використовується метод модуляції 8PSK. Забезпечується швидкість передачі 19,2 кбіт/с на часовий слот і 45 кбіт/с на радіоканал 30 кГц. Можливе збільшення швидкості передачі шляхом використання декількох каналів GPRS.
На другому етапі здійснюється перехід до стандарту EDGE, що відповідає рекомендаціям IMT-2000 і поєднаний зі стандартом GPRS. Стандарт EDGE являє собою широкосмугову версію GPRS, сумісну з IS-136. При використанні смуги
200 кГц забезпечується швидкість передачі до 384 кбіт/с.
На третьому етапі здійснюється перехід до стандарту IS-136 HS (від High Speed – висока швидкість), або Double EDGE (подвійний EDGE). Під час використання смуги 200 кГц (EDGE) забезпечується швидкість передачі 144 кбіт/с для транспортних засобів і 384 кбіт/с – для пішоходів, а при використанні несучої шириною 1,6 МГц (широкосмуговий EDGE) забезпечується швидкість передачі до 2 Мбіт/с. Порівняльні характеристики трьох версій проекту стандарту UWC-136 RTT наведені в табл. 6.2.
Таблиця 6.2 – Основні характеристики трьох версій стандарту UWC-136RTT
-
Найменування
характеристики
Найменування проекту
IS-136+
IS-136 HS
(Outdoor/Vehicular)
IS-136 HS (Indoor)
Мінімальна смуга,
необхідна для
розгортання системи
90кГцх2
(1сота,3-х секторна антена)
3х200=600 кГц
2х1600 кГц FDD
1600 кГцTDD
Метод
доступу/дуплексування
TDMA/FDD
TDMA/FDD
TDMA/FDD,
TDMA/TDD
Канальне рознесення, кГц
30
200
1600
Модуляція
-DQPSК (136);
QPSK (136+);
8PSK (136+)
QOQA M
BOQAM
GMSK
QOQA M
BOQAM
Швидкість передачі, кбіт/с
28,8
до 65,2
-
Швидкість передачі в радіоканалі
48,6
кбіт/с
722,2 кбіт/с
(QOQAM)
381,1 кбіт/с (BOQAM)
270,8 кбіт/с
(GMSK)
5,2 Mбіт/с (QOQAM)
2,6 M біт/с
(BOQAM)
Довжина кадру, мс
40 (1944біт, QPSK)
40 (2832 біт, 8PSK)
4,615
4,615
Кількість інтервалів на кадр
6 по 6,67мс
8 по 576,92 мкс
64 по 72 мкс
16 по 288 мкс
Під час розробки і запровадження в дію стандарту GSM вважалося, що його можливостей буде достатньо на довгострокову перспективу. Однак дотепер можливості стандарту GSM не повною мірою задовольняють зростаючі вимоги у сфері телекомунікаційних послуг.
Види модуляції, що використовуються:
QOQAM – квадратурна АМ з четвірковим зміщенням;
BOQAM – квадратурна АМ з двійковим зміщенням;
GMSK – гаусова модуляція з мінімальним частотним зсувом.
Зокрема, сучасні мережі передачі даних GSM мають низьку швидкість передачі даних – до 9,6 кбіт/с. Ця швидкість достатня для організації роботи електронної пошти та передачі коротких повідомлень (служба SMS) довжиною 160 символів. Маршрутизація даних у системі GSM здійснюється шляхом комутації каналів. У цих умовах забезпечити вимоги IMT-2000 неможливо.
З метою підвищення можливостей стандарту GSM у напрямку IMT-2000 окреслилося декілька напрямків розвитку:
– інтеграція з іншими мережами радіодоступу (DECT і вузлом доступу до Internet);
– впровадження нових технічних рішень, які забезпечують високошвидкісну передачу даних з комутацією пакетів і взаємодія з мережами ТМЗК, ATM і ISDN;
– створення інтегрованих мереж GSM-900/1800 та в перспективі GSM-400.
Модернізовані мережі GSM надаватимуть послуги системам 3-го покоління і матимуть потенційно більшу абонентську базу.
Дотепер вдосконалювання мереж на базі стандарту GSM йде шляхом використання різних систем і технологій:
– використання технології високошвидкісної передачі даних з комутацією каналів HSCSD (High Speed Ciruit Switched Data) зі швидкістю передачі 64 кбіт/с;
– використання технології пакетної радіопередачі GPRS (General Packet Radio Service), що забезпечує швидкість передачі до 128 кбіт/с;
– EDGE – забезпечує підвищення швидкості передачі за рахунок використання модуляції 8PSK, що в свою чергу забезпечує спектральну ефективність вдвічі-втричі вищу, ніж у GPRS,
– впровадження системи GSM-400 для зв'язку в сільських і малонаселених районах.
EDGE – останній етап розвитку стандарту GSM.
Системи стандарту EDGE зможуть забезпечувати передачу зі швидкостями (теоретично) до 473 кбіт/с, використовуючи інфраструктуру стандарту GSM.
Швидкість передачі даних мереж GSM, що використовують технологію HSCSD, дорівнює 19,2 кбіт/с (два часових інтервали по 9,6 кбіт/с) або 28,8 кбіт/с (2х14,4 кбіт/с). Впровадження HSCSD вимагає переважно модифікації програмних засобів, при цьому інфраструктура діючої мережі GSM залишається незмінною. Планується подальше збільшення швидкості передачі за рахунок об'єднання 4-х часових канальних інтервалів до величини 38,4 (4х9,6) кбіт/с або 57,6 (4х14,4) кбіт/с. Технологія HSCSD підтримує трафік мереж з комутацією каналів, що є її недоліком.
Важливим кроком на шляху еволюції мереж GSM до UMTS є впровадження передачі даних від абонента до абонента в пакетному режимі по IP протоколу з підвищенням швидкості передачі до 115,2 кбіт/с. Модернізовані мережі GSM (GPRS) здатні надавати користувачам послуги 3-го покоління. Термінали мережі GPRS здатні підтримувати режим багатоканальної (багатослотової) роботи, забезпечуючи при цьому максимальну швидкість передачі на канальний інтервал 21,4 кбіт/с. Кожному абоненту може виділятися від 1 до 8 канальних інтервалів (слотів).
Радіоінтерфейс EDGE, створений на основі стандарту GSM, забезпечує плавний перехід до 3-го покоління, дозволяючи збільшити швидкість передачі до 384 кбіт/с на несучу. В процесі подальшого розвитку планується підвищити швидкість передачі до 2048 кбіт/с. Радіоінтерфейс EDGE надбудовується над існуючою схемою радіодоступу GSM і не вимагає створення нових мережних елементів. Одною з важливих переваг EDGE є використання спектрально ефективної модуляції – 8-позиційної фазової модуляції (8PSK).
Радіоінтерфейс стандарту EDGE забезпечує автоматичне розпізнавання типу модуляції, що використовується в радіолінії, і подальший перехід у необхідний режим.
В існуючих програмах модернізації аналогового стандарту NMT-450 у цифровий розглядаються три варіанти:
-GSM-400 (більш рання назва GSM-450), заснований на технології GSM-900/1800;
-CDMA-450, заснований на технологічних рішеннях IS-95B і cdma-2000;
-D-NMT, що являє собою комбінацію систем GSM і TETRA.
Одна з переваг варіанта GSM-400 – використання існуючої інфраструктури мереж GSM і можливість організації глобального роумінгу. Діапазон 450 МГц забезпечує покриття більших територій. Дальність зв'язку для GSM-400 практично вдвічі більше, ніж у GSM-900, що особливо важливо для організації зв'язку в сільській (значною мірою відкритої) місцевості.