Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
lec.doc
Скачиваний:
34
Добавлен:
16.11.2018
Размер:
4.31 Mб
Скачать

Системы сетей сотовой связи поколений 3g - 5g: edge/gprs, umts/w-cdma, umts/utra,

H-SCSD, H-SDPA, H-SUPA, IPv6, LTE, I-MODE

(краткий обзор)

Сети мобильной связи поколений, начиная с поколения 3G - это, прежде всего радио интерфейс, который обеспечивает канал связи между MS пользователя и BTS.

Другими важными элементами сетей третьего поколения 3G являются магистральная сеть, способы организации служб и предоставления услуг.

Технология 3G позволяет реализовать беспроводный, мобильный доступ к услугам Интернет.

EDGE - Enhanced Data rates for GSM Evolution - цифровая технология для мобильной связи, которая функционирует как надстройка над сетями поколений 2G (GSM) и 2.5G (GPRS) - EGPRS - 2,75G

EDGE функционирует как надстройка над 2G (GSM) и 2.5G (GPRS)-сетями. Эта технология работает в TDMA- и GSM-сетях. Для поддержки EDGE в сети GSM требуются определённые модификации и усовершенствования.

На основе EDGE могут работать: ECSD — ускоренный доступ в Интернет по каналу CSD, EHSCSD — по каналу H-SCSD и EGPRS — по каналу GPRS. EDGE был впервые представлен в 2003 году в Северной Америке.

Основные данные EDGE

В дополнение к GMSK (англ. Gaussian Minimum-Shift Keying) EDGE использует модуляцию 8PSK (8 Phase Shift Keying) для 5-ти из 9-ти кодовых схем - MCS. EDGE получает 3-х битовый код за каждую точку изменения фазы несущей. Это эффективнее в 3 раза по сравнению с GPRS т.к. увеличивает общую скорость, предоставляемую системой GSM. EDGE, как и GPRS, использует модуляцию и кодовую схему (MCS) в соответствии с качеством канала. Это влияет, на скорость и устойчивость передачи данных.

Кроме того, EDGE представляет новую технологию, которой не было в GPRS - Incremental Redundancy (нарастающая избыточность) - вместо повторной передачи повреждённых пакетов передается дополнительная избыточная информация, которая накапливается в приёмнике. Это увеличивает вероятность правильного декодирования повреждённого пакета.

Технология EDGE обеспечивает передачу данных со скоростью передачи до 474,6кбит/с (режим пакетной коммутации: 8 тайм-слотов x 59,2кбит/с - схема кодирования MCS-9). Это соответствует требованиям ITU-T к сетям 2,5-3G. Данная технология была принята ITU-T как часть семейства IMT-2000 поколения3G. Она расширяет технологию передачи данных с коммутацией каналов H-SCSD, увеличивая пропускную способность.

В 2004 году наиболее активно стандарт EDGE был поддержан Операторами связи сетей GSM в Северной Америке. Большинство других Операторов сотовой связи рассматривали в качестве следующего шага развития технологию UMTS, поэтому предпочли либо пропустить внедрение EDGE, либо использовать его там, где будут отсутствовать сети UMTS. Однако высокая стоимость и объём работ по внедрению UMTS заставили некоторых западноевропейских Операторов связи пересмотреть свой взгляд на EDGE. Несмотря на то, что EDGE не требует аппаратных изменений в NSS-части сети GSM, модернизации должна быть подвергнута подсистема BTS – контроллер - BSS. Необходимо установить BTS, поддерживающие EDGE (8 PSK модуляцию) и обновить программное обеспечение. Нужны MS, обеспечивающие аппаратную и программную поддержку модуляции и кодовых схем, используемых в EDGE.

С точки зрения пользователя, EDGE позволяет пользоваться достаточно быстрым доступом в Интернет в местах, где прокладка фиксированной линии связи невозможна или нецелесообразна по экономическим причинам.

Функциональная схема EGPRS, модуляция и схемы кодирования - MCS

Статус принадлежности EDGE (EGPRS) к сетям 2G или 3G зависит от конкретной реализации. В то время как MS класса 3 и ниже не соответствуют 3G, телефоны класса 4 и выше теоретически могут обеспечить более высокую пропускную способность, чем другие технологии, заявленные как 3G.

Схемы кодирования различаются скоростью передачи данных – величиной, обратной к помехоустойчивости. .

Схемы кодирования GPRS и EDGE

Известны 4 схемы кодирования для GPRS (CS1-CS4) со скоростями:

  • CS1 — максимальная скорость 9,05 кбит/с; Кодирование

  • CS2 — максимальная скорость 14,4 кбит/с; фазы несущей

  • CS3 — максимальная скорость 15,6 кбит/с; одним битом

  • CS4 — максимальная скорость 21,4 кбит/с;

CS1 — самый помехоустойчивый алгоритм, а CS4 — самый быстрый.

Для EGPRS (EDGE) используются 9 других схем кодирования MCS1-MCS9:

  • MCS1 — максимальная скорость 8,4 кбит/с;

  • MCS2 — максимальная скорость 11,2 кбит/с;

  • MCS3 — максимальная скорость 14,8 кбит/с; Кодирование

  • MCS4 — максимальная скорость 17,6 кбит/с; фазы несущей

  • MCS5 — максимальная скорость 22,4 кбит/с; тремя битами

  • MCS6 — максимальная скорость 29,6 кбит/с;

  • MCS7 — максимальная скорость 44,8 кбит/с;

  • MCS8 — максимальная скорость 54,4 кбит/с

  • MCS9 — максимальная скорость 59,2 кбит/с (59,2 х 8 слотов=474,6кбит/с)

на один тайм-слот на 8 тайм-слотов (один кадр)

Система EDGE очень хорошо взаимодействует с системами GSM, GPRS, UMTS (UTRA), а также с IN - интеллектуальными сетями, Интернет (протокол TCP/IP см. стр 273).Новые чисто цифровые каналы управления введены в стандарте EDGE (GSM/EDGE), или временный стандарт IS-136, который внедряется с 1996г. При этом сохранена совместимость IS-136 с N-AMPS и D-AMPS (IS-54), расширены функциональные возможности системы.

EDGE переходная технология от GSM-сетей к сетям третьего поколения 3G - UMTS - Universal Mobile Telecommunication System - универсальная мобильная телекоммуникационная система.

Впервые технология EDGE была представлена Европейским институтом стандартизации электросвязи (ESTI) в 1997 году. Использование EDGE позволяет ускорить процесс передачи информации в беспроводных сетях - до 384,0кбит/с (против максимально возможных ~171,2кбит/с в сетях GSM/GPRS).

Технология EDGE используется для обеспечения быстрой загрузки Web-страниц, файлов и приложений Интернет, а также ускоренного обмена сообщениями. Активно внедряется в Западной Европе.

Возможность делать покупки, совершать банковские операции, отправлять электронные сообщения и подключаться к Интернет, где бы вы ни находились - это реальность сегодняшнего дня, в котором есть технология EDGE.

Добавление EDGE к существующим сетям второго поколения сделает их совместимыми со стандартами международного союза телекоммуникаций - ITU-Т (МСЭ-Т) для сетей поколения 3G.

.

.

Реализация EDGE позволит расширить перечень основных преимуществ технологии общей пакетной радиослужбы - GPRS: более быстрое установление соединений для пакетной передачи и более высокая скорость в радиоканале последней мили.

Внедрение технологии EDGE не требует от Оператора сотовой связи значительного технического перевооружения и больших капитальных затрат.

В технологии EDGE используется та же структура кадра TDMA - множественный доступ с временным разделением (каналов), тот же частотный диапазон для логического (виртуального) канала - 200,0кГц, что и в современных сетях GSM.

Для EDGE требуются относительно небольшие изменения в сетевом оборудовании (аппаратных и программных средствах), не нужно изменять топологию сети и, как следствие, получать новые лицензии.

UTRA - Terrestrial Radio Access UMTS - наземный радиодоступ UMTS

Эта система разработана для наземного радиодоступа UMTS, поэтому в технической литературе эти системы объединяются под общим названием - UMTS.

Система UMTS входит в состав более широкой структуры, разработанной институтом ETSI, которая называется - GMM - Global Multimedia Mobility - глобальная мультимедиа мобильность.

GMM объединяет стационарные и мобильные терминалы, различные сети доступа:

- GSM BSS - GSM Basic Service Set - глобальная мобильная сеть с базисным набором служб

- UMTS - UMTS - Universal Mobile Telecommunication System - универсальная мобильная телекоммуникационная система

- MBS - Mobile Broadband System - мобильная широкополосная система

- TCP/IP - Transmission Control Prtocol / Internet Prtocol - протокол управления передачей / Интернет протокол - общее название протоколов, разработанных Минобороны США в 1970-е годы для систем пакетной передачи данных.

Институт ETSI разработал основные требования к системе UMTS и радио интерфейсу UTRA:

  • минимальная скорость - 144,0кбит/с (в перспективе - 384,0кбит/с);

  • в сельской местности и в пригороде - 384,0кбит/с (в перспективе - 512,0кбит/с), при средней скорости передвижения - 120.0км/час,

  • в городе - 2,0мбит/с, при скорости передвижении до10,0км/час;

  • функционирование системы при скорости передвижения 500,0км/час;

  • несколько служб должны действовать в режиме реального времени (On-line);

  • обеспечение передачи данных должно осуществляться способами коммутации пакетов или коммутации каналов с различной скоростью;

  • переключение ("перескок") частоты (каналов) должно осуществляться не только между ячейками, зонами покрытия (LA) усовершенствованной системы UMTS, но и между ячейками сети GSM и спутниковых систем;

  • система UMTS должна быть совместима с сетями: GSM, ATM, IP и ISDN;

  • система UMTS должна обеспечивать функционирование при передаче асимметричных исходящих и нисходящих потоков;

  • система UMTS должна обеспечивать функционирование с радио интерфейсом UTRA в соответствии с требованиями международных мобильных телекоммуникаций - IMT 2000.

Функциональная схема системы UMTS/UTRA

Радиоинтерфейс UTRA усовершенст-вованной системы UMTS

Пользовательское оборудование - UE

Внутренняя сеть для межсистемного переключения CN -

Core Network

UU = Um (GSM) IU = A (GSM)

канальный уровень сетевой уровень

(отвечает за радиоинтерфейс) (отвечает за соединения, доступом к среде, приоритет, управление

пакетами данных, функциями

управления соединениями)

Режим UTRA-FDD

В режиме FDD - Frequency Division Duplex - дуплекс с частотным разделением (каналов) системы наземного радиодоступа UTRA - используется широкополосная схема множественного доступа с кодовым разделением (каналов) - W-CDMA. Применение дуплекса означает, что исходящие и нисходящие линии связи (каналы) действуют на различных частотах:

  • несущие частоты нисходящих каналов находятся в диапазоне1920,0Гц - 1980,0Гц;

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]