- Несущие частоты исходящих каналов используют диапазон 2110,0Гц - 2170,0Гц;

Всего в таком режиме для передачи речевого сигнала выделяется 250 каналов, каждому из них выделяется своя несущая частота, распределительная система -

DS - Distribution System и относительная фаза (только для исходящих каналов). Пропускная способность каждого канала - до 2,048мбит/с.

Как и в системе GSM, в системе UTRA-FDD имеются логические и физические каналы:

• исходящие линии связи - для передачи данных, начиная с канального - второго уровня эталонной модели взаимосвязи открытых систем (ЭМ ВОС), используется выделенный исходящий физический канал данных - для передачи сигналов управления, для этого выделяется исходящий физический канал на первом - физическом уровне ЭМ ВОС;

• нисходящие линии связи - для передачи пользовательских данных и данных управления выделяется, начиная с первого - физического уровня нисходящий физический канал, при этом используется временное уплотнение каналов.

Характеристики UMTS

• Диапазоны рабочих частот: 1920,0мГц - 1980,0мГц (нисходящая линия); 2110,0мГц - 2170,0мГц (исходящая линия).

• Разнос несущих частот приема и передачи (дуплексный разнос) - 190,0мГц.

• Разнос несущих соседних частотных каналов - 5,0мГц, но в конкретной сети допускаются отклонения от этой величины с шагом 200,0кГц.

• Шаг несущих (ширина канала) - 200,0кГц.

• Возможные значения частотных каналов:

а) на нисходящей линии связи - 9612,0мГц - 9888,0мГц;

б) на исходящей линии связи - 10562,0мГц - 10838,0мГц.

• Полоса частот, занимаемая одним частотным каналом - 5,0мГц.

• Вид модуляции: квадратурная фазовая модуляция - QPSK;

При работе в режиме HSDPA в зависимости от условий радиоканала - квадратурная фазовая модуляция или квадратурная амплитудная модуляция QAM с числом уровней соответственно: 16 или 64.

• Разделение каналов в одном частотном канале - кодовое.

• Скорость передачи данных в 1-м канале - 384,0кбит/с.

• На исходящей линии связи - "вниз" (от базовой станции к абонентскому терминалу) при одном соединении передается один кодовый канал управления и от одного до шести кодовых каналов данных.

• Коэффициент расширения и скорость передачи:

а) на исходящей линии связи - от 256 до 4, соответственно максимальная скорость передачи данных - от 15,0кбит до 960,0кбит/с

(15,0 х 64слота = 960,0кбит/с);

б) на нисходящей линии связи - от 512 до 4, соответственно максимальная скорость передачи данных в 2 раза выше - от 7,5 кбит/с до 960 кбит/с.

• Передаваемый цифровой поток разделяется на кадры длительностью 10,0 мс, кадр разделяется на 15 временных интервалов (слотов), которые являются единицами регулировки уровня передаваемой мощности.

• Кодирование в радиоканале: сверточное, турбо и без кодирования.

• При услугах в режиме On-line - "реальном времени" используется только помехоустойчивое кодирование,

• При услугах в режиме Off-line - "не реального времени" - помехоустойчивое кодирование. Способ кодирования и, следовательно, скорость передачи устанавливаются автоматически на каждом кадре передачи в соответствии с загрузкой данного частотного канала другими кодовыми каналами, помехами в радиоканале и многолучевым его характером.

Технология H-SCSD – High- Speed Circuit Switched Data - высокоскоростная передача данных с коммутацией каналов.

Этот стандарт - один из переходных этапов к технологиям мобильной связи четвертого поколения - 4G. Максимальная скорость передачи данных в канале - 14,4мбит/с, практическая - до 3,0мбит/с.

Системы H-SCSD применяются на базе GSM-сетей.

В основе технологии H-SCSD лежит коммутация каналов, этот протокол больше подходит для таких приложений, как видеоконференции и мультимедиа-приложения, чем для приложений коротких сообщений типа электронной почты, SMS, которые эффективнее передаются при помощи протокола пакетной коммутации. Так как сети GSM относятся к классу сетей с временным разделением каналов, то скорость обмена в H-SCSD прямо пропорциональна количеству временных интервалов (слотов), отведённых для передачи данных. При использовании одного временного интервала (слота) обеспечивается скорость 14.4кбит/с, а при использовании 4-х слотов достигается максимальная скорость 57,6кбит/с. Сетевой модернизации применение технологии H-SCSD на существующих сетях GSM не требует, только абонентского оборудования.

В базовых трансиверных станциях - BTS и узлах коммутации MSC меняется только программное обеспечение. Сегодня выпущены мобильные станции - MS с поддержкой этого протокола.

.

.

.

Технология H-SDPA - High-Speed Downlink Packet Access - высокоскоростная пакетная передача (данных от базовой станции к мобильному телефону)

Стандарт, один из переходных этапов миграции к технологиям мобильной связи четвертого поколения 4G. Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту составляет 14,4мбит/с, максимальная скорость - около 3,0мбит/с.

В основу технологии H-SDPA положены:

• схемы модуляции и кодирования фазовой квадратурной модуляции - QPSK и амплитудной квадратурной модуляции - 16 QAM;

• протокол ретрансляции - HARR - Hybrid Automatic Repeat Request;

• очередность передачи пакетов в базовой станции протоколом MAC-high speed.

H-SDPA базируется на высокоскоростном общем нисходящем канале - High-Speed Downlink Shared Channel - HS-DSCH, способном поддерживать высокие скорости передачи данных.

Технология позволяет обслуживать пользователей, осуществляя мультиплексирование пакетов данных с временным и кодовым разделением (каналов), то есть идеально подходит для обработки прерывистого пакетного трафика в многопользовательском режиме.

По сравнению с технологией UMTS, технология H-SDPA может передавать в три раза больше данных и поддерживать вдвое больше мобильных пользователей на одну ячейку (соту). В настоящее время скорость в нисходящем канале 3G (к BTS) составляет порядка 384,0кбит/с (теоретически скорость, согласно спецификации 3G, должна составлять 2,048мбит/с).

В режиме H-SDPA несколько кодовых каналов на линии связи от BTS к MS объединяются в один составной кодовый транспортный канал CCTrCH - Coded Composite Transport Channel, предоставляемый нескольким пользователям для совместного доступа к услугам.

Кроме того, H-SDPA значительно улучшает качество мультимедиа услуг (именно за счет высокой скорости, задержка становится неощутимой, а объем передаваемой информации увеличивается).

У технологии H-SDPA есть серьезный конкурент: WiMAX (EEEI 802.16) - стандарт широкополосной беспроводной передачи данных, который позволяет достигать (теоретически) скорость 70,0мбит/с, и ее реализация в России ближе, чем H-SDPA. Стандарту EEEI 802.16 - WMAN - компании WiMAX присущ ряд недостатков. Один из них - необходимость строить дополнительную инфраструктуру, чего технология HSDPA не требует, т.к. используется существующая сеть сотовой связи.

Главной особенностью современного этапа развития систем сотовой связи является переход к системам третьего поколения 3G. Наиболее актуальна эта проблема для Операторов связи сетей первого поколения, работающих в стандарте NMT. Операторы сотовых сетей связи GSM также прикладывают максимум усилий для удовлетворения потребностей своих пользователей в области мобильной передачи данных. Связано это, прежде всего с тем, что сети 3G позволяют предоставлять пользователям широкий диапазон новых услуг, которые способны существенно повысить доходы Операторов связи, а для производителей - продажи сетевого оборудования и телефонов.

.

.

.

Основным отличием систем 3G от сетей 2G является возможность передачи больших объемов информации с высокими скоростями.

Это позволяет получить качественно новый уровень связи, на основе которого возможно формирование глобального информационного пространства, доступ к которому не зависит от местоположения пользователя и его перемещений. Вследствие этого меняется и функциональное предназначение самого мобильного телефона - кроме средства голосового общения он становится многофункциональным устройством.

Возможности сетей 3G открывают новые горизонты в использовании мобильной связи, как частным абонентам, так и крупным корпорациям.

С одной стороны, абоненты получают в свое распоряжение полноценный доступ в Интернет, и множество других услуг. С другой стороны - Оператор связи начинает зарабатывать на росте трафика, с третьей стороны - появляется новый вид деятельности по предоставлению сервисов и услуг.

Появляются возможности для видеоконференций, мультимедиа, мобильной электронной коммерции, обеспечения безопасности и услуг на основе навигации.

Международный Союз электросвязи - МСЭ-Е (ITU) при сохранении идеи глобального роуминга, в качестве идеологической основы для объединения существующих сетей с системами стандартов 3-го поколения - IFS - IMT-2000 - Family of Systems, отказался от принципа глобального международного стандарта и сосредоточил свои усилия в этом вопросе на их гармонизации.

При этом в качестве основных стандартов данного семейства рассматривались стандарты CDMA и H-SCSD.

Расширение возможностей систем UMTS за счет использования технологии H-SDPA

Распространение технологии High-Speed Downlink Packet Access H-SDPA - трансформирует характер беспроводных коммуникаций и позволяет реализовать широкополосный беспроводной доступ. Это очередное технологическое достижение, способное привести к увеличению спроса на услуги связи со стороны конечных пользователей. С появлением технологии H-SDPA рост рынка мобильного широкополосного доступа на базе UMTS повторяет тенденции рынка фиксированной широкополосной связи, что сказывается на пользователях. Внедрение технологии H-SDPA в UMTS-сетях позволяет добиться более высокой скорости передачи данных и снизить значение сетевых задержек для конечных пользователей.

Тремя основными особенностями стандарта UMTS является преемственность услуг второго и третьего поколения, поддержка мультимедиа решений за счет возможности одновременного предоставления голосовых услуг и услуг по передаче данных, а также высокая скорость передачи данных.

Использование технологии H-SDPA позволяет пойти еще дальше, и обеспечить на практике среднюю скорость передачи данных порядка 800,0кбит/с и даже 1,5мбит/с, поскольку пиковая скорость передачи данных составляет 3,6мбит/с для мобильных терминалов категории 6 и до 14,4мбит/с для терминалов категории 10.

Кроме того, технология H-SDPA позволяет снизить время задержки полезного сигнала до 65,0мс, что позволяет использовать мобильную беспроводную связь для интерактивных приложений - многопользовательских игр.

Пример использования H-SDPA

Родители с детьми рано утром отправляются в путешествие. После двух часов пути детям стало скучно. Проходили соревнования по компьютерным играм как раз в то время, когда они находятся в дороге. Это - многопользовательская игра с высоким разрешением, предъявляющая высокие требования к пропускной способности, благодаря технологии H-SDPA дети могут загрузить игру и участвовать в соревнованиях непосредственно во время движения. Спустя всего несколько секунд, они начинают играть со своими друзьями-соперниками.

Низкие значения сетевых задержек обеспечивают высокую степень интерактивности игрового процесса; но для родителей важнее, что дети заняты игрой и всю дорогу ведут себя спокойно.

Кроме того, технология H-SDPA открывает Операторам новые возможности для выхода на рынок услуг triple play, и позволяет предоставлять местным жителям целый пакет услуг: телевидение, доступ в Интернет, голосовые и мобильные услуги. Благодаря H-SDPA, все это доступно уже сегодня.

Услуги triple play с использованием технологии H-SDPA

Для предоставления услуг H-SDPA не требуется специального оборудования

Переход к технологиям H-SDPA путем обновления программного обеспечения

Nortel производит базовые станции Node B, позволяющие предоставлять услуги UMTS. При этом любая базовая станция Node B, где бы она ни была установлена, будет поддерживать технологию H-SDPA после обновления только лишь программного обеспечения (ПО). Опираясь на технологии стандарта IS-95 (CDMA) трех предыдущих поколений, а также используя свой опыт в разработке и внедрении решений 1xEV-DO в базовых станциях четвертого поколения для сетей CDMA и UMTS, Nortel уже на аппаратном уровне реализовала модуляцию QPSK и 16 QAM H-SDPA. Ни одна из установленных базовых станций Node B не требует замены модулей оборудования. Часть программного обеспечения контроллера подсистемы радиодоступа (RNC), необходимая для оказания услуг H-SDPA, выполнена в виде подключаемого модуля (add-on) к ранее установленному программному обеспечению, позволяющего работать с MS версии R'99.

.

Поэтому на работе сети с технологией UMTS внедрение H-SDPA никак не сказывается.

Программное обеспечение H-SDPA реализует новый фреймовый протокол, позволяющий работать с трафиком транспортного канала HS-DSCH на интерфейсе Iub. Кроме того, это ПО также включает обновление инструментов для управления радио ресурсами (Radio Resource Management) для сетей H-SDPA, в частности инициация и окончание вызовов H-SDPA, анализ возможностей пользовательского оборудования (UE), проверка канала радиодоступа (RAB) и контроль установления H-SDPA соединений (CAC).

При использовании H-SDPA расширяются возможности пользователей за счет увеличения пропускной способности сети в пять раз и увеличения емкости сети в два раза по сравнению с UMTS-сетями. Технология H-SDPA обеспечивает низкие значения задержек (до 65,0мс). Это позволяет запускать в H-SDPA сетях интерактивные приложения, в том числе многопользовательские игры.

Кроме того, низкое время задержки сигнала играет важную роль для реализации интерактивных приложений IMS и в системах передачи данных ACK/NACK, где время задержки напрямую сказывается на пропускной способности.

Например, для обеспечения высокой пропускной способности канала TCP требуется, чтобы значение задержки сигнала не превышало 100,0 мс.

Низкая стоимость передачи данных, возможность управления перегрузками

Технология H-SDPA обеспечивает более высокую спектральную эффективность за счет использования нового общего нисходящего канала и усовершенствованных механизмов, таких как адаптивная модуляция и кодирование, или модуляция 16 QAM Modulation (в тех случаях, когда качество радиосигнала позволяет использовать более высокую скорость модуляции). Это приводит к ужесточению требований к пропускной способности между базовой трансиверной станцией - UMTS BTS и контроллером радиодоступа RNC. Пропускная способность каждой базовой станции UMTS будет зависеть от мобильных характеристик H-SDPA, которые в свою очередь определяются типом пользовательского оборудования (UE category).

Использование новой технологии пакетного доступа и увеличение пропускной способности, в решениях H-SDPA увеличивается вероятность возникновения перегрузок на канале между BTS и контроллером.

Для установки базовых станций UMTS-GSM в густонаселенных городских районах может потребоваться более четырех потоков E1(64,0кбит/с х 32 каналов = 2,048мбит/с).

С распространением широкополосных услуг трафик будет увеличиваться. С появлением технологии H-SDPA эта тенденция только усиливается. Операторы беспроводной связи столкнулись с изменением характера распределения трафика; около 60% всего UMTS-трафика - пакетная коммутация.

Влияние этого перераспределения на пропускную способность каждой BTS UMTS зависит от мобильных характеристик H-SDPA, которые в свою очередь определяются категорией пользовательского оборудования (UE category).

Архитектура BTS UMTS также обеспечивает возможность экономически эффективной миграции к широкополосным решениям, где для реализации услуг H-SDPA потребуются новые, альтернативные способы передачи трафика по интерфейсу Iub, такие как темное оптоволокно (dark fiber), LMDS, медножильный кабель.

H-SUPA - "Highly (просто) Seductive (сногсшибательная) Ultra (ультра) Pace (скоростная) Technology (технология)"

На самом деле H-SUPA переводится: "High-Speed (высокоскоростная) Uplink (спутниковая) Packet (пакетная) Access (связь)".

Компания Samsung представила новую технологию передачи информации, скорость загрузки больших объемов данных в 5 раз выше по сравнению с технологией W-CDMA. Первый мобильный H-SUPA телефон появился в 2007 г.

H-SUPA - это усовершенствованная версия W-CDMA, обеспечивающая более высокую скорость передачи данных.

Сетевое оборудование имеет скорость передачи пакетов данных до 2,048мбит/с при передаче данных в сеть Оператора связи (от MS к BTS - нисходящий канал) и до 3,6мбит/с при загрузке данных в мобильный телефон (от BTS к MS - исходящий канал).

В системе H-SUPA используется усовершенствованный канал в исходящей линии связи, в котором применены методы адаптации канала, аналогичные, которые используются в H-SDPA, более короткий интервал времени передачи, позволяющий увеличить пропускную способность канала и снизить задержку передачи сигнала.

Сравнительные характеристики систем W-CDMA FDD и UTRA TDD

Показатель	W-CDMA FDD	UTRA TDD
Диапазон частот, мГц	2110,0 - 2170,0 нисх. 1920,0 - 1980,0 исх.	1900,0 - 1920,0 нисх. 2010,0 - 2025,0 исх.
Метод доступа	DS-CDMA	TD-CDMA
Полоса частот, мГц	2х5; 2х7,5; 2х15	5
Разнос между несущими, кГц	200	200
Скорость (базовая), мбит/с	3,84	3,84
Модуляция в канале данных:
нисх.	QPSK	QPSK
исх.	QPSK	QPSK
Максимальная излучаемая мощность, Вт	24	27,2
Максимальное расстояние между мобильной и базовой станциями, км	5,787 (нисх.)/ 4,475 (исх.)	6,041 (нисх.)/ 5,279 (исх)

Ведущие Российские Операторы сетей сотовой связи: так называемая "большая тройка" - "МТС", "Мегафон" и "Вымпелком", а также три других компании беспроводной связи, получили лицензию на предоставление связи 3G (три диапазона).

Главным преимуществом связи 3G РФ перед другими видами беспроводной сотовой связи для пользователей является:

-увеличение скорости передачи данных до 1900,0-2200,0мГц,

-организация видеоконференций,

-возможность участвовать в режиме реального времени в играх на бирже и т.д.

-смотреть видеофильмы,

-расплачиваться в магазине в режиме On-line и др.

С технической точки зрения, основное отличие сетей четвертого поколения от предыдущего, заключается в том, что технология 4G полностью основана на протоколах пакетной передачи данных, в то время как 3G соединяет в себе передачу речевого трафика и передачу пакетов данных.

Международный союз электросвязи, сектор телекоммуникаций - МСЭ-Т определяет технологию 4G как будущее технологий беспроводных телекоммуникаций.

4Gпозволит достичь скорости передачи данных до 1,0гбит/с - в условиях движения источника или приемника на скорости до 120,0км/час и до 100,0мбит/с в условиях обмена данными между двумя движущимися мобильными устройствами на скорости 120,0км/час.

Технология 4G, в частности, обеспечивает пользователям просмотр телепередач высокой четкости и управление "умным домом" (домашней бытовой техникой, охранно-пожарной сигнализацией, водоснабжением, отоплением и т.д.) с помощью мобильного устройства. Сегодня уверенно внедряются технологии поколения 3,5G. Страны, которые недавно внедрили сети второго поколения (например, Китай), пытаются "перескочить" на целое поколение вперед, начав эксплуатацию систем 4G, которые позволят увеличить скорость передачи данных по сравнению с 3,5G в несколько десятков раз.

В сетях сотовой связи смена поколений технологий идет более быстрыми темпами, чем в других отраслях, например, в производстве компьютерной техники.

В телекоммуникациях с беспроводным абонентским доступом все четко:

-1G - первое поколение - это аналоговая связь (стандарт NMT).

-2G - второе поколение - это цифровая связь с коммутацией каналов (стандарты GSM, CDMA, N-AMPS, D-AMPS).

-3G - третье поколение - (стандарты GPRS, EDGE,UMTS и др.) - предусматривает наряду с коммутацией каналов и пакетную передачу данных. О сетях третьего поколения 3G сейчас говорят как о символе прогресса, но технологии 3G уже обгоняют системы следующего поколения сетей сотовой связи - 4G. В некоторых странах системы третьего поколения 3G так и не разовьются в полную силу - их место займут технологии четвертого поколения - 4G.

-4G - четвертое поколение сетей сотовой связи. К 4G, как правило, относят технологии, ориентированные на высокоскоростную передачу пакетов данных в сетях сотовой связи со скоростью 100,0мбит/с и выше (W-CDMA,LTE и др.).

Это технологии беспроводной передачи данных Интернет, Wi-Fi (скоростные варианты этого стандарта) и WiMAX (в теории скорость - до 1,0гбит/сек).

-5G - пятое поколение сетей сотовой связи ориентировано на скорость передачи пакетов данных свыше 1,0гбит/с (IPv6). Специалисты компании Samsung Electronics утверждают, что при использовании мультиплексоров множественного ввода/вывода - Multiple Input Multiple Output - MIMO - можно добиться скорости передачи 3,5гбит/с.