С И С Т Е М Ы

подвижной связи

3-го поколения

3. Состояние сотовой связи в мире.

3.1. Статистика сотовых сетей

Приведем статистику абонентов сотовой связи на 18.07.2012г. (табл.1.1). Приведенные в табл.1.1 данные показывают, что в 2012г. сохраняются тенденции развития сотовых сетей после 2000г. Сети стандарта GSM/UMTS продолжают свой рост, аккумулируя примерно 90% всех абонентов.

Таблица 3.1

Стандарт	Число абонентов, млн.
Всего	≈ 6300
GSM/UMTS/LTE	5640
UMTS (WCDMA)	1,01
LTE	24,7
CDMA2000	626
iDEN	≈25,0

Сети стандарта LTE (Long-Term Evolution) начали развертывать с 2010г. На 18 июля 2012 в мире работают 89 коммерческих сетей LTE в 45 странах.

Фактически исчезли сети стандарта D-AMPS (в июне 2005г. – 79 млн. абонентов) и японского стандарта PDC (39,3 млн. в 2006г.).

3.2. Структура сети gsm/umts.

Структура интегрированной сети приведена на рис. 3.1. К существующей в GSM подсистеме пользовательских услуг и коммутации, которая включает как коммутаторы каналов MSC/VLR, GMSC, так и коммутаторы пакетов SGSN, GGSN, и образует ядро сети CN (Core Network), подключены как действующие подсети базовых станций GSM BSS, так и наложенные на них новые сети радиодоступа UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network).

Реализация услуг возможна с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов.

Рис. 3.1. Архитектура интегральной сети UMTS и GSM

4. Технологии повышения скоростей передачи данных.

4.1. Существующие в стандарте gsm технологии передачи данных.

1. HSCSD – High Speed Circuit Switched Data

2. GPRS – General Packet Radio Service

3. EDGE – Enhanced Data Rates for Global Evolution

4.2. Высокоскоростная передача данных по коммутируемым

каналам. Технология HSCSD

При передаче изображений, файлов Интернета, не говоря уже о потоковом видео, объемы информации существенно превосходят объемы сообщений при телефонии. Так, например, файл с качественной фотографией имеет размер не менее 100 кбайт. Классические сети GSM позволяют передавать данные со скоростями не выше 9,6 или 14,4 кбит/с, так что передача одной фотографии по такому каналу займет более минуты. Для повышения скорости передачи данных предложена технология HSCSD. HSCSD основана на выделении абоненту не одного, а нескольких ВИ в кадре. На рис. 4.1 приведен пример, когда MS предоставлены в кадре 2 ВИ. Следует обратить внимание на то, в соответствии со спецификациями GSM начала кадров приема сигнала MS (строка MS RX) и передачи сигнала (строка MS TX) сдвинуты на 3 ВИ. Кроме того, при передаче начало передаваемых пакетов должно быть сдвинуто на время упреждения. В строке Monitor показан интервал времени, в течение которого MS оценивает уровень сигнала BTS одной из соседних сот.

Рис. 4.1. Задачи приема и передачи сигналов MS при HSCSD

Теоретически при занятии всех 8 ВИ можно достичь скорости 8·14,4 = 115,2 кбит/с. Однако, из-за ограничений в работе действующих MSC и линий связи, соединяющих BTS, BSC и MSC, скорость обычно не превышает 4·14,4 = 57,6 кбит/с. Кроме того, ограничены и возможности MS. Так при занятии для приема и передачи в сумме более 5 ВИ, MS должна иметь возможность принимать и передавать одновременно, что существенно усложняет MS. Исходя из возможностей многослотовой работы, MS разделены на 29 классов. Класс присутствующих на рынке аппаратов, как правило, не превышает 10. Для класса 10 общее число TS, используемых для передачи и приема, не может быть более 5. При этом возможны режимы работы 4/1 или 3/2.

Указанной скорости достаточно для передачи видеотелефонии, видеоконференций или Интернета. Однако, при передаче Интернет-приложений информационные пакеты разделены большими, неопределенными по времени промежутками. Использование HSCSD в этом случае крайне расточительно, так как за абонентом закрепляют дуплексный канал на все время сеанса связи. Из-за пауз при передаче канальный ресурс расходуют нерационально, что сокращает число обслуживаемых абонентов. Сеанс связи получается длинным, дорогим и может неожиданно прерываться. Поэтому основную нагрузку по передаче данных принимают на себя сети GSM с коммутацией пакетов, использующие технологию GPRS, где возможность работы в многослотовом режиме реализовать гораздо проще.