Историческая справка. 1927 г. - Гарри Найквист определил, что число импульсов, которые могут быть переданы в единицу времени без искажений

1927 г. - Гарри Найквист определил, что число импульсов, которые могут быть переданы в единицу времени без искажений, ограничено двойной шириной частотного диапазона канала связи. Найквист опубликовал свои результаты в статье "Определённые Проблемы Теории Телеграфной Передачи" (1928г.). Это правило сопряжено с теоремой Найквиста - Шеннона. Сходные результаты получены русским учёным В.А. Котельниковым (1940-е годы) и в русскоязычной литературе называются теоремой Котельникова.

1935 г. - В СССР опубликована первая работа посвящённая обработке сложных сигналов - " Основы теории линейной селекции. Кодовое разделение каналов ". Сборник ЛЭИС. Ее написал профессор Дмитрий Васильевич Агеев. Работа содержит основы ортогонального разделения сигналов, разделения сигналов по форме.

1942 г. – Известная голливудская актриса Хедди Ламарк во время второй мировой войны оставила свою профессию и занялась частотным кодированием. Она одной из первых разработала frequency hopping - " перескок частоты ". Эти работы велись под грифом "секретно".

1943 г. - В США описана система скрытой передачи речи, в которой информационный сигнал, сформированный с помощью узкополосной частотной модуляции гармонической несущей частоты речевым сообщением, перемножался с широкополосным сигналом.

1947г. - " Теория потенциальной помехоустойчивости " Владимира Александровича Котельникова.

1948г. - Клод Элвуд Шеннон - работа " Математическая теория связи ".

1960 г. - В США выпущена система связи ARC-50. Ее экспериментальные исследования начались в 1956г. Система связи использовалась для организации обмена речевыми сообщениями между пилотом самолёта и наземными службами, а также для определения расстояния до самолёта. В ARC-50 впервые были использованы технические решения, которые стали базовыми при проектировании систем связи с шумоподобными сигналами - ШПС. В США разработана специальная система телефонной связи с использованием ШПС RACEP, обеспечивающая связь с подвижными наземными абонентами.

60-е годы - По мере эволюции технологии аналого-цифрового преобразования речевых сигналов появились и первые предложения использовать ШПС в коммерческих системах связи. В это же время фирмой Motorola предложена широкополосная система передачи речи дельта-функция (дельта-модуляция).

Эволюция систем сотовой связи, использующих технологию CDMA

1985 год ITU-T (МСЭ-Т - международный союз электросвязи сектор телекоммуникаций) назначил временную рабочую группу для определения основных требований к коммерческим общественным наземным мобильным телекоммуникационным системам(FPLMTS). Цель создания группы - интегрировать наземные и спутниковые системы беспроводной связи для обеспечения единого широкополосного доступа к мобильным системам связи.

1989 год В США принята технология TDMA - множественный доступ с временным разделением (каналов) в качестве цифрового стандарта, который заменил аналоговый стандарт N-AMPS. Это позволило Операторам сотовой связи разделять сигнал на мельчайшие временные интервалы в доли секунды, что предоставляет возможность одновременного доступа к системе TDMA втрое бóльшему числу абонентов (пользователей).

В этом же году компания Qualcomm Inc. представила систему CDMA, по-новому реализующую идею, десятилетиями использовавшуюся в системе спутниковой связи военных в США и в бывшем СССР. После трех лет тестирования промышленностью была предложена система CDMA в качестве второго (после GSM) международного стандарта, повышающего емкость системы в 10-20 раз. 1993 год ITU-Tодобрил международный стандарт CDMA: IS-95А. Аббревиатура IS - Interim Standard - временный стандарт - используется для учета в TIA, а цифра означает порядковый номер. Из полного названия стандарта TIA/EIA/IS-95 (TIA / EIA - Telecommunication Industry Association / Electronic Industries Alliance) видно, что в его рассмотрении принимал также участие EIA, который объединяет семь крупных организаций США. Системы IS-95 разделяют частотный спектр на полосы шириной 1,25мГц. Передача речи и данных по стандарту IS-95 осуществляется кадрами длительностью 20 мс. При этом скорость передачи в пределах сеанса связи может изменяться от 1,2 до 9,6 кбит/с, но в течение одного кадра она остается неизменной. Если количество ошибок в кадре превышает допустимую норму, то искаженный кадр удаляется.

1997 год Завершена разработка стандарта IS-95B; скорость передачи данных 64,0кбит/с. ITU-T принял основные рекомендации для оценки CDMA технологий.

Для IS-95: стандарт - CDMA, бренд: CDMA-One.

.

1998 год ITU-Tодобрил стандарт CDMA 2000 для поколения мобильной связи 2,5G - 3G.
1999 год Операторы связи в Северной Америке, Корее и Японии запустили Интернет и информационные сервисы, используя стандарт CDMA-One.

2009 год Компания TIA / EIA (Telecommunication Industry Association / Electronic Industries Alliance) предложила группу стандартов CDMA 2000 -временный международный стандарт IS-2000 (lMT 2000 - International Mobile Telecommunications).

Стандарт является развитием действующего врéменного международного стандарта IS-95 (CDMA-One).

ITU-T установил дополнительный частотный спектр для группы стандартов CDMA:

IMT-2000 - International Mobile Telecommunications - международные мобильные телекоммуникации (начало эксплуатации - 2000г.), эта система предложена европейским институтом ETSI и называется сегодня UMTS.

UMTS - Universal Mobile Telecommunication System - универсальная мобильная телекоммуникационная система. Эта система не является полностью новой, а скорее является промежуточной - 2,5G.

Функционирует пять интерфейсов радиодоступа:

-IMT-DS ( Direct Spread, W-CDMA / UTRA FDD ) представляет собой стандарт на базе технологии W-CDMA, используется в основном в Европе при переходе от стандарта GSM к стандарту UMTS,W-CDMA и является основой европейской системы UMTS ;

- IMT-MC ( Multi Carrier, CDMA 2000) представляет собой модификацию многочастотной системы CDMA 2000, в которой обеспечивается обратная совместимость с оборудованием стандарта CDMA-One (IS-95) ;

- IMT-TC ( Time-Code, UTRA FDD / CDMA, CDMA 2000);

- IMT-SC ( Single Carrier, IS-136 - AMPS );

- IMT-FT (Frequency Time, DECT ).

Технология CDMA, благодаря высокой спектральной эффективности, является радикальным решением дальнейшей эволюции сетей сотовой связи.

Для перехода к стандарту в сети IS-95A необходимо произвести следующую модернизацию:
- Заменить платы канальных элементов на BTS на платы нового типа или добавить их.
- Произвести модернизацию программного обеспечения или установить новое.
- Установить новые или модернизировать элементы доступа в IP-сеть.

В стандарт CDMA 2000 на транспортном (4-м) уровне ЭМ ВОС заложен протокол

Mobile IP. Он позволяет пользоваться роумингом передачи данных без смены

IP-адреса при переходе из домашней сети в гостевую или другую сеть.

Стандарт CDMA 2000 (IMT-MC, или IMT 2000) разделен на две фазы - 1X и 2X.

.

.

.

.

.

.

Основные отличия стандарта CDMA 2000 1X от стандарта IS-95A:

- Наличие пилотного канала в обратном канале.

- Большое количество (до 64-х) кодов Уолша, и большое количество каналов связи в одном частотном диапазоне.
- Наличие быстродействующей схемы контроля мощности в прямом канале и в обратном канале связи.
- Организация дополнительных каналов в случае необходимости передачи больших файлов пакетов данных.

Все это позволило увеличить скорость передачи данных до 153,6кбит/с для речевого трафика и для IP трафика.

В сетях IS-95A пиковая скорость передачи данных ограничена максимальной шириной полосы одного канала трафика, который может быть выделен либо для передачи речи, либо для передачи данных, которая составляет 14,4кбит/с.

Сети стандарта IS-95B отличаются от сетей IS-95А, в основном, возможностью объединения нескольких каналов трафика для одного пользователя с целью увеличения скорости передачи данных.

Сети IS-95B являются аналогами широко внедряемых сегодня сетей GPRS.

Первые коммерческие запуски сетей IS-95B состоялись в 1999г. - в Корее и в 2000г. - в Японии.

Использование систем CDMA 2000 1X позволяет обслуживать одной BTS в 1,7 раз больше каналов с речевым трафиком, чем использование систем IS-95A в такой же полосе частот.

Ресурс по передаче трафика данных делится между пользователями, подобно тому, как офисная локальная сеть ограничивает потребности каждого пользователя.

Стандарт CDMA 2000 1X обладает полной прямой и обратной совместимостью с IS-95A. Это означает, что телефоны стандарта CDMA 2000 1X будут работать в сетях IS-95A. В свою очередь мобильные станции IS-95A тоже будут работать в сетях CDMA 2000 1X, только со скоростью передачи данных - 14,4кбит/сек.

Эволюция технологии CDMA происходит в рамках технологии CDMA 2000.

Стандарт CDMA 2000 не является полноценным 3G, т.к. не дотягивает до обязательных 2,048мбит/с - скорости передачи данных в одном канале. Поэтому его называют поколением 2,5G.

Стандарт CDMA 2000 1Х называют также IS-95C.

Вторую фазу CDMA 2000 позже назвали 1X-EV (evolution), разделив ее на две фазы:

- CDMA 2000 1X EV-DO(evolution-data only);

- CDMA2000 1X EV-DV (evolution-data & voice).

Стандарты семействаCDMA 2000 не требуют организации отдельной полосы частот.

В ходе эволюции технологии CDMA могут быть реализованы во всех частотных диапазонах, используемых системами сетей сотовой связи (450, 700, 800, 900, 1700, 1800, 1900мГц и т.д.).

.

При построении системы сотовой связи на основе технологии CDMA 2000 1Х, первая фаза обеспечивает передачу данных со скоростью до 153,0кбит/с, что позволяет предоставлять услуги речевой связи, передачу коротких сообщений, работу с электронной почтой, Интернет, базами данных, передачу данных и неподвижных изображений.

Переход к технологии CDMA 2000 1Х EV-DO происходит при использовании той же полосы частот - 1,25мГц, скорости передачи - до 2,4мбит/с - в прямом канале и до 153,0кбит/с - в обратном канале. Это делает систему связи отвечающей требованиям 3G и даёт возможность предоставлять самый широкий спектр услуг, вплоть до передачи видео в режиме практически реального времени.

На конференции в Стокгольме стандарт CDMA 2000 1X EV-DO был принят

ITU-T как стандарт третьего поколения (3G) - IMT-2000.

Поскольку задачи передачи речи и пакетов данных ставят принципиально разные требования к построению радио интерфейса, при разработке стандартов серии CDMA 2000 1X EV было решено разделить трафики речи и данных по разным частотным каналам. Как первая фаза этого стандарта был разработан стандарт CDMA 2000 1Х EV-DO, который описывает исключительно передачу данных в отдельном частотном канале 1,25мГц. Передача речи чувствительна к времени задержки речевого сигнала, поэтому в системах CDMA 2000 1Х EV-DO необходимо поддерживать стабильный канал передачи, постоянно отслеживая и изменяя мощность сигнала в зависимости от расстояния между передатчиком и приемником. Приемник каждые 1,67мс измеряет соотношение сигнал/шум и скорость передачи данных. Вышесказанное позволяет увеличить скорости передачи до 2,4мбит/с в прямом, и 307,0кбит/с в обратном каналах.

Это увеличивает спектральную эффективность передачи данных примерно в шесть раз по сравнению с технологией CDMA-One.

Следующая фаза этого стандарта CDMA 2000 1Х EV-DV разработана совместно компаниями Motorola, Nokia, Philips Semiconductors и Texas Instruments, позволяет осуществить передачу и речи, и данных в одном частотном канале 1,25мГц и достичь пиковых скоростей передачи 4,8мГц.

Для перехода к стандарту CDMA 2000 1Х EV-DO необходимо:
- Выделить отдельные частотные каналы для передачи данных.
- Заменить платы канальных элементов в BTS на платы нового типа.
- Произвести модернизацию программного обеспечения.

Дата добавления: 2014-01-11