В беспроводных сотовых сетях поколения 2G

В стандарте мобильной связи GSM объединение частотного и временного уплотнения применяется для организации связи между мобильной станцией MS и базовой трансиверной станцией BTS.

В этом случае в сетях сотовой связи между мобильной станцией MS и базовой трансиверной станцией BTS устанавливается дуплексный канал, для каждого из направлений:

- от базовой станции BTS к мобильной станции MS (исходящая линия связи);

- от мобильной станции MS к базовой станции BTS (нисходящая линия связи).

В обоих направлениях связи используются разные частотные диапазоны.

Например, схема распределения частот в стандарте GSM 900 (900,0мГц):

- все исходящие линии связи используют диапазон частот 890,2мГц - 915,0мГц;

- все нисходящие линии связи используют диапазон частот 935,2мГц - 960,0мГц;

f_нисх = f_исх + 45,0мГц f_исх = 890,0мГц + n·0,2мГц; f_нисх = 935,0мГц + n· 0,2мГц

где:

n - номер канала связи.

0,2мГц (200,0кГц) - диапазон частот каждого канала

45,0мГц - защитный интервал между исходящей и нисходящей линией связи

Всего:

исходящих (от MS к BTS) каналов 124, нисходящих (от BTS к MS) каналов 124.

Недостатком этой схемы является необходимость согласования работы различных передатчиков, т.к. нужно одновременно управлять и последовательностью частот, и моментами времени, в которые происходит изменение этих частот ("перескок", или переключение канала, частоты). В противном случае передатчики будут создавать помехи друг другу.

Схемы с кодовым уплотнением (каналов) - CDM - Code Division Multiplexing -

Схема с кодовым уплотнением (каналов) CDM использовалась ранее только в военных целях, но в настоящее время широко применяется в гражданских беспроводных телекоммуникациях.

При использовании схемы CDM все каналы используют для передачи одинаковую частоту в одно и то же время. Разделение каналов здесь достигается присвоением каждому каналу некоторого "кода". Защитные интервалы представляют собой коды, находящиеся в кодовом пространстве (которое практически бесконечно по сравнению с частотным пространством) на определенном "расстоянии" между собой, например, ортогональные коды (сдвиг на девяносто градусов).

Присвоение индивидуального кода каждому передатчику не приводит к проблемам.

.

.

Главные и существенные недостатки схемы с кодовым разделением (каналов) CDM:

-относительно высокая сложность приемника, который должен "знать" код и отделять канал с нужными данными от фонового шума (помех), состоящего из остальных сигналов и шума окружающей среды;

-необходимость точной синхронизации передатчика и приемника для правильного декодирования сигнала.

Схемы множественного доступав сетях сотовой связи поколения 2G

- SDMA - Space Division Multiple Access - множественный доступ с пространственным разделением (каналов).

Мобильная станция MS может работать с несколькими базовыми трансиверными станциями BTS, но качество связи с каждой из них будет различным. Как правило, схемы SDMA используются не самостоятельно, а в сочетании с другими.

Схема может быть использована на малых расстояниях, например радиостанции в диапазоне FM.

- FDMA - Frequency Division Multiple Access - множественный доступ с частотным разделением (каналов).

В сетях сотовой связи схемы FDMA используются для организации одновременного доступа к среде базовой трансиверной станции BTS и мобильной станции MS по дуплексному (двухстороннему) каналу связи.

В этом случае для каждого из направлений - от MS к BTS и наоборот - выделяются различные частоты. Такая схема называется дуплекс с частотным разделением каналов - FDD - Frequency Division Duplex.

Например, в сетях сотовой связи GSM 900:

-все исходящие частоты (прямой канал) находятся в полосе 890,2мГц - 915,0мГц;

-все нисходящие частоты (обратный канал) находятся в полосе 935,2мГц - 960,0мГц.

-полоса частот между полосами частот в прямом и обратном направлениях (защитная полоса частот) составляет 45,0мГц;

-число каналов в каждом направлении - 124;

-полоса (диапазон) частот каждого канала - 200,0кГц (0,2мГц).

- TDMA - Time Division Multiple Access - множественный доступ с временным разделением (каналов).

Схема TDMA в сравнении с предыдущей схемой FDMA является более гибкой.

Она включает в себя все технологии, использующие распределение интервалов времени, т.е. временное уплотнение (логические каналы). В этом случае приемник работает на одной и той же частоте.

Схемы передатчика и приемника существенно упрощаются, но прослушать каналы на одной и той же частоте разделенные по времени значительно проще, чем в случае использования частотного разделения.

В схеме с временным разделением каналов - TDMA необходимо обеспечить синхронизацию передатчика и приемника во времени. В случае динамического распределения интервалов времени необходимо использовать идентификацию (например, указывать адрес передатчика). В схемах фиксированного распределения интервалов времени использовать идентификацию не нужно, но пропускная способность системы в целом снижается. Поэтому для обеспечения гибкости пропускной способности схемы TDMA и FDMA объединяются.

Схемы TDMA с фиксированным доступом (фиксированным распределением интервалов) используются во многих цифровых мобильных телекоммуникационных системах: GSM, IS-54 (PСS), IS-136 (AMPS), DECT и др. - для организации доступа и установления дуплексного канала между мобильной и базовой станциями.

Пример дуплекса с временным разделением (каналов) в беспроводной телекоммуникационной системе стандарта DECT:

Схема распределения сигналов повторяется каждые 10,0мс, т.е. каждый выделенный временной интервал имеет продолжительность 417,0мкс.

Этот способ обеспечивает каждой мобильной станции доступ к среде каждые 10,0мс, причем независимо от других соединений.

Базовая приемопередающая станция - BTS использует 1 из 12 доступных временных интервалов для нисходящей связи

417мкс BTS

Исходящие линии связи Нисходящие линии связи

Дата добавления: 2014-01-11