Эволюционные пути развития

Технология кодового разделения каналов CDMA, благодаря высокой спектральной эффективности, является радикальным решением дальнейшей эволюции сотовых систем связи.

Рисунок 3

WCDMA считается стандартом 3G в эволюционном развития GSM систем (Рисунок 3). В реальности эта совместимость осуществляется на уровне терминального оборудования, при использовании многомодовых терминалов поддерживающих WCDMA, EDGE и GSM. GSM системы поддерживают скорость передачи данных не более 9,6 кбит/с – это позволяет предоставлять пользователям услуги голосовой связи и SMS.

Для увеличения скорости канала в сетях GSM и предоставления новых видов услуг необходимо установление оборудования GPRS и EDGE. GPRS базовые станции – это практически те же базовые станции, что и для GSM, но используются другие контроллеры позволяющие работать с объединенными каналами. Хотя теоретически в GPRS скорость передачи должна составить 115 кбит/с в реальности существует только 67 кбит/с, что позволяет предоставлять, помимо услуг голосовой связи и передачи коротких сообщений, услуги электронной почты, работу с базами данных, передачу неподвижных изображений и данных.

И хотя GPRS используют формат GSM канала путем объединения 8 временных интервалов, она является системой наложенной на GSM систему и для работы в GPRS необходимо иметь двухстандартный терминал GSM/GPRS. Для EDGE объединяются не только временные интервалы, а до трех несущих. EDGE реально тоже не обеспечивают скорость передачи 384 кбит/с, а намного меньше и так же является системой наложенной на GSM систему и для работы необходим терминал GSM/EDGE.

Технологии GPRS и EDGE являются технологиями 2,5G, но их внедрение осуществляется путем построения наложенной системы на сеть GSM – это ведет к значительным затратам на оборудование и сложность частотного планирования для оператора. А при переходе на WCDMA потребует получение дополнительно частотного диапазона и лицензии.

Рисунок 4

Стандартом 3G в эволюционном развития сетей cdmaOne (основанных на IS-95) является cdma2000 (Рисунок 4). Технология стандарта CDMA непрерывно развивается, при этом основ-ные принципы (версия IS-95A) сохраняются неизменными. Новые возможности предоставляет версия стандарта IS-95B, в которой определены условия объединения нескольких каналов CDMA, организуемых в прямом направлении (от базовой станции к мобильной). Скорость передачи в IS-95B увеличивается до 64 кбит/с за счет объединения нескольких каналов, или в перспективе, до 115,2 кбит/с. Данная версия стандарта позволяет еще до появления систем 3-го поколения предоставлять услуги Internet и других мультимедийных приложений с асимметричным графиком.

Более совершенная версия стандарта IS-95C направлена на повышение частотной эффективности и увеличения емкости телефонной сети в 2 раза. Данное предложение основано на введении квадратурного канала, по которому может передаваться такой же кодовый ансамбль сигналов (т.е. 64 кода Уолша), что и по синфазному каналу. Несмотря на эти изменения, система сохранит обратную совместимость со стандартами IS-95A и IS-95B, и занимает прежнюю полосу частот, равную 1,25 МГц. По сравнению с предыдущими версиями стандарта система позволяет увеличить скорость передачи до 144 кбит/с. Предлагаемые усовершенствования обеспечивают возможность сокращения энергопотребления терминала.

Помимо этого разрабатывается модификация стандарта IS-95-HDR, которая призвана расширить возможности существующего стандарта IS-95 по высокоскоростной передаче данных. Новая версия дает возможность организовать канал передачи данных со скоростью свыше 1 Мбит/с в прямом канале при значительно более низкой скорости в обратном канале. Возможности, которые предоставит IS-95-HDR, в первую очередь, ориентированы на асимметричный трафик сетей передачи данных. Совместное использование IS-95C и IS-95-HDR позволит сблизить характеристики существующих технологий с требованиями систем 3-го поколения. Несмотря на то, что предлагаемые усовершенствования продлят срок жизнеспособно-сти cdmaOne, однако имеющиеся в радиоинтерфейсе IS-95 ограничения не позволят обеспечить предоставление новых видов услуг. Последующее развитие технологии CDMA происходит в рамках технологии cdma2000. Большинство фирм производителей CDMA оборудования отказались от производства оборудования IS-95C и IS-95-HDR, а начали выпускать оборудование по технологии cdma2000 1X.

При построении системы мобильной связи на основе технологии cdma2000 1Х первая фаза обеспечивает передачу данных со скоростью 144 кбит/с, что позволит предоставлять услуги голосовой связи, передачу коротких сообщений, работу с электронной почтой, интернетом, базами данных, передачу данных и неподвижных изображений, а так же просмотр медленного видео. При этом будет возможность работы в системе терминалов поддерживающих только cdmaOne. Переход ко второй фазе cdma2000 1Х происходит при использовании той же полоса частот и канал 1,23 МГц, скорость передачи будет 384 кбит/с, что даст возможность, наряду с ранее существующими, предоставлять услугу передачи полного видео. Дальнейшее увеличение скорости передачи и переход к системам мобильной связи 3G, может происходить путем использования нескольких несущих (cdma2000 3X – 2,4 Мбит/с) или с применением технологии cdma2000 1XTREME (в лабораторных условиях получена скорость передачи 5,1 Мбит/с). При применении любого из путей дальнейшего развития cdma2000, обратная совместимость терминального оборудования сохраняется, выделение дополнительного диапазона частот не требуется.

Основными компонентами коммерческого успеха системы cdma2000 будут: более широкая зона обслуживания, высокое качество речи (практически эквивалентное проводным системам), гибкость и дешевизна внедрения новых услуг. Данная технология обеспечивает высокую помехозащищенность, устойчивость канала связи от перехвата и прослушивания, что делает его привлекательным в использовании для всех категорий абонентов.

Архитектура системы cdma2000 предусматривает возможность гибкого изменения конфигурации в зависимости от требований оператора и выделенной полосы частот. Полоса частот системы может изменяться от 1,25 МГц до 15 МГц в зависимости от региона обслуживания и требований по частотной совместимости с другими сетями подвижной связи.

Отличительными особенностями архитектуры cdma2000 являются:

· универсальность в предоставлении широкого ассортимента услуг (передача речи, пакетной информации, коммутируемых данных и мультимедиа) с возможностью вы-полнения требований IMT-2000 к качеству обслуживания для различных категорий пользователей;

· эффективность в построении системы сигнализации за счет снижения затрат пропускной способности на ее реализацию при передаче различных видов информации (речь, данные или одновременно речь и данные);

· гибкость в обеспечении интерфейса с существующими и перспективными IP-сетями или сетями с коммутацией каналов ISDN;

· расширяемость в части введения новых видов услуг и протоколов без предъявления дополнительных требований к существующим сетям;

· наращиваемость пропускной способности сети за счет введения новых сот, секторных антенн и базовых станций;

· плавная деградируемость в случае отказа отдельных элементов сети;

· согласованность с иерархической структурой систем 3-го поколения, описанной в ре-комендации ITU М.1225;

· эволюционный переход от существующих систем cdmaOne к перспективным сетям 3-го поколения.

Дата добавления: 2015-05-09