Материал: 6282

Рис. 4. 15

Управление режимами работы цифрового оборудования и приемопередатчика осуществляется контроллером соты (СС). Контроллер соты обеспечивает требуемые режимы и алгоритмы работы оборудования внутри соты, назначает и конфигурирует ресурсы BTS для обслуживания нагрузки и вызовов, формирует статистическую информацию о работе соты, контролирует распределение сигналов опорных частот. Он также управляет объединением портов канальных блоков для передачи сообщений в цифровую линию к контроллеру сети (BSC) и центру коммутации подвижной связи

(MSC).

Рассмотренные принципы построения системы стандарта IS-95, возможность одновременной работы подвижных станций в существующих сетях сотовой связи определяют перспективность развития сетей связи CDMA в регионах, где уже действуют сети связи стандартов AMPS, N-AMPS и D-AMPS. Совместное использование сотовых сетей связи указанных стандартов с частотным и кодовым разделением каналов обеспечит значительное увеличение количества обслуживаемых абонентов, расширит состав услуг и зону покрытия связью. Ниже приведены основные характеристики CDMA IS-95 и их краткое описание, определяющие достоинства и перспективность систем сотовой связи с кодовым разделением каналов.

Характеристики CDMA IS-95 и их описание:

Высокая пропускная способность. Полевые испытания, проводившиеся в различных условиях, подтвердили, что при высокой нагрузке пропускная способность систем CDMA в среднем в 15 раз превышает пропускную способность аналоговых систем. Если выражать это в Эрлангах при заданном

качестве обслуживания, то преимущества систем CDMA еще более очевидны. При использовании существующих вокодеров, которые работают на половинной скорости передачи, пропускная способность увеличивается еще в 1,7 раза (при том, что для сети CDMA необходимо на 30-40% базовых станций меньше, чем для GSM, и в 2-3 раза меньше, чем для AMPS). Дополнительная секторизация (свыше 3) также увеличивает пропускную способность. Существует возможность выделения требуемой полосы частот по потребности. Кроме того, максимальная дальность связи ( в отличии от TDMA-систем) ограничена лишь мощностью и радиовидимостью.

Высококачественная связь. Вокодер, работающий на переменной скорости передачи, обеспечивает преобразование речевых сигналов в цифровую форму и высококачественное воспроизведение речи. Фоновые сигналы заглушаются даже при большой нагрузке. Система независимо отслеживает поступающие отдельные сигналы при многолучевом распространении, что значительно снижает подверженность замираниям. Это свойство дает дополнительные преимущества CDMA в условиях городов с высотными застройками. Система CDMA обеспечивает меньшую задержку в передаче голосового сообщения, чем другие системы подвижной связи. При использовании CDMA не приходится применять изощренные средства для подавления эхо-сигнала. Метод мягкого хэндовера абонента, применяемый в системах CDMA, обеспечивает почти прозрачную передачу вызовов между сотами. Такой надежный метод передачи практически исключает потерю вызовов и снижает нагрузку на коммутационное оборудование. Кроме того, излучаемая мобильными аппаратами средняя мощность в сотовых системах CDMA составляет менее 10 мВт, что на 1-2 порядка ниже мощности, требуемой в системах с временным разделением каналов TDMA .

Возможность дальнейшей эволюции системы. В существующей системе предусмотрены поисковые службы и цифровая передача данных. Существующая структура управления обеспечивает протоколы факсимильной связи. Могут быть предусмотрены и более высокие скорости передачи (в настоящее время используется скорость 9,6 кбит/с). Портативные абонентские станции, основанные только на методе CDMA и совместимые с сотовыми системами и УАТС, могут отвечать перспективным требованиям. CDMA предоставляет дополнительный сервис, обеспечивая одновременную передачу голоса и факса по одному каналу. В технологии CDMA реализованы оригинальные алгоритмы упаковки данных для большей скорости их передачи

Возможность введения новых функций. При желании с одного и того же аппарата можно получить выход к беспроводной УАТС, домашнему беспроводному телефону, общественным беспроводным цифровым телефонным аппаратам, к сети персональной связи и к сотовым сетям. Обеспечиваются интерфейсы с УАТС, сетью ISDN и коммутируемой телефонной сетью общего пользования. Цифровые сигналы управления позволяют организовать целый ряд служб передачи данных, которые можно добавлять по мере того, как компания-оператор будет вводить новые услуги. Вокодер с переменной скоростью передачи и предусмотренная возможность передачи данных позволяют вводить различные уровни обслуживания. Предусмотренные в системе измерения уровня сигнала и его задержки позволяют определять положение подвижной станции.

Секретность связи. Цифровая форма сигналов, передача в широкой полосе частот, защита информации для каждого адресата - все это обеспечивает значительно более высокую, чем в других системах, секретность связи.

Простота перехода (и совместимость с аналоговыми системами). CDMA позволяет увеличить ёмкость базовых станций (в 8–10 раз по сравнению с AMPS , в 4–5 раз — по сравнению с GSM) и обеспечивает более высокое качество обслуживания. Пропускная способность и радиопокрытие позволяют вводить CDMA при значительно меньшем числе сот, чем на существующих сетях. Зона радиоохвата антенны и секторизация не зависят от соты и не так тесно связаны, как в узкополосных системах. Последующее расширение может быть поэтапным и может быть местным (чтобы быстро обеспечить радиопокрытие в каком-то одном месте) или глобальным. Абонентские станции CDMA рассчитаны на работу в двух режимах, поэтому они могут подключаться либо к каналам CDMA, либо к аналоговым каналам AMPS. Отсутствие частотного планирования благодаря использованию тех же самых частот в смежных секторах каждой соты также облегчает задачу разработки сетей.

Цена и наличие оборудования. Существующие оценки стоимости системы CDMA в отношении сетевого и абонентского оборудования показывают, что по стоимости эта система эквивалентна существующим аналоговым системам. Более высокая пропускная способность позволяет организовать связь при значительно меньшем числе сот, чем в аналоговых системах и системах с TDMA, что снижает капитальные и эксплуатационные затраты. Проверенная технология заказных интегральных схем позволила свести технологию сложных схем CDMA к очень простым решениям.

Недостатки IS-95 (общие для CDMA-систем )

Необходимость сложного регулирования уровня мощности;

Потеря синхронизации "не успевание" на скорости выше 100-120 км/час;

Сложности реализации эффективного "мягкого хэндовера".

Некоторая количественная ограниченность ортогональных последовательностей.

Неопределенность полнокровного легального использования в России.

Стандарт радиотелефонной связи DECT

В 1992 году Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI) был официально опубликован новый беспроводной стандарт - DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications, усовершенствованная цифровая телефония). Спектр рабочих частот нового стандарта расположился в диапазоне 1880-1900 МГц. Успех нового стандарта стал сенсацией в мире связи.

Рис. 4.16

Стандарт DECT описывает технологию радиодоступа для передачи информации исключительно в цифровом виде на расстояния от 5 м до 10 км. Основная характеристика данной технологии - высокая, по сравнению с обычными системами сотовой связи, плотность телефонной емкости в радиосоте малого радиуса. Это полностью цифровой стандарт, поэтому он позволяет предоставлять все услуги цифровой связи, включая широкополосные (ISDN). Область применения DECT - от простого беспроводного телефона до системы, обеспечивающей различные телефонные услуги в рамках городского (или сельского) районного телефонного узла. Говоря конкретнее, Стандарт DECT поддерживает речевую и факсимильную связь, а также передачу данных. Кроме того, он разработан с учетом современных телекоммуникационных тенденций, таких как конвергенция фиксированных и мобильных сетей, интеграция речевой связи и передачи данных, мультимедийные услуги и одновременный сервис от нескольких операторов. Говоря конкретнее, основные сферы применения стандарта DECT - это системы микросотовой связи для бизнеса (беспроводные учережденческие АТС для средних и крупных организаций, распределенных производств, заводов), устройства абонентского доступа к телекоммуникационной сети общего пользования как альтернатива стандартному проводному подключению (Wireless Local Loop), односотовые радиотелефоны и радио АТС для дома, для малых офисов.

В основе DECT - концепция абсолютной персонализации связи, которая позволяет перейти от старого принципа вторичной сети "телефон каждой семье, квартире, рабочему месту" к принципу "телефон каждому человеку", что должно привести к коренным изменениям первичной сети и, далее, всей инфраструктуры телекоммуникаций. DECT, по сути, завершает развитие систем радиосвязи второго поколения.

На основе его могут быть созданы:

домашние бесшнуровые многотрубочные системы, которые также подходят для малого офиса

микросотовые беспроводные корпоративные системы (офисные и учрежденческие АТС с радиодоступом)

микросотовые системы общего пользования (СТМ)

системы фиксированного радиодоступа (WLL) и др.

Вкачестве средства WLL стандарт DECT на сегодня занял почти 50% этого рынка в мире (1-е место), обогнав такие стандарты как CDMA и DAMPS.

Высокая эффективность использования выделенного частотного диапазона достигается за счет отказа от закрепленных частотных каналов. Это становится возможным благодаря процедуре полнодоступного мгновенного динамического выбора свободного канала с оценкой его помехоустойчивости. Такая процедура позволяет устанавливать базовые станции ближе друг к другу без потерь в качестве.

Каналы для передачи речи и данных в DECT-стандарте образуются за счет использования 10 несущих частот по технологии временного разделения с множественным доступом и временного дуплексирования (Multy Carrier/Time-Division Multiple Access/Time-Division Duplexing). Емкость систем DECT (показатель,

учитывающий напряженность абонентского трафика, ширину используемого частотного диапазона и площадь покрытия - Эрланг/МГц/кв. км/ выше, чем других цифровых систем мобильной связи и составляет 500 Эрланг/МГц/кв.км /для сравнения: емкость систем стандартов GSM-10, DCS-1800 равна 100 Эрланг/МГц/кв.км). Теоретически одна базовая DECT радиостанция может одновременно предоставлять 120 каналов передачи речи/данных для беспроводных абонентов. Поэтому оборудование DECT подходит для организации мобильной связи там, где на небольшой площади сосредоточено много абонентов. Это важно как для деловых применений, так и для операторов, предоставляющих услуги связи. Подключение абонентов к сетям связи с помощью оборудования DECT (решение вопроса "последней мили") может оказаться экономически эффективнее стандартного кабельного подключения, а в некоторых случаях - единственно возможным. Такие системы быстрее развертываются, проще расширяются, легче в управлении, надежны в эксплуатации.

Абонент подключается с помощью фиксированного устройства доступа (FAU), устанавливаемого, как правило, снаружи жилища или офиса, и выполняющего функции приемопередатчика, являясь устройством, преобразующим DECT-радиосигналы в сигналы обыкновенной аналоговой телефонной линии, что дает возможность пользователю подключить обычное аналоговое оборудование, например телефонные аппараты, факсы и модемы. Оборудование WLL дает полный доступ ко всему сервису телефонной сети.

Системы микросотовой телефонной связи стандарта DECT подключаются к используемой в организации АТС, образуя единую телефонную систему, добавляя к проводным абонентам АТС беспроводных мобильных абонентов. Структура таких систем схожа с обычными, "городскими" системами сотовой связи. Единственное, по сути, отличие - масштабы. Создается своя, микросотовая ведомственная сеть связи, обслуживающая сотрудников. Мобильный абонент получает компактный DECTрадиотелефон. Зона радиообслуживания создается сетью базовых радиостанций, каждая из которых имеет определенную зону действия (микросоту); микросоты, перекрываясь, делают незаметным для мобильного абонента переход из зоны действия одной базовой радиостанции в другую. Базовые радиостанции подключаются к центральному модулю,