ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 320
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
CELP со скоростью преобразования 8000 бит/с (9600 бит/с в канале). Возможны режимы работы на скоростях 4800, 2400 и 1200 бит/с.
В каналах системы CDMA применяется свёрточное кодирование со скоростью 1/2 (в каналах от базовой станции) и 1/3 (в каналах от подвижной станции), декодер Витерби с мягким решением, перемежение передаваемых сообщений. Общая полоса канала связи составляет 1.25 МГц. В стандарте используется раздельная обработка отраженных сигналов, приходящих с разными задержками, и последующее их весовое сложение, что значительно снижает отрицательное влияние эффекта многолучевости. При раздельной обработке лучей в каждом канале приёма на базовой станции используется 4 параллельно работающих коррелятора, а на подвижной станции – 3 коррелятора. Наличие параллельно работающих корреляторов позволяет осуществить мягкий режим “эстафетной передачи” (Soft Handoff) при переходе из соты в соту. Мягкий режим “эстафетной передачи” происходит за счёт управления подвижной станции двумя или более базовыми станциями (рис 18.1).
Транскодер, входящий в состав основного оборудования, проводит оценку качества приёма сигналов от двух базовых станций последовательно кадр за кадром. Процесс выбора лучшего кадра приводит к тому, что результирующий сигнал может быть сформирован в процессе непрерывной коммутации и последующего “склеивания” кадров, принимаемых разными базовыми станциями, участвующими в ”эстафетной передаче”. Мягкое переключение обеспечивает высокое качество приёма речевых сообщений и устраняет перерывы в сеансах связи, что имеет место в сотовых сетях связи других стандартов.
Перечислим характеристики стандарта CDMA.
Диапазон частот:
824.040….848.970 МГц – для абонентской станции;
869,040….893,970 МГЦ – для базовой станции
Ширина полосы частот –1,25 МГц.
Все абоненты используют одну несущую, разделение обеспечивается многократным кодированием / декодированием, при котором в качестве ключа используется комбинация, закрепляемая за абонентской станцией в момент вызова.
Абонентской станции в пределах одной ячейки доступны:
один пилот канал;
один канал сигнализации;
7 каналов персонального вызова;
55 информационных каналов связи.
Для увеличения емкости соты применяются 3-х и 6-и секторные антенны, которые организуют 165 и 330 информационных каналов соответственно.
Несущая тактовая частота –1,2288 МГц.
Нестабильность несущей частоты:
+- 2.5*10-6 МГц – для абонентской станции;
+- 5*10-8 МГц – для базовой станции.
Скорость передачи в каналах синхронизации – 1200 бит/с.
Скорость передачи в каналах связи – 9600 бит/с – речь,
4800 бит/с – данные,
а также 2400 и 1200 бит\с.
Каналы доступа – 2400 и 1200 бит/с.
Отношение энергии информационного сигнала к шуму (Eo/No)>6-7 дБ.
Мощность излучения базовой станции до 50 ВТ.
Мощность излучения абонентской станции различается по классам:
1 класс – 6,3 ВТ.
2 класс – 2,5 ВТ.
3 класс – 1 ВТ.
Точность управления передатчика +- 0,5 дБ за один шаг.
BTS (Base Tranceiver Station) - базовая приемопередающая станция
BSC (Base Station Controller) - контроллер базовых станций
OMC (Operation and Maintenance Centre) - центр управления и обслуживания
SU (Selector Unit) - устройство выбора кадра
DB (Data Base)- база данных об абонентах и оборудовании
MSC (Mobile Switching Centre) - центр коммутации подвижной связи
Рис.18.1. Структура сотовой сети связи стандарта CDMA
Новым направлением развития технологии CDMA являются широкополостные системы с кодовым разделением каналов W-CDMA.
В системе W-CDMA используется спектрально-эффективные методы модуляции в сочетании со статистическим уплотнением каналов, основанным на учете пауз в речевом сигнале, то есть радиоканал занимается только на время активной передачи. Другой фактор связан с динамическим распределением каналов, позволяющим адаптировать трафик к реальному уровню помех.
Технология W-CDMA предполагает использование одной и той же полосы частот в соседних ячейках, что позволяет отказаться от частотного планирования. Единая несущая частота дает ряд преимуществ, таких как независимость базовых станций от топологии обслуживаемых зон, что очень важно в момент развертывания базовой станции в реальной помеховой обстановке. Кроме того, происходит устранение эффектов, снижающих спектральную эффективность из-за неоптимальных частотных планов.
Технология CDMA позволяет поддерживать низкий уровень сигнала, так как сигнал занимает целиком временной интервал и выбора пиковой мощности в отдельном (коротком) интервале не требуется. Когда мобильная станция находиться в режиме дежурного приема (
sleep mode), она может принимать только часть управляющей информации, что обеспечивает энергосберегающий режим работы.
Благодаря широкой полосе спектра несущей в одной полосе можно образовать несколько подканалов, как низкоскоростных, так и высокоскоростных. Такое сочетание каналов с разной скоростью передачи обеспечивает возможность выделения для каждой услуги передачи информации соответствующих по скорости/качеству подканалов. Например, низкоскоростные услуги (голосовая связь, факсимильная передача) могут быть реализованы в той же полосе частот, что и высокоскоростные услуги (видеосвязь, доступ в Internet).
Использование широкополосного сигнала позволяет увеличить число подканалов, генерируемых на одной несущей частоте. По сравнению с узкополосной CDMA, где число подканалов на одну несущую ограничено, эффект мультиплексирования является принципиальным преимуществом W-CDMA.
19. Выбор системы показателей качества обслуживания
для конвергентной сети связи
19.1. Показатели качества предоставления услуги «телефония»
в сетях фиксированной связи
При оценке качества телефонной связи используются две группы показателей:
шкала усредненного мнения экспертов Mean Opinion Score (MOS), позволяющая дать совокупную оценку качества речи на приемной стороне;
показатели теории массового обслуживания, позволяющие дать характеристику работы сети связи по обслуживанию вызовов.
В таблице 4.1 представлены данные по величине MOS. Не рекомендуются соединения с MOS<2,5. Наиболее важным диапазоном является диапазон значений 2,53,5.
Таблица 19.1
Оценка качества речи по рекомендации МСЭ-Т G. 109
В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т G. 107 и G. 109 критерий MOS заменяется критерием рейтинга R (Quality Rating) для сравнения качества передачи речи разными технологиями. Фактор R позволяет предсказать субъективную оценку пользователя на основании таких параметров передачи, как задержка передачи, потери пакетов, тип кодека. Высшему качеству R=100 соответствует MOS = 4,5. На практике для быстрого пересчета удобна линейная аппроксимация: MOS=R/20. Ее погрешность в диапазоне 2,5<MOS<4,4 составляет менее 5%.
Оценить качество передачи речи по IP-сети можно по формуле:
R = 94,3 –Id –Ie, (19.1)
где Id –фактор задержки; Ie – фактор оборудования.
Известно, что при потерях 1-2% пакетов и задержках более 150 мс качество речи в IP-канале с низкоскоростными кодеками падает ниже порога R = 70.
Требования к потерям по вызовам и интенсивности нагрузки относятся к группе параметров теории массового обслуживания.
К цифровой автоматической телефонной станции АТС обычно предъявляется требование по обеспечению включения абонентских линий со средней суммарной нагрузкой (исходящей и входящей) до 0,15 Эрл. Среднее время занятия приборов разговорного тракта равно 72 с, то есть 7,5 вызовов на абонентскую линию в час наибольшей нагрузки (ЧНН). АТС должна обеспечивать возможность включения соединительных линий со средней нагрузкой до 0,8 Эрл. Среднее время занятия соединительной линии (СЛ) равно 72 с (40 вызовов на СЛ в ЧНН). Количество цифровых соединительных линий и оборудования станции должно быть рассчитано таким образом, чтобы при нагрузках, приведенных выше, допустимая вероятность потерь не превышала заданных значений. Значения потерь, приведенные в таблице 19.1, используются при расчете цифровых систем коммутации типа DX 210 и DX 220.
При расчетах нагрузки соединительных линий учитывается, что в системе DX 200 коммутационное поле группового искания позволяет устанавливать соединения без потерь и является полнодоступной. Величина задержки, вносимая станцией, при передаче сигналов на встречную станцию должна удовлетворять требованиям, соответствующим применяемой системе сигнализации.
Таблица 19.1
Одним из основных требований, предъявляемых к операторам связи Российской Федерации, является обеспечение надлежащего качества услуг связи, предоставляемых пользователям. В соответствии с Законом "О связи", и "Положением о государственном надзоре за связью и информатизацией", утвержденным Постановлением Правительства Российской Федерации от 28.04.2000 № 380, надзор за выполнением операторами связи условий лицензий на предоставление пользователям услуги связи осуществляют органы Госсвязьнадзора. На местных телефонных сетях связи общего пользования в качестве комплексного параметра качества предоставляемых услуг обычно проверяется «процент отказов в соединении» (ПОС). Значение ПОС вычисляется с помощью контрольных наборов или анализа распечаток результатов работы системы коммутации по формуле:
ПОС= [Н/О] x100,%, (19.2)
где Н - количество вызовов, не завершившихся разговором;
С - количество контрольных вызовов.
При вводе в эксплуатацию сооружений цифровых систем коммутации результаты измерения ПОС сравниваются с нормативными данными из рабочего документа "Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети" (РД 45.120-2000) значения ПОС не должны превышать величину 20 при исходящей связи на городской телефонной сети 20, величину 20 при исходящей междугородной связи, величину 1 при исходящей связи к узлу спецслужб. Для сравнения - по рекомендациям МСЭ-Т потери на одну абонентскую линию в национальной сети не должны превышать 1% в направлении последнего выбора.
При проектировании объектов сети телефонной связи используются нормативные показатели, утвержденные в рабочем документе «Нормы технологического проектирования. Городские и сельские сети. НТП-112-2000 РД 45.120 – 2000, М., 2000».
Максимально допустимые суммарные потери вызовов от абонента до абонента для вновь проектируемых связей из-за внутренних блокировок, занятости каналов и приборов коммутационных систем сети должны соответствовать нормам, представленным в таблице 19.2.
При образовании разговорного тракта число коммутационных систем, как правило, не должно превышать: шести на местной городской телефонной сети (включая УПАТС) и семи на сельской телефонной сети. Норма потерь должна выполняться независимо от организации связи с обходами или без них. Расчет возникающей нагрузки производится отдельно для утреннего и вечернего ЧНН, причем выбирается из них максимальное значение, которое принимается за расчетную нагрузку.
Таблица 19.2.
Максимально допустимые суммарные потери вызовов
* - При взаимодействии проектируемой и существующих сетей связи
Величины нагрузок должны уточняться в зависимости от конкретных условий: удаленности и обособленности района; организационного подчинения и взаимоотношений административных и общественных организаций, находящихся на территории обслуживания; структурного состава абонентов.
Параметры качества предоставление услуг IP-телефонии должны проверяться на соответствие нормам РД "Телематические службы" (РД 45.129-2000), которые представлены в таблице 19.3. Оператор связи вправе выбрать класс качества обслуживания, но измеренные характеристики качества IP-телефонии должны быть не хуже заданных характеристик. Эффективность управления потоками трафика телефонии зависит от точности и своевременности оценки качества обслуживания вызовов по направлениям связи. Целью измерения интенсивности телефонной нагрузки и наблюдения за использованием компонентов сети является формирование данных, на основании анализа которых могут активизироваться различные методы оперативного управления системой коммутации для защиты от перегрузок, а также формирование данных для проектирования сети и долгосрочного планирования работы систем коммутации.
В каналах системы CDMA применяется свёрточное кодирование со скоростью 1/2 (в каналах от базовой станции) и 1/3 (в каналах от подвижной станции), декодер Витерби с мягким решением, перемежение передаваемых сообщений. Общая полоса канала связи составляет 1.25 МГц. В стандарте используется раздельная обработка отраженных сигналов, приходящих с разными задержками, и последующее их весовое сложение, что значительно снижает отрицательное влияние эффекта многолучевости. При раздельной обработке лучей в каждом канале приёма на базовой станции используется 4 параллельно работающих коррелятора, а на подвижной станции – 3 коррелятора. Наличие параллельно работающих корреляторов позволяет осуществить мягкий режим “эстафетной передачи” (Soft Handoff) при переходе из соты в соту. Мягкий режим “эстафетной передачи” происходит за счёт управления подвижной станции двумя или более базовыми станциями (рис 18.1).
Транскодер, входящий в состав основного оборудования, проводит оценку качества приёма сигналов от двух базовых станций последовательно кадр за кадром. Процесс выбора лучшего кадра приводит к тому, что результирующий сигнал может быть сформирован в процессе непрерывной коммутации и последующего “склеивания” кадров, принимаемых разными базовыми станциями, участвующими в ”эстафетной передаче”. Мягкое переключение обеспечивает высокое качество приёма речевых сообщений и устраняет перерывы в сеансах связи, что имеет место в сотовых сетях связи других стандартов.
Перечислим характеристики стандарта CDMA.
Диапазон частот:
824.040….848.970 МГц – для абонентской станции;
869,040….893,970 МГЦ – для базовой станции
Ширина полосы частот –1,25 МГц.
Все абоненты используют одну несущую, разделение обеспечивается многократным кодированием / декодированием, при котором в качестве ключа используется комбинация, закрепляемая за абонентской станцией в момент вызова.
Абонентской станции в пределах одной ячейки доступны:
один пилот канал;
один канал сигнализации;
7 каналов персонального вызова;
55 информационных каналов связи.
Для увеличения емкости соты применяются 3-х и 6-и секторные антенны, которые организуют 165 и 330 информационных каналов соответственно.
Несущая тактовая частота –1,2288 МГц.
Нестабильность несущей частоты:
+- 2.5*10-6 МГц – для абонентской станции;
+- 5*10-8 МГц – для базовой станции.
Скорость передачи в каналах синхронизации – 1200 бит/с.
Скорость передачи в каналах связи – 9600 бит/с – речь,
4800 бит/с – данные,
а также 2400 и 1200 бит\с.
Каналы доступа – 2400 и 1200 бит/с.
Отношение энергии информационного сигнала к шуму (Eo/No)>6-7 дБ.
Мощность излучения базовой станции до 50 ВТ.
Мощность излучения абонентской станции различается по классам:
1 класс – 6,3 ВТ.
2 класс – 2,5 ВТ.
3 класс – 1 ВТ.
Точность управления передатчика +- 0,5 дБ за один шаг.
BTS (Base Tranceiver Station) - базовая приемопередающая станция
BSC (Base Station Controller) - контроллер базовых станций
OMC (Operation and Maintenance Centre) - центр управления и обслуживания
SU (Selector Unit) - устройство выбора кадра
DB (Data Base)- база данных об абонентах и оборудовании
MSC (Mobile Switching Centre) - центр коммутации подвижной связи
Рис.18.1. Структура сотовой сети связи стандарта CDMA
Новым направлением развития технологии CDMA являются широкополостные системы с кодовым разделением каналов W-CDMA.
В системе W-CDMA используется спектрально-эффективные методы модуляции в сочетании со статистическим уплотнением каналов, основанным на учете пауз в речевом сигнале, то есть радиоканал занимается только на время активной передачи. Другой фактор связан с динамическим распределением каналов, позволяющим адаптировать трафик к реальному уровню помех.
Технология W-CDMA предполагает использование одной и той же полосы частот в соседних ячейках, что позволяет отказаться от частотного планирования. Единая несущая частота дает ряд преимуществ, таких как независимость базовых станций от топологии обслуживаемых зон, что очень важно в момент развертывания базовой станции в реальной помеховой обстановке. Кроме того, происходит устранение эффектов, снижающих спектральную эффективность из-за неоптимальных частотных планов.
Технология CDMA позволяет поддерживать низкий уровень сигнала, так как сигнал занимает целиком временной интервал и выбора пиковой мощности в отдельном (коротком) интервале не требуется. Когда мобильная станция находиться в режиме дежурного приема (
sleep mode), она может принимать только часть управляющей информации, что обеспечивает энергосберегающий режим работы.
Благодаря широкой полосе спектра несущей в одной полосе можно образовать несколько подканалов, как низкоскоростных, так и высокоскоростных. Такое сочетание каналов с разной скоростью передачи обеспечивает возможность выделения для каждой услуги передачи информации соответствующих по скорости/качеству подканалов. Например, низкоскоростные услуги (голосовая связь, факсимильная передача) могут быть реализованы в той же полосе частот, что и высокоскоростные услуги (видеосвязь, доступ в Internet).
Использование широкополосного сигнала позволяет увеличить число подканалов, генерируемых на одной несущей частоте. По сравнению с узкополосной CDMA, где число подканалов на одну несущую ограничено, эффект мультиплексирования является принципиальным преимуществом W-CDMA.
19. Выбор системы показателей качества обслуживания
для конвергентной сети связи
19.1. Показатели качества предоставления услуги «телефония»
в сетях фиксированной связи
При оценке качества телефонной связи используются две группы показателей:
шкала усредненного мнения экспертов Mean Opinion Score (MOS), позволяющая дать совокупную оценку качества речи на приемной стороне;
показатели теории массового обслуживания, позволяющие дать характеристику работы сети связи по обслуживанию вызовов.
В таблице 4.1 представлены данные по величине MOS. Не рекомендуются соединения с MOS<2,5. Наиболее важным диапазоном является диапазон значений 2,5
Таблица 19.1
Оценка качества речи по рекомендации МСЭ-Т G. 109
| Категория качества речи | Значения оценки MOS | Диапазон R |
| наилучшая (best) | 4,34 – 4,5 | 90< R <100 |
| высокая (high) | 4,03 – 4,34 | 80< R <90 |
| средняя (medium) | 3,60 – 4,03 | 70< R <80 |
| низкая (low) | 3,10 – 3,60 | 60< R <70 |
| плохая (poor) | 2,58 – 3,10 | 50< R <60 |
В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т G. 107 и G. 109 критерий MOS заменяется критерием рейтинга R (Quality Rating) для сравнения качества передачи речи разными технологиями. Фактор R позволяет предсказать субъективную оценку пользователя на основании таких параметров передачи, как задержка передачи, потери пакетов, тип кодека. Высшему качеству R=100 соответствует MOS = 4,5. На практике для быстрого пересчета удобна линейная аппроксимация: MOS=R/20. Ее погрешность в диапазоне 2,5<MOS<4,4 составляет менее 5%.
Оценить качество передачи речи по IP-сети можно по формуле:
R = 94,3 –Id –Ie, (19.1)
где Id –фактор задержки; Ie – фактор оборудования.
Известно, что при потерях 1-2% пакетов и задержках более 150 мс качество речи в IP-канале с низкоскоростными кодеками падает ниже порога R = 70.
Требования к потерям по вызовам и интенсивности нагрузки относятся к группе параметров теории массового обслуживания.
К цифровой автоматической телефонной станции АТС обычно предъявляется требование по обеспечению включения абонентских линий со средней суммарной нагрузкой (исходящей и входящей) до 0,15 Эрл. Среднее время занятия приборов разговорного тракта равно 72 с, то есть 7,5 вызовов на абонентскую линию в час наибольшей нагрузки (ЧНН). АТС должна обеспечивать возможность включения соединительных линий со средней нагрузкой до 0,8 Эрл. Среднее время занятия соединительной линии (СЛ) равно 72 с (40 вызовов на СЛ в ЧНН). Количество цифровых соединительных линий и оборудования станции должно быть рассчитано таким образом, чтобы при нагрузках, приведенных выше, допустимая вероятность потерь не превышала заданных значений. Значения потерь, приведенные в таблице 19.1, используются при расчете цифровых систем коммутации типа DX 210 и DX 220.
При расчетах нагрузки соединительных линий учитывается, что в системе DX 200 коммутационное поле группового искания позволяет устанавливать соединения без потерь и является полнодоступной. Величина задержки, вносимая станцией, при передаче сигналов на встречную станцию должна удовлетворять требованиям, соответствующим применяемой системе сигнализации.
Таблица 19.1
1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Значения допустимых потерь по системам коммутации типа
DX 210 и DX 220 при разных видах связи
Вид связи | Процент потерь станции, % | |
| | DX 210 | DX 220 |
| Исходящая связь от абонента | 0,03 | 0,04 |
| Входящая связь к абоненту | 0,02 | 0,03 |
| Транзитная связь | - | 0,03 |
| Внутренняя связь | 0,03 | 0,04 |
Одним из основных требований, предъявляемых к операторам связи Российской Федерации, является обеспечение надлежащего качества услуг связи, предоставляемых пользователям. В соответствии с Законом "О связи", и "Положением о государственном надзоре за связью и информатизацией", утвержденным Постановлением Правительства Российской Федерации от 28.04.2000 № 380, надзор за выполнением операторами связи условий лицензий на предоставление пользователям услуги связи осуществляют органы Госсвязьнадзора. На местных телефонных сетях связи общего пользования в качестве комплексного параметра качества предоставляемых услуг обычно проверяется «процент отказов в соединении» (ПОС). Значение ПОС вычисляется с помощью контрольных наборов или анализа распечаток результатов работы системы коммутации по формуле:
ПОС= [Н/О] x100,%, (19.2)
где Н - количество вызовов, не завершившихся разговором;
С - количество контрольных вызовов.
При вводе в эксплуатацию сооружений цифровых систем коммутации результаты измерения ПОС сравниваются с нормативными данными из рабочего документа "Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети" (РД 45.120-2000) значения ПОС не должны превышать величину 20 при исходящей связи на городской телефонной сети 20, величину 20 при исходящей междугородной связи, величину 1 при исходящей связи к узлу спецслужб. Для сравнения - по рекомендациям МСЭ-Т потери на одну абонентскую линию в национальной сети не должны превышать 1% в направлении последнего выбора.
При проектировании объектов сети телефонной связи используются нормативные показатели, утвержденные в рабочем документе «Нормы технологического проектирования. Городские и сельские сети. НТП-112-2000 РД 45.120 – 2000, М., 2000».
Максимально допустимые суммарные потери вызовов от абонента до абонента для вновь проектируемых связей из-за внутренних блокировок, занятости каналов и приборов коммутационных систем сети должны соответствовать нормам, представленным в таблице 19.2.
При образовании разговорного тракта число коммутационных систем, как правило, не должно превышать: шести на местной городской телефонной сети (включая УПАТС) и семи на сельской телефонной сети. Норма потерь должна выполняться независимо от организации связи с обходами или без них. Расчет возникающей нагрузки производится отдельно для утреннего и вечернего ЧНН, причем выбирается из них максимальное значение, которое принимается за расчетную нагрузку.
Таблица 19.2.
Максимально допустимые суммарные потери вызовов
| Виды связи на городской телефонной сети | Суммарные потери вызовов от абонента до абонента, промили |
| 1. При местной связи | 20 |
| 2.При местной связи с УПАТС, с пригородной зоной | 25 |
| 3. При внутризоновой связи | 40/80* |
| 4. Для абонентов (в том числе и абонентов СПС): а) от абонентов ОПС до УСС; б) от УСС до экстренной службы; в) от УСС до справочно-информационных и заказных служб (муниципальных и других операторов); г) от абонента до службы АМТС по ЗСЛ; д) от УСС до служб доступа к федеральным сетям персонального радиовызова общего пользования | 1 1 должно быть не более 30 20 по согласованию с оператором |
* - При взаимодействии проектируемой и существующих сетей связи
Величины нагрузок должны уточняться в зависимости от конкретных условий: удаленности и обособленности района; организационного подчинения и взаимоотношений административных и общественных организаций, находящихся на территории обслуживания; структурного состава абонентов.
Параметры качества предоставление услуг IP-телефонии должны проверяться на соответствие нормам РД "Телематические службы" (РД 45.129-2000), которые представлены в таблице 19.3. Оператор связи вправе выбрать класс качества обслуживания, но измеренные характеристики качества IP-телефонии должны быть не хуже заданных характеристик. Эффективность управления потоками трафика телефонии зависит от точности и своевременности оценки качества обслуживания вызовов по направлениям связи. Целью измерения интенсивности телефонной нагрузки и наблюдения за использованием компонентов сети является формирование данных, на основании анализа которых могут активизироваться различные методы оперативного управления системой коммутации для защиты от перегрузок, а также формирование данных для проектирования сети и долгосрочного планирования работы систем коммутации.