Файл: Тематический план Темы лекций Классификация тс. Телевещание. Системы персонального вызова, стандарты pocsag, ermes, flex. Транкинговые (зоновые) системы связи.doc

В системах связи CDMA используются соты с круговой диаграммой направленности антенн или секторные соты (обычно 120-градусные)

На рис. 22 показана типовая структурная схема базовой станции (ВТS) для соты с круговой диаграммой направленности антенны с цифровым оборудованием, в состав которого входят канальные блоки. Каждый канальный блок может быть сконфигурирован как информационный канал или как служебный канал. Для синхронизации работы сети используется приемник GPS (глобальная система местоопределения) Сюда входят генератор, формирующий секундные импульсы, и опорный тактовый генератор [17].

Отсек приемопередатчика преобразует сигналы промежуточной частоты, сформированные в отсеке цифрового блока, в радиочастотный сигнал на несущей частоте и обеспечивает обратное преобразование принимаемого сигнала на промежуточную частоту. В направлении передачи сигнал проходит от приемопередатчика через усилитель мощности и фильтр к передающей антенне. В обратном направлении тракт приема начинается с приемных антенн, фильтра, усилителя с низким коэффициентом шума. Затем в приемопередатчике сигнал преобразуется на промежуточную частоту и поступает в отсек цифрового оборудования. Следует отметить, что передающий и приемные тракты подключаются непосредственно к своим антеннам, что позволяет исключить дорогостоящие сумматоры мощностей и потери мощности при сложении.

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).

О
борудование Motorola SС 9600, SC 2400

Фирмой Motorola разработаны комплексы сетевого оборудование SС 9600 и SC 2400 для создания систем связи с «суперсотовой» (SC) архитектурой, которая объединяет новые и существующие технологии сотовой связи и открывает широкие возможности по совершенствованию управления оборудованием и функциями связи. Объединение и централизация управления компонентами различных сетей в совокупности с созданием унифицированного гибкого приемно-передающего оборудования определяет перспективность нового технического решения Motorola SС 9600 и SC 2400.

Оборудование SС 9600 предназначено для работы в полосах частот 869-894 МГц – передача от базовой станции, 824-849 МГц – передача от подвижной станции и состоит из радиочастотного модема (SIF), обеспечивающего формирование сигналов с различными протоколами связи, линейного усилителя мощности (LPA) и подсистемы диагностики.

В состав радиочастотного модема может входить до 80 CDMA канальных плат и 16 CDMA приемопередатчтков, которые могут обеспечить поддержку 320 CDMA каналов. Для TDMA, AMPS, N-AMPS SC 9600 может содержать до 96 приемопередатчиков, обеспечивающих функции приема-передачи речевых сообщений и сигнальной информации, а также поиска принимаемых сигналов (вызовов).

В состав BTS может входить до трех линейных усилителей мощности. Каждый усилитель обслуживает все выходы передатчиков, работающих на одну антенну и обеспечивает дистанционную настройку под конкретные частоты.

Подсистема диагностики обеспечивает контроль и поддержку работоспособности оборудования BTS совместно с центром управления радиоподсистемой (OMC-R).

Между SС 9600 и центром коммутации подвижной связи поддерживается открытый интерфейс, что обеспечивает совместимость этого оборудования с центрами коммутации различных производителей.

В целом оборудование SС 9600 обеспечивает возможность обслуживания абонентов в стандартах CDMA, AMPS, N-AMPS и D-AMPS. Кроме того, возможно использование этого оборудования в сетях сотовой цифровой пакетной передачи данных (CDPD) [14; 18].

Дальнейшим развитием семейства оборудования SC Motorola является создание комплекса SC 2400, предназначенного для сетей с малыми и средними сотами. SC 2400 представляет собой базу для создания и развития систем сотовой радиосвязи с повышенной эффективностью, низкой стоимостью, возможностью дистанционного управления в двух диапазонах частот 800 МГц и 2ГГц. SC 2400 поддерживает CDMA, AMPS, N-AMPS, а также CDPD [19].

Оборудование SC 2400 компактно, имеет модульную структуру, обеспечивает экономическое развитие емкости сети, имеет единый радиочастотный модем для различных радиоинтерфейсов. Рабочие полосы радиочастот:

869-894 МГц – передача от базовой станции
824-849 МГц – передача от подвижной станции
1930-1970 МГц – передача от базовой станции
2180- 2200 МГц
1850-1890 МГц - передача от подвижной станции
2130-2150 МГц

Общая ёмкость: 48 физических каналов для аналоговых стандартов 160 физических каналов для цифровых стандартов.

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 стандаров. 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.

Применение CDMA в системах беспроводной связи типа WILL

В последние годы значительное внимание уделяется разработкам и внедрению систем беспроводной радиосвязи (WILL) для обслуживания стационарных абонентов в сельских и труднодоступных районах. В этой области известны разработки фирмы Motorola, Alcatel, Siemens и т.д. При определённых условиях, связанных с количеством обслуживаемых абонентов и их удалённостью от телефонных сетей общего пользования (ТФОП), прокладка кабельных линий связи становится экономически неэффективной по сравнению с внедрением радиоканалов для соединения стационарных абонентов с ТФОП. Обычно применение систем WILL считается целесообразным для обслуживания абонентов, удаленных от ТФОП на расстояния от нескольких километров до нескольких десятков километров. Одной из основных тенденций в разработке систем WILL является использование известных стандартов сотовой связи AMPS, N-AMPS, D-AMPS, GSM для топологического построения сетей беспроводной связи и разработки оборудования. При этом многие алгоритмы функционирования сети и принципы построения оборудования связи упрощаются, так как исключаются все процедуры связанные с перемещением абонентов. В результате значительно снижаются стоимость абонентского оборудования и затраты на построение и эксплуатацию сети. Как было отмечено ранее, системы CDMA имеют ряд преимуществ перед существующими сетями сотовой связи и позволяют повысить ёмкость сетей. Однако достоинства систем CDMA обеспечиваются усложнением процессов функционирования сети и абонентского оборудования, которые становятся незаметными при использовании передовых методов цифровой обработки сигналов, быстродействующих средств и современных технологий микроэлектроники. Более сложные процессы функционирования сетей CDMA связаны с необходимостью обеспечения регулировки уровня мощности передатчика абонентской станции в процессе сеанса, а также использованием алгоритмов пространственного разнесения при приёме сигналов подвижной станции несколькими базовыми станциями в процессе мягкого переключения (Soft handoff) с последующей «склейкой» лучших кадров.

Реализация указанных функций в подвижной сети CDMA требует значительных затрат ресурсов связи, организации специальных каналов управления, создаёт дополнительные системные помехи, что в совокупности снижает количество обслуживаемых абонентов в соте.

В варианте сети беспроводной связи для фиксированных абонентов не требуется непрерывного управления регулировкой уровня мощности абонентских станций, уровень излучения может быть зафиксирован один раз при установке абонентской станции. Исключаются процедуры мягкого переключения и пространственного разнесения. Для снижения системных помех используются направленные антенны для абонентских станций (по направлению на базовую станцию). Всё это позволяет обеспечить ещё большую ёмкость сети WILL CDMA по сравнению с сетью подвижной сотовой связи.

В целом технология CDMA при использовании её в сети WILL обеспечивает, по оценкам Motorola [15; 16], 18-20-кратное увеличение ёмкости по сравнению с сетью аналогового стандарта AMPS.

Как было отмечено, CDMA стандарта IS-95 может поддерживать одновременно 60 активных каналов на трёхсекторную соту.

Фиксированное размещение абонентских станций, применение направленных антенн в направлении от абонентской станции на базовую станцию позволяет реализовать 60-градусные соты, т.е. обеспечить одновременную работу 180 активных абонентов. При нагрузке от одного абонента до 0,025 Эрланга количество абонентов, обслуживаемых одной 60-градусной сотой, составит около 7000. Данные результаты подтверждают высокую эффективность использования CDMA для построения систем беспроводной связи с фиксированными абонентами.

Микросотовые системы мобильной связи

Европейский стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications) разработан Европейским Институтом Стандартов в области Связи (ETSI). Первая редакция стандарта DECT была принята в 1992 году и с тех пор стандарт продолжает развиваться и совершенствоваться в части расширения набора предоставляемых услуг и взаимодействия с сетями различных типов.

DECT укрепил свои позиции как глобальный стандарт беспроводного доступа - необходимый частотный диапазон для DECT выделен уже более чем в 110 странах мира. Сегодня на рынке представлено свыше 200 различных продуктов в стандарте DECT. Можно с уверенностью сказать, что он представляет собой прочную, прогрессивную основу для развития беспроводной связи, обладая при этом достаточной гибкостью для удовлетворения новых потребностей рынка.

В 2000 году объем продаж терминального оборудования DECT систем увеличился до 30 млн. терминалов.

Основным рынком DECT остается Европа. Результаты маркетингового исследования Strategy Analytics убедительно свидетельствуют о бесспорном лидерстве DECT в этом регионе:

европейские пользователи сегодня отдают предпочтение телефонам DECT, продажи которых превысили продажи аналоговых радиотелефонов – более 60 % всех продаваемых радиотелефонов работают в стандарте DECT;
в Германии, которая задает тенденции на рынке DECT, более 80 % продаваемых радиотелефонов - это DECT-телефоны;

В России, как и во всем мире, растет интерес к стандарту DECT со стороны операторов и пользователей. Свидетельством тому является возросшая рекламная деятельность поставщиков оборудования и операторов местных сетей телефонной связи, популяризация стандарта DECT в специальных изданиях и средствах массовой информации.

Большую роль в достижении такого успеха сыграл DECT Форум – международная ассоциация ведущих телекоммуникационных операторов и производителей оборудования. DECT Форум ставит своей целью продвижение стандарта DECT как самого прогрессивного из всех существующих сегодня стандартов беспроводной связи. DECT Форум предоставляет уникальную возможность для обмена информацией и опытом между органами стандартизации и регулирования