1xrtt что за сеть
1XRTT
Термин 1XRTT имеет свое происхождение от сокращенной английской фразы One Times Radio Transmission Technology, которая зашифрована в нем. Это одна из мобильных 2.5G технологий передачи данных цифрового типа, которая основывается на технологии CDMA. Принцип передачи, используемый этой технологией – передача с коммутацией пакетов. Максимально возможная скорость передачи теоретически составляет 144 Кбит в секунду, однако реальная скорость передачи на практике не превышает 40-60 Кбит в секунду. 60 Кбит в секунду – это максимум, чего удалось добиться от этой технологии, и устройств, позволяющих превысить ее, пока не создано. Несмотря на то, что данная технология официально относится именно к стандартам третьего поколения, все же ее нередко сопоставляют с сетями поколений 2.5G и 2.75G, с которыми она имеет массу сходств и вполне может сравниваться.
Как известно, в 1XRTT используется исключительно лицензируемый диапазон радиочастот, и она весьма распространена, как и другие мобильные технологии в своем большинстве. 1XRTT – это один из трех известных стандартов CDMA2000. В эту категорию входят следующие стандарты: CDMA2000 EV-DO, CDMA2000 EV-DV и CDMA2000 1xRTT.
Так как сети такого типа в последнее время набирают немалую популярность, в особенности, в США, во все большем количестве создаются и устройства, которые поддерживают именно данную технологию. Таков, к примеру, 9155-GPX от Audivox, и ряд других сотовых телефонов, предназначенных как для ведения разговоров, так и для передачи данных.
Стандарты мобильной связи
Начало разрабо- ток
цифровой стандарт, поддер- жка коротких сообще- ний (sms)
IP- ориентиро- ванная
сеть, поддержка мультиме- диа, скорости
до сотен
Мбит/с
TDMA, CDMA, CDMA
One,
GSM,
PDC, DAMPS
Стандарт D-AMPS имеет недостатки: небольшая зона покрытия одной базовой станции, повышенная мощность передатчика базовой станции, плохая поддержка среди производителей оборудования, т.к. стандарт уже выходит из использования. Из достоинств стоит отметить относительную дешевизну организации сети, достаточно высокое качество и конфиденциальность разговоров, в зоне уверенного приема — автоматическое переключение в аналоговый режим для лучшей передачи голоса.
TACS (Total Access Control System)– практически полный аналог AMPS – получил наибольшее распространение. В 1985 г. первая сеть на базе TACS была развернута в Англии. После этого в течение пары лет сети TACS охватили территории Испании, Австрии, Ирландии и Италии. В 1987 г. появилась первая модификация стандарта – ETACS (Extended TACS), которая обладала чуть большей емкостью (640 против 600 каналов). Однако, несмотря на улучшения, сети на базе ETACS за пределами Англии практически не распространились. Вторая модификация стандарта – JTACS или NTACS (Japan или Narrowband TACS) предназначалась исключительно для Японии. Отличия NTACS от TACS, можно сказать, были стандартны: за счет большего диапазона выделенных частот и меньшей ширины канала связи у системы увеличилось общее число каналов – фактически NTACS явился аналогом NAMPS. Сети на базе TACS оказались весьма живучи – лишь в конце 90-х Япония свернула сети JTACS; на родине стандарта и в других европейских странах данное событие произошло чуть раньше.
NMT (Nordic Mobile Telephone) — система сотовой подвижной радиосвязи общего пользования первого поколения. Это один из самых старых стандартов сотовой связи в мире, он был разработан в 1978 году и введен в эксплуатацию в 1981 году. Стандарт разрабатывался для местностей с большой территорией и небольшой плотностью населения, поэтому он как нельзя лучше подошел для России.
Стандарт NMT является аналоговым, отсюда вытекает его главный недостаток — плохая помехозащищенность, в больших городах приходится значительный уровень помех на диапазон частот около 450 МГц. Однако стоит удалиться от города — качество связи сильно улучшается и иногда превосходит качество проводных телефонных сетей. Основное преимущество — большой радиус действия базовой станции. Вполне приличная связь наблюдается в 70-ти км от базовой станции. К сравнению, телефон GSM-900, например, не может работать на расстоянии более 35 км от базовой станции.
Диапазон частот, в котором работает NMT: 453—457,5 МГц — для связи от телефона к базовой станции, 463—467,5 МГц — для связи от базовой станции к телефону. Шаг сетки каналов — 25 КГц (12,5 КГц при использовании интерливинга), максимальная емкость одной базовой станции — 180 (359 — при интерливинге) абонентов. Мощность передатчиков абонентских устройств 0,1—6,5 Вт.
NMT является федеральным стандартом, поэтому можно безбоязненно отправляться в путешествие по стране с телефоном NMT. Насчет международного роуминга — здесь ситуация хуже, во всем мире сети NMT потихоньку сворачиваются в пользу новых, более современных стандартов.
TDMA (Time Division Multiple Access)- множественный доступ с временным разделением. Стандарт TDMA активно используется современными цифровыми системами подвижной связи. В отличие от систем частоного разделения, все абоненты системы TDMA работают в одном и том же диапазоне частот, но при этом каждый имеет временные ограничения доступа. Каждому абоненту выделяется временной промежуток (кадр), в течении которого ему разрешается «вещание». После того, как один абонент завершает вещание, разрешение прередается другому, затем третьему и т.д. После того, как обслужены все абоненты, процесс начинается сначала. С точки зрения абонента его активность носит пульсирующий характер. Чем больше абонентов, тем реже каждому из них предоставляется возможность передать свои данные, тем, соответственно, меньше данных он сможет передать. Если ограничить потребности (возможности) абонента известной величиной, можно оценить количество пользователей, которых реально сможет обслужить система с таким способом разделения среды. Временное разделение, как правило, накладывается на частотное разделение и вещание ведется в выделенной полосе частот.
Среди трех соревнующихся стандартов сотовой связи TDMA занимает второе место после стандарта GSM, занимающего господствующее положение в Европе. Хотя этому стандарту в технологических дискуссиях зачастую уделяется недостаточно внимания, сети TDMA продолжают развиваться. Сейчас они используются в 70 странах мира и почти полностью покрывают Северную и Южную Америку. Успех TDMA связывают с чистотой воспроизведения голоса, которая обеспечивается новым голосовым кодером ACELP, двухдиапазонными и двухстандартными телефонами, возросшей емкостью, глобальным распространением и переходом к стандарту третьего поколения UWC-136. По мнению специалистов, увеличение рынка TDMA (IS-136) отражает ускоренный переход к цифровым методам и зрелость этой технологии. Важно, что все три ведущие цифровые технологии смогут стать основой для услуг беспроводной связи третьего поколения.
В стандарте GSM используется узкополосный многостанционный доступ с временным разделением каналов (NB ТDМА). В структуре ТDМА кадра содержится 8 временных позиций на каждой из 124 несущих.
Для защиты от ошибок в радиоканалах при передаче информационных сообщений применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения подвижных станций достигается медленным переключением рабочих частот (SFH) в процессе сеанса связи со скоростью 217 скачков в секунду.
Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов, вызванными многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в аппаратуре связи используются эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до 16 мкс.
Система синхронизации рассчитана на компенсацию абсолютного времени задержки сигналов до 233 мкс, что соответствует максимальной дальности связи или максимальному радиусу ячейки (соты) 35 км.
В стандарте GSM достигается высокая степень безопасности передачи сообщений; осуществляется шифрование сообщений по алгоритму шифрования с открытым ключом (RSA).
В целом система связи, действующая в стандарте GSM, рассчитана на ее использование в различных сферах. Она предоставляет пользователям широкий диапазон услуг и возможность применять разнообразное оборудование для передачи речевых сообщений и данных, вызывных и аварийных сигналов; подключаться к телефонным сетям общего пользования (PSTN), сетям передачи данных (PDN) и цифровым сетям с интеграцией служб (ISDN).
В технологии CDMA возможно обеспечение высокого качества речи при одновременном снижении излучаемой мощности и уровне шумов. Результатом является постоянное высокое качество передачи речи и данных с минимальной средней выходной мощностью.
Емкость CDMA от десяти до двадцати раз выше, чем у аналоговых систем, и в три- шесть раз превышает емкость других цифровых систем. Сети, построенные на ее основе, эффективно используют радиочастотный ресурс, благодаря возможности многократного использования одних тех же частот в сети.
По характеристикам качества передачи речи параметры CDMA сопоставимы с качеством проводных каналов. Поскольку по каналам CDMA передается не только голос, но и любая другая информация, особую ценность имеет отсутствие помех. Если рядовой пользователь, по большому счету, безразличен к тому, звучит его голос при телефонном разговоре с безупречной чистотой или с небольшими помехами, то ошибки, допущенные при передаче файлов, могут нарушить целостность, например, корпоративной базы данных. Применяемый «код» служит не только для идентификации разговора того или иного пользователя, но и является одновременно своеобразным фильтром, устраняющим искажения и фоновые помехи. Встроенный алгоритм кодирования обеспечивает высокую степень конфиденциальности, обеспечивая защиту от несанкционированного доступа и прослушивания.
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. Совершенный метод коррекции ошибок позволяет эффективно бороться с многолучевым распространением сигнала. Это свойство дает дополнительные преимущества CDMA в условиях городов с высотными застройками.
Абонент не хочет оставаться без связи при пересылке факса, когда телефон длительное время занят. CDMA предоставляет дополнительный сервис, обеспечивающий одновременную передачу голоса и факса по одному каналу. В технологии CDMA реализованы оригинальные алгоритмы упаковки данных для большей скорости их передачи.
Технология оптимизирована для предоставления высокоскоростных мультимедийных услуг типа видео, доступа в Интернет и видеоконференций; обеспечивает скорости доступа вплоть до 2 Мбит/с на коротких расстояниях и 384 Кбит/с на больших с полной мобильностью. Такие величины скорости передачи данных требуют широкую полосу частот, посему ширина полосы WCDMA составляет 5 Мгц. Технология может быть добавлена к существующим сетям GSM и PDC, что делает стандарт WCDMA наиболее перспективным с точки зрения использования сетевых ресурсов и глобальной совместимости.
WCDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов) представляет собой технологию, использующую расширенную полосу пропускания и разновидность принципа DMA. Это технология мобильной радиосвязи третьего поколения, обеспечивающая значительно более высокие скорости передачи данных, чем стандарт GSM. WCDMA поддерживает передачу голоса, изображений, данных и видео в сетях мобильной связи на скорости до 2 Мбит/с (локальный доступ) или 384 кбит/с (глобальный доступ). WCDMA используется в основном в Европе при переходе от стандарта GSM к стандарту UMTS.
Коммерческие сети CDMAOne появились в 1995 году и пользуются заслуженной популярностью как на своей родине, в Америке, так и в Азии. Именно CDMAOne подразумевают под терминами «CDMA» и «CDMA-800» (наибольшее распространение получил именно 800-мегагерцовый вариант, IS-95). Прямой и обратный каналы располагаются соответственно в диапазонах 869,040-893,970 и 824,040-848,860 МГц. Используются 64 кода Уолша и несущие в 1.25 МГц.
Стандарт CDMA2000 является дальнейшим развитием стандарта 2 поколения CDMAOne. Дальнейшим развитием CDMAOne должен был стать IS-95c, и именно это обозначение очень часто используется производителями.
Однако, стоит отметить, что реализованная фаза CDMA2000 1X все же не является полноценным 3G, ибо не дотягивает до обязательных двух мегабит. Поэтому ее чаще называют 2.5G.
Стандарт 1xEV-DV полностью соответствует всем требованиям 3G. Его практическая реализация планируется в 2003-2004 годах.
Теперь о CDMA-450. Следует отметить, что стандарты семейства CDMA2000 не требуют организации отдельной полосы частот и в ходе их эволюционного развития от CDMAOne могут быть реализованы во всех частотных диапазонах используемых системами сотовой подвижной связи (450, 700, 800, 900, 1700, 1800, 1900, 2100 МГц).
Внедрение технологии GPRS принесло операторам сетей GSM значительные выгоды. Впервые стало возможным использование Интернет-протокола IP (Internet Protocol) в сетях GSM, а также подключение к огромному количеству частных и общественных сетей с применением стандартных промышленных протоколов передачи данных, таких, как TCP/IP и X.25. Стандарт GPRS особенно эффективен при скудости спектральных ресурсов, он позволяет операторам сетей GSM предлагать широкий выбор ценных возможностей, повышая их конкурентоспособность.
GPRS идеален для «импульсных» приложений для передачи данных, таких, как электронная почта или доступ в Интернет. Он позволяет устанавливать «виртуально-постоянное соединение» с источниками данных, так что Вы получаете данные, едва найдя их. Такая оперативность достижима в сетях с коммутацией каналов. Внедряя стандарт GPRS, операторы GSM получили в свое распоряжение сети с возможностями третьего поколения.
Расширенный диапазон передачи данных для развития стандарта GSM (Enhanced Datarate for GSM Evolution, EDGE) соединяет в себе набор новых и альтернативных схем модуляции, которые могут применяться внутри структуры временного отрезка радиоканала GSM, обеспечивая более высокую скорость передачи данных или улучшенные спектральные характеристики. Фаза 1 технологии EDGE (стандартизована в конце 1999 г.) использует функции GPRS, обеспечивая скорость передачи данных до 384 кбит/с. Фаза 2 (должна быть разработана до конца 2000 г.) предоставляет обслуживание в режиме реального времени, например передачу звука и мультимедиа (видео).
UMTS обеспечивают две основные компоненты: радиосеть и несущая сеть. Радиосеть состоит из мобильного оборудования и базовой станции, между которыми коммутируется передача данных. Несущая сеть, в свою очередь, соединяет базовые станции друг с другом, а также создаёт соединения с сетью ISDN и Интернетом.
При значительно большей полосе пропускания (5 МГц), чем у GSM (200 кГц) и используя для передачи метод CDMA (Code Division Multiple Access) становится возможным передать информацию любого типа (мультимедийные приложения, загрузка из Интернета, видео и аудио) при высокой (2 Мбит/с) скорости передачи.
Это делает UMTS до 200 раз быстрее, чем сеть GSM (9,6 кбит/с). Это позволяет передавать 1-2 источника видео в реальном времени с полным разрешением и приемлемым качеством.
По сравнению с UMTS, HSDPA можно передавать в три раза больше данных и поддерживать вдвое больше мобильных пользователей на одну соту. Стоит отметить, что в настоящее время в полевых условиях скорость в нисходящем канале 3G (к пользователю) составляет порядка 384 Кбит/с (теоретически скорость, согласно спецификации 3G, должна составлять 2,4 Мбит/с).
Кроме того, HSDPA значительно улучшает качество предоставляемых абоненту мультимедийных услуг (именно за счет высокой скорости задержка становится неощутимой, а объем передаваемой информации увеличивается).
Аналогично HSDPA, технология высокоскоростной пакетной передачи данных по направлению «вверх» (High Speed Uplink Packet Access, HSUPA) представляет собой стандарт мобильной связи, позволяющий ускорить передачу данных от W-CDMA-устройств конечного пользователя до базовой станции за счет применения более совершенных методов модуляции.
Теоретически стандарт HSUPA рассчитан на максимальную скорость передачи данных по направлению «вверх» до 5,8 Мбит/с, позволяя, таким образом, использовать приложения третьего поколения, требующие обработки огромных потоков данных от мобильного устройства к базовой станции, например, видеоконференцсвязь.
Описание технологии планируется ввести в качестве спецификации 6-й версии стандарта 3GPP Release 6; процесс стандартизации технологии приближается к завершению.
UMA дает возможность пользователю, попавшему в зону покрытия домашней или общественной точки доступа («хот-спот»), получать высококачественные услуги связи с помощью единого устройства доступа и единого телефонного номера. В результате мы получаем реальную конвергенцию услуг мобильной передачи голоса и данных с прозрачным хэндовером (переходом абонента из одной сети в другую без потери соединения).
Преимущества технологии EV-DO открывают целый ряд новых возможностей для пользователей. В частности, быстрое подключение к сети Интернет вне зависимости от местоположения и времени суток, организация высокоскоростных корпоративных VPN-сетей, широкий спектр услуг мобильного мультимедиа, мощный инструментарий для создания мобильных «рабочих мест». Корпоративным клиентам использование технологии EV-DO позволяет заметно повысить производительность труда сотрудников за счет повсеместного доступа в любое время к корпоративным данным с помощью защищенных и простых решений, совершенствовать текущие бизнес-процессы и выстраивать свой бизнес, а также ускорить реагирование на проблемы эксплуатации и вопросы клиентов.
На сегодняшний день технология EV-DO используется в самых различных сферах: в банках и страховых компаниях, в дистрибуторских организациях и предпринимателями, имеющими торговые сети, органами государственной власти и пользователями домашнего Интернета как альтернатива выделенным линиям или dial-up.
В числе производителей оборудования для сетей EV-DO такие ведущие мировые компании как Lucent Technologies, Huawei Technologies, Nortel Networks, Samsung. Украинским оператором, работающем в стандарте EV-DO, является Peoplenet.
CSD (Circuit Switched Data) — технология передачи данных, разработанная для мобильных телефонов стандарта GSM. CSD использует один временной интервал для передачи данных на скорости 9,6 кбит/с в подсистему сети и коммутации (Network and Switching Subsystem NSS), где они могут быть переданы через эквивалент нормальной модемной связи в телефонную сеть.
Поскольку максимальная скорость передачи данных для единичного временного интервала составляет 9,6 кбит/с, многие операторы выделяют два и более временных слота для вызовов CSD.
До появления CSD передача данных в мобильных телефонах выполнялась за счет использования модема, либо встроенного в телефон, либо присоединенного к нему. Из-за ограничений по качеству аудио сигнала, такие системы имели максимальную скорость передачи данных равную 2,4 кбит/с. С появлением цифровой передачи данных в GSM, CSD предоставил практическим прямой доступ к цифровому сигналу, позволяя достичь более высоких скоростей. В тоже время, использование в GSM сжатия звука, ориентированного на речь, фактически означает, что скорость передачи данных с использованием обычного модема, подсоединенного к телефону, будет даже ниже, чем в традиционных аналоговых системах.
Для конечных пользователей HSCSD открывает возможность использования целого ряда новых приложений беспроводной связи. HSCSD позволяет просматривать с мобильного терминала WEB-страницы с более насыщенным графическим содержанием. Кроме того, пользователи получают возможность высокоскоростного доступа к ЛВС и корпоративным сетям.
HSCSD позволяет даже организовать дистанционное видеонаблюдение в тех местах, где прокладка кабеля нецелесообразна или невозможна. Необходимо упомянуть и возможность организации видеоконференций по беспроводному интерфейсу.
HSPA (High-Speed Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных) — технология беспроводной широкополосной радиосвязи, использующая пакетную передачу данных и являющаяся надстройкой к мобильным сетям WCDMA/UMTS.
Технология базируется на двух предшествующих стандартах:
— HSDPA — High-Speed Downlink Packet Access;
— HSUPA — High-Speed Uplink Packet Access.
В настоящий момент, по подсчетам Ericsson, в мире развернуто 128 сетей HSPA, а на рынке доступно 300 устройств с поддержкой данной технологии.
CDMA: IS-95
Прежде всего — несколько слов о «происхождении» стандарта IS-95 (коммерческое название cdmaOne).
Его первая версия была разработана компанией Qualcomm в 1994 г. Аббревиатура IS (interim standard — временной стандарт) используется для учета в Ассоциации телекоммуникационной промышленности TIA (Telecommunications Industry Association), а цифра означает порядковый номер.
Из полного названия стандарта TIA/EIA/IS-95 видно, что в его рассмотрении принимал также участие Альянс представителей электронной промышленности EIA (Electronic Industies Alliance), который объединяет семь крупных организаций США.
Изначально система связи cdmaOne была предназначена для работы в диапазонах частот 824—849 МГц (линия «вверх») и 869—894 МГц (линия «вниз») с дуплексным разносом 45 МГц. Общая полоса частот, занимаемая в эфире, — 1,25 МГц. Основные технические параметры оборудования сетей CDMA определены в ряде стандартов (IS-95, IS-96, IS-97, IS-98 и IS-99).
Передача речи и данных по стандарту IS-95 осуществляется кадрами длительностью 20 мс. При этом скорость передачи в пределах сеанса связи может изменяться от 1,2 до 9,6 кбит/с, но в течение одного кадра она остается неизменной. Если количество ошибок в кадре превышает допустимую норму, то искаженный кадр удаляется.
В IS-95 допускается использование нескольких типов речевых кодеков: CELP (8 кбит/с), QCELP (13 кбит/с) или EVRC (8 кбит/с). Типовые значения оценки качества по шкале MOS для алгоритма CELP составляет 3,7 балла (9600 бит/с) и 3,0 балла (4800 бит/с). Вносимая алгоритмом CELP задержка не превышает 30 мс. Качество передачи речи в вокодере QCELP (Qualcomm CELP) очень близко к качеству передачи по проводным линиям (4,02 балла).
 |
| Схема формирования сигналов для стандарта IS-95 |
Спецификации IS-95 в части формирования сигналов (см. схему) предусматривают использование метода прямого расширения спектра (DS-CDMA) на основе ансамбля из 64 ортогональных функций Уолша, который строится с помощью матрицы Адамара. При этом могут применяться три группы кодов: коды Уолша, короткие и длинные коды. Все они являются общими для базовых и мобильных станций, однако реализуют разные функции (табл.1).
Базовая станция (БС) может одновременно передавать до 64 CDMA-каналов на основе кодов Уолша. Преобразование сигналов на базовой станции осуществляется в несколько этапов. Вначале входной сигнал с переменной информационной скоростью (от 1,2 до 9,6 кбит/с) преобразуется в кодированный поток данных, имеющий фиксированную скорость 19,2 кбит/с. Затем он расширяется по полосе и передается с чиповой* скоростью 1,2288 Мчип/c. И наконец, на третьем, завершающем этапе выходной поток в каждом канале разделяется на синфазную (I) и квадратурную (Q) составляющие (на схеме не показаны), которые после весового линейного сложения поступают на модулятор QPSK (квадратурной фазовой модуляции).
| Стандарт | Назначение стандарта |
| IS-41 | Магистральная базовая сеть, которая определяет процедуры межсистемного взаимодействия любых систем подвижной связи для обеспечения автоматического роуминга. Первая версия стандарта была опубликована в 1988 г., |
| IS-54 | Цифровая система сотовой связи D-AMPS (первая версия), |
| IS-95 | Система сотовой связи с кодовым разделением каналов CDMA. Базовый стандарт, имеющий несколько версий: IS-95A, IS-95B, IS-95C, |
| IS-96 | Речевые службы CDMA, |
| IS-97 | Мобильная станция CDMA, |
| IS-98 | Базовая станция CDMA, |
| IS-99 | Службы передачи данных по каналам CDMA. |
| IS-127 | Речевой кодек с переменной скоростью передачи EVRC (Enhanced Variable Rate Codec), |
| IS-136 | Спецификации на полностью цифровую систему D-AMPS (TDMA), |
| IS-661 | Спецификации на радиодоступ в диапазоне 1,9 ГГц с расширением спектра, предложенные компанией Omnipoint, описывают комбинированную технологию доступа CDMA/TDMA. |
Все базовые станции используют короткие коды с идентичной структурой, но разными циклическими сдвигами, кратными 64, т. е. всего в сети 511 кодов. Циклические сдвиги различных станций не должны совпадать друг с другом, иначе в работе системы возникнет сбой. На практике синхронизация базовых станций в сети осуществляется с помощью спутниковых навигационных систем GPS или «Глонасс».
На базовой станции формируется четыре типа каналов: канал пилот-сигнала (PI), синхроканал (SYNC), вызывной канал (PCH) и канал трафика (TCH). Число одновременно передаваемых каналов и их параметры указаны в табл.2.
| Параметр | Базовая станция | Мобильная станция | ||||
| Тип канала | PI | SYNC | PCH | TCH | ACH | PCH |
| Число одновременно передаваемых каналов | 1 | 1 | 7 | 55 | 1 | 1 |
| Входная скорость, кбит/с | Н/п | 1,2 | 2,4 | 1,2 | 4,8 | 1,2 |
| 4,8 | 2,4 | 2,4 | ||||
| 9,6 | 4,8 | 4,8 | ||||
| 9,6 | 9,6 | |||||
| Скорость кодирования | Н/п | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/3 | 1/3 |
| Скорость на выходе сверточного кодера, кбит/с | Н/п | 4,8 | 4,8 | 2,4 | 14,4 | 3,6 |
| 9,6 | 4,8 | 7,2 | ||||
| 19,2 | 9,6 | 14,4 | ||||
| 19,2 | 28,8 | |||||
| Выходная скорость кодированного потока, кбит/с | Н/п | 4,8 | 19,2 | 19,2 | 28,8 | 28,8 |
| Скорость после кодового преобразования, кбит/с | Н/п | Н/п | Н/п | Н/п | 307,2 | 307,2 |
| Чиповая скорость, Мчип/c | 1,2888 | 1,2888 | 1,2888 | 1,2888 | 1,2888 | 1,2888 |
| Метод модуляции в радиоканале | QPSK | QPSK | QPSK | QPSK | OQPSK | OQPSK |
Сигналы разных каналов взаимно ортогональны, что гарантирует отсутствие взаимных помех между ними на одной базовой станции. Внутрисистемные помехи в основном возникают от передатчиков других базовых станций, работающих на той же частоте, но с иным циклическим сдвигом.
Излучение пилот-сигнала (PI) происходит непрерывно. Для его передачи используют нулевую функцию Уолша (W0), т. е. код типа «все нули». Обычно на пилот-сигнале излучается около 20% общей мощности, что позволяет мобильной станции обеспечить точность выделения несущей частоты и осуществить когерентный прием сигналов.
В синхроканале (SYNC) входной поток со скоростью 1,2 кбит/c перекодируется в поток, передаваемый со скоростью 4,8 кбит/c. Синхросообщение содержит технологическую информацию, необходимую для установления начальной синхронизации на мобильной станции: данные о точном системном времени, о скорости передачи в канале PCH, о параметрах короткого и длинного кода. Скорость передачи в синхроканале ниже, чем в вызывном (PCH) или канале трафика (TCH), благодаря чему повышается надежность его работы. По завершении процедуры синхронизации мобильная станция настраивается на канал вызова PCH и постоянно контролирует его.
При передаче сигнала от базовой станции используется сверточное кодирование со скоростью R=1/2 и кодовым ограничением K=9 (см. табл. 2). Для борьбы с замираниями в стандарте IS-95 предусмотрено поблочное перемежение символов, позволяющее декоррелировать пакеты ошибок. Скорость передачи по каналу TCH может изменяться от 1,2 до 9,6 кбит/с, что позволяет гибко адаптировать трафик к условиям распространения радиоволн. Для приема сигналов используется RAKE-приемник, имеющий несколько каналов для их параллельной обработки.
Сигналы в мобильной станции формируются несколько иначе, чем в базовой. Для нее предусмотрено два типа информационного обмена: доступ (ACH) и трафик (TCH). Кодирование сигнала осуществляется сверточным кодеком с кодовой скоростью R=1/3, в результате скорость в информационном канале увеличивается до 28,8 кбит/с (см. табл. 2). Другое отличие состоит в том, что мобильная станция не излучает пилот-сигнала. Поэтому базовые станции CDMA осуществляют некогерентную обработку сигналов, а помехоустойчивость обеспечивается в основном за счет пространственного разнесения.
В кодеках мобильных станций тоже применяются ортогональные коды Уолша, но не для уплотнения каналов (как на базовой станции), а для повышения помехоустойчивости. С этой целью входной поток данных со скоростью 28,8 кбит/с разбивается на пакеты по 6 бит, и каждому из них однозначно ставится в соответствие одна из 64 последовательностей Уолша. В итоге скорость кодированного потока на входе модулятора возрастает до 307,2 кбит/с.
Все мобильные станции в сети используют один и тот же длинный код, но с разными циклическими сдвигами. Величина сдвига длинного кода является адресным признаком, по которому базовая станция различает абонентов при приеме сигнала.
Число абонентов в системе CDMA зависит от уровня взаимных помех. Согласованные фильтры базовых станций весьма чувствительны к эффекту «ближний—дальний». Чем выше точность управления мощностью, тем ниже уровень взаимных помех. В стандарте IS-95 регулировка мощности мобильной станции осуществляется в динамическом диапазоне 84 дБ с шагом 1 дБ. Биты управления мощностью передаются по каналу трафика со скоростью 800 бит/с (см. схему). Раздельная обработка многолучевых сигналов с последующим их сложением обеспечивает требуемое отношение сигнал/шум в 6—7 дБ. Применение нескольких параллельно работающих каналов при раздельной обработке лучей позволяет осуществить «мягкий» режим переключения мобильной станции при переходе абонента из одной соты в другую.
Эволюция стандарта IS-95
Одно из важных требований, предъявляемых к системам второго поколения, — гибкость технологии и возможность ее постепенного развития, проходящего без кардинального изменения существующей инфраструктуры сетей.
Современные сети, базирующиеся на стандарте IS-95, обеспечивают передачу сигнала со скоростью 9,6 кбит/с (с кодированием) и 14,4 кбит/с (без кодирования), тогда как исходные спецификации cdmaOne предполагали скорость передачи 8 кбит/с, 13 кбит/с и 8 кбит/с EVRC (Enhanced Variable Rate Vocoder). В настоящее время повсеместно применяется версия стандарта IS-95A.
Версия IS-95B основана на объединении нескольких каналов CDMA, организуемых в прямом направлении (от базовой станции к мобильной). Скорость может увеличиваться до 28,8 кбит/с (при объединении двух каналов по 14,4 кбит/с) или до 115,2 кбит/с (8 каналов по 14,4 кбит/с). Сети на основе IS-95B смогут обеспечивать доступ в Internet до появления систем третьего поколения. Однако для того, чтобы предоставлять услуги пакетной передачи, контроллер базовой станции нужно дооснастить маршрутизатором. В спецификациях этого стандарта предусмотрено качественное улучшение характеристик обслуживания за счет снижения потерь при переходе абонента от одной базовой станции к другой, а также повышение точности контроля мощности до 0,25 дБ, организация каналов приоритетного доступа и другие усовершенствования.
В версии IS-95С модификации коснулись повышения частотной эффективности и увеличения емкости телефонной сети в два раза. Спецификациями предусматривается дополнительный канал с ортогональным сдвигом несущей, по которому может передаваться полный кодовый ансамбль сигналов (т. е. 64 кода Уолша), такой же как и по синфазному каналу. Системы на базе IS-95C будут обратно совместимы с сетями на основе IS-95A и IS-95В и сохранят прежнюю полосу частот — 1,25 МГц. По сравнению с предыдущими версиями скорость передачи в системе возрастет до 144 кбит/c; при этом сократится энергопотребление терминала.
В настоящее время разрабатывается новая модификация IS-95-HDR (High Data Rate), которая призвана расширить возможности высокоскоростной передачи данных. В прямом канале передачи, поддерживающем этот стандарт, предполагается повышение скорости до 1 Мбит/с и даже более. В обратном канале скорость по сравнению с IS-95С не меняется. Возможности, которые предоставит IS-95-HDR, в первую очередь ориентированы на совместную работу с сетями передачи данных, имеющими асимметричный трафик.
Несмотря на то, что предлагаемые усовершенствования продлят срок жизнеспособности нынешнего поколения систем, имеющиеся в радиоинтерфейсе IS-95 ограничения не позволят выполнить все требования нового поколения. Последующее развитие технологии СDМА будет проходить в рамках создания сетей семейства IMT-2000.
* Чиповая скорость (от англ. chip rate) определяется как скорость следования символов сигнала с расширенным спектром (шумоподобного сигнала). Обычно измеряется в Мчип/с, что эквивалентно английской аббревиатуре Mcps (megachip per second).
Поделитесь материалом с коллегами и друзьями