Реферат: Стандарт сотовой связи CDMA, проблема внедрения и эксплуатации в России

канала                                                                         канал                   (ESN, канал CDMA, код канала)

·     Настраивается на назначенный канал               вызова

       связи, используя общий длинный код.

·     Принимает N последовательных кадров от                        

базовой станции

·     Начинает передавать преамбулу канала                                       Принимает преамбулу канала связи от

связи каналу обратного трафика.                                                   мобильной станции   

·     Принимает команду о подтверждении                                         Передает команду о подтверждении                                                                                                                            

базовой станции                                               канал прямого        базовой станции

·     Начинает отбрасывать принятые пакеты            трафика

с запросами на обслуживание и передавать

данные по каналу обратного трафика.

·     Принимает Сигнал готовности с                                                    Передает Сигнал готовности с 

информационным сообщением.                        канал прямого        информационным сообщением

                                                                                       трафика               (сигнал посылки вызова, CNI - номер                                                                                                                                  вызывающего абонента)

·     Передает подтверждение                                                                  Принимает подтверждение       

·     Подает вызывной сигнал к мобильному       канал обратного

радиотелефону.                                                     трафика

·     Выводит информацию CNI на табло

мобильного радиотелефона.

(Абонент отвечает на вызов)

·     Снимает подачу сигнала посылки вызова к

мобильному радиотелефону.

·     Передает Команду о соединении                                                      Принимает Команду о соединении

·     начинает передавать информационные       канал обратного

        пакеты с подтверждением об                              трафика

       обслуживании.

·     Принимает подтверждение                                                                     Передает подтверждение

                                                                                 Канал прямого

           трафика

       (разговор абонентов)                                                                                  (разговор абонентов)

Процедура установления обычного соединения (случай входящего вызова у подвижной станции). Вызов к абонентскому аппарату может включать фазу, когда устанавливается конкретная требуемая опция (вариант) службы.

На рисунке показана процедура прохождения обычного вызова (исходящий вызов от подвижной станции)                                                                    

          Мобильная станция                                                                                 Базовая станция

·     Обнаруживает вызов, посылаемый                                            Принимает начальное сообщение

пользователем мобильной станции.                      Канал                 Настраивается на назначенный канал трафика,               

·     Передает начальное сообщение                      доступа             используя общий длинный код по обратному   

(ESN, MIN, набранные знаки номера)                                             началу трафику.

                                                                                                             Начинает передавать незначащие данные                                                                                                                                 канала трафика по прямому каналу.            

·     Принимает Сообщение о назначении                                        Передает  Сообщение о назначении канала  

канала.                                                      Канал вызова            (ESN, канал CDMA, кодовый канал).

·     Настраивается на канал трафика,                                             Удостоверяет MIN и ESN мобильной станции. 

используя общий длинный код.                                                      Принимает преамбулу канала трафика от

·     Принимает N последовательный дестви-                                 мобильной станции.

тельных кадров от базовой станции.

·     Начинает передавать преамбулу канала

трафика.

·     Принимает Команду о подтверждении                                     Передает Команду о подтверждении базовой

базовой станции.                                                Прямой канал          станции.          

·     Начинать передавать пакеты трафика к         трафика

Опции услуг 1 и от опции услуг 1.

Возможная процедура (по выбору)                                                        Принимает Продолжение начального       

·     Передает Продолжение начального          Обратный канал      сообщения.

сообщения.                                                                трафика

·     Принимает подтверждение.                                                          Передает подтверждение. 

                                                                             Прямой канал

                                                                                  трафика                                                

Возможная процедура (по выбору)

·     Принимает команду Запрос перехода       Прямой канал           Передает команду Запрос перехода на

 на частный длинный код.                                      трафика               частный длинный код

·     Передает подтверждение вместе с                                                 Принимает сообщение Принята команда о        

сообщением Принята команда о                 Обратный канал             переходе на частный длинный код

переходе на частный длинный код                     трафика                                    

·     Начинает передавать и принимать                                                Начинает передавать и принимать информацию

информацию, используя частный длинный код                                 используя частный длинный код.

Возможная процедура (по выбору)

·     Принимает Сигнал готовности вместе                                       Передает Сигнал готовности вместе

с информационным сообщением                        Прямой канал           с  информационным сообщением (сигнал

                                                                                  трафика                  контроля посылки вызова)           

·     Передает подтверждение.                                                               Принимает подтверждение

                                                                           Обратный канал                               

·     Подает сигнал контроля посылки                  трафика                

вызова по разговорному тракту.

                                                                                                          (вызываемый абонент отвечает на вызов)          

Возможная процедура (по выбору)

·     Принимает Сигнал готовности вместе                                      Передает Сигнал готовности вместе

с информационным сообщением.                       Прямой канал           с  информационным сообщением. (молчание)

                                                                                  трафика

·      Передает подтверждение                                                                Принимает подтверждение 

·      Отключает сигнал посылки вызова             Обратный канал

в тракте трафика.                                                    трафика

(разговор абонентов)                                                                              (разговор абонентов)

В стандарте IS-95 регулировка уровня мощности сигнала, излучаемого подвижной станцией, осуществляется в динамическом диапазоне 84 дБ с шагом 1 дБ. Это обеспечивает возможность приема сигналов подвижных станций базовой станцией с практически одинаковым уровнем мощности независимо от удаления до базовой станции. Чем ближе уровень мощности сигналов от подвижных станций на входе базовой станции к минимальному, соответствующему требуемому качеству связи, тем меньше уровень взаимных помех в системе и, следовательно, тем выше ее емкость.

Высокие требования к регулировке уровня мощности подвижной станции можно отнести к недостатку системы Qualcomm. Вторым недостатком CDMA Qualcomm является необходимость использования одинаковых по размерам сот на всей сети, в противном случае возникают взаимные помехи от сигналов подвижных станций, которые находятся в соседних сотах разного размера. 

Стандарт CDMA обеспечивает большую емкость сети по сравнению с традиционными аналоговыми сотовыми сетями. Увеличение емкости может быть достигнуто двумя способами:

1)  увеличением количества каналов на МГц выделенной полосы частот;

2)  увеличением повторного использования каналов связи на данной территории.

Фактором, способствующим снижению взаимных помех в системе CDMA и, следовательно, увеличению ее емкости, является применение, аналогично GSM, системы прерывистой передачи речи.

На интервале сеанса связи активная часть разговора составляет около 35% , 65% приходится на прослушивание сообщений с противоположной стороны и паузы. Излучение сигнала подвижной станцией только на интервалах активности речи приводит к дополнительному снижению системных помех и общему увеличению емкости системы CDMA.

В нижеследующей таблице будут приведены основные характеристики CDMA и их краткое описание, определяющее достоинства и перспективность систем сотовой связи с кодовым разделением каналов.

                     Характеристики 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. Наконец, при  использовании существующих вокодеров, которые работают на половиной скорости передачи, пропускная способность увеличивается еще в 1,7 раза. Дополнительная секторизация (свыше 3) также увеличивает пропускную способность.

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. Метод мягкой передачи абонента (переключения абонента с одного радиоканала на другой), применяемой в системах CDMA, обеспечивает почти прозрачную передачу вызовов между сотами. Такой надежный метод передачи практически исключает потерю вызовов и снижает нагрузку на коммутационное оборудование.

Возможность дальнейшей эволюции системы.

В существующей системе предусмотрены поисковые службы и цифровая передача данных. Существующая структуру управления обеспечивает протоколы факсимильной связи. Могут быть предусмотрены и более высокие скорости передачи. Портативные абонентские станции, основанные только на методе CDMA и совместимые с сотовыми системами и УАТС, могут отвечать перспективным требованиям.

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 персональный 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 новый 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 почти утроить существующую в аналоговых сетях пропускную способность 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 система. Последующее расширение может быть поэтапным и может быть местным (чтобы быстро обеспечить радиопокрытие в каком-то одном месте) или глобальным.

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.

       Стандарт IS-95 обеспечивает высокую степень безопасности передаваемых сообщений и данных об абонентах.

    Безопасность связи обеспечивается также применением процедур аутентификации и шифрования сообщений.

   Шифрование сообщений, передаваемых по каналу связи (ТСН), осуществляется также с использованием процедур стандарта IS-54B.

В стандарте IS-95 используется также режим "частый характер связи", обеспечиваемый с помощью секретной маски в виде длинного кода.

Подвижная станция стандарта IS-95

Фирмы Qualcomm и Motorola разработали двухрежимные CDMA подвижные станции, которые поддерживают связь с существующими сетями аналоговых стандартов с частотной модуляцией   (AMPS   и     N-AMPS). Это обстоятельство  дает значительные преимущества абонентам CDMA, так как позволяет использовать свой радиотелефон там, где существующие аналоговые сотовые сети обеспечивают радиопокрытие.

 Основное отличие между абонентскими станциями CDMA и существующими станциями аналоговых стандартов заключается в добавлении в состав подвижных станций CDMA функций цифровой обработки сигналов.

Базовая станция стандарта IS-95

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

В нижеследующем рисунке будет показана структурная схема базовой станции (BTS) для соты с круговой диаграммой направленности антенны с цифровым оборудованием, в состав которого входят канальные блоки.

Страницы: 1, 2, 3