Реферати українською » Коммуникации и связь » Стандарти стільникового зв'язку 1-го і 2-го поколінь. Організація хендовера


Реферат Стандарти стільникового зв'язку 1-го і 2-го поколінь. Організація хендовера

Страница 1 из 2 | Следующая страница
року міністерство освіти Республіки Білорусь у

 

Заснування освіти

«Білоруський державний університет інформатики, і радіоелектроніки»

кафедраСетей і пристроїв телекомунікацій


>РЕФЕРАТ

На тему:

«Стандарти стільникового зв'язку 1-го і другого поколінь. Організаціяхендовера»


МІНСЬК, 2008


Стандарти стільникового зв'язку 1-го покоління.

 

Перші системи двосторонньої радіотелефонного зв'язок між рухливими об'єктами співаючи юрмилися понад 50 тому. Зв'язок здійснювалася на фіксованих частотах, апередаваемие сигнали займали в ефірі широку смугу частот. З розвитком технікитрадицион іншої (конвенційної) радіозв'язку виникла проблема, пов'язані з обмеженою годинутотним ресурсом і низької пропускною спроможністю таких систем.

Ідея створення стільникових систем грунтувалася на розбивціобслуживаемой території на невеликі зони (стільники), у кожному у тому числі розміщена, зазвичай, одна базова станція. Такий принцип організації зв'язку дозволяє число абонентів іповисить якість зв'язку з допомогою використання одним і тієї ж частот у різних стільниках.

Проте минуло багато років повертається, як такі були реалізовані практично. Лише на початку 80-х у низці країн було розгорнуто комерційні системи стільникового зв'язку, використовують передачі промови аналогову частотну модуляцію. Однією з переклвих початку надавати послуги система NMT-450 (>Nordic MobileTelephone), створена 1981 р. поруч скандинавських країн. Невдовзі з'явилися б і інші системи, працюють у діапазоні частот 400-500 МГц. Це був системи стандартуС-450 (Німеччина),Radiocom-2000 (Франція),RTMS-101Н (Італія).

Найпотужніший поштовх розробці нових систем стільникового та транкінгового радіо зв'язку дали, коли почалося інтенсивне освоєння діапазону частот 800-900 МГц. З по явищем таких систем якAMPS (США),NMT-900 (Скандинавські країни),TACS іETACS (Англія),HCMTS,J-TACS (Японія) ери систем рухомий стільникового зв'язку (>СПСС). Усі перелічені стандарти є аналоговими і сягають до першогопоколению систем стільникового зв'язку.

За своїми характеристикамСПСС першого покоління вигідно відрізнялися відиспользуемих раніше систем двосторонньої мовної зв'язку. Завдяки стільниковому принципутерриториально-частотного планування вдалося домогтися найкращої якості зв'язку за більш високой ефективність використання частотного спектра.

Стандарт NMT-450 особливо зручний забезпечивши зв'язку великих територіях з відносно малої щільністю населення. Цей стандарт досі займає міцну позицію над ринком рухомого зв'язку. У Росії її частку NMT-450 припадає близько 10% всіх абонентів стільникових мереж, і його прийняла поруч із GSM як федерального.

Досвід експлуатації аналогових систем дав змогу виявити також низкуприсущих їм недоліків: можливість прослуховування переговорів, наявність двійників, перегруженность частотного діапазону внаслідок його неефективного використання,ограниченность зони дії. З іншого боку, поширення радіохвиль за умов інтенсивних міських забудов пов'язані з виникненням глибоких селективнихзамираний, викликанихмноголучевим поширенням радіохвиль. Наявністьзамираний призводить до погіршення відносинисигнал/шум не вдомаЧМ приймача на 10-20дБ. Отже, з погляду якості передачі промови системи першого покоління не виправдали покладених ними очікувань.

Починаючи з середини1980-х років, у світі почався інтенсивний ріст числа рухливих чинентов, який перевершив усі найсміливіші прогнози. Стало ясно, що наявніаналоговие системи, що базуються з великої числі несумісних друг з одним стандартів, не відповідають сучасним вимогам, і від діючих аналогових мереж доцифровим технологіям є неминучим. Кількість абонентів аналогових мереж з кожним го будинок стрімко зменшується, а деяких країнах намітився повна відмова від них.


Стандарти 2-го покоління

Перші проекти цифрових систем стільникового зв'язку, що зараз відносять довто рому поколінню, з'явилися торік у початку 90-х. Вони від аналогових систем двома принциповими відзнаками [6]:

а) можливістю використанняспектрально-еффективних методів модуляції разом із тимчасовим (>TDMA) і кодовим (CDMA) поділом каналів замістьтрадиционно що у аналогових системах частотного поділу каналів (>FDMA);

б) наданням користувачам широкого спектра послуг з допомогою інтеграції переду чи мови і даних із можливістю шифрування (засекречування) даних.

Перехід на цифрові способи передачі й обробки інформації дозволивсущественно скоротити кількість стандартів. До 1995 р. у світі діяли цифрові системи трьох стандартів - GSM, D-AMPS (>IS-54, згодом IS-136) іРDС.

Широке поширення отримав загальноєвропейський стандарт GSM, який бувсоз дано з ініціативи спеціальної групи рухомого зв'язку GroupSpecial Mobile, GSM (пізніше було запропоновано інша розшифровка назви стандарту GSM - Global Systemfor MobileCommunications), репетуванняганизованной у межахETSI. Перша комерційна мережу, яка у стандарті GSM, бла розгорнуто 1992 р. у Німеччині. З того часу стандарт невпинно розвивається ісовершенствуется. Вона адаптований до роботи на частотному діапазоні 1800 МГц (GSM-1800) і 450 МГц (>GSM-400) у Європі 1900 МГц (PCS) США.

Початок розробки цифрових технологій у США поклав стандартIS-54, вкотрерабативался з метою підвищення ємності які у США аналогових системAMPS, і був схвалений 1989 р. підкомітетомTR45.3 TIA. У системіTDMA(D-AMPS,IS-136) закладено сучасні технічні рішення, які дозволяли реалізувати 3 мовних каналу водномчастотном каналі системиAMPS (ширина каналу 30кГц). Перші системи базі цього стандарту ввели в дію у 1992 р. У стандартTDMA єбазовим — ним користуються понад 40 кримінальних% абонентів. Поширення технологіїTDMA неограничивается Північною Америкою.

У розвитку цифровий стільникового зв'язку від Європи та США - не відставала Японія,разработавшая власний стандартPDC (>Personal DigitalCellular)3 - персональна цифровасис тема стільникового зв'язку. Японський стандарт рухомого зв'язку затвердили 1994 р. Мережі з урахуваннямРDС розгортаються переважно для національного використання коштів і не надають істотно світовий ринок. У Японії мережуРDС забезпечує покриття практично території, де мешкає майже 99% її населення.

Експлуатація першої комерційної стільникового системи рухомого зв'язку з урахуванням технологии CDMA була започаткована вересні 1995 р. у Гонконзі. Доти стандарт IS-95 отримав схвалення ITU і у склад РекомендаціїМ.10731TU-R. Кількість стільникових сетей, побудованих з урахуванням CDMA (IS-95) і що надають послуги як фіксованою, і рухомого зв'язку, неухильно зростає. Система CDMA застосовується у основному тихслу чаях, коли потрібно побудувати мережу підвищеної ємності чи з вищим якістю передачі промови.

Такий важливий крок у розвитку стільникових систем після введення цифровихтехнологий - перехід домикросотовой іпикосотовой структурі мереж. Використання таких мереж дозволяє обслуговувати абонентів в міських районах з інтенсивної забудовою ізакритих зонах (офіси, підземні гаражі та інших.). Принципи побудови мікростільникових систем відмакросотових систем. Вони відсутня частотне планування, необеспечиваетсяхендовер, стоїть вимір рівня сигналу. У 1992 р. бувутвержден європейський стандартDECT (Digital EuropeanCordlessTelecommunications)реализующий технологію радіодоступу з малої потужністю випромінювання (10-25 мВт) іобеспечивающий дуже дорогу щільність розташування абонентських пристроїв. Широкевнедрение технології почалося з 1995 р., коли продали близько двох млн. терміналів.

Історично вийшло, що професійні системи радіозв'язку (останніми роками вони найчастіше називаютьсятранкинговими) почали створювати набагато раніше появисотових. До професійним системам, як відомо, ставляться різні відомчі і корпоративні радіомережі для надання швидкої допомоги, служб охорони порядку й ін. Розвиток таких мереж іде у напрямі поліпшення якості і конфіденційності зв'язку.

Багато видів сучасних послуг було неможливо повною мірою надати системи першого покоління (>SmartTrunk II,LTR,Multi-Net,Accessnet,Smartnet,EDACS,MPT 1327).

Особливістьтранкингових систем - можливість ефективногоис користування смуги частот з допомогою організації вільного доступу до спільного частотного ресурсу ретрансляційного пункту, що містить зазвичай кілька ретрансляторів,связанних друг з одним з допомогою загальної шини управління. Гнучка архітектуратранкингових систем дозволяє передавати як індивідуальні виклики, і виклики абонентів не скількох груп або відразу всіх абонентів мережі. Робота станції на випромінювання всисте мах зазвичай здійснюється не безупинно, а лише з натискання тангенти радіотелефону, що зменшує переобтяженість ефіру.

Проте існуючі мережі професійної зв'язку першого покоління негарантиру ют високої конфіденційності і найнадійнішою захисту від несанкціонованого доступу, і що особливо істотно, не забезпечуютьаутентификацию абонентів й ідентифікації абонентського устаткування. Ці завдання заплановано вирішити під час створення цифровихсис тим професійної зв'язку другого покоління (>АРСО,ТЕТRА), які мають замі нитку величезну кількість несумісних друг з одним аналогових стандартів.

Стандарт на цифрову систему транкінгового зв'язкуАРСО 25 розроблений США. Його реалізацію заплановано здійснити удвічі етапу із єдиною метою плавного переходу від існующих аналогових мереж до цифровим. З технічною погляду перехід до другого етапу пов'язане з зниженням вдвічі кроку сітки частот (до 6,25кГц) та використаннямспектраль але ефективної модуляціїCQPSK.

Під упливом вражаючих успіхів стандарту стільникового зв'язку GSM вETSI бувразработан загальноєвропейський стандарт цифрової транкінгової системи радіозв'язкуТЕТRА (>TransEuropeanTrunkedRadio). УТЕТRА закладено універсальні технічні рішення, які дозволяє собі з мінімальними витратами реалізовувати систему у різних діапазонах частот і з несхожими протоколами зв'язку. Поруч із економією частотного ресурсусис темаТЕТRА забезпечує великі можливості у частини нарощування технічних візможностей, передбачаючи у найближчій перспективі надання послуг 3-го покоління іреализацию різних сценаріїв впровадження.

Системи рухомий супутниковому зв'язку з'явилися близько 30 тому, коли на орбіту було виведено геостаціонарний космічний апарат (КА)Marisat. Спочаткумобильние земні станції (>ЗС) розроблялися як системи спеціального призначення (морські, повітряні, автомобільні, залізничні) і було орієнтовані обмежену кількість користувачів. Надійність зв'язку була невисокою, що пов'язані з низькоюенерговооруженностью рухливих об'єктів й скрутами забезпечення стійкості зв'язку при складному рельєфі місцевості і малих робочих кутках місця. Земні станції першогопоколения (стандартInmarsat-A) призначалися переважно до створення відомчих і корпоративних мереж з радіальної (чирадиально-узловой) структурою з більшими на цінтральними станціями.

Революційні перетворення на області мобільного супутниковому зв'язку припадають на початку 90-х і було обумовлені трьома чинниками: комерціалізацією космічних про грам, використанням низькоорбітальних ісредневисотних КА і повсюднимперехо будинок на цифрову зв'язку з використанням цифрових сигнальних процесорів (>DSP). Процесс конверсії супроводжувався запозиченням і перенесенням передових військовихтехнологий у великі комерційні програми. У результаті реалізовані кілька проектівгло бальних систем супутниковому зв'язку з КА на низьких орбітах (>Indium,Globalstar),средневисотних (ISO), і навіть дві регіональні системи (>AceS і Thuraya).

Глобальна система персональної супутниковому зв'язкуIridium було запроваджено експлуатацію наприкінці 1998 р. Пропрацювавши близько року, вона припинила своє існування. Детальний аналіз події ще попереду, проте вже нині зрозуміло, що чудово задуманий і реалізований технічний проект опинився затребуваним масовим ринком. Головні причини — низький попит послуги до голосового зв'язку і у маркетингової політиці.

На етапі формування концепції системи (1987 р.), ідея портативних супутникових телефонів, і пейджерів виглядала зовнішньо й цілком конкурентоспроможної.Однорежимние (супутникові) ідвухрежимние (>спутниковие/сотовие) абонентські термінали мали забезпечити гнучку стратегію надання з і розгортаннясисте миIridium.

Проте розробники проектуIridium проігнорували ті серйозні зміни, які про спливли у світі останніми роками. Вони передусім пов'язані з успіхами наземної зв'язку. Нові модифікації стільникових телефонів легше й зручніше, а тарифи привабливіші, ніж у супутниковому зв'язку. З іншого боку, час без підзарядки акумуляторних бата рей в супутниковому зв'язку менше, а можливості роботи з будинків обмежені. Що й казати касается обслуговування важкодоступних районів і океанів, у яких супутниковий їй немає альтернативи, як виявилося, що охочих спілкуватися за оприлюдненими тарифами непогані і багато, аби окупити експлуатаційні витрати.

2000 рокуначается експлуатація трьох систем: глобальної системиперсональной супутниковому зв'язкуGlobalstar і регіональних системACeS і Thuraya,ориентиро ванних як на голосовий зв'язок, а й передачу даних. У 2001 р. введена в експлуатацію система ISO.

Подальший розвиток систем рухомий супутниковому зв'язку відбуватиметься у рамках реалізації проектів систем 3-го покоління.


Класифікація систем 2-го покоління

У основу запропонованої класифікації систем рухомий радіотелефонного зв'язку 2-гопоколения покладено три основних ознаки: призначення системи, методмногостанционногодос тупа і схемадуплексирования каналів. Залежно від призначення і дрібних розмірів зони обслуговування все системи рухомого зв'язку можна розділити на виборах 4 класу (мал.1):

- супутникові системи зв'язки України із зоною обслуговування щодо одного промені 400-800 км ігло бальної зоною обслуговування на одне супутника 3000-8000 км залежно від ви стільники орбіти;

- системи стільникового рухомий радіозв'язку з радіусом дії від 0,3 до 35 км;

-транкингозие (>профессинальние) системи радіозв'язку з радіусом зониобслуживания від 2 до 50 км залежно від висоти підйому антени;

- системи бездротового доступу з типовими розмірами стільники до 0,3 км.

Відмінності між системами різних класів, передусім, перебувають у складі - й якість послуг. Найвище якість забезпечують стільникові сіті й системи бездротового доступу, що надають послуги двосторонньої радіозв'язку у сфері як мобільних, і стаціонарних абонентів (телефонні мережі загального користування, ISDN та інших.). Аналогічні послуги, але з менші можливості, реалізовані в супутниковихсис темах. Що ж дотранкингових систем, то них основними видами обслуговуванняявляетсяполудуплексная зв'язок і груповий виклик абонентів.


Мал.1. Класифікація систем рухомого зв'язку другого покоління

Розміри стільники залежить від щільності абонентів, що припадає на одиницю зонипокрития, й правничого характеру розподілу абонентів пообслуживаемой території. У місцях з повишенной щільністю абонентів створюютьсяпикосоти з радіусом до 100 м, а районах найінтенсивнішої забудови і із високим щільністю населення організуються мікро стільники (0,1-0,5 км). Радіус діїмакросотових зон, що охоплюють місто таприго рідні зони, вбирається у 30-35 км. Що ж до обслуговування абонентів у сільській місцевості, віддалених і важкодоступних районах, воно може здійснюватися і зис користуванням наземних стільникових, і супутникових систем.

>Сотовие сіті й системи бездротового доступу можуть обслуговувати райони з великою щільністю абонентів до 10000Эрланг на кв. км.Транкинговие мережі ефективніші, коли обсяг трафіку вбирається у 1-2Эрл/кв. км. На підвищенняспектраль іншої ефективності в стільникових системах використовуєтьсяширокополоснаяТDМА чи CDMA, тоді як ітранкингових мережах переважно застосовуютьсяузкополоснаяTDMA чиFDMA.

Інше відмінність залежить від схемою організації зв'язку. У стільникових системах ісисте мах бездротового доступу здійснюються індивідуальні виклики між абонентами. Середня тривалість розмови може становити кілька хвилин. Типовий режим роботитранкингових систем грунтується на передачі коротких викликів (менш 1 хв), які можуть опинитися організовуватися як індивідуально, і через диспетчера. Час встановлення втранкингових системах невеличке і, зазвичай, вбирається у 0,3 з.

По способу використання частотного ресурсу системи рухомого зв'язку поділяються на два класу:

- системи через відкликання жорстко закріпленими за абонентами каналами;

- системи з наданням каналу на вимогу під час перебування

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація