Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАВДАННЯ

стільниковий мережа цифровий інтерфейс

на курсовий проект студента Никорчука Володимира Романовича

1. Тема роботи: " Дослідження мереж передачі даних на базі технології W-CDMA"

2. Строк здачі закінченої роботи: червень 2011 р.

3. Вихідні дані до роботи: стандарт W-CDMA; розробка; запровадження; структура; принцип дії; особливості.

4. Зміст пояснювальної записки (перелік питань, які підлягають розробці): особливості W-CDMA; параметри зв'язку третього покоління; впровадження технології у світі.

5. Перелік графічного матеріалу: структура мережі W-CDMA.

6. Дата видачі завдання: 8 лютого 2011р.

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН

Студент _________________ В. Р. Никорчук

Керівник _________________ А. М. Луцків

"___" ______________ 2011р.

ЗМІСТ

• ВСТУП
• 1. ЗАГАЛЬНА ІНФОРМАЦІЯ, ОСОБЛИВОСІ, РОЗВИТОК
• 1.1 Особливості параметрів W-CDMA при передачі інформації
• 1.2 W-CDMA в системах третього покоління
• 1.3 Інтерфейси і розподілу спектра для систем третього покоління
• 1.4 Терміни впровадження систем третього покоління
• 1.5 Відмінності за повітряним інтерфейсам між W-CDMA і систем другого покоління
• 1.6 Базові мережі
• 1.7 Послуги та області застосування W-CDMA
• 1.8 Короткий розгляд основних параметрів W-CDMA
• 2. РЕАЛІЗАЦІЯ W-CDMA В СВІТІ
• 2.1 Підготовча робота в Європі
• 2.2 Підготовча робота в Японії
• 2.3 Підготовча робота в США
• 2.4 Транспортні канали та їх перенесення на фізичні канали
• ВИСНОВОК
• СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

W-CDMA (англ. Wideband Code Division Multiple Access) --широкосмуговий множинний доступ із кодовим розподілом каналів, який використовує дві широкі смуги радіочастот по 5 МГц (тому й називається -- широкий CDMA).

Термін W-CDMA також використовується для опису самостійного стандарту стільникової мережі, що проектувався як надбудова над GSM та працює в діапазоні 1900--2100 МГц.

Перша модифікація цього стандарту -- UMTS -- мала багато технологічних недоліків: низьку місткість мережі, малий радіус дії стільника, порівняно невелику швидкість передачі даних -- 386 кбіт/с, що ненабагато перевищувала таку для EDGE. Сьогодні де-факто стандартом третього покоління є надбудова HSPA (HSDPA -- швидкісна передача даних від базової станції абоненту, до 15 Мбіт/с, іHSUPA -- швидкісна передача даних від абонента до базової станції, до 5,8 Мбіт/с).

Технологія може бути додана до існуючих мереж GSM та PDC, що робить стандарт W-CDMA найбільш перспективним з точки зору використання мережевих ресурсів та глобальної сумісності.

1. ЗАГАЛЬНА ІНФОРМАЦІЯ, ОСОБЛИВОСТІ, РОЗВИТОК

Системи рухомого зв'язку другого покоління, такі як, наприклад, система GSM, дозволяють передавати мовний трафік. Можливості щодо передачі даних у системах другого покоління є значно обмеженими через особливості технологій доступу та формування сигналів, завдяки чому і виникає потреба в розвитку та запровадженні систем третього покоління для забезпечення послуг з високою швидкістю передачі, що дозволяють передавати і приймати високоякісну відео та звукову інформацію, забезпечувати високошвидкісний доступ до мереж з комутацією пакетів та ін. В основі більшості систем третього покоління лежить технологія W-CDMA, оскільки вона задовольняє основним вимогам IMT-2000. Зокрема, ця технологія обрана основним радіо інтерфейсом системи UMTS. Здійснено дослідження особливостей організації, структури, основних параметрів каналів та сигналів, що використовуються в UMTS, аналіз методів управління потужністю та принципів передачі інформації в цій системі. Завданням даної роботи є огляд та характеристика основних видів каналів, що використовуються в W-CDMA, напрями їх використання, принципи функціонування, розглянуто технологію мультиплексування каналів та методи управління потужністю, принципи передачі даних на каналі "вниз". В роботі досліджено особливості формування сигналів в системі UMTS, зокрема використання ортогональних кодових послідовностей зі змінним коефіцієнтом розширення (OVSF коди) та псевдовипадкових послідовностей Голда, з'ясовано, що коефіцієнт розширення спектру пов'язаний з швидкістю передачі даних, показано, що вибір каналоутворюючого коду з певним коефіцієнтом розширення значно вливає на граничну кількість абонентів в соті, тобто параметри сигналів в системі UMTS впливають не лише на фізичні характеристики цієї системи,такі як швидкість передачі даних, а й на ємність системи зв'язку. Таким чином саме технологія W-CDMA стала оптимальним рішенням проблеми швидкісної передачі даних. При її використанні системи персонального зв'язку отримають можливість забезпечувати високоякісну передачу інформації (повідомлень, зображень та відео даних) з достатньо якісною системою захисту інформації.

1.2 W-CDMA в системах третього покоління

Аналогові стільникові системи зазвичай називаються системами першого покоління. Цифрові системи, що знаходяться у використанні в даний час, такі як GSM, PDC, cdma One (IS-95) і US-TDMA (IS-136), є системами другого покоління. Ці системи дозволили вийти на провідні ринки з пропозиціями по бездротовій передачі мови, а в даний час у споживачів все більшим попитом користуються і інші послуги, початківці переживати бурхливе зростання, наприклад, передача текстових повідомлень і доступ до мереж передачі даних.

Системи третього покоління призначаються для мультимедійного зв'язку: при їх використанні системи персонального зв'язку отримують можливість забезпечувати високоякісну передачу зображень і відеоданих, а доступ до інформації та послуг по мережах загального користування та приватних мереж буде суттєво розширено за рахунок більш високих швидкостей передачі і нових можливостей щодо гнучкості зв'язку, якими володіють системи третього покоління. Все це разом з триваючим розвитком систем другого покоління буде створювати нові можливості у сфері бізнесу не тільки для виробників апаратури та операторів, але також і для використовують ці мережі провайдерів інформаційного наповнення та прикладних програм.

На форумах з стандартизації технологія W-CDMA отримала визнання як найбільш широко розповсюдженого повітряного інтерфейсу третього покоління. Його специфікація була розроблена в рамках Партнерство за проектом у галузі технологій 3 покоління (3GPP), який є спільним проектом органів стандартизації Європи, Японії, Кореї, США і Китаю. У проекті 3GPP технологія W-CDMA називається UTRA (Універсальним наземним радіодоступом) з режимами FDD (частотне дуплексне поділ каналів) і TDD (тимчасове дуплексне поділ каналів), при цьому назва W-CDMA використовується для охоплення обох режимів - і FDD і TDD.

1.3 Інтерфейси і розподіл спектра для систем третього покоління

Робота по формуванню образу систем рухомого зв'язку третього покоління почалася відразу після того, як Всесвітня адміністративна конференція з радіочастот (WARC) ITU (Міжнародного союзу електрозв'язку) в 1992 р. визначила частоти в смузі близько 2 ГГц для використання майбутніми системами рухомого зв'язку третього покоління як наземними, так і супутниковими. У ITU ці системи третього покоління отримали назву міжнародним системи мобільного електрозв'язку-2000 (IMT-2000). У структурі IMT-2000 визначено декілька типів повітряних інтерфейсів для систем третього покоління, заснованих на технології CDMA або TDMA, що викладається в розділі 3. Спочатку в процесі розробки систем третього покоління ставилося завдання створення єдиного загального глобального повітряного інтерфейсу IMT-2000. Системи третього покоління підійшли ближче до вирішення цього завдання, ніж системи другого покоління: один і той же повітряний інтерфейс W-CDMA повинен застосовуватися в Європі і Азії, включаючи Японію та Корею, при використанні частотних смуг в діапазоні 2 ГГц, які WARC-92 виділила для систем третього покоління IMT-2000. У Північній Америці, однак, цей спектр частот був уже відданий операторам, які використовують системи другого покоління, і для IMT-2000 нових смуг спектра не надано. Таким чином, послуги систем третього покоління повинні реалізовуватися у виділених смугах частот шляхом звільнення в них частини спектра для систем третього покоління. Такий підхід називається перерозподілом. Глобальний спектр частот IMT-2000 відсутній в країнах, які слідують прийнятому в США розподілу спектра для систем персонального зв'язку (PCS).

Крім W-CDMA, повітряними інтерфейсами для забезпечення послуг систем третього покоління можуть служити технології EDGE і CDMA з безліччю несучих (cdma 2000). Технологія EDGE (підвищення швидкості передачі даних для розвитку системи GSM) може забезпечити послуги систем третього покоління зі швидкостями передачі до 500 Кбіт / с при рознесенні несучих GSM, що дорівнює 200 КГц [1]. EDGE має ряд можливостей щодо поліпшення ефективності використання частотного спектру і по підтримці нових послуг, які не передбачалися GSM. CDMA з безліччю несучих може застосовуватися як рішення щодо удосконалення існуючої технології IS-95

1.4 Терміни впровадження систем третього покоління

У Європі дослідна робота по W-CDMA була розпочата за проектами наукових досліджень Європейського Союзу CODIT і FRAMES, а також низкою великих Європейських компаній по бездротовому зв'язку на початку 1990-х років. В результаті виконання цих проектів були проведені випробування CDMA для оцінки якості каналу і було вироблено розуміння W-CDMA, необхідне для проведення робіт зі стандартизації. У січні 1998 р. Європейська організація по стандартизації ETSI (Європейський інститут за стандартами в галузі телекомунікацій) прийняла рішення про W-CDMA як про інтерфейс третього покоління. Ретельна робота по стандартизації була виконана як частина процесу стандартизації за проектом 3GPP. Перша розробка повної специфікації була закінчена в кінці 1999 р. Комерційні мережі заплановано відкрити в Японії в 2001 р., а в Європі та інших країнах Азії на початку 2002 р. Очікувані терміни впровадження представлені на рис. 1.3. Ці терміни передбачені для роботи в режимі FDD. Очікується, що режим TDD буде впроваджуватися трохи пізніше, і перші мережі TDD будуть ґрунтуватися на специфікаціях за проектом 3GPP, робочої версії 2000 р. В Японії терміни впровадження режиму TDD також залишаються неясними через відсутність для TDD відповідного спектру частот. Озираючись назад на історію впровадження GSM, ми відзначаємо, що з моменту відкриття першої мережі GSM в липні 1991 р. (радіолінії, Фінляндія) в деяких країнах стільникові радіотелефони становлять вже 50% телефонного парку. У ряді країн ця величина сягає 70%. Системи другого покоління дозволяють передавати мовний трафік; тепер перед системами третього покоління стоїть завдання надання також ряду послуг з передачі даних.

1.5 Відмінності за повітряним інтерфейсам між W-CDMA і систем другого покоління

Розглянуті тут системи GSM і IS-95 (стандарт для систем cdmaOne) представляються повітряними інтерфейсами другого покоління. Повітряними інтерфейсами другого покоління є інтерфейси PDS в Японії та US-TDMA в Америці, вони засновані на технології TDMA (множинного доступу з тимчасовим поділом каналів) і мають велику схожість з GSM, ніж з IS-95.Сістеми другого покоління були розраховані в основному для забезпечення передачі мови в макрокомірками. Щоб усвідомити передумови, які потягли за собою відмінності у систем другого і третього покоління, нам необхідно подивитися на нові вимоги, що пред'являються до систем третього покоління, які наводяться нижче:

Швидкості передачі до 2 Мбіт/с Змінна швидкість передачі, що дозволяє надавати ширину смуги частот на вимогу

Мультиплексування послуг з різними вимогами до якості обслуговування для одного з'єднання, наприклад, передача промови, відеоінформації та пакетованих даних

Вимоги по затримці, починаючи від уразливого щодо затримок трафіку, що передається в реальному масштабі часу, і закінчуючи гнучкою передачею пакетованих даних з найкращим сервісом

Вимоги до якості передачі від 10% імовірності появи помилок в кадрі, до ймовірності помилок по бітам, рівної 10-6

Працює систем другого і третього покоління в частині міжсистемної естафетної передачі управління для збільшення зон охоплення і балансування навантаження Підтримка асиметричного трафіку по висхідним і спадним каналах передачі, наприклад, перегляд інформації Web призводить до більшого навантаження в спадному каналі, ніж у висхідному

Висока ефективність використання спектра. Наявність режимів FDD і TDD.

1.6 Базові мережі

Є три основні рішення щодо базової мережі, до якої можуть бути підключені мережі радіодоступу W-CDMA. Основою для другого покоління служили або базові мережі GSM, або мережі на основі IS-41. Природно, що обидві вони будуть основними варіантами рішень для систем третього покоління. Нової альтернативою може служити GPRS (Пакетна комутація в мережах рухомого радіозв'язку) з базовою мережею, повністю заснованої на протоколі IP. Найбільш типові з'єднання базових мереж і повітряних інтерфейсів показані на рис. 1.4. Можливі й інші сполуки, які, як очікується, належним чином будуть представлені на форумах по стандартизації. Попит на ринку визначить, які комбінації будуть використовуватися операторами. Передбачається, що оператори збережуть базові мережі другого покоління для передачі мови і додадуть до цього можливості з передачі пакетованих даних. Пізніше можна буде використовувати для всіх цих послуг базові мережі, засновані на IP-протоколі.

Через відмінності технологій і розподілу частот здійснення глобального роумінгу вимагатиме наявності в операторів особливих можливостей, наприклад, використання багаторежимних (багатомодового) і багато діапазонного телефону-трубки і шлюзів для роумінгу між різними базовими мережами. Кінцевому користувачеві засоби оператора будуть невидимими, і, ймовірно, з'являться термінали глобального роумінгу для тих абонентів, які захочуть платити за цю глобальну послугу.

1.7 Послуги та області застосування W-CDMA

Найбільш вираженою особливістю UMTS є використання абонентами більш високих швидкостей передачі: швидкість може досягати 384 Кбіт / с при комутації каналів і 2 Мбіт / с при комутації пакетів. Природно, що більш високі швидкості передачі сприяють впровадженню деяких нових послуг, наприклад, відеотелефонії та швидкої завантаження даних. При наявності обмежує навантаження прикладної програми, ймовірно, буде забезпечуватися швидкий доступ до інформації та її фільтрація відповідно до місця знаходження користувача. Часто запит інформації буде здійснюватися через Інтернет, що вимагає ефективної обробки трафіку TCP / UDP / IP в мережі UMTS. На перших етапах UMTS майже весь трафік буде мовним, але з часом частка трафіку передачі даних буде збільшуватися. Однак, важко передбачити темп, з яким піде процес домінування трафіку передачі даних у всьому обсязі трафіку. У той час, коли відбуватиметься перехід від мовного трафіку до трафіку передачі даних, буде відбуватися перехід від комутації каналів до пакетної комутації. У початковий період роботи UMTS не всі функції забезпечення якості обслуговування (QoS) будуть реалізовані, і тому програми, критичні до затримки пакетів, такі як передача мови і відеотелефонія будуть здійснюватися в мережах з комутацією каналів. Пізніше виявиться можливим підтримувати такі послуги, критичні до часу затримки, за допомогою передачі пакетованих даних із забезпеченням необхідного QoS.

У порівнянні з GSM та іншими наявними на сьогоднішній день мережами рухомого зв'язку UMTS володіє новою і важливою особливістю, а саме тієї, що вона дозволяє погоджувати характеристики радіоканалу доступу як переносника інформації, B-каналу. Цими характеристиками передачі можуть служити пропускна здатність, затримка при передачі і ймовірність появи помилок у даних. Щоб система успішно працювала, UMTS повинна підтримувати широкий спектр програм, що задовольняє самим різним вимогам до якості обслуговування (QoS). В даний час неможливо передбачити характер і широту використання багатьох з цих додатків. Тому немає ні можливості, ні сенсу оптимізувати UMTS до одного ряду програм. Канали-переносники інформації UMTS повинні мати по природі загальний характер, дозволяти добре забезпечувати існуючі програми та сприяти розвитку нових програм. Оскільки в більшості своїй сучасні програми являють собою програми, пов'язані з Інтернет або N-ISDN, природно, що ці програми та послуги визначають в першу чергу процедури для управління каналом-переносником інформації (B-каналом).

1.8 Короткий розгляд основних параметрів W-CDMA

У даному розділі ми представляємо основні параметри системного проектування W-CDMA і даємо короткий тлумачення більшості з них. Основні параметри, пов'язані з повітряному інтерфейсу W-CDMA, наводяться в таблиці 3.1. Тут ми висвітлюємо деякі питання, що характеризують W-CDMA.

W-CDMA являє собою систему множинного доступу з кодовим розділенням каналів і прямим розширенням спектра (DS-CDMA), тобто біти інформації користувача передаються в широкій смузі частот шляхом множення початкового потоку даних користувача на послідовності квазівипадкових бітів (званих чіпами), що є кодами розширення CDMA. Для забезпечення дуже високих швидкостей передачі (до 2 Мбіт / с) підтримується використання змінного коефіцієнта розширення і мультікодових комбінацій.

Швидкість передачі, рівна 3,84 Мчіп / с, призводить до заняття смуги приблизно в 5 МГц. Системи DS-CDMA з шириною смуги близько 1 МГц, наприклад, IS-95, зазвичай називають вузькосмуговим системами CDMA. Властива системам W-CDMA велика ширина смуги на несучій забезпечує високі швидкості передачі даних користувача, а також створює певні переваги в роботі, наприклад в каналах з підвищеною багатопромінністю. Не порушуючи отриманої ліцензії на роботу системи, оператор може мати кілька таких несучих зі смугою 5 МГц для збільшення пропускної здатності, можливо, у вигляді осередків ієрархічної структури. Така побудова показано на рис.3.1. Фактично таке рознесення несучих може бути реалізовано і на 200 кілогерцовій сітці приблизно в смузі 4,4 і 5 МГц в залежності від рівня інтерференції несучих.

W-CDMA підтримує самі різні швидкості передачі даних користувача, іншими словами, концепція отримання ширини смуги на вимогу (BoD) досить добре підтримується. Кожному користувачеві виділяються фрейми тривалістю 10 мс, протягом кожного з яких швидкість передачі даних користувача залишається постійною. Однак пропускна здатність для передачі даних у користувача може мінятися від кадру до фрейму. На рис. 3.1 показаний приклад такої особливості. Швидке виділення пропускної здатності для радіозв'язку буде зазвичай управлятися мережею для досягнення максимальної пропускної здатності при передачі пакетованих даних.

W-CDMA підтримує два основні режими роботи: частотне розділення дуплексних каналів (FDD) та тимчасове поділ дуплексних каналів (TDD). У режимі FDD для висхідного і спадного каналів використовуються роздільні несуть з частотою 5 МГц, тоді як в режимі TDD тільки одна несуча 5 МГц використовується для відновлення ходить і спадного каналів з поділом прийом-передача в часі. Висхідний канал - це канал від рухливої станції до базової, а низхідний - від базової станції до рухомої. Режим TDD значною мірою базується на концепціях режиму FDD і був додатково введений, щоб використовувати базову систему W-CDMA так-же і для непарного (несиметричного) розподілу спектру, виділеного ITU для систем IMT-2000.

W-CDMA підтримує роботу асинхронних базових станцій, так що на відміну від синхронної системи IS-95 відсутня необхідність в глобальній прив'язці до часу, наприклад до GPS. Розгортання базових станцій всередині приміщень і мініатюрних базових станцій (для пікосот) проводиться легше, коли не потрібно отримувати сигнал GPS.

W-CDMA використовує когерентний прийом для систем W-CDMA у висхідному і низхідному каналах на основі застосування пілот-символів або загальних пілот-сигналів. Хоча когерентний прийом вже використовується в спадному каналі в IS-95, його застосування у висхідному каналі є новим для систем CDMA загального користування та призведе до збільшення загальної зони охоплення та пропускної здатності висхідного каналу.

Повітряний інтерфейс W-CDMA задуманий таким чином, що оператор мережі може використовувати перспективні концепції побудови приймачів CDMA, наприклад багатокористувацький прийом і застосування інтелектуальних адаптивних антен як спосіб підвищення пропускної здатності та / або зони охоплення. У більшості систем другого покоління відсутні можливості використання таких концепцій побудови приймача, і в результаті вони або не можуть застосовуватися, або можуть застосовуватися лише з великими обмеженнями і дають лише незначне поліпшення експлуатаційних показників.

2. РЕАЛІЗАЦІЯ W-CDMA В СВІТІ

У Європі вибору технології третього покоління передував тривалий період досліджень. Початок дослідницької роботи з основ побудови систем третього покоління було покладено програмою RACE I (дослідження перспективних технологій в галузі зв'язку в Європі) в 1988 р. За цією програмою послідувала програма RACE II з розробки CODIT (випробувальної моделі з кодовою поділом), заснованої на CDMA, і ATDMA (удосконалення мобільного доступу TDMA) для повітряних інтерфейсів, що виконувалася протягом 1992-95 р.р. Крім того, в ряді проектів, що здійснювалися промисловістю в Європі, вивчалися пропозиції з побудови широкосмугових інтерфейсів.

Роботи з Європейської дослідницької програмі ACTS (вдосконалені технології та послуги в галузі зв'язку) були розпочаті в кінці 1995 р. для забезпечення досліджень і розробок по рухомого зв'язку. У рамках ACTS був запущений проект FRAMES (перспективна широкосмугова радіосистема множинного доступу) із завданням вироблення пропозиції по системі радіодоступу до UMTS. Основними партнерами в промисловості, що брали участь в проекті FRAMES, були компанії Nokia, Siemens, Ericsson, France Telecom і CSEM / Pro Telecom; в числі учасників були також деякі Європейські університети. На основі результатів, отриманих на етапі оцінки первинної пропозиції, за проектом FRAMES, була визначена платформа гармонізованого множинного доступу, що включає в себе два режими: FMA 1, широкосмуговий TDMA і FMA 2, широкосмуговий CDMA. Пропозиції щодо проекту про використання широкосмугового CDMA і широкосмугового TDMA були представлені в ETSI як варіанти повітряних інтерфейсів UMTS і в ITU для системи IMT-2000.

На основі пропозицій, представлених в 1996 р. і на початку 1997 р., з побудови повітряного інтерфейсу з територіальним радіодоступом до UMTS (UTRA), викладених у проміжному звіті, в ETSI в червні 1997 р. було сформовано п'ять груп по розробці концепцій. Були організовані такі групи:

Широкосмугового CDMA (W-CDMA)

широкосмугового TDMA (WTDMA)

DMA / CDMA

FDMA - (множинний доступ з ортогональним частотним розділенням каналів)

ODMA - (множинний доступ з використанням відкриваються за рахунок переприйому можливостей)

Групи з розробки концепцій, утворені в ETSI, будуть представлені в наступних розділах. Оцінка пропозицій здійснювалася на основі вимог, визначених у Рекомендаціях Міжнародного союзу електрозв'язку по IMT-2000 (і вимог ETSI, визначених зокрема в UMTS 21.01), а також на принципах оцінки та умов, описаних в UMTS 30.06.

Всі запропоновані технології по суті здатні виконати вимоги UMTS, хоча було важко досягти консенсусу з таких питань, як пропускна здатність системи, оскільки результати моделювання можуть значно відрізнятися в залежності від прийнятих допущень. Однак, незабаром стало очевидним в процесі вибору, що основними варіантами були W-CDMA і TDMA / CDMA. Крім того, такі питання, як глобальні можливості технології, природно приймалися до уваги в тих випадках, коли очевидні технічні висновки були дуже обмежені; в цьому відношенні результат вибору технології ARIB в Японії можна вважати підтримкою W-CDMA.

Остаточне рішення за цими технологіями ETSI прийняв у січні 1998 р., вибравши W-CDMA як стандарт для повітряного інтерфейсу UTRA (територіальний радіодоступ до UMTS) в парних частотних смугах, тобто для FDD (частотне дуплексне рознесення каналів), і WTDMA / CDMA для роботи з не парним виділенням спектра, тобто для роботи TDD (тимчасове дуплексне поділ каналів). Робота по стандартизації UTRA продовжувалась в ETSI до тих пір, поки не була переадресована (передоручена) Партнерства за проектом у галузі технологій третього покоління (3GPP). Технічна робота по UTRA була передана 3GPP на початку 1999 р.

2.2 Підготовча робота в Японії

В Японии ARIB (Ассоциация представителей радиоэлектронной промышленности и деловых кругов) произвела оценку возможных вариантов систем третьего поколения, приняв к рассмотрению три различные технологии - технологии, основанные на W-CDMA,WTDMA и OFDMA.

Технология W-CDMA в Японии очень близка к технологии, рассмотренной ETSI в Европе; действительно, члены ARIB представили в группу ETSI по концепции W-CDMA информацию о своей технологии. Элементы проекта FRAMES/FMA2 передавались на рассмотрение ARIB. Другие рассмотренные технологии WTDMA и OFDMA также имеют много общего с теми вариантами, которые рассматривались ETSI в процессе выбора.

Результатом процесса выбора ARIB в 1997 г. явилось приятие W-CDMA с режимами работы как FDD, так и TDD. Так как технология W-CDMA была выбрана в ARIB до того, как завершился процесс выбора в ETSI, то это придало ей дополнительный вес при выборе ее ETSI как глобальной технологической альтернативы. После создания 3GPP для проведения работ по стандартизации технологии третьего поколения ARIC поделилась своими разработками по W-CDMA с 3GPP точно так же, как в свое время поступил ETSI с UTRA. В Японии работа по спецификации высоких уровней возложена на TTC (Комитет по технологии телекоммуникаций), который также стал принимать участие в 3GPP.

2.3 Підготовча робота в США

У США є декілька технологій другого покоління, серед них широке поширення отримали цифрові системи, що працюють за стандартами GSM-1900, US-TDMA (D-AMPS) або CDMA (IS-95). Для всіх цих технологій намічений шлях розвитку в напрямку систем третього покоління. Крім того, від комітету з стандартизації TR46.1 надійшла пропозиція про розробку технології CDMA третього покоління, що не має прямого відношення до систем другого покоління і назване WIMS W-CDMA.

W-CDMA N / A

Робота по стандартизації, пов'язана з GSM-1900, виконувалася в TIPI, так само як робота зі стандартизацією GSM в ETSI, з подібними ж обговореннями, що стосуються вибору технології. У результаті в ITU-R для IMT-2000 була представлена технологія W-CDMA N / A (N / A означає Північно-Американська). Пропозиції містили багато спільного з технологіями W-CDMA, представленими в ETSI і ARIB, оскільки брали участь у роботі компанії брали також активну участь у процесах вибору технології в ETSI і ARIB.

UWC-136

У Комітеті з стандартизації TR45.3 відбулися дискусії, що стосувалися еволюції технології IS-136 (цифровий AMPS) до систем третього покоління. Остаточний вибір був зроблений на користь об'єднаних технологій вузькосмугового та широкосмугового TDMA, де вузькополосна складова ідентична концепції EDGE як частини еволюції GSM в розглянутих ETSI і TIPI. Широкосмугової елемент для сервісу всередині приміщень зі швидкістю до 2 Мбіт / с був заснований на тій же самій концепції W-CDMA, що і розглядаються в ETSI. Вибір на TR45.3 технології EDGE створює пряму зв'язок технологій TDMA в розглянутих TR45.3, і ETSI. Очікується, що розробка технології, заснованої на TDMA, прискорить створення загального елемента в повітряному інтерфейсі у вигляді складової EDGE. Можна передбачити, що роботи з EDGE в найближчому майбутньому увійдуть до 3GPP.

CDMA2000

Пропозиція повітряного інтерфейсу cdma2000 Інституту ITU стало можливим завдяки роботі, проведеній в Комітеті з стандартизації TR45.5 по еволюції системи IS-95 в напрямку приведення її до систем третього покоління. Пропозиція cdma2000 ґрунтується частково на принципах IS-95 щодо синхронної роботи мережі, загальних пілот-каналів і т.д., але цей широкосмуговий варіант передбачає лише триразове розширення смуги IS-95. Пропозиція ITU містить інші варіанти розширення смуги, а також варіант з безліччю несучих для низхідного каналу. Пропозиція cdma2000 має багато спільного з пропозицією TTA з Кореї Інституту ITU по Глобальної CDMA 1.

Варіант cdma2000 з багатьма несучими більш детально розглядається в розділі 13 як варіант, за яким в даний час проводяться роботи по стандартизації в рамках 3GPP2.

TR46.1

Технологія WIMS W-CDMA не базується на будь-якій роботі, виведеної з існуючої технології другого покоління, це було новим пропозицією технологій третього покоління без жодної прямого зв'язку зі стандартизацією систем другого покоління. Вона заснована на принципі постійного виграшу у відношенні сигнал-шум при обробці, коли використовується велика кількість мультикодів, і тим самим має деякі істотними відмінностями від технології W-CDMA, але також має з нею багато спільного, як зазначалося на різних форумах.

WP-CDMA

WP-CDMA (широкосмуговий пакетна CDMA) була отримана в результаті злиття W-CDMA N / A компанії TIPI і WIMS W-CDMA комітету з стандартизації TR46.1 в США. Основні відмінні риси пропозиції WIMS W-CDMA були в обліку принципів W-CDMA N / A. Об'єднані пропозиції були представлені в ITU-R для IMT-2000 в кінці 1998 р., а для роботи з 3GPP - на початку 1999 р. Найбільш суттєва відмінна риса WP-CDMA в порівнянні з іншими пропозиціями, заснованими на W-CDMA, полягала в забезпеченні роботи по загальному каналу в пакетному режимі для направлення висхідного каналу. Але було також і кілька невеликих відмінностей.

2.4 Транспортні канали та їх перенесення на фізичні канали

У UTRA дані, одержувані на високих рівнях, передаються по повітрю при використанні транспортних каналів, які відображаються (переносяться) на фізичному рівні різними фізичними каналами. Потрібно, щоб фізичний рівень підтримував транспортні канали зі змінною швидкістю передачі для забезпечення послуг з надання необхідної ширини смуги на вимогу і дозволяв мультиплексувати декілька послуг в одному з'єднанні. В даному розділі описаний процес перенесення транспортних каналів на фізичні канали і показується, як враховуються ці дві вимоги при перенесенні.

Кожен транспортний канал супроводжується індикатором транспортного формату (TFI) у кожний момент часу, в якому очікується надходження даних для конкретного транспортного каналу від високих рівнів. Фізичний канал об'єднує інформацію про TFI від різних транспортних каналів в індикаторі комбінації транспортних форматів (TFCI). TFCI передається у фізичному каналі управління, щоб інформувати приймач про те, які транспортні канали є активними для даного фрейма; виняток становить сліпий прийом транспортного формату (BTFD), який буде розглядатися разом з виділеними спадними каналами. На рис. 6.1 два транспортні каналу відображені в одному фізичному каналі, і для кожного транспортного блоку забезпечується також індикація неузгодженості. Транспортні канали можуть мати різну кількість блоків, і в будь-який момент часу не всі транспортні канали обов'язково є активними.

Один фізичний канал управління та один або кілька фізичних каналів передачі даних утворює один кодований складовою транспортний канал (CCTrCh). У заданому з'єднанні може бути більше одного CCTrCh, але в цьому випадку передається тільки один канал управління на фізичному рівні.

Інтерфейс між вищими рівнями і фізичним рівнем менш підходить для реалізації в терміналі (кінцевому обладнанні), оскільки в основному все відбувається в одному і тому ж обладнанні, так що пару тут скоріше є інструментом для роботи над специфікаціями.

У напрямі мережі поділ функцій між фізичним рівнем і високими рівнями більш важливий, оскільки там інтерфейс між фізичним рівнем і більш високими рівнями представлений інтерфейсом Iub між базовою станцією і контролером радіомережі (RNC), як описано розділі 5.

Є два типи транспортних каналів: виділені канали і загальні канали. Основна відмінність меду ними полягає в тому, що загальний канал являє собою ресурс, який ділиться між всіма користувачами або між групою користувачів осередки, тоді як ресурс виділеного каналу, який визначається конкретним кодом на певній частоті, призначається тільки для одного користувача. У розділі 10.3 дається порівняння транспортних каналів з передачі пакетованих даних.

Виділений транспортний канал Єдиним виділеним транспортним каналом є виділений канал, для якого використовується термін DCH в 25-й серії специфікацій UTRA. Виділений транспортний канал несе всю інформацію, призначену для даного користувача, що надходить з рівнів вище фізичного рівня, включаючи дані для фактичного сервісу, а також керуючу інформацію високого рівня. Вміст інформації, яку переносять по DCH, є невидимим для фізичного рівня, так що управляюча інформація високого рівня і дані користувача трактуються однаково. Природно параметри фізичного рівня, встановлені UTRAN, можуть відрізнятися для керуючої інформації та переданих даних. Відомі канали GSM: канал передачі трафіку (TRCH) і суміщений канал управління (ACCH) на фізичному рівні не існують. Виділений транспортний канал переносить як дані сервісу, наприклад, фрейми мови, так і керуючу інформацію високого рівня, наприклад, команди на здійснення хендовера або повідомлення про зміни від терміналу. У W-CDMA окремий транспортний канал не потрібно, оскільки забезпечується мінлива швидкість передачі і мультиплексування послуг. Виділений транспортний канал характеризується такими особливостями, як швидке керування потужністю, швидка зміна швидкості передачі на пофреймовій основі, можливістю передачі в певну частину клітинки або сектора при мінливих спрямованості в адаптивних антенних системах. Виділений канал підтримує м'який хендовер.

Загальні транспортні канали В даний час є 6 типів різних загальних транспортних каналів, визначених для UTRA, відомості про яких наводяться в наступних розділах. Є деякі відмінності від систем другого покоління, наприклад, передача пакетованих даних за загальними каналах і спільне використання низхідного каналу для передачі пакетованих даних. Загальні канали не мають м'якого хендовера, але деякі з них можуть мати швидке управління потужністю.

Широкомовний канал Широкомовний канал (BCH) є транспортним каналом, який використовується для передачі спеціальної інформації для мережі UTRA або для даної осередки. Найбільш поширеними даними, необхідними в кожної мережі, є наявні коди випадкового доступу і слоти доступу в комірці або типи методів рознесення передачі, використовувані в інших каналах для цього осередку. Оскільки термінал не може зареєструватися в осередку, не маючи можливості декодування широкомовного каналу, то цей канал необхідний для передачі з відносно високою потужністю для того, щоб досягти всіх користувачів у відповідній зоні обслуговування. З практичної точки зору, швидкість передачі інформації в широкомовному каналі обмежується здатністю терміналів на низькому рівні декодувати швидкість передачі даних широкомовного каналу, що призводить до використання низькою і фіксованій швидкості передачі даних широкомовного каналу UTRA.

Прямий канал доступу Прямий канал доступу (FACH) є спадний транспортний канал, який переносить керуючу інформацію до терміналів, щодо яких відомо, що вони знаходяться в даній комірці. Це відбувається, наприклад, після того, як базова станція отримала повідомлення (запит) про можливість доступу. Через FACH можливо також передавати пакетовані дані. В осередку може бути більше одного FACH. Один з прямих каналів доступу повинен мати таку невелику швидкість, що він може бути прийнятий всіма терміналами в зоні осередку. Коли є декілька FACH, додаткові канали можуть мати також і більш високі швидкості. У FACH не використовується швидке керування потужністю, так що в передані повідомлення необхідно включати інформацію про ідентифікацію мережі, щоб забезпечувати їх правильний прийом.

Канал виклику Канал виклику (PCH) - це спадний транспортний канал, який переносить дані, пов'язані з процедурою пошукового виклику, тобто, коли мережа хоче ініціювати зв'язок з терміналом. Найпростішим прикладом може служити мовної виклик терміналу: мережа передає пошукове повідомлення терміналу по каналі виклику осередків, що належать тій зоні, де передбачається знаходження терміналу. Одне і те ж пошукове повідомлення може передаватися в одній клітинці або в сотнях осередків в залежності від конфігурації системи. Термінали повинні бути здатні отримувати інформацію про пошуковий виклик у всіх осередках зони. Побудова каналу виклику впливає також на споживання терміналом харчування в режимі чергового прийому. Чим рідше термінал повинен налаштовувати приймач для прослуховування можливого повідомлення з пошуковим викликом, тим довше прослужить його батарея в цьому режимі.

Канал випадкового доступу Канал випадкового доступу (RACH) є висхідним транспортним каналом, призначеним для передачі керуючої інформації від терміналу, наприклад, запитів на встановлення з'єднання. Він може також використовуватися для передачі невеликих обсягів пакетованих даних від терміналу до мережі. Для правильної роботи системи необхідно, щоб канал випадкового доступу міг прийматися у всій зоні обслуговування даного осередку, що також означає, що швидкості передачі даних повинні бути досить низькими, принаймні, при початковому доступі до системи для інших процедур управління.

Загальний висхідний пакетний канал. Загальний висхідний пакетний канал (CPCH) є розширенням каналу RACH, тобто він призначається для передачі пакетованих даних користувача у висхідному напрямку. Парним каналом, який забезпечує передачу даних у низхідному напрямку, є FACH. На фізичному рівні основні відмінності від RACH полягають у використанні швидкого управління потужністю, механізму виявлення зіткнень на фізичному рівні і процедури моніторингу стану CPCH. Передача у висхідному CPCH може тривати протягом декількох фреймів на відміну від повідомлення RACH, що триває 1-2 кадру.

Поєднаний спадний канал Поєднаний спадний канал (DSCH) являє собою транспортний канал, призначений для передачі користувачу виділених даних і / або керуючої інформації, він може використовуватися декількома користувачами. У багатьох відношеннях він схожий на прямий канал доступу, але сполучений канал підтримує використання процедур швидкого управління потужністю, а також змінну швидкість передачі на пофреймовой основі. Немає необхідності в прослуховуванні DSCH у всій зоні комірки, і для нього можуть використовуватися різні методи рознесення антен з поєднаним низхідним DCH.

Необхідні транспортні канали Спільними транспортними каналами, що потрібні для роботи мережі, є канали RACH, FACH і PCH, тоді як використання DSCH і CPCH є необов'язковим, і питання може вирішуватися мережею Перенесення транспортних каналів на фізичні канали Різні транспортні канали накладаються на фізичні канали, хоча деякі транспортні канали переносяться ідентичним або навіть тим же самим фізичним каналом.

Крім описаних раніше транспортних каналів, існують канали, які переносять тільки інформацію, що відноситься до процедур на фізичному рівні. Канал синхронізації (SCH), загальний пілот-канал (CPICH) і канал індикації даних (AICH) безпосередньо не видимі для високих рівнів і є обов'язковими з позицій функціонування системи для передачі від кожної базової станції. Канал індикації статусу CPCH (CSICH) і канал індикації даних про виявлення зіткнень / призначення каналу (CD / CAICH) необхідні, якщо використовується CPCH.

Виділений канал (DCH) накладається на дві фізичні каналу. Виділений канал передачі даних на фізичному рівні (DPDCH) переносить інформацію високих рівнів, включаючи дані користувача, у той час як виділений канал управління на фізичному рівні (DPCCH) переносить необхідну керуючу інформацію на фізичному рівні. Швидкість передачі даних DPCCH є постійною, тоді як швидкість передачі даних DPDCH може змінюватися від кадру до фрейму Структура кадру транспортних каналів У каналах UTRA використовується структура радіофрейма з тривалістю 10 мс. Фрейми системи за тривалістю більше. Число фреймів в системі (SFN) визначається 12-бітовим числом, використовуваним в ряді процедур, що охоплюють більше одного кадру. Прикладами процедур на фізичному рівні, яким потрібно більше 10 мс для правильного заповнення, можуть служити, наприклад, процедури пошукового виклику або випадкового доступу.

ВИСНОВОК

Системи зв'язку другого покоління, наприклад, GSM, дозволили передавати по радіо мовної трафік: число радіотелефонів, що становить 70% від усього телефонного парку, перевищує число телефонів в звичайних лініях зв'язку в країнах з найбільш просунутими ринками засобів радіозв'язку.

Можливості з передачі даних у систем другого покоління обмежені, завдяки чому і потрібні системи третього покоління для забезпечення послуг з великою швидкістю передачі, що дозволяють передавати і приймати високоякісне зображення і відеоінформацію і забезпечувати доступ до мережі з великою швидкістю передачі даних. У цій книзі системи рухомого зв'язку третього покоління називаються UMTS (універсальною системою рухомого зв'язку).

W-CDMA (широкосмуговий доступ з кодовим поділом каналів) є основним повітряним інтерфейсом третього покоління в світі і буде широко застосовуватися в Європі, Азії, включаючи Японію та Корею, в узгодженій смузі частот в діапазоні близько 2 ГГц.

Сприятливий прогноз ринку для технології W-CDMA і її гнучкі мультимедійні можливості створять нові ділові перспективи для виробників апаратури, операторів та провайдерів інформаційного наповнення та прикладних програм.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Світ техніки -- Форум компанії ВВ -- http://www.VVCompany.uCoz.com/forum/32-62-1/

2. Компоненты и технологии - Журнал об электронных компонентах [Електронний ресурс]. - Режим доступу : URL : http://www.kit-e.ru/articles/cpu/2010_03_66.php. - Мультиядерные процессоры ARM-архитектуры.

3. Самый информированный сервер микроэлектроника [Електронний ресурс]. - Режим доступу : URL : http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/publ /micros/arm.htm. -

4. Топорков В.В. Модели распределенных вычислений. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 320 c.

5. Гергель, В.П. Теоретические основы экспериментального исследования алгоритмов планирования задач для вычислительного кластера с помощью симулятора / В.П. Гергель, П.Н. Полежаев // Журнал "Вестник Оренбургского государственного университета", №9(115), 2010. - С. 114-120.

6. Полежаев П.Н. Исследование алгоритмов планирования параллельных задач для кластерных вычислительных систем с помощью симулятора // Параллельные вычислительные тех-ологии (ПАВТ'2010): Труды международной конференции. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2010 г. стр. 287 - 298.

Размещено на Allbest.ru