Похожие публикации

Программа основывается на умк “pebbles”, состоящем из: учебника
Программа
На современном этапе развития методики преподавания иностранного языка давний и традиционный интерес к обучению английскому языку дошкольников перерас...полностью>>

Программа > Соревнования проводятся 05-06 октября 2013 года в г. Тольятти, на автодроме «квц» (Южное шоссе, 159). Предварительные заявки принимаются с 26 августа 2013г. Расписание соревнования
Программа
1.1.Соревнования проводятся 05-06 октября 2013 года в г.Тольятти, на автодроме «КВЦ» (Южное шоссе, 159). Предварительные заявки принимаются с 26 авгус...полностью>>

Наиболее часто задаваемые вопросы по проведению профессионально-психологического собеседования и ответы на них
Документ
”Государственное управление“, ”государственное управление и право“, ”государственное управление и экономика“, ”международные отношения“, ”международно...полностью>>

Образовательная программа дополнительного образования обучающихся «Горизонты успеха»
Образовательная программа
Целью программы является развитие мотивации личности к познанию и творчеству как основы развития образовательных запросов и потребностей детей; развит...полностью>>



Конспект лекций по учебной дисциплине системы связи с подвижными объектами (наименование учебной дисциплины) по специальности (направлению подготовки)

2.3. Поколение 3G

Мобильная связь третьего поколения строится на основе пакетной передачи данных. Сети третьего поколения 3G работают на частотах дециметрового диапазона, как правило, в диапазоне около 2 ГГц, передавая данные со скоростью до 3,6 Мбит/с. 3G позволяет открыть для себя потоковое воспроизведение (streaming) данных, например, сети 3G позволяют организовывать видеотелефонную связь, смотреть на мобильном телефоне фильмы и телепрограммы и т.д.

3G включает в себя 5 стандартов семейства IMT-2000 (UMTS/WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA (собственный стандарт Китая), DECT и UWC-136).

Наибольшее распространение в мире получили два стандарта: UMTS (или W-CDMA) и CDMA2000 (IMT-MC), в основе которых лежит одна и та же технология — CDMA (Code Division Multiple Access –множественный доступ с кодовым разделением каналов).

В сетях 3G обеспечивается предоставление двух базовых услуг: передача данных и передача голоса. Согласно регламентам ITU (International Telecommunications Union — Международный Союз Электросвязи) сети 3G должны поддерживать следующие скорости передачи данных:

Для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) — не более 144 кбит/с;

Для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) — 384 кбит/с;

Для неподвижных объектов – 2048 Кбит/с.

HSDPA (англ. High-Speed Downlink Packet Access – высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) – стандарт мобильной связи, рассматривается специалистами как один из переходных этапов миграции к технологиям мобильной связи четвёртого поколения (4G). Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту составляет 14,4 Мбит/сек, практическая достижимая в существующих сетях – около 3 Мбит/сек.

2.4. Поколение 4G

Технологии, претендующие на роль 4G (и очень часто упоминаемые в прессе в качестве 4G):

  • LTE;

  • TD-LTE;

  • Mobile WiMAX;

  • UMB;

  • HSPA+.

В настоящее время запущены сети WiMAX и LTE. Первую в мире сеть LTE в Стокгольме и Осло запустил альянс TeliaSonera/Ericsson – расчётное значение максимальной скорости передачи данных к абоненту составляет 382 Mbps и 86 Mbps – от абонента. Насчёт UMB планы внедрения не известны, так как ни один оператор (в мировом масштабе) не заключил контракт на его тестирование. Стоит отметить, что стандарт WiMAX не все относят к 4G, так как он не интегрирован с сетями предыдущих поколений таких как 3G и 2G, а также из-за того, что в сети WiMAX сами операторы не предоставляют традиционные услуги связи, такие как голосовые звонки и SMS, хотя и пользование ими возможно при использовании различных VoIP сервисов. IMT разрешил сетям HSPA+ называться 4G, т.к. они обеспечивают соответствующие скорости.

С технической точки зрения, основное отличие сетей четвёртого поколения от третьего, заключается в том, что технология 4G полностью основана на протоколах пакетной передачи данных, в то время как 3G соединяет в себе как пакетную коммутацию, так и коммутацию каналов. Для передачи голоса в 4G предусмотрена технология VoIP, позволяющая совершать голосовые звонки, применяя пакетную передачу данных.

В таблице 2.1 приведены краткие характеристики поколений мобильной связи.

Табл. 2.1 Краткие характеристики поколений мобильной связи

Поколение

1G

2G

2.5G

3G

3.5G

4G

Начало разработок

1970

1980

1985

1990

<2000

2000

Реализация

1984

1991

1999

2002

2006–2007

2008–2010

Сервисы

аналоговый стандарт, речевые сообщения

цифровой стандарт, поддержка коротких сообщений (SMS), передача данных со скоростью до 9,6 кбит/с

большая ёмкость, пакетная передача данных

ещё большая ёмкость, скорости до 2 Мбит/с

увеличение скорости сетей третьего поколения

большая ёмкость, IP-ориентированная сеть, поддержка мультимедиа, скорости до сотен мегабит в секунду

Скорость передачи

1,9 кбит/с

9,6-14,4 кбит/с

115кбит/с(1 фаза) 384 кбит/с (2 фаза),

2 Мбит/с

3-14 Мбит/с

1 Гбит/с

Стандарты

AMPS, TACS, NMT

TDMA, CDMA, GSM, PDC

GPRS, EDGE (2.75G), 1xRTT

WCDMA, CDMA2000, UMTS

HSDPA

единый стандарт

Сеть

PSTN

PSTN

PSTN, сеть пакетной передачи данных

сеть пакетной передачи данных

сеть пакетной передачи данных

Интернет

Краткие итоги лекции 2
  1. Поколения 1G характеризуются тем, что системы сотовой связи являлись аналоговыми.

  2. Поколения 2G характеризуются тем, что системы сотовой связи являлись цифровыми.

  3. Разработка стандарта GSM стало выходом из положения, когда в Европе существовало множество несовместных друг с другом аналоговых систем сотовой связи.

  4. В США переход на мобильные устройства второго поколения связаны со стандартом D-AMPS, который представлял собой цифровую модификацию аналогового стандарты AMPS и предусматривал два режима работы: с цифровым и аналоговым оборудованием.

  5. Поколение 3G характеризуется тем, что связь устанавливается посредством пакетной коммутации.

  6. Поколение 4G характеризуется тем, что технологии связи должны поддерживать не только свои способы передачи, но и должны предоставлять возможность приема-передачи с устройств предыдущих поколений.

  7. Каждое последующее поколении сотовой связи характеризуется более высокой скоростью передачи.

  8. Некоторые технологии, соответствующие скоростям передачи 4G, но не интегрированные с сетями 2G и 3G, не относятся к 4G (например, WiMAX).

Вопросы по лекции 2

  1. Опишите стандарт первого поклонения мобильной телефонии

  2. Опишите стандарт второго поклонения мобильной телефонии

  3. Опишите стандарт третьего поклонения мобильной телефонии

  4. Какие требования теоретически должны выполнять устройства четвертого поколения мобильной связи?

  5. В чем качественное отличие одного поколения мобильной телефонии от предыдущего?

  6. Какие скорости передачи обеспечивали устройства различных поколений мобильной связи?

  7. В чем состояло отличие стандарта GSM-900 от GSM-1800?

  8. Перечислите стандарты связи, относящиеся к различным поколениям мобильной телефонии.

  9. Какие скорости передачи, согласно регламентам ITU-T, должны поддерживаться для неподвижных объектов и для объектов с низкой и высокой мобильностью?

  10. По какой причине стандарт WiMax, несмотря на поддерживаемые высокие скорости передачи, не относится к стандарту 4G?

Лекция 3. Трафик и емкость сотовых систем

Краткая аннотация лекции: приведены описание повышения емкости и примеры по расчету количества каналов в сотовых сетях, приведен сравнительный анализ потенциального количества абонентов в GSM и CDMA-системах.

Цель лекции: изучить основы повышения емкости и методику оценки числа каналов связи для систем сотовой связи.

3.1. Трафик и способы повышения емкости сотовых систем

Трафик (traffic, траффик, посещаемость) – объем информации, проходящей через канал связи.

Емкость системы связи определяется количеством абонентов, которые могут одновременно могут воспользоваться данной системой.

Способы повышения емкости в системах сотовой связи можно разделить на 4 группы.

1. Совершенствование методов обработки сигналов (в частности, переход от аналоговой обработки к цифровой), сопровождаемый переходом к более совершенным методам множественного доступа – от FDMA к TDMA и к CDMA, а в пределах TDMA – переход от полноскоростного кодирования речи к полускоростному.

2. Дробление ячеек, т.е. переход к меньшим ячейкам в районах с интенсивным трафиком при том же коэффициенте повторного использования частот; число БС при этом соответственно увеличивается, а мощность излучения (как для БС, так и для ПС) снижается. Тот же эффект достигается при использовании на БС секторных антенн, например с разделением ячейки на 3 сектора (при 120-градусных секторах) и использованием в каждом из секторов своей полосы частот.

Практически ячейки с радиусом менее 300-500 м неудобны, так как чрезмерно возрастает поток передач обслуживания. Выход может быть найден в использовании многоуровневых (иерархических) схем построения сотовой сети с обслуживанием в крупных ячейках (макросотах) быстро перемещающихся абонентов (автомобилистов), а в более мелких (микросоты, пикосоты) – малоподвижных абонентов, например покупателей в пределах торгового центра.

В некоторых случаях может оказаться необходимым не дробить, а укрупнять ячейки, если трафик столь мал, что не обеспечивает достаточной загрузки БС. Если при этом радиус ячейки превышает номинальную дальность действия передатчика БС и/или ПС, то для обеспечения связи в удаленных частях ячейки приходится использовать повторители, выполняющие роль ретрансляторов.

3. Использование адаптивного назначения каналов (АСА) в методах доступа с частотным и временным разделением каналов (FDMA и TDMA). При данном подходе частотные каналы (все или частично) находятся в оперативном распоряжении ЦК, который выделяет их для пользования отдельным ячейкам (БС) по мере поступления заявок (вызовов), т.е. в соответствии с реальной интенсивностью трафика, но при соблюдении необходимого территориально-частотного разноса.

Такой адаптивный алгоритм сложнее, но он может обеспечить повышение емкости системы за счет гибкого отслеживания флуктуаций трафика. Алгоритмы адаптивного назначения каналов используются в беспроводном телефоне, но в сотовой связи широко распространения не получили. Адаптивным по существу является назначение физических каналов в методе CDMA, что позволяет в некоторых пределах перераспределять нагрузку между разными ячейками.

4. Расширение выделяемой полосы частот. Но в условиях жестких ограничений на доступные полосы частот данный подход не является перспективным.

3.2. Расчет количества каналов

Пусть система состоит из 32 сот () с радиусом (R) 1,6 км каждая, имеет выделенную полосу частот, которая разрешает поддерживать 336 радиоканалов (Nкан.сист.). Кратность использования частот C = 7.

Какую географическую зону (площадь) обслуживает эта система? Сколько каналов приходится на одну соту (ячейку)? Какое число звонков, которые одновременно поступают, может обрабатываться? (Повторить задачу для 128 ячеек с радиусом 0,8 км).

Решение:

1. Площадь шестиугольника (соты) равна

2. Площадь обслуженной системы равна

3. Количество каналов в одной соте:

(каналов)

4. Количество одновременно обслуженных звонков:

(каналов)

Для примера 2:

= 128

R = 0,8 км

Решение:

1. Площадь шестиугольника (соты) равна

2. Площадь обслуженной системы равна

3. Количество каналов в одной соте:

(каналов)

4. Количество одновременно обслуженных звонков:

(каналов)