Проектирование участка сети сотовой связи (стр. 2 из 4)

5) Межсетевой обмен GSM и систем глобальной подвижной персональной спутниковой связи (GMPCS), так как различные проекты спутниковой связи Globalstar, Iridium, Inmarsat-P. Odyssey TRW рассматривают возможности межсетевого обмена с системой GSM. Это взаимодействие может иметь форму роуминга, для которого у GSM есть все необходимые средства.

6) Внедрение услуг интеллектуальной сети (IN) с дальнейшим разделением функций сети управления и сети обслуживания и т. д.

Стратегической задачей развития GSM на Фазе 2+ является переход к третьему поколению сотовых систем подвижной связи - UMTS.

Несмотря на этот успех, уже сегодня можно сформулировать основные требования рынка к системам сотовой подвижной связи после 2000 г. Эти требования лежат за пределами возможностей систем связи второго поколения. К ним относятся: обеспечение услуг мультимедиа в рамках глобальной информационной инфраструктуры, прозрачности передачи сообщений по радиоинтерфейсу и фиксированным сетям связи, скорости передачи в радиоканале 2,048 Мбит/с и более; возможность асимметричной передачи сообщений и данных «сверху-вниз» и «снизу-вверх»; реализация в полном объеме услуг интеллектуальной сети; глобальный роуминг и т. д.

Главной проблемой в реализации перечисленных требований является необходимость согласования в рамках Международного союза электросвязи (ITU) и Европейской конференции администраций почт и связи (СЕРТ) полос частот и типа радиоинтерфейса для систем сотовой связи третьего поколения.

Годом рождения систем подвижной радиосвязи третьего поколения можно по праву считать 1992 г, когда Всемирная административная радиоконференция ВАРК-92 (WARC - World Administrative Radio Conference) ITU приняла решение о выделении для нового поколения системы частот 1885...2025 МГц и 2110...2200 МГц на всемирной основе.

В рамках ITU система третьего поколения была обозначена как IMT-2000 (International Mobile Telecommunications — Международная система подвижной связи) Символично то, что в том же 1992 г. началась коммерческая эксплуатация первых сетей GSM в Европе.

В 1994 году Европейская комиссия - рекомендательный орган Европейского союза (EU) — определила важнейшие принципы построения перспективной общеевропейской инфраструктуры подвижной и персональной связи третьего поколения, представленные в Зеленой книге (Green Paper on Mobile and Personal Communications).

27 июля 1994 г. Европейский союз одобрил специальную программу исследований и разработок по созданию усовершенствованных технологий связи и служб - ACTS (Advanced Communications Technologies and Services), реализация которой завершена в 1998 г. Одним из основных направлений исследований в программе ACTS было отведено разработке принципов построения UMTS.

В целях координации работ по созданию коммерческих сетей UMTS в 1996 г. была создана международная организация UMTS FORUM. По данным этой организации темпы роста услуг подвижной связи должны составить около 60 % в год, и в 2005 г. емкость сетей UMTS в Европе достигнет 200 млн абонентов, причем около 30 % услуг составят мультимедийные услуги, доступ к Интернету и электронные игры.

Предполагается, что сеть UMTS должна обеспечивать высококачественную речевую связь, высокоскоростную передачу данных (144 кбит/с ….2048 кбит/с), интеграцию услуг фиксированных и подвижных сетей связи, передачу мультимедийной информации на многофункциональный подвижный терминал абонента и многое другое. Распределение полос радиочастот для IMT-2000 и UMTS, как европейского варианта ее реализации, показано на рисунке 2.

Рисунок 2 – распределение полос частот

В октябре 1997 г компании Siemens и Motorola, а также Alcatel, Bosch, Italtel и Nortel опубликовали предложения по созданию одного из вариантов UMTS, обеспечивающего совмещение двух технологий GSM и CDMA (многократный доступ с кодовым разделением). За основу этого варианта стандарта UMTS были приняты предложения компании Siemens по созданию системы TD-CDMA, в которой используется временное кодовое разделение каналов связи.

В июне 1997 г., т. е. раньше октября, компании Motorola, Lucent Technologies, Nortel и Qualcomm представили проект нового стандарта подвижной связи третьего поколения. Ориентированный на реализацию требований ITU к IMT-2000, он явился развитием действующего в настоящее время стандарта CDMA (IS-95), что должно обеспечить переход от систем второго поколения (IS-54, IS-136, IS-95) к CDMA третьего поколения. Это направление поддерживается, прежде всего, американскими операторами сотовой связи и Ассоциацией промышленности связи США (ITА), которые организовали в 1997 г. Ассоциацию «CDMA one».

Цифровые системы GSM и TDMA получили весьма широкое распространение: свыше 1 млрд. человек более чем в 100 странах пользуются мобильными телефонами стандарта GSM; на долю TDMA приходится 300 млн. абонентов в 95 странах. Благодаря массовому рынку сбыта цены на абонентские терминалы стали относительно невысокими, к тому же быстро возвращаются инвестиции. Технико-экономические преимущества этих стандартов создают хорошую перспективу для дальнейшего развития высокоскоростных приложений к системам GSM и TDMA.

Хотя голосовая связь по-прежнему остается основным видом использования мобильных телекоммуникаций, иных по сотовым сетям стремительно набирает силу. Растет число пользователей Интернетом.

Происходящий процесс совершенствования технологии подвижной связи направлен не только на повышение эффективности использования радиочастотного ресурса и внедрение дополнительных услуг, но и, главным образом, на обеспечение потребностей абонентов в высокоскоростном доступе к мировым информационным ресурсам. Мобильная связь третьего поколения будет базироваться на технологии широкополосного радиодоступа и позволит предоставлять доступ в Интернет и к мультимедийным технологиям.

Международный союз электросвязи (МСЭ) создал целевую группу TG 8/1, которая выработала требования к технологии радиосвязи для систем глобальной подвижной связи третьего поколения (3G) под условным шифром IMT-2000. При этом основное внимание уделялось не столько технологическим аспектам, сколько повышению качеств потребительских услуг. Среди требований к системам третьего поколения можно назвать более эффективное использование спектра, одновременное представление нескольких услуг; пакетную и канальную передачи данных; возможность использования инфраструктуры систем второго поколения; высокое качество передаваемой речи; скорость передачи данных 384 кбит/с — в зоне покрытия сети и 2 Мбит/с — внутри помещений.

МСЭ рекомендовал рисунок 2 для третьего поколения спектр частот в диапазоне 2 ГГц. и многие страны выделили именно эти частоты для реализации IMT-2000, хотя немалый интерес проявляется к использованию ныне принятого спектра частот для GSM и TDMA. Инженерные решения, предлагаемые компанией Ericsson. — верный путь перехода к мобильной связи третьего поколения (рис. 2) Так, стандарт широкополосного интерфейса WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access — широкополосный многостанционный доступ с кодовым разделением каналов) соответствует всем требованиям стандарта IMT-2000. При этом имеется в виду, что развитие систем сотовой связи по увеличению скорости передачи данных не ограничивается применением только диапазона 2 ГГц. Радиоинтерфейс EDGE (Enhanced Data GSM evolution — эволюция GSM для усовершенствованной передачи данных) позволяет сетям GSM и TDMA, работающим в диапазонах 800, 900, 1800 и 1900 МГц, нормально функционировать при переходе к третьему поколению. Дополнительные затраты операторов окажутся невелики, поскольку будут использоваться существующие сети передачи. Таким образом, интерфейс EDGE обеспечивает плавный переход к третьему поколению сотовой связи.

Например, при модели 1 к З(1/3) повторного использования частот путем наложения на существующие стандарты GSM и TDMA интерфейс EDGE может быть развёрнут в полосе частот, равной всего лишь 600 кГц (плюс заградительные интервалы). При этом потребуется лишь замена приемопередатчика на каждой базовой станции.

Отметим, что EDGE и развитие систем GSM и TDMA согласуются между собой. Более того, в процессе работы над новым стандартом были достигнуты соглашения между Всемирным консорциумом мобильной связи (Universal Wireless Communications Consortium — UWCC) и Европейским институтом стандартов (ETSI) по использованию результатов разработки новых технологий GSM для пакетной передачи данных (General Packet Radio Service — GPRS) и общей технологии высокоскоростной передачи EDGE.

Североамериканский альянс GSM (North American GSM Alliance) и UWCC достигли соглашения, которое закладывает основы глобального взаимодействия между системами GSM, TDMA и AMPS. Благодаря этому более чем 225 млн. абонентам сотовой связи открывается перспектива практически 100 %-ного доступа в зону покрытия на всех континентах.

Соглашение охватывает вопросы взаимной интеграции сетей, перечень характеристик (спецификации) терминалов и развития технологий GPRS и EDGE.

По существу, открыт путь для конвергенции GSM и TDMA, что не только обеспечит совместимость новой технологии с TDMA/AMPS 800/1900 и GSM-900/1800, но и существенно уменьшит затраты на внедрение третьего поколения сотовой связи.

Увеличение скорости передачи данныx предъявляет новые требования к архитектуре сети GSM и TDMA. Использование же EDGE оказывает незначительное влияние на основную сеть, потому что узлы коммутации пакетов GPRS более или менее независимы от скорости передачи пользовательских данных и. следовательно, не требуется новое аппаратное обеспечение для основной сотовой сети. GPRS позволяет операторам предоставлять такие услуги, как передача данных, электронная почта, Интернет с большой эффективностью (GPRS дает возможность передавать данные со скоростью до 115 кбит/с).

Технология EDGE, благодаря введению нового метода линейной модуляции 8-PSK, позволит достигнуть скоростей передачи данных до 384 кбит/с в зонах с широким покрытием, что отвечает требованиям IMT-2000.

Для улучшения помехоустойчивости при различных состояниях канала было определено несколько схем его кодирования. Технология, известная как адаптация линии связи, обеспечивает динамическое переключение между схемами кодирования и модуляции.