Мобільний зв'язок третього покоління (стр. 3 из 4)
Однак мобільним абонентам рано радуватися: будучи зв'язана зі значними технологічними труднощами, така послуга обійдеться недешево. Прогнози показують, що визначальною тенденцією процесу конвергенції, що почався, послуг фіксованого і мобільного зв'язку стане злиття мобільного зв'язку з іншими технологіями. Стільникові телефони з «електронним компасом» для визначення місця розташування незабаром стануть незамінними помічниками автомобілістів. Але найбільших успіхів варто очікувати в області електронної комерції. Буде значно розширений обсяг банківських послуг, одержуваних безпосередньо за допомогою мобільного телефону. У їхнє число ввійдуть платні інформаційно-довідкові послуги, різні види електронних платежів (оплата авіаквитків, паркувань) і банківських операцій з портативних чи мобільних стільникових телефонів, що перетворить їхній фактично в «кишенькові банкомати».
2. Особливості радіоканалів мобільної системи радіозв’язку.
Принципи кодового розділу каналів
Принципи кодового розділу каналів зв'язку (CDMA – Code Division Multiple Access) засновані на використанні широкосмугових сигналів (ШПС), смуга яких значно перевищує смугу частот, необхідну для звичайної передачі повідомлень, наприклад, в вузькосмугових системах з частотним поділом каналів (FDMA). Основною характеристикою ШПС є база сигналу, обумовлена як добуток ширини його спектра F на його тривалість Т:
В = F * Т.
У цифрових системах зв'язку, що передають інформацію у виді двійкових символів, тривалість ШПС Т и швидкість передачі повідомлень С зв'язані співвідношенням Т = 1/С. Тому база сигналу В = Р/С характеризує розширення спектра ШПС щодо спектра повідомлення. Розширення спектра частот переданих цифрових повідомлень може здійснюватися двома методами чи їхньою комбінацією:
1. Прямим розширенням спектра частот;
2. Стрибкоподібною зміною частоти несущої;
В існуючих і розроблювальних системах стільникового зв'язку переважно використовуються ШПС, формування яких здійснюється по методу прямого розширення спектра (DS-CDMA-Direct Sequence-CDMA).
Створення систем стільникового рухомого радіозв'язку з кодовим поділом абонентів стримувалося відсутністю технічних і технологічних можливостей по реалізації малогабаритних, малоспоживаємих і багатофункціональних пристроїв "стиску" ШПС. В даний час ці проблеми успішно вирішені американськими фірмами Qualcomm, InterDigital, Motorola. На основі пропозицій фірми Qualcomm у США прийнятий стандарт IS-95 на систему стільникового рухомого радіозв'язку з кодовим поділом каналів.
Стільникова система рухомого радіозв'язку з кодовим поділом каналів стандарту IS-95.
Стільникова система рухомого радіозв'язку загального користування з кодовим розширенням каналів (CDMA) уперше була розроблена фірмою Qualcomm (США). Основна мета розробки полягала в тому, щоб збільшити ємність системи стільникового зв'язку в порівнянні з аналогової не менш чим на порядок і відповідно збільшити ефективність використання виділеного спектра частот.
Технічні вимоги до системи CDMA сформовані в ряді стандартів.
Система CDMA фірми Qualcomm розрахована на роботу в діапазоні частот 800 Мгц.
Безпека чи конфіденційність є властивістю технології CDMA, тому в багатьох випадках операторам стільникових мереж не буде потрібно спеціального устаткування шифрування повідомлень.
Система CDMA Qualcomm побудована по методу прямого розширення спектра частот на основі використання 64 видів послідовностей, сформованих за законом функцій Уолша. Для передачі мовних повідомлень обраний мовоперетворюючий пристрій з алгоритмом CELP зі швидкістю перетворення 8000 біт/с (9600 біт/с у каналі). Можливі режими роботи на швидкостях 4800, 2400 і 1200 біт/с.
Протоколи встановлення зв'язку в CDMA, також як у стандартах AMPS і N-AMPS, засновані на використанні логічних каналів.
У CDMA канали для передачі з базової станції називаються прямими (Forward), для прийому базовою станцією – зворотніми (Reverse). Структура каналів у CDMA у стандарті IS-95 показана на малюнку:
Структура каналів зв'язку в стандарті CDMA IS-95
Прямі канали в CDMA:
ведучий канал – використовується рухливою станцією для початкової синхронізації з мережею і контролю за сигналами базової станції за часом, чистоті і фазі;
канал синхронізації – забезпечує ідентифікацію базової станції, рівень випромінювання пілотного сигналу, а також фазу псевдовипадкової послідовності базової станції. Після завершення зазначених етапів синхронізації починаються процеси встановлення з'єднання;
канал виклику – використовується для виклику рухомої станції. Після прийому сигналу виклику рухома станція передає сигнал підтвердження на базову станцію, Після чого по каналі виклику на рухому станцію передається інформація про встановлення з'єднання і призначенні каналу зв'язку. Канал персонального виклику починає працювати після того, як рухома станція одержить усю системну інформацію (частота несущої, тактова частота, затримка сигналу по каналі синхронізації);
канал прямого доступу – призначений для передачі мовних повідомлень і даних, а також керуючої інформації з базової станції на рухому.
Зворотні канали в CDMA:
канал доступу – забезпечує зв'язок рухомої станції до базової станції, коли рухома станція не використовує канал трафіку. Канал доступу використовується для установлення викликів і відповідей на повідомлення, передані по каналі виклику, команди і запити на реєстрацію в мережі. Канали доступу сполучаються (поєднуються) з каналами виклику;
канал зворотного трафіку – забезпечує передачу мовних повідомлень і керуючої інформації з рухомої станції на базову станцію.
На наступному малюнку буде показана процедура встановлення звичайного з'єднання (вхідний виклик до рухомої станції).
| Мобільна станція | Базова станція | |
| Приймає Пошукове повідомлення |  канал виклику | Передає Пошукове повідомлення чи Розділене пошукове повідомлення (МІN) |
| Передає Відповідь на пошукове повідомлення (MIN, ESN) |  канал доступу | Приймає Відповідь на пошукове повідомленняНабудовується на призначений інформаційний канал, використовуючи загальний довгий код.Починає передавати незначні дані по каналі прямого трафіку. |
| Приймає Повідомлення про призначення каналуНабудовується на призначений канал виклику зв'язку, використовуючи загальний довгий кодПриймає N послідовних кадрів від базової станції. | канал виклику | Передає Повідомлення про призначення каналу (ESN, канал CDMA, код каналу). |
| Починає передавати преамбулу каналузв'язку каналу зворотного трафіку | Приймає преамбулу каналу зв'язку від мобільної станції | |
| Приймає команду про підтвердження базової станціїПочинає відкидати прийняті пакети з запитами на обслуговування і передавати дані по каналу зворотного трафіку | канал прямого трафіку | Передає команду про підтвердження базової станції |
| Приймає Сигнал готовності з інформаційним повідомленням | канал прямого трафіку | Передає Сигнал готовності з інформаційним повідомленням (сигнал посилки виклику, CNI – номер зухвалого абонента) |
| Передає підтвердження Подає викличний сигнал до мобільногорадіотелефону. Виводить інформацію CNI на табломобільного радіотелефону.(Абонент відповідає на виклик)Знімає подачу сигналу посилки виклику до мобільному радіотелефону. | канал зворотного трафіку | Приймає підтвердження |
| Передає Команду про з'єднання Починає передавати інформаційні пакети з підтвердженням про обслуговування. |
канал зворотного трафіку
канал прямого трафіку
| Мобільна станція | Базова станція | |
| Виявляє виклик, що посилається користувачем мобільної станції.Передає початкове повідомлення зворотному (ESN, MIN, набрані знаки номера) | канал доступу | Приймає початкове повідомлення. Набудовується на призначений канал трафіку, використовуючи загальний довгий код по початку трафіку.Починає передавати незначні дані каналу трафіку по прямому каналу. |
| Приймає Повідомлення про призначення каналуНабудовується на канал трафіку, використовуючи загальний довгий код.Приймає N послідовних дійсних кадрів від базової станції. Починає передавати преамбулу каналутрафіку | канал виклику | Передає Повідомлення про призначення каналу (ESN, канал CDMA, кодовий канал).Засвідчує MIN і ESN мобільної станції.Приймає преамбулу каналу трафіку від мобільної станції. |
| Приймає Команду про підтвердження базової станції.Починає передавати пакети трафіку до Опції послуг 1 і від опції послуг 1. | канал прямого трафіку | Передає Команду про підтвердження базової станції. |
| Можлива процедура (на вибір)Передає Продовження початкового повідомлення. | зворотний канал трафіку | Приймає Продовження початкового повідомлення. |
| Приймає підтвердження. | канал прямого трафіку | Передає підтвердження. |
| Можлива процедура (на вибір)Приймає команду Запит переходу на приватний довгий код. | канал прямого трафіку | Передає команду Запит переходу на приватний довгий код. |
| Передає підтвердження разом із повідомленням Прийнята команда про перехід на приватний довгий код. | зворотний канал трафіку | Приймає повідомлення Прийнята команда про перехід на приватний довгий код |
| Починає передавати і приймати інформацію, використовуючи приватний довгий код. | Починає передавати і приймати інформацію, використовуючи приватний довгий код. | |
| Можлива процедура (на вибір)Приймає Сигнал готовності разом з інформаційним повідомленням. | канал прямого трафіку | Передає Сигнал готовності разом з інформаційним повідомленням (сигнал контролю посилки виклику). |
| Передає підтвердження.Подає сигнал контролю посилки виклику по розмовному тракту. |
канал зворотного трафіку