Всё о мобильной связи

Мобильная связь
Технологии радиосвязи GSM, CDMA и TDMA CDPD 3G GPRS Bluetooth 802.11 NMT-450
Технологии радиосвязи Технологии радиосвязи обеспечивают соединение между устройствами мобильной связи, Internet и корпоративными локальными сетями. GSM, CDMA и TDMA Их называют 2G, поскольку они представляют собой второе поколение мобильных систем связи (1G был аналоговой службой). Большинство сетей в Соединённых Штатах построено на основании CDMA и TDMA, в то время как в остальной части мира ориентируются в основном на GSM. Стандарт GSM на цифровую общеевропейскую (глобальную) сотовую систему наземной подвижной связи предусматривает работу передатчиков в двух диапазонах частот: 890-915 МГц (для передатчиков подвижных станций - MS), 935-960 МГц (для передатчиков базовых станций - BTS). В стандарте GSM используется узкополосный много станционный доступ с временным разделением каналов (NB ТDМА). В структуре ТDМА кадра содержится 8 временных позиций на каждой из 124 несущих. Для защиты от ошибок в радиоканалах при передаче информационных сообщений применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения подвижных станций достигается медленным переключением рабочих частот (SFH) в процессе сеанса связи со скоростью 217 скачков в секунду. Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов, вызванными многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в аппаратуре связи используются эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до 16 мкс. Система синхронизации рассчитана на компенсацию абсолютного времени задержки сигналов до 233 мкс, что соответствует максимальной дальности связи или максимальному радиусу ячейки (соты) 35 км. В стандарте GSM выбрана гауссовская частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом (GMSK). Обработка речи осуществляется в рамках принятой системы прерывистой передачи речи (DTX), которая обеспечивает включение передатчика только при наличии речевого сигнала и отключение передатчика в паузах и в конце разговора. В качестве речепреобразующего устройства выбран речевой кодек с регулярным импульсным возбуждением/долговременным предсказанием и линейным предикативным кодированием с предсказанием (RPE/LTR-LTP-кодек). Общая скорость преобразования речево, о сигнала - 13 кбит/с. В стандарте GSM достигается высокая степень безопасности передачи сообщений; осуществляется шифрование сообщений по алгоритму шифрования с открытым ключом (RSA). В целом система связи, действующая в стандарте GSM, рассчитана на ее использование в различных сферах. Она предоставляет пользователям широкий диапазон услуг и возможность применять разнообразное оборудование для передачи речевых сообщений и данных, вызывных и аварийных сигналов; подключаться к телефонным сетям общего пользования (PSTN), сетям передачи данных (PDN) и цифровым сетям с интеграцией служб (ISDN). Основные характеристики стандарта GSM: Частоты передачи подвижной станциии приема базовой станции, МГц 890-915 Частоты приема подвижной станции и передачи базовой станции, МГц 935-960 Дуплексный разнос частот приема и передачи, МГц 45 Скорость передачи сообщений в радиоканале, кбит/с 270, 833 Скорость преобразования речевого кодека, кбит/с 13 Ширина полосы канала связи, кГц 200 Максимальное количество каналов связи 124 Максимальное количество каналов, организуемых в базовой станции 16-20 Вид модуляции GMSK Индекс модуляции ВТ 0,3 Ширина полосы предмодуляционного гауссовского фильтра, кГц 81,2 Количество скачков по частоте в секунду 217 Временное разнесение в интервалах ТDМА кадра (передача/прием) для подвижной станции 2 Вид речевого кодека RPE/LTP Максимальный радиус соты, км до 35 Схема организации каналов комбинированная TDMA/FDMA Уникальные качества технологии CDMA, такие как: - максимальная эффективность использования спектра. По этому показателю CDMA превосходит технологию GSM - втрое, стандарта DAMPS - вшестеро, а технологию FDMA стандарта NMT - в десятки раз. - интеллектуальная система адаптации базовых параметров сети: пропускной способности, мощности излучения абонентских терминалов, межстанционного пространственного разнесенного приема и многолучевого когерентного приема, помехозащиты от непреднамеренных и индустриальных помех; Позволяет реализовывать в сетях связи наивысшие потребительские свойства: - возможность повышения пропускной способности сети в час наибольшей нагрузки - наивысшую экологичность абонентского терминала - наименьшую излучаемую мощность - максимальную для всех технологий скрытность и конфиденциальность связи - максимальный срок использования батарей абонентского терминала до следующей зарядки (вдвое больше, чем для других технологий) - максимальную надежность связи в условиях многолучевых замираний и индустриальных помех. Международным Союзом Электросвязи (МСЭ) подтверждено, что в наиболее массовых североамериканских и западноевропейских подвижных системах связи 3G с использованием радиоинтерфейсов будет широко использована технология мультидоступа с кодовым разделением каналов CDMA. На мировом Конгрессе CDMA в Гонконге заявлено об успешных испытаниях этой технологии в рамках проекта 3 G. Испытывались возможности по передаче данных речевого трафика, влияние на покрытие, а также мобильный интернет и m-комерция. Испытания проводились на действующей сети CDMA работающей в диапазоне 800 МГц (Работа в диапазоне 800МГц гораздо эффективнее, чем в диапазоне 2 ГГц, в котором должны работать другое стандарты 3G и где потребуется втрое больше базовых станций на той же территории обслуживания из-за большего затухания на частоте 2ГГц). Входе испытаний удалось добиться устойчивой работы оборудования на скорости 153 кбис\с. Испытания подтвердили тот факт, что стандарт CDMA обеспечивает возможность эволюции к системе 3G c минимальными затратами для операторов. CDPD Сотовая цифровая передача пакетов данных (CDPD - Cellular Digital Packet Data) - это технология, обеспечивающая пакет-ориентированную передачу данных по беспроводным сетям, позволяющая увеличить пропускную способность и предоставить функциональные возможности типа "always on". Обычно в Соединённых Штатах CDPD применяется такими некоммерческими службами беспроводной связи PDA, как GoAmerica и, OmniSky их скорость достигает примерно 19,2 Кбит. 3G 3G или третье поколение мобильных сетей, разработано на основе ряда других типов передачи информации и отличается достаточно высокой пропускной способностью (от 384 Кбит до 2 Мбит). Наиболее известными технологиями стандартов 3G являются EDGE и UMTS. Но, несмотря на на существование этих технологий, операторы мобильной связи не очень торопятся реализовать сети 3G, ни один из операторов не хочет быть первым, поскольку внедрение новой сетевой технологии потребует многомиллиардных затрат. GPRS Всеобщая служба передачи пакетов по радио (GPRS - General Packet Radio Service) рассматривает пути перехода на скорости от 2 Гбит на 3 Гбит, поэтому иногда говорят, что они обеспечивают 2,5 Гбит. GPRS осуществляет пакет-ориентированную передачу информации со скоростью 2 Гбит лишь в пределах специальной инфраструктуры, а она не так уж велика. Обычная производительность в сетях GPRS составляет около 20-30 Кбит. Bluetooth Устройства, использующие технологию радиосвязи Bluetooth, уже доступны на рынке. Новая технология Bluetooth очень важна, потому, что работая на небольших расстояниях, позволяет создать сеть из устройств различных типов. Поскольку передатчики Bluetooth очень малы, обладают малой мощностью и относительно недороги, их можно использовать в любых устройствах мобильной связи, включая телефоны, PDA, ноутбуки и так далее. Большинство радиопередатчиков Bluetooth будет работать в примерно 10-метровом радиусе с относительно высокой пропускной способностью - 700 Кбит. Возможными приложениями для Bluetooth могут быть приложения синхронизации данных между PDA и компьютером, когда они находятся на расстоянии прямой связи или программное обеспечение ноутбука с подключением к Internet через мобильный телефон. Новый термин, персональная локальная сеть (PAN - Personal Area Network), используется для описания именно такой небольшой беспроводной сети, где все устройства мобильной связи регулярно связываются друг с другом. Вероятнее всего, Bluetooth заменит кабели последовательного порта, USB и IEEE 1394, подобно сетевой технологии Internet. В настоящее время Bluetooth представляет собой только одно главное устройство, обслуживающее до семи одновременно работающих периферийных устройств. 802.11 В отличие от технологии Bluetooth, разработанной для поддержания беспроводной персональной сети малого радиуса действия, технология 802.11 предназначена для создания полнофункциональных локальных сетей. Текущее поколение этой2 технологии (802.11b или WiFi), обеспечивают пропускную способность до 11 Мбит, а версия известная как 802.11а до 45 Мбит. Радиус действия системы 802.11 составляет примерно 30 метров, для более дальней связи нужна специальная антенна. Системе 802.11 необходимо больше мощности, чем Bluetooth, и устройства её большие по размеру. радиопередатчик 802.11 можно установить на метеринской плате обычного РС и ноутбуков, но для мобильных телефонов и большинства PDA он неприменим. Необходимо учитывать, что и Bluetooth, и 802.11 используют одинаковый диапазон радиочастот - 2,4 GHz, поэтому при размещении их в пределах одного пространства возможени конфликт. Хотя это и мало вероятно, но полностью исключить возможность наведения помех друг на друга из-за факта совпадения обоих технологий нельзя. NMT-450 NMT-450 имеет наибольшую зону обслуживания и самый большой национальный роуминг в России. В мире он распространен значительно меньше, поэтому международный роуминг существенно ограничен. Это аналоговый стандарт, что подразумевает недостаточную защиту информации и непостоянное качество связи. Чем дальше абонент от базовой станции и слабее сигнал, тем больше шумов в трубке. Однако максимальное расстояние от базовой станции до абонента больше, чем у цифровых стандартов. Сервисные возможности стандарта не так широки, и предоставление некоторых услуг, например, SMS требует модификации самого стандарта и доработки телефонных аппаратов. Проблема защиты от двойников решена в стандарте NMT-450i путем применения специальных модулей. Невелико количество телефонов этого стандарта, представленных на рынке, а цены на них значительны. Стандарт NMT является аналоговым и относится к группе FDMA (Frequency Division Multiplie Access - Множественный Доступ с Частотным Разделением) стандартов сотовой связи. У данной группы стандартов немало недостатков, но и достаточно много преимуществ по сравнению с другими группами (TDMA и CDMA). Основное преимущество - большой радиус действия базовой станции. Вполне приличная связь в 70-ти км от БС - не редкость для NMT. Телефон GSM-900, например, по определению не может работать на расстоянии более 35 км от БС. Главная беда NMT-450 - значительный уровень помех в диапазоне 450 МГц в крупных промышленных городах. Но стоит удалиться от города - качество связи сильно улучшается и зачастую превосходит качество проводных телефонных сетей. Каждому абоненту для разговора предоставляется в полное распоряжение отдельный полнодуплексный радиоканал. Рабочие частоты находятся в двух полосах: 453-457, 5 МГц для канала от сотового телефона к базовой станции и 463-467, 5 МГц для канала от базовой станции к телефону. Частотный разнос каналов приёма и передачи - 10 МГц. Изначально в NMT использовалась сетка каналов с шагом 25 КГц, но с увеличением количества абонентов шаг сетки уменьшили до 12,5 КГц, вставив между обычными каналами дополнительные, увеличив тем самым ёмкость сети. С течением времени в стандарт добавлялись различные сервисы и на сегодняшний день NMT выглядит не хуже своих более молодых конкурентов. Это и определение номера, и голосовая почта, факс-почта, конференц-связь, переадресация вызова, SMS, синхронизация часов и т.п. Особенно интересно выглядит SMS в NMT. Это даже интереснее, чем GSM SMS - данные SMS в NMT сетях передаются по разговорному каналу. А значит, их можно принять и декодировать, минуя оператора сотовой связи.
ЗАПРЕЩАЕТСЯ использовать материалы этой статьи без разрешения авторов сайта!!!
	© 2003 All Rights Reserved Design by APCON