15  Системы мобильной сотовой связи с кодовым разделением каналов

 

2.1 Общие сведения

Разработка первого действующего стандарта мобильной  сотовой связи с кодовым разделением каналов IS-95 (CDMA One) была осуществлена фирмой QUALCOMM. Стандарт введен в 1994 году и в 1995 году развернут в Гонконге (motorola) .

Не смотря на то, что технология  CDMA была достаточно изучена и использовалась в военной связи , использование ее в коммерческой сотовой связи сдерживалось из-за следующих обстоятельств:

1)      Необходимость в быстродействующей и  высокоточной системе регулировки мощности МС.

2)      Необходимость использования специальных быстродействующих алгоритмов синхронизации кодовых последовательностей.

3)      Необходимость высокого уровня развития технологической базы и прежде всего технологии изготовления СБИС

 

Основной целью разработки стандарта IS-95 являлось увеличение пропускной способности в системах сотовой связи е менее ,  чем на порядок с действующими на тот момент (середина 90-х) аналоговыми и в несколько раз по сравнению с  цифровыми системами сотовой связи .В частности спектральная эффективность системы IS-95  в 13-15 раз превышает  аналогичный показатель систем   AMPS и NMT и в 3-4 раза систем GSM. Как известно системы сотовой связи функционирующие в настоящее время принято разделять на 1G, 2G,3G.

1G-аналоговые СПС таких стандартов как: AMPS , NMT и другие.

2G- цифровые СПС: D-AMPS , GSM, IS-95 и др.

3G- цифровые СПС целого ряда стандартов входящих в семейство IMT-2000.

Изначально 3-е поколение представлялось как существование глобальной системы подвижной связи работающей в одном и том же стандарте радиоинтерфейса между МС и БС и в одном и том же частотном диапазоне во всех странах мира имеющие возможность глобального роуминга.

На практике все оказалось сложнее, поскольку в разных странах сложились свои технические и экономические положения (условия) для перехода на 3G.

В результате международный союз электросвязи ITU утвердил для систем 3-го поколения 5 различных спецификаций  (стандартов) радиоинтерфейсов , объединив их в семейство IMT-2000, часть из них базируется на совершенно новых разработках и решениях, а часть представляет собой эволюционное развитие предыдущих стандартов использующихся  в сетях 2G.

В ноябре 1999 года решением  ITU рекомендована для создания 3G использовать следующие типы радиоинтерфейсов:

Каждый из этих радиоинтерфейсов должен обеспечивать возможность функционирования как с 2-я основными сетевыми интерфейсами GSM MAT, INSI-41, так и с перспективными базовыми сетями пакетной коммутации использующих IP протокол.

Как по оценка аналитиков , так и по фактическому применению сетей , наибольшее применение в мире получили СПС 3-го поколения базирующиеся на стандартах IMT-DS(UMTS,WCDMA) и IMT-MC (CDMA 2000)

246 коммерческих сетей 3G в 100 странах мира на 30 сентября 2006 года. Общее количество абонентов составляет 395 миллионов, из них 267.2 миллиона-CDMA 2000, 44.4 миллиона- EV-DO, 83.6 миллиона- UMTS.

Эти 2 стандарта выбраны как эволюционный путь миграции наиболее распространенных систем 2G(GSM, IS-95) в системы 3G.

ХАРАКТЕРИСТИКА	СТАНДАРТ
	CDMA 2000	UMTS
1. Полоса частот, МГц	1.25*N, где N=1,3,6,9 или 13 (количество несущих)	5- базовая 10,20- возможные
2. Метод доступа	CDMA c несколькими несущими	CDMA с прямым расширением спектра
3. Совместимость	Обратная совместимость c CDMA One (IS-95) т.е трубка IS-95 не сможет работать в CDMA 2000 , a CDMA 2000 сможет в IS-95	Совместная эксплуатация с GSM и обеспечение hand-over(нужно трубку с 3-мя стандартами)
4. Чиповая скорость МЧип /с	1,2288	3,84- базовая 7.78, 15.56 - возможная
5. Кодирование	Сверточный код К-длина кодового ограничения=9 R-степень кодирования 1/2, 1/3,1/4, так же используется турбокод (К=4)	Сверточный код : К=9,R=1/2, 1/3/ Код Рида Соломона, турбокод: К=3
6. Синхронизация БС	Синхронная работа	Асинхронная работа(возможна и синхронная.
7. Расширяющие последовательности	Функции Уолша	Ортоганальные коды переменной длинны
8. Схема поиска сот	По пилот-сигнлу	3-х этапный поиск(поиск первичного и вторичногосинхронизирующих кадров) 3-й этап-идентификация скремблирующего кода
9. Расширяющие кодовые последовательности	Короткий код Динный код	Код Голда
10. Минимальная  длина кадра, мс	5 или 20	10
11. Модуляция данных	QPSK-вниз OQPSK-вверх	QPSK-вниз BPSK-вверх
12. Управление мощностью	Скорость управления 0.8 кбит/с Шаг: 0.25, 0.5, 1 Дб	Скорость 1.6 кбит/с+ выше Шаг: 0.25-1.5 Дб