БЕСПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ

Первые системы беспроводной связи (например, Nordic Mobile Теlерhоnе или Аdvаnсеd Моbilе Рhоnе Sегviсе) были основаны на аналоговых технологиях. В рамках множественного доступа с частотным разделением каналов каждому абоненту выделялась пара частот, т.е. пара симплексных каналов передачи речи посредством радиосвязи в двух направлениях. С помощью частотной модуляции речевой сигнал передавался между мобильным устройством абонента и базовой станцией. В числе сервисов были передача речи и некоторых данных по низкоскоростным каналам.

В 1990-х гг. акценты в сфере мобильной телефонии сместились в сторону цифровых технологий, что позволило значительно повысить пропускную способность систем беспроводной связи. Речевой сигнал переводится в цифровую форму и передается в течение определенного интервала времени по каналу связи, предназначенному для данного звонка.

Этот процесс позволяет множеству абонентов одновременно пользоваться одним и тем же каналом связи, который в аналоговых системах использовался бы только одним из них. В настоящее время в сотовой телефонии применяются такие цифровые технологии, как TDМА и СDМА. Сервисы включают передачу речи, а также комбинацию передачи данных по коммутируемым каналам и некоторых пакетно-коммутируемых данных.

В ХХI в. развитие беспроводных систем связи осуществляется в направлении третьего поколения (3G, 3 Gепегаtiоп), а именно сетей стандарта Intегnаtiоnа1 Моbilе Те1есоmmuniсаtiоns-2000 (IМТ-2000), предложенного Международным союзом по телекоммуникациям (IТU, Intегnаtiоnа1 Те1есоmmuniсаtiоn Union). Эта цифровая технология обещает обеспечить широкомасштабные услуги цифровой связи. Эфирный интерфейс с наибольшей вероятностью будет представлен широкополосным вариантом СDМА-технологии. Вновь будут предоставлены все те же услуги голосовой связи, однако происходит ощутимое расширение спектра услуг по передаче данных. 3G-системы будут предоставлять мультимедийные сервисы.

Мобильные системы связи третьего поколения представляют собой мобильные сетевые технологии, способные передавать данные между мобильной станцией и сетевым терминалом со скоростью 2 Мбит/с.

Во-первых, скорость передачи данных 2 Мбит/с позволит реализовать мобильные мультимедийные сервисы, при этом фактическая скорость передачи данных будет зависеть от требований к мобильности, предъявляемых к конкретным пользователям. Во-вторых, эти сервисы смогут получать абоненты сетей самых различных типов. Другими словами, можно будет пользоваться от простейшей беспроводной телефонной сети до сложнейшей широкополосной спутниковой системы связи. В-третьих, система будет имеет глобальный характер с возможностью получать услуги связи одинакового качества абонентами по всему миру. Наконец, будет осуществляться гармоничное взаимодействие между сетями с различными и сетевыми стандартами. В идеале нужно стремиться к созданию единого международного стандарта.

Несмотря на это, практическая реализация мобильного сервиса передачи данных по-прежнему сопряжена с большими трудностями. Среди важнейших моментов, имеющих отношение к данной проблеме, можно назвать следующие: цены за единицу переданной информации в беспроводных сетях и в сетях со стационарными проводными коммуникациями различны, качество связи в мобильных системах очень сильно зависит от уровня интерференции, влияющего на радиосигнал. Поэтому современные мобильные устройства имеют ограниченные возможности для работы с данными.

Мотивация для разработки мобильных систем связи третьего поколения может быть сведена к следующим факторам.

Первый - это необходимость более высоких скоростей передачи данных для мультимедийных приложений. Мобильные системы первого и второго поколений использовали технологии, ориентированные на передачу речевых сигналов. С точки зрения расстановки приоритетов возможность передачи данных находилась на втором плане, если вообще принималась во внимание. Однако в период разработки технологий мобильных систем второго и третьего поколений значительно выросло количество компьютерных устройств разных типов. В наши дни появились карманные персональные компьютеры. Следовательно, такие мобильные компьютеры должны передавать информацию с такой же скоростью, что и их стационарные аналоги.

Общая договоренность относительно того, как именно реализовать эти высокие скорости передачи данных, пока не достигнута, поэтому существует определенное число несовместимых друг с другом «стандартов». Следовательно, второй важный фактор заключается в том, чтобы по возможности согласовать различные методики. Различные аспекты, нуждающиеся в согласовании, включают схему модуляции, радиоинтерфейс, а также спектр частот.

3G-технологии не смогут быть реализованы на фоне полного отсутствия устаревших технологий (первого и второго поколений). Некоторые абоненты мобильных сетей, очевидно, не захотят переходить на услуги связи третьего поколения, предпочитая пользоваться своими «старыми» сетями. С другой стороны, многие поставщики услуг мобильной связи будут проводить конверсию своего спектра в целях обеспечения возможности сервисов третьего поколения. В такой ситуации ключевым моментом в реализации 3G-технологий будет их обратная совместимость с системами второго поколения, которая позволит сделать переход между поколениями систем более мягким.

В настоящее время организация ITU разрабатывает набор стандартов для систем беспроводной связи третьего поколения под названием IМТ- 2000. Часть спецификации стандарта IМТ-2000 включает минимальные скорости передачи данных. Минимальная скорость передачи данных обратно пропорциональна скорости движения мобильного устройства.

Существует три основные категории минимальной скорости передачи данных. Для мобильных устройств, движущихся с очень высокой скоростью, минимальная скорость передачи данных составляет 144 Кбит/с. В эту категорию попадают мобильные устройства, владельцы которых едут по скоростным автомагистралям или в сверхскоростных поездах-экспрессах. Вторая категория объединяет мобильные устройства, движущиеся с небольшой скоростью, например со скоростью велосипедиста или пешехода. Минимальная скорость передачи данных для таких устройств составляет 384 Кбит/с, что считается минимальной величиной, достаточной для передачи видео приемлемого качества. Наконец, неподвижные мобильные устройства смогут принимать данные с минимальной скоростью 2 Мбит/с.

Важным элементом беспроводных систем связи третьего поколения и реализации стандарта IМТ-2000 является возможность для ныне эксплуатируемых систем либо трансформироваться в 3G-систему, либо заменить свою существующую структуру структурой 3G-системы.

При окончательном переходе к системам третьего поколения существенным изменениям подвергнется как инфраструктура сети, так и пользовательские терминалы. Большая часть изменений в инфраструктуре коснется радиосистем, а также произойдет переход на стандарт АТМ для высокоскоростных информационных магистралей. Мультимедийные и высокоскоростные данные потребуют иного пользовательского интерфейса. Приложения третьего поколения будут намного более сложными и потребуют примерно втрое большей мощности, чем может обеспечить процессор аппарата второго поколения. Многие атрибуты, относящиеся к пользователю/системе, будут загружаться извне, что потребует увеличения объема оперативной памяти. Наконец, цифровые сигнальные процессоры для протоколов широкополосного СDМА (W-СDМА, Widеbаnd СDМА) должны иметь намного более сложную архитектуру, чем существующие.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: