5.2. Sisteme de a treia generație
Lățimea de bandă care este alocată pentru un canal WCDMA este de 5 MHz. Este posibilă creșterea vitezei la 10 MHz și apoi la 20 MHz.
Acesta este de patru ori mai mult decât cdma One și de 25 de ori mai mult decât GSM. O bandă largă de frecvențe a fost aleasă pentru a permite rate de transfer mai mari, dar numai într-o regiune spectrală ne-aglomerată, cu o recepție foarte bună. O altă diferență importantă între WCDMA și cdma One este că nu este nevoie de sincronizare în timp. WCDMA a fost conceput pentru a funcționa fără semnale de sincronizare din sistemul de navigație global. 1 Sistem de aplicații militare, acum utilizat pe scară largă pentru sarcini civile, în special pentru navigație și determinarea timpului exact. (GPS - Sistem de poziționare globală). Există diferențe în codificare: în WCDMA pentru codificare, nu coduri Walsh, dar sunt folosite coduri de aur. Pentru transmiterea pe canal, acestea sunt combinate folosind aceeași modulare QPSK, ca în cdma One.
Toate acestea permit transferul de date cu o rată maximă de aproximativ 2048 Mbit / s într-o singură celulă. Viteza în canal este de 3,84 Mbps (7,8 și 15,6 Mbps). În acest caz, este furnizată o metodă cu spectru împrăștiat direct (DS-CDMA).
Fiecare canal este reutilizat de fiecare celulă, sporind eficiența spectrală în comparație cu sistemele TDMA.
WCDMA oferă o capacitate de transfer moale, însă acest tip de transfer nu este suportat atunci când comunicați cu GSM.
TD-WCDMA (Time Division - Wideband Code-Division Multiple-Access-) sunete contradictorii, și adesea menționată ca un hibrid între TDMA și CDMA. Cu această tehnică, ca și în TDMA. frecvență purtătoare este împărțit pe sloturi de timp, dar fiecare interval de timp este „compactate“ multiple semnale CDMA -alert convertite prin coduri ortogonale (vezi. prelungitorul 2 în CDMA). Această metodă păstrează tehnica multiplexării CDMA. Parametrii principali ai unei astfel de tehnici sunt: frecvența, distanța canalului și codul. În Fig. 5.5 prezintă cadrul sistemului TD-CDMA.
Fig. 5.5. Cadrul TD-CDMA (parametrii UMTS)
În UMTS, comunicarea bidirecțională este permisă pentru divizia FDD (divizia de frecvență duplex) și TDD Time Duplex Division.
Cu FDD, diferite frecvențe sunt utilizate în diferite direcții, separate de o lățime de bandă de 190 MHz. Evident, dacă spectrul este limitat, separarea benzilor de perechi este dificilă.
Divizarea timpului (TDD) împarte fluxul înainte și înapoi în timp. Stația mobilă și stația de bază folosesc alternativ aceeași frecvență în direcții diferite. În acest caz, este posibil să se reducă lățimea de bandă ocupată și nu este nevoie să se împartă spectrul în frecvențe pereche. Această metodă este cea mai potrivită pentru celulele mici, deoarece intervalul de recepție / transmitere depinde de timpul de diseminare a informațiilor. Cu toate acestea, pentru separarea în timp, adesea ieșirea este utilizarea vitezelor asimetrice în direcțiile înainte și înapoi. Metoda TDD poate fi mai eficientă în picocelule pentru a lucra cu calculatoare (Internet) fără fir.
În WCDMA, frecvențele purtătoare sunt alocate în conformitate cu metodele de acces specificate pentru fiecare frecvență. La emiterea unei licențe pentru fiecare canal, se indică dacă acesta ar trebui să fie utilizat în direcția de la abonat la stație sau de la stație până la abonat sau în modul nepărpat. În Fig. 5.6 prezintă un exemplu de împărțire a intervalului dintre operatori în canale de 12 perechi și 7 canale neparate.
Fig. 5.6. Exemplu de alocare a frecvențelor atunci când se utilizează WCDMA / UMTS
Cu toate acestea, primul care o aplică în Japonia. Operatorii din Japonia au nevoie de un nou sistem 3G, deoarece capabilitățile de a oferi o capacitate redusă de 2G. Primele rețele WCDMA au fost instalate în Japonia de către operatorii NTT DoCoMo și Jphone [44].
Tabelul 5.2. Compararea sistemelor bazate pe CDMA
Pentru toți operatorii cdmaOne, următorul pas după IS-95b este un sistem numit 1 XMC (MC-Multi-Carrier). Aceasta necesită hardware nou pentru stațiile de bază și controlerele de bază, dar nu are nevoie de o nouă interfață de aer; vă permite să dublezi lățimea de bandă utilizând de două ori codurile Walsh. Acest lucru este similar cu standardele anterioare, că uneori sistemul este numit IS-95c.
Transferul de date de mare viteză (HDR - High Rate Rate) este o actualizare de 1XMC propusă de Qualcomm. Acesta adaptează canalul de 1,25 MHz la transmisia de date și mărește viteza folosind diferite tipuri de modulație. În loc de QPSK, acesta poate aplica 8-PSK (keying 8-phase) sau 16-QAM (modul de amplitudine în cvadratură).
Aceste tipuri de modulație vă permit să creșteți viteza transferului de informații.
Aplicând 16-QAM. este posibil să se mărească rata maximă de transfer a datelor de până la 2,4 Mb / s de la stație la abonat și până la 307,2 Kbps pe canalul de comunicație de la abonat la stație.
Această gamă este utilizată de toți abonații stației și este împărțită printr-un cod Walsh în 32 de canale, dintre care 3 canale de servicii.
Canalul de comunicare de la abonat la stație este împărțit prin TDMA în 240 de sloturi de timp, fiecare dintre acestea putând fi furnizate unui abonat individual. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că sistemul ar trebui să furnizeze o comunicare bidirecțională.
Lățimea de bandă este redusă în condiții de interferență ridicată, deoarece 16-QAM necesită o conexiune cu un nivel scăzut de interferență. De îndată ce semnalul devine slab, modularea reduce numărul de stări de fază la 8-PSK sau QPSK. Deoarece HDR poate fi folosit numai pentru date, nu poate fi un concurent pentru 3XMC. Qualcomm susține că acesta este un pas intermediar care va fi făcut înainte de lansarea întregului sistem 3XMC.
Sistemul, dezvoltat în comun de Nokia și Motorola, 1Xtreme [123], este pus în vânzare ca competitor și HDR. și 3XMC. Utilizează aceleași metode de modulare. ca HDR. dar le aplică pentru transmiterea atât a vorbirii, cât și a datelor.
Nu toate sistemele 3G se bazează pe CDMA. -TDMA pe baza a dezvoltat o noua tehnologie numita creșterea ratei de date pentru evoluția GSM pentru a promova (EDGE - Rată de date îmbunătățită pentru GSM Evolution). Din titlu este clar că a fost planificat ca un upgrade la operatorii de rețele GSM care au instalat deja sisteme HSCSD (Circuit de mare viteză Switched de date - transmisie de date de mare viteză în rețelele cu comutație de circuite) și GPRS (General Packet Radio Service - Packet Radio Service).
EDGE (UWCC-136)
Tabelul 5.3. Caracteristicile comparative ale tehnologiilor EDGE și WCDMA
Tehnologia EDGE prevede organizarea a două servicii: un serviciu îmbunătățit de pachete (EGPRS - GPRS îmbunătățit) și servicii de comutare de circuite îmbunătățite (ECSD - Circuit Switched Data îmbunătățită). Ea a moștenit aproape toate caracteristicile sale principale din GSM și GPRS. inclusiv o structură de cadru TDMA cu opt sloturi de lungime de slot de 0.577 msec. Diferența constă în schema de modulare. În loc de un GMSK binar (Gaussian Shift Keying minimă - Gaussian Shift Keying minimă) este utilizat 8- PSK. la fel ca în HDR. Aceasta lărgește imediat lățimea de bandă comparativ cu GSM.
Serviciile EDGE pot fi furnizate unui client GSM obișnuit pentru transmiterea de voce și date. Cu toate acestea, operatorii care au instalat acest sistem oferă, de asemenea, GPRS (transmisie prin pachete radio) și HSCSD (transfer de date de mare viteză în rețele comutate). Din acest motiv, serviciile furnizate de EDGE sunt denumite uneori EGPRS și EHSCSD. Pentru clienții care nu dispun de echipament EDGE, terminalul este pe deplin compatibil cu terminalul GSM. Deoarece 8-PSK este mai susceptibil de erori decât GMSK. EDGE are nouă scheme diferite de modulare și codificare (Tabelul 5.4). Fiecare este conceput pentru o conexiune de calitate diferită. Ele diferă în numărul de corecții de erori. Modul de codare se modifică de fiecare dată când blocul anterior decodat este primit cu încredere scăzută. Ca rezultat, următorul bloc de date este transmis cu o imunitate mai mare a zgomotului (modul 8-PSK).
Tabelul 5.4. Module și scheme de codificare în sistemul EDGE
Module și scheme de codificare (MCS)
Lățimea de bandă a slotului
Redundanță pentru remedierea erorilor
EDGE Compact
Pentru a face procesul de implementare EDGE mai simplu pentru operatorii D-AMPS, Consorțiul de comunicare wireless la nivel mondial (UWCC) oferă un anumit standard simplificat numit EDGE Compact. Poate fi folosit numai pentru transmisia de date, nu pentru vorbire. Nu necesită multe canale de control care se află în sistemul complet.
EDGE Compact poate fi considerată o opțiune intermediară. Sarcina sa este de a oferi transfer de date de mare viteză pentru utilizatorii care utilizează serviciul vocal D-AMPS. Transferul de date în partea de sus a discursului este similar cu funcțiile HDR din rețelele CDMA.
5.3. Rezumatul prelegerii 5
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: