Стандарты транкинговых систем радиосвязи (ТСС)

Термин транкинг означает метод свободного доступа большого числа абонентов к ограниченному числу каналов связи. Поскольку в какой-либо момент времени не все абоненты активны, необходимое число каналов значительно меньше общего числа абонентов (таблица 2.4).

В отличие от обычных систем радиосвязи ТСС характеризуются следующими признаками:

- экономное использование радиоспектра;

Таблица 2.4

 

- возможность выхода в другие сети, в частности в ТФОП;

- наличие одной или нескольких базовых радиостанций и систем управления;

- увеличение зоны обслуживания путем создания многозоновой сети;

- передача данных и телеметрической информации;

- множество сервисных возможностей.

В сравнении с сотовыми системами к преимуществам ТСС, позволяющим отдать им предпочтение при организации оперативной связи, являются:

- гибкая система вызовов – индивидуальный, групповой, вещательный, приоритетный, аварийный и др.;

- гибкая система нумерации – от коротких двух- или трехзначных до полноценных городских номеров;

- малое время установления соединения – менее секунды, против нескольких секунд в сотовых системах;

- возможность работы в группе;

- наличие режима непосредственной связи между двумя абонентскими радиостанциями без участия базовой;

- экономичность – по стоимости оборудования и по эксплуатационным

расходам ТСС в несколько раз экономичнее сотовых систем.

 

Рисунок 2.44  Структурная схема базовой станции Smar Trunk II

 

При внешней структурной схожести сотовых и транкинговых систем они существенно отличаются по ряду функциональных и системных возможностей. Если первые ориентированы на потребителей обычных телефонных услуг и окупаются в регионах с высокой плотностью населения (порядка тысячи и более абонентов в зоне), то вторые прежде всего являются средством оперативной и производственно-технологической связи и рентабельны при небольшом количестве абонентов (примерно на порядок меньше, чем в сотовых системах).

Стандарт SMARTRUNK  представляет собой транкинговую систему с децентрализованным протоколом управления, разработанную в 1992 году. Структурная схема базового оборудования четырехканальной системы Smartrunk II приведена на рисунке 2.44.

Центральным элементом системы является транкинговый контроллер, связанный с приемопередатчиком данного радиоканала. Он вырабатывает все

 

Таблица 2.5

 

управляющие сигналы, позволяющие абоненту осуществить занятие данного канала и соединение с другими абонентами. В базе данных контроллера содержится вся необходимая информация об абонентах системы - идентификационные коды абонентских станций, уровень приоритетности каждого абонента, разрешение выхода на ТФОП и т.д.

Соединение в системе Smartrunk II выполняется в следующей последовательности:

- вызывающая станция захватывает незанятый радиоканал и посылает запрос в виде цифрового пакета, содержащего собственный идентификационный код, тип вызова и идентификационный код вызываемого абонента – номер абонента в радиосети или телефонный номер абонента ТФОП;

- в случае, если вызов адресован радиоабоненту, контроллер, получив запрос по каналу приема, посылает в канал передачи пилот-тон определенной частоты и длительности;

- все свободные абонентские станции сканируют каналы до тех пор, пока не остановятся на канале, где присутствует пилот-тон;

- контроллер посылает в канал вызывной пакет, содержащий идентификационный код вызываемого абонента, тип вызова и идентификатор системы;

- вызываемая станция остается на данном канале, остальные возвращаются к режиму сканирования;

- по завершению сеанса связи абонентская станция посылает завершающий цифровой пакет;

- получив данный пакет, контроллер посылает свой завершающий пакет, приняв который, обе станции возвращаются к режиму сканирования.

Основные параметры системы стандарта Smartrunk II приведены в таблице 2.5. Все управляющие сигналы формируются в полосе разговорного ка-

нала.

К достоинствам данного стандарта относятся простота и невысокая стоимость оборудования. Абонентская станция представляет собой обычную ЧМ радиостанцию, усовершенствованную посредством размещения управляющего модуля. К недостаткам относятся – невысокий уровень сервиса и продолжительное время установления соединения, а также невозможность создания полноценной многозоновой системы транкинговой связи.

Стандарт транкинговой системы МРТ 1327 разработан в Великобритании в 1988г в качестве стандарта Министерства почт и телеграфов. На основе этого стандарта строятся большие ведомственные, региональные и национальные сети связи. В основу этого стандарта положен ряд принципов:

- выделенный канал управления. Системы стандарта МРТ 1327 строятся с выделенным каналом управления, в качестве которого используется один из каналов базовой станции. остальные каналы являются каналами трафика и предназначены для обмена речевыми сообщениями и для передачи данных;

- обслуживание с очередями. Если вызов поступает в момент, когда все каналы заняты, он будет поставлен в очередь и обслужен в соответствии с приоритетом абонента;

- произвольный доступ. В момент запроса на соединение по каналу управления существует опасность столкновения запросов от других станций. Для разрешения подобных конфликтов применяется алгоритм произвольного доступа;

- Роуминг. Стандарт предусматривает возможность для абонентских станций информировать центральный контроллер о своем местонахождении;

- открытость стандарта. Это позволяет различным производителям выпускать совместное оборудование. В таком случае потребитель не привязан к

какому-то одному поставщику и может выбирать то или иное оборудование.

Сигналы управления между базовой и абонентскими станциями, а также между контроллерами базовых станций передаются по каналу управления в цифровом виде со скоростью 1200 бит/с. При этом идет практически непрерывный обмен сообщениями между базовой и абонентскими станциями.

На первоначальной стадии обработки вызовов имеет место следующий обмен сигналами:

- базовая станция посылает в канал сообщение-приглашение ALH, означающее готовность принимать сообщения от абонентских станций в течение указанного времени;

- некоторое время базовая станция находится в режиме приема, если в

Рисунок 2.45  Диаграмма установления соединения

 

течение этого интервала никто не ответил, - вызов повторяется;

- если за время, отведенное на прием, поступил вызов, то базовая станция начнет ту или иную процедуру установления соединения в соответствии с типом запроса.

Для разрешения проблемы столкновения запросов от абонентских станций применяется алгоритм произвольного доступа (ALOHA). Смысл его состоит в том, что запросы от станций поступают не в строго определенные, а в случайные моменты времени. Тем самым снижается вероятность наложения

запросов во времени.

Процесс установления соединения между двумя радиоабонентами иллюстрирует диаграмма, приведенная на рисунке 2.45.

Спецификации стандарта МРТ 1327 дают возможность получить следующие максимальные значения параметров транкинговой системы:

- 1036800 абонентских адресов;

- 32768 идентификационных кодов;

- 1024 управляющих каналов транкинга.

В соответствии с величинами этих параметров системы подразделяются на региональные (до 16 сот в каждой системе) и национальные (максимум 2 системы по 512 сот каждая).

Спецификации стандарта не накладывают принципиальных ограничений на инфраструктуру самой сети и могут использоваться как для создания простейших однозоновых, так и для создания крупных сетей радиосвязи с практически неограниченным числом абонентов. При этом конкретная система не реализует все функции, предусмотренные в стандарте – она может предоставлять лишь необходимый минимальный набор, удовлетворяющий требованиям заказчика, что обеспечивает возможность создания на базе спецификаций данного стандарта широкого спектра прикладных систем.

Стандарт цифровой транкинговой связи TETRA разработан Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI) и стал результатом международного сотрудничества правительственных органов, производителей оборудования, компаний, предоставляющих услуги мобильной радиосвязи, и организаций-пользователей.

Стандарт разрабатывался при активном участии потенциальных заказчиков, особенно силовых структур и аварийно-спасательных служб.

В основу стандарта TETRAположены следующие принципы:

- открытость стандарта, что позволяет выпускать совместимое оборудование различным производителям и это обуславливает снижение стоимости оборудования;

- ориентация на обслуживание сетей с высоким трафиком, к которым относятся европейские сети;

- сочетание методов частотного (FDMA)  и временного (TDMA) доступа;

- наличие режима непосредственной связи между абонентскими станциями, а также возможность абонентской радиостанции выступать в качестве ретранслятора;

- наличие всех видов вызовов и многообразие сервисных возможностей;

- полноценный роуминг;

- аутентификация и шифрование.

Архитектура транкинговой сети радиосвязи (ТСР) на основе стандарта TETRA аналогична архитектуре сетей, поддерживающих другие, в том числе и аналоговые, стандарты. Она состоит из центра коммутации, базовых станций, диспетчерских пультов, центра управления системой и абонентских радиостанций.

Стандарт определяет несколько важнейших интерфейсов:

- Air Interface (AI) – радиоинтерфейс между базовой станцией и абонентской радиостанцией;

- Direct Mode Operation (DMO) – интерфейс прямого соединения между абонентскими радиостанциями;

- Terminal Equipment Interface (TEI) – интерфейс между абонентской радиостанцией и терминалом передачи данных (ТПД);

- Inter System Interface (ISI) – межсистемный интерфейс для объединения нескольких систем в единую сеть;

- Lint-connected Station Interface (LSI) -  интерфейс для подключения диспетчерских пультов к базовому оборудованию;

- Network Management Centre Interface (NMCI) – интерфейс центра управления системой;

- Gateways to PABX, PSTN, ISDN, PDN – интерфейс для подключения к внешним сетям (УПАТС, ТФОП, ЦСИО, СКП).

Радиоинтерфейс стандарта предполагает работу в сетке частот с шагом

25 кГц при размещении четырех речевых каналов в данной полосе.

 

Рисунок 2.46  Разносы частот при работе полудуплексом (а) и дуплексом (б).

 

Стандарт регламентирует и дуплексный разнос частот для этих систем, который должен составлять 10 МГц (рисунок 2.46). Системы TETRA могут использовать диапазоны частот 150 – 900 МГц.

В стандарте TETRA применяется уплотнение каналов по технологии TDMA, при этом на одной несущей частоте организуются четыре разговор-

 

Рисунок 2.47  Технология TDMA в стандарте TETRA.

 

ных канала (рисунок 2.47). каждый кадр имеет продолжительность 56,67 мс и содержит четыре временных интервала (time slots) – канальных пакетов. Последовательность из 18 кадров образует мультикадр длительностью 1,02 с; один кадр является контрольным. Каждый временной интервал в составе кадра содержит 504 бита, 432 из которых – информационные.

В начале канального пакета передается блок управления мощностью из 36 бит – РА (Power Amplifier – управление излучаемой мощностью). За ним следует первый информационный блок (216 бит), далее - синхропоследовательность SYNC (36 бит) и второй информационный блок. Соседние канальные пакеты разделяются защитными интервалами длительностью 0,167 мс, что соответствует 6 битам.

Для преобразования речи в стандарте TETRA применяется кодек с алгоритмом типа CELP. Скорость цифрового речевого потока на выходе кодека составляет 4,8 кбит/с. До поступления речевого потока на вход модулятора к нему добавляется корректирующий код, после чего производится межблочное перемежение. Скорость потока одного канала составляет 7200 бит/с или 28800 бит/с на четырехканальную группу.

Радиоканал TETRA использует относительную многопозиционную фазовую модуляцию типа QPSK (рисунок 2.17) . При этом каждому модуляционному символу  соответствует передача двух бит информации, что позволяет достигнуть эффективности использования радиоспектра 6,25 кГц на канал.

К недостаткам стандарта TETRA можно отнести неэффективность системы на территории с низкой плотностью абонентов, он ориентирован на создание зон с высокой плотностью и малого диаметра. Кроме того, стоимость оборудования в несколько раз выше, чем у аналоговых систем с близкими функциональными возможностями.

 

Стандарты ССМС

История развития ССМС насчитывает почти 30 лет, однако за этот срок успели смениться три поколения стандартов мобильной связи. (1G, 2G и 3G).

Все стандарты первого поколения (1G) являются аналоговыми, к ним относятся:

АМ PS ( Advanced Mobile Phone Service ) – усовершенствованная мобильная телефонная служба (стандарт разработан в США , 1983г). В этом стандарте используется технология FDMA. Ширина полосы канала связи – 30 кГц. Размер соты составляет обычно от 10 до 20 км. Каждая сота работает на своих частотах, не пересекающихся с соседними сотами, а использование одних и тех же частот в несмежных сотах дает значительно лучшее использование частотного ресурса. В каждой соте располагается своя базовая станция, которая обслуживает все мобильные телефоны, находящиеся в зоне ее действия.

Базовая станция состоит из управляющего устройства и приемо-передатчика, соединенного с антенной. Относительно небольшие размеры сот обуславливают незначительную мощность передатчика. Базовые станции соединяются с одним или несколькими центрами коммутации ЦКМС. ЦКМС   соединяются друг с другом и хотя бы с одним коммутационным узлом ТФОП. Диапазон рабочих частот для работы вниз (БС) как видно из таблицы 2.6 – 869…894 МГц, а для работы вверх (МС) -824…849 МГц.

NMT ( Nordic Mobile Telephone System ) – Скандинавская система мобильной телефонной связи (Дания, Норвегия, Швеция, Финляндия , 1981 г – NMT - 450, 1986г – NMT - 900). Оба стандарта отличаются только используемым частотным диапазоном: в стандарте NMT – 450 используется частотный диапазон при работе вниз (БС) – 463…467,5 МГц, а при работе вверх (МС) – 453…457,5 МГц, в стандарте NMT- 900 – при работе вниз (БС) – 935…960 МГц, при работе вверх (МС) – 890…915 МГц. Ширина полосы канала – 25 кГц, технология FDMA. Стандарт представляет собой модификацию AMPS, поэтому структура ССМС аналогична предыдущему стандарту.

TACS (Total Access Communications System) – общедоступная система связи ( Англия , 1985 г .). В этом стандарте используется технология FDMA. Ширина полосы канала связи – 25 кГц. Стандарт представляет собой модификация AMPS, поэтому структура ССМС аналогична предыдущим стандартам. Диапазон рабочих частот для работы вниз (БС) – 935…950 МГц, а для работы вверх (МС) – 890…905 МГц.

 

Таблица 2.6

Во всех перечисленных аналоговых стандартах ССМС первого поколения (1G) применяется множественный доступ с частотным разделением каналов, для передачи речевой информации используется частотная модуляция, а для передачи сигналов сигнализации – частотная манипуляция.

ССМС первого поколения присущ ряд недостатков, основным из которых является относительно низкая абонентская емкость, несовместимость различных стандартов, отсутствие засекреченных передаваемых сообщений, невозможность взаимодействия с цифровыми системами с интеграцией служб (ISDN) и пакетной передачей данных (PDN).

В значительной степени свободны от вышеперечисленных недостатков цифровые ССМС второго поколения, среди которых наибольшее распро-

странение получили следующие:

D - AMPS ( Digital – AMPS ) – цифровая AMPS или IS -54 ( Interim Standart ) – промежуточный стандарт (США, 1992), представляет собой двухрежимную аналого-цифровую систему, совмещающую работу в аналоговом и цифровом режимах в том же диапазоне частот, что и AMPS. Технология сохра- нена – FDMA, ширина полосы канала связи – 30 кГц. Усовершенствованная версия данного стандарта IS-136, отличие которой от IS-54 заключается в наличии полностью цифровых каналов управления и использовании диапазона 1900 МГц, появилась в эксплуатации с 1996г. В России в 2000 году решением ГКРЧ было предписано к 2010 году прекратить эксплуатацию сотовых СПС стандартов AMPS/D-AMPS и передать частоты для развертывания сетей цифрового телевидения.

 

 

Рисунок 2.48  Архитектура системы GSM поколения 2G.

 

GSM ( Global System for Mobile Communications ) – Глобальная система мобильной связи (Группа европейских администраций почты и электросвязи, 1991г), используется в трех частотных диапазонах – 900 МГц

(935…960 МГц – для работы вниз и 890…915 МГц – вверх), 1800 МГц (1805…1880 МГц – для работы вниз и 1710…1785 МГц – вверх) и 1900 МГц (1930…1990 МГц – для работы вниз и 1850…1910 МГц – вверх) и является самым распространенным стандартом в мире (45% от общего числа пользователей ССМС). В стандарте используется множественный доступ с временным разделением каналов и дуплексная связь с частотным их разделением. Ширина полосы радиоканала составляет 200 кГц, а применение алгоритма цифрового кодирования речи со скоростью 13 кбит/с позволяет создать в каждом канале связи или кадре восемь временных интервалов, доступных для распределения.

Алгоритмы кодирования с вдвое меньшей скоростью создают 16 временных интервалов в каждом кадре. Стандарт GSM допускает так называемое перескакивание частот, т.е. МС может перемещаться между временными интервалами, предназначенными для приема сигнала, его передачи или для служебных сообщений в одном TDMA- интервале, как правило, переходя при этом с одной частоты на другую.

Сеть GSM представлена на рисунке 2.48, она состоит из следующих основных конструктивных блоков: базовая приемо-передающая станция БС, контроллер базовой станции КБС, блок перекодировки и адаптации БПА, центр коммутации мобильной связи ЦКМС, домашний регистр ДРМ, гостевой  регистр  местонахождения  ВРМ,  регистр идентификации оборудования

                      Рисунок 2.49 SIM- карта

 

РИО, центр аутентификации ЦА. В обычной конфигурации несколько БС подсоединены к контроллеру КБС, а несколько контроллеров КБС, в свою очередь, подсоединены к центру коммутации ЦКМС. Контроллер базовых станций КБС обеспечивает ряд функций, связанных с управлением радиоресурсов, с поддержкой мобильности абонентов в зоне охвата базовых станций, и ряд функций эксплуатационного управления всей радиосетью. Базовые станции БС и контроллеры КБС называют подсистемой базовых станций, которая обеспечивает радиодоступ для мобильного терминала. Остальные сетевые элементы отвечают за функции управления и за базы данных, необходимые для установления соединений в сети, включая шифрование, аутентификацию и роуминг.

Мобильный терминал состоит из самого телефонного аппарата и специальной SIM-карты. Представленный на рисунке 2.49 микрочип SIM-карты универсален для разных мобильных устройств GSM, что обеспечивает множество удобных функциональных возможностей, таких как возможность создавать новый мобильный терминал абонента простой заменой SIM-карты. SIM-карта защищена специальным паролем или персональным идентификационным номером и содержит так называемый уникальный международный идентификатор абонента IMSI, который используется для идентификации абонента внутри сети. Вставив свою SIM-карту в любое другое мобильное устройство стандарта GSM, абонент может пользоваться услугами мобильной связи с помощью любого GSM-терминала.

Подсистема базовой станции включает в себя БС, контроллер базовой станции КБС и блок перекодировки и адаптации БПА. Функция БС заключается в поддержании радиосвязи с МС с помощью специальных протоколов. КБС отвечает за создание канала передачи данных, переключение частот, а также обслуживание вызовов в пределах управляемых им станций БС. БПА служит для преобразования скорости передачи кодированной речи в скорость 64 кбит/с, принятую в ТОФП.

Домашний регистр ДРМ содержит основные данные об абоненте. Каждая СПС требует наличия доступа хотя бы к одному ДРМ как к постоянной памяти для хранения данных, следовательно ДРМ является большой базой. Чем быстрее приходит ответ из базы данных, тем быстрее можно установить соединение. Каждый абонент закреплен за определенным ДРМ, который действует как фиксированный справочный пункт и хранит информацию о текущем местоположении абонента, включая идентификатор регистра ВРМ, а также информацию о доступных этому абоненту услугах.

Вызовы из других сетей, в частности из ТФОП, сначала поступают на ЦДКС, который запрашивает в ДРМ данные о местонахождении абонента. Затем вызов переадресуется из ЦДКС в КБС, обслуживающий абонента. В ДРМ хранятся такие специфические данные об абонентах, как секретный ключ аутентификации К_J, который является составной частью управления защитой. Он никогда не передается ни в какой интерфейс и записан только в ДРМ и в SIM-карту.

Используя специальное число, назначенное ЦА для определенного абонента и переданное в его SIM-карту через ДРМ и КБС, SIM-карта выполняет расчет параметра аутентификации с применением К_J и алгоритма аутентификации. Если результат расчета соответствует результату в ЦА, то абонент прошел аутентификацию.

Гостевой регистр ВРМ тоже является базой данных, он обеспечивает управление динамическими данными об абоненте, в частности управляет роумингом. Роуминг представляет собой процедуру, сохраняющую предоставление услуг абоненту при изменении зоны обслуживания КБС. Различают следующие виды роуминга:

- внутрисетевой роуминг обеспечивается при передвижении абонента

между зонами обслуживания КБС сети домашнего Оператора;

- национальный роуминг обеспечивается при передвижении абонента

между зонами обслуживания КБС, находящимися в тех регионах страны, где нет сети домашнего Оператора, но действуют партнерские соглашения с другими Операторами СПС;

- международный роуминг обеспечивается при передвижении абонента в

тех странах, с операторами СПС которых заключил партнерские соглашения домашний Оператор.

Когда абонент перемещается из одной географической зоны обслуживания КБС/ВРМ в другую, из ВРМ места убытия абонента в ВРМ места его прибытия передаются данные об абоненте.

Совокупность  географических  зон  обслуживания  ЦКМС  и определяет

область действия Оператора СПС, т.е. каждую СПС можно рассматривать как общую область охвата подсистемами базовых станций ПБС, подсоединенными к центрам ЦКМС. Поскольку каждый ЦКМС имеет собственный регистр ВРМ, всю сеть СПС можно описать как совокупность всех географических зон ВРМ. При этом ВРМ может обслуживать несколько центров ЦКМС, но один ЦКМС всегда использует только один ВРМ.

Отличия центра коммутации ЦКМС от узлов коммутации ТФОП обусловлены спецификой мобильной связи, в частности, назначением пользователям каналов в БС, за что отвечает КБС, управлением хэндовером и т.д.

 Для услуг передачи данных и факсимильных сообщений с коммутацией каналов служит модемный пул МП, который преобразует цифровые данные в аналоговый формат в разговорной полосе частот 0,3 – 3,4 кГц. Вызов, требующий передачи данных, из МС поступает на МП, а затем уже маршрутизируется дальше. Внутри МП для обслуживания этого вызова закрепляется модем. Для услуги передачи факсов вместо модема данных используется факс-модем, поддерживающий скорость 9,6 кбит/с.

Регистр идентификации оборудования РИО содержит международный идентификатор мобильного телефона. При этом РИО содержит три списка – черный, серый и белый. Эти списки содержат значения кодов ТАС и FAC, которые указывают модель трубки и место ее производства. Кроме этого, в МС хранятся идентификационные номера МИМО (международный идентификатор мобильного оборудования) и МИМОиПО (международный идентификатор мобильного оборудования и программного обеспечения). Если комбинация ТАС/FAC или полный МИМО появляется в черном списке, значит вызовы с этого МС запрещены. Если эти значения появляются в сером списке, то вызовы могут быть разрешены по усмотрению Оператора. Когда они появляются в белом списке, вызовы разрешены. При этом РИО является необязательным сетевым элементом и некоторые Операторы предпочитают его не устанавливать.

Центр обмена коротких сообщений ЦОКС поддерживает хранение и

пересылку коротких сообщений к МС и от них. Короткие сообщения – это текстовые сообщения длиной до 160 символов латинского алфавита, требующие применение семи разрядного кода. Если сообщение содержит больше указанного количества символов, оно сегментируется.

Логический центр ЦОКС состоит из трех компонент:

- сам сервис-центр СЦ, который хранит сообщения и взаимодействует с другими системами, такими как оборудование электронной почты или речевой почты;

- шлюз  центра доставки коротких сообщений ЦДКС, который использу-

ется для доставки коротких сообщений МС. Он запрашивает в домово регистре ДРМ информацию о местонахождении абонента, а потом пересылает короткое сообщение к соответствующему ЦКМС, откуда оно отправляется абоненту;

- узел взаимодействия с ЦКМС, принимающий короткие сообщения из ЦКМС, который обслуживает абонента, передающего короткое сообщение, пересылает его в сервис-центр, а тот отправляет их затем в конечные пункты назначения.

Стандарт С DMA ( Code Division Multiple Access ) – метод множественного доступа с кодовым разделением (США, 1995г) использует диапазоны частот 800 МГц (869…894 МГц при работе вниз, 824…849 МГц – вверх) и 1900 МГц (1930…1990 МГц при работе вниз, 1850…1910 МГц – вверх) при ширине спектра излучаемых сигналов 1,25 МГц. В отличие от предыдущих стандартов вместо разделения доступного частотного диапазона на сотни узких каналов в CDMA каждый терминал может при передаче все время пользоваться всем выделенным спектром частот, т.е. организовать широкополосную связь. Одновременный множественный доступ обеспечивается за счет применения теории кодирования. Каждая МС воспринимает только свой уникальный код, при этом число одновременно работающих МС значительно возрастает с увеличением разрядности кода.

 Каждый интервал времени в CDMA разбивается на m коротких периодов, называемых элементарными сигналами или чипами. Как правило, в интервале помещаются 64 или 128 чипов. Каждой МС соответствует уникальный m-битовый код, называющийся элементарной последовательностью. Чтобы передать 1 бит, терминал посылает свою элементарную последовательность. Чтобы передать бит со значением 0, нужно отправить вместо элементарной последовательности ее дополнение (все единицы последовательности заменяются нулями, а все нули – единицами).

Стандартом третьего поколения – 3 G является UMTS ( Universal Mobile Telecommunications System ) – универсальная система мобильной связи (Европейский союз, 2000г).  В основу идеологии 3G заложено разделение методов доступа, транспортных технологи, технологий услуг и пользовательских. В стандарте применяется новый метод радиодоступа W- CDMA (широкополосный доступ с кодовым разделением каналов) и сохраняется преемственность с сетью GSM. Архитектура UMTS, приведенная на рисунке  

2.50, представляет собой мобильную сеть на принципах GSM, содержащая две  разные  сети  доступа – для трафика с коммутацией каналов и трафика с

коммутацией пакетов. Таким образом, принципиально новое в 3G - использование пакетной технологи в передаче данных по мобильной сети радиосвязи. Исходя из применения пакетной технологии, стандарт позволяет такие услуги как видеоконференции, передача видео, высокоскоростная передача данных и др.

  В отличие от сети GSM мобильный терминал пользователя называется не мобильной станцией MС, а оборудование пользователя UE. Последнее состоит  из  мобильного  абонентского  устройства и  модуля идентификации –чипа, в котором содержится определенная информация об абоненте плюс ключ защиты, аналогичные SIM-карте в системе GSM. 

Радиодоступ для трафика с коммутацией пакетов называется UTRA (Universal  Terrestrial  Radio  Access).  Эта технология на базе W-CDMA вклю-

 

Рисунок 2.50  Распределенная сетевая архитектура UMTS.  

 

чает в себя как режим дуплексной связи с частотным разделением FDD, так и с временным разделением TDD. Сеть радиодоступа для UMTS называется UTRAN.

Открытые интерфейсы UMTS включают в себя радиоинтерфейс между оборудованием пользователя UE и сетью UMTS, физически реализуемый радиоканалом технологии W-CDMA. Для взаимодействия с базовой сетью сеть радиодоступа GSM использует интерфейс «А», а сеть радиодоступа UTRAN – интерфейс «Iu» (рисунок 2.50).

Разработка стандартов мобильной связи четвертого поколения - 4 G предполагает:

- более высокую пропускную способность;

- полную конвергенцию с проводными IP-сетями;

- адаптивное управление частотным спектром;

- высокое качество обслуживания мультимедийного трафика;

- возможность реализации широкополосного доступа Wi-Fi и WiMAX.