Пользователь 1, 2, 3,..., А/

Рис. 17.12. Метод CDMA в координатах время-частота

2 раза. Заметим попутно, что разделение во времени может использоваться и для реализации прямых и обратных каналов дуплексной связи в одной и той же полосе частот (Time Division Duplex - TDD). Такое техническое решение находит применение в беспроводном телефоне. В сотовой связи обычно используется дуплексное разделение по частоте (Frequency Division Duplex - FDD), т.е. прямые и обратные каналы занимают разные попосы частот, смеиденные одна относитепьно другой.

Метод TDMA, однако, сам по себе не реапизует всех потенциальных возможностей по эффективности использования спектра; дополнительные резервы открываются при использовании иерархических структур и адаптивного распределения каналов. Известное преиму-идество в этом отношении может иметь метод CDMA.

Множественный доступ с кодовым разделением. Множественный доступ с кодовым разделением (Code Division Multiple Access -CDMA) прост только на уровне феноменологического описания метода (рис. 17.12): в нем большая группа пользователей (например, от 30 до 50) одновременно использует общую относительно широкую полосу частот - не менее 1 МГц. По существу же метод CDMA достаточно сложен, и не только в отношении принципов построения, но и в плане практической реализации. Как и TDMA, метод CDMA может быть реализован только в цифровой форме.

Контрольные вопросы

1. Поясните принцип формирования сигнала четырехпозиционной относительной фазовой манипуляции.

2. Поясните принцип формирования сигнала гауссовской манипуляции с минимальным сдвигом.

3. Приведите структурную схему модулятора для получения четырехпозиционной относительной фазовой манипуляции и поясните принцип его работы.

4. Приведите структурную схему модулятора для получения гауссовской манипуляции с минимальным сдвигом и поясните принцип его работы.

5. Приведите структурную схему демодулятора четырехпозиционной относительной фазовой манипуляции и поясните принцип его работы.

6. Приведите структурную схему демодулятора гауссовской манипуляции с минимальным сдвигом и поясните принцип его работы.

7. Назовите причины замираний сигнала в сетях радиодоступа.

8. Назовите способы борьбы с влиянием замираний на качество приема сигналов.

9. Принцип организации множественного доступа с частотным разделением каналов связи.

10. Принцип организации множественного доступа с временным разделением каналов связи.

11. Принцип организации множественного доступа с кодовым разделением каналов связи.

Список литературы

1. Агафонов л.к., Кураев Ю.А. Беспроводная технология на местных телефонных сетях. Экономические аспекты внедрения Электросвязь. - 1997. - № 7. - С. 28-30.

2. Кисе Сурани. Hicom cordless эффективная беспроводная учрежденческая связь Электросвязь. - 1998. - № 3. - С. 401.

3. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.; ЭКО-Трендз, 1998.-368 с.

4. Ратынский М.В. Основы сотовой связи. - М.; Радио и связь, 1998. - 248 с.

Глава 18. Стандарты беспроводного абонентского доступа

18.1. Стандарты систем беспроводных телефонов общего пользования

В настоящее время системы беспроводных телефонов (СТ) составляют значительную конкуренцию сотовым системам связи. Так же, как и первое поколение аналоговых сотовых систем, системы беспроводных телефонов первоначально развивались в национальных рамках. Первые СТ, появившиеся в 70-х годах XX века в Европе, Азии и Северной Америке, работали в диапазоне частот 27-50 МГц. Передача аналоговых речевых сообщений осуществлялась с помощью частотной модуляции, количество рабочих каналов не превышало десяти. Дальность свяэи по направлению подвижная станция -базовая станция составляла 200-300 м [1-5].

В 1985 г. в Европе был разработан первый стандарт СТ1 на системы беспроводных телефонов в полосе частот 900 МГц с 40 дуплексными каналами и частотным разделением каналов (FDMA). Связь осуществлялась только через индивидуальную базовую станцию через свой идентификационный код, общее количество которых - более миллиона. 40 дуплексных каналов оказалось недостаточно для использования беспроводных телефонов стандарта СТ1 в деловой сфере. Поэтому в Германии, Австрии и Швейцарии был принят расширенный стандарт СТ1+ с удвоенным количеством дуплексных каналов - 80. Однако в этих стандартах не обеспечивалась секретность передачи речевых сообщений.

Следующее поколение систем беспроводных телефонов было разработано в Великобритании. Новый стандарт, получивший обозначение СТ2, обеспечивал конфиденциальность переговоров и лучшее, чем в СТ1, качество приема речевых сообщений.

Частотное разделение каналов уступило место временному дуплексному разделению (TDD), при котором на одном временном интервале осуществляется передача пакета сообщения от абонента, а на следующем интервале - прием пакета сообщения для этого абонента от базовой станции (рис. 18.1). Стандарт СТ2 принят за основу при создании системы Telepoint, предназначенной для одночастотной связи подвижных абонентов с абонентами фиксированной телефонной сети. Связь в системе Telepoint осуществляется в зоне радиопорта (базовой станции) с дальностью до 200 м.

Рис. 18.1. Структура кадра в стандарте СТ2

Затем в Европе приняли единый СТ2-радиоинтерфейс, получивший название CAI (Common Air Interface) - общий радиоинтерфейс. Протоколы CAI были приняты ETSI (European Telecommunication Standards Institute) и получили обозначение ETS-300 131. Основой стандарта CAI явилась публикация в 1989 г. Департаментом торговли и промышленности Великобритании спецификации МРТ 1375.

В 1992 г. был принят стандарт ETS-300 175 на общеевропейскую систему беспроводных телефонов DECT, предназначенную для передачи речевых сообщений и данных.

В стандарте DECT используется временное разделение каналов в сочетании с временным дуплексным разделением режимов приема и передач. Технические решения и службы в стандарте DECT близки к принятым в стандарте GSM. В частности, в DECT, как и в GSM, предусматриваются связь с цифровыми сетями с интеграцией служб (ISDN), подкпючение к абонентскому аппарату терминала ввода данных, применение интеллектуальных абонентских карт.

DCT-900 TDMA/TDD

Рис. 18.2 Структура кадра в стандарте DCT-900

DECT TDMA/TDD

1 2 ЗН

9 10

Рис. 18.3. Структура кадра в стандарте DECT

Первая система цифровых беспроводных телефонов, близкая к DECT, разработана и внедрена концерном Ericsson (Швеция). Эта система получила название PRE-DECT, или DCT-900.

Принципы пакетной передачи сообщений в стандартах DCT-900 и DECT показаны на рис. 18.2 и 18.3.

Внедрение систем беспроводных телефонов рассматривается в рамках реализации концепции персональной связи PCN (Personal Communication Network), предусматривающей предоставление услуг всегда и в любом месте при использовании легких малогабаритных абонентских терминалов в рамках микросотовых и пикосотовых сетей связи.

Фактором, сдерживающим внедрение единых технологий и стандартов, реализующих концепцию PCN, является ограниченность и несовместимость спектра частот, выделенного для этих целей в Европе, США и Японии. Европейское Сообщество (ЕС) выделило участки спектра частот для стандарта СТ2 - 864...868 МГц, для стандарта DECT - 1880... 1900 МГц, для стандарта микросотовой персональной связи DCS 1800 - 1700... 1880 МГц.

В США Федеральная комиссия связи (FCC) выпустила распоряжение, согласно которому службам персональной связи отводится попоса частот 220 МГц в диапазоне 1800...2200 МГц. В этом диапазоне компанией BELLCORE была разработана система беспроводной связи общего доступа PACS, активно развиваемая компанией Motorola. К настоящему времени некоторые изготовители систем радиосвязи в США уже выпускают средства персональной связи, работающие в нелицензируемых диапазонах, выделенных для промышленных, научных и медицинских целей (диапазон ISM).

Японские стандарты на цифровые сотовые системы подвижной радиосвязи предусматривают использование диапазонов 800 и 1500 МГц. Японский центр исспедований и разработок систем радио-

СП СТ1 СТ1 (США) (Япония) (Япония) /

СТ2 (Европа)

/ ISM (США)

DECT RCR-28 ISM

(Европа) (Япония) (США)

1400 1600 1800 2000 2200 2400 МГц

RCR-27 (Япония

RCR-27 (Япония)

Новая техника (США)

AMPS и IS-54 TACS и GSM (США) (Европа)

Рис. 18.4. Использование спектра системами радиодоступа и сотовой связи

связи (RCR) уже выделил полосу частот в диапазоне 1900 МГц для систем беспроводных телефонов типа Telepoint. Эта технология получила название PHS (Personal Handyphone System) - система персональных портативных телефонов. В Японии рассматривается также возможность выделения участка спектра частот для беспроводных локальных сетей, использующих технику CDMA.

Общая диаграмма распределения спектра частот для стандартов беспроводных телефонов и сотовых систем связи показана на рис. 18.4.

Стандарт CT2/CAI на системы беспроводных телефонов общего пользования. По отношению к аналоговому стандарту СТ1, стандарт CT2/CAI обеспечивает более эффективное использование полосы частот, конфиденциальность передачи речевых сообщений, более вьюокое качество передачи речи. Беспроводные телефоны стандарта CT2/CAI обеспечивают передачу данных и взаимодействие с цифровыми сетями с интеграцией служб (ISDN). Применение цифровой технологии позволило реализовать на основе стандарта CT2/CAI системы связи как с входящими, так и с исходящими соединениями, а также эстафетную передачу абонента от одной базовой станции к другой. Новый стандарт с указанными возможностями попучил название СТ2+. В настоящее время оборудование стандарта СТ2+ выпускается фирмами Sony, Motorola, Northen Telecom, Ericsson, Nokia и др. Стандарты CT2 и СТ2+ приняты не только в Европе, но и в США и Азии. Основные характеристики стандарта CT2/CAI приведены в табл. 18.1.

2385348�64