последовательности Уолша взаимно ортогональны, то взаимные п мехи между каналами передачи отсутствуют. Помехи по каналам передачи базовой станции создают лишь соседние базовые станции, которые работают в той же полосе частот и используют ту же ПСП, но с другим циклическим сдвигом.

В подвижных станциях ортогональные функции Уолша также используются при передаче, но не для разделения (уплотнения) каналов, а для повышения их помехоустойчивости. В этом случае каждой группе из 6 бит информационной последовательности соответствует при передаче одна из 2 = 64 ортогональных последовательностей Уолша. При передаче каждая подвижная станция использует ПСП с разными циклическими сдвигами, что дает возможность базовой станции при приеме разделять сигналы от подвижных станций.

Метод доступа с кодовым разделением каналов в настоящее время рассматривается как метод доступа для третьего поколения систем сотовой подвижной связи. Следует заметить, что технология CDMA не требует специального оборудования для шифрования, так как при большом числе элементов в ПСП чрезвычайно велико число вариантов ПСП.

Остановимся на еще одной интересной и полезной технической детали, примененной в системе с кодовым разделением каналов стандарта CDMA Qualcomm.

В стандарте используются раздельная обработка отраженных сигналов, приходящих с разными задержками, и последующее их весовое сложение, что позволяет осуществлять качественный прием в условиях многолучевости. При раздельной обработке лучей в каждом канале приема на базовой станции используются 4 параллельно работающих коррелятора, а на подвижной станции - 3 коррелятора. На- > личие параллельно работающих корреляторов позволяет осущест-: вить мягкий режим эстафетной передачи при переходе из соты в соту. Для этого в системе подвижной сотовой связи производится оценка качества приема сигналов от двух базовых станций последовательно кадр за кадром, при этом выбирается кадр с наилучшим качеством. Процесс выбора лучшего кадра позволяет сформировать результирующий сигнал путем склеивания лучших кадров, передаваемых разными базовыми станциями, участвующими в эстафетной передаче . Мягкое переключение обеспечивает вьгсокое качество приема речевых сообщений и устраняет перерывы в сеансах связи, что имеет место в сотовых сетях связи других стандартов.

В заключение остановимся на достоинствах CDMA. Стандарт CDMA позволяет использовать одну и ту же частоту по всей сети, во всех сотах. Следовательно, коэффициент повторного использования частот для CDMA с = 1. Таким образом, в зависимости от того, с каким кластером проводится сравнение (с = 7 или с = 4), увеличение емко-

сти по отношению к AMPS составит 7-10 раз [1].

Рис. 12.4. Обобщенная схема сети подвижной радиосвязи CDMA

Другим фактором, способствующим снижению взаимных помех в системе CDMA и, следовательно, увеличению ее емкости, является применение, аналогично GSM, системы прерывистой передачи речи на основе использования детектора активности речи. Последний фиксирует интервалы активности речи, вызывая команду на прекращение излучения сигнала подвижной станции в пассивные интервалы - интервалы, соответствующие паузам и прослушиванию разговора противоположной стороны, на которые приходится 65% сеанса связи.

Ожидается, что сети сотовой связи, использующие метод CDMA, обеспечат вдвое большую пропускную способность по сравнению с традиционными цифровыми сотовыми сетями.

Кроме того, метод CDMA на основе применения шумоподобных сигналов должен сыграть важнейшую роль в создании широкополосных служб персональной связи (Personal Communication Services -PCS), в которых многие видят достойного конкурента существующим Сотовым сетям подвижной радиосвязи и стационарным телефонным Сетям. Обобщенная структурная схема сети сотовой подвижной радиосвязи CDMA приведена на рис. 12.4. Основные элементы BTS, Bsc, MSC, ОМС аналогичны используемым в сотовых сетях с частотным и временным разделением каналов (NMT-450, GSM-900 и др.). а рис. 12.4 DB (Data Base) - база данных об абонентах и оборудовании. Основное отличие заключается в том, что в состав сети CDMA включены устройства оценки качества и выбора кадров (Selector Jпit - SU). Кроме того, для реализации процедуры мягкого переключения между базовыми станциями, управляемыми разными контрол-

лерами (BSC), вводятся линии передачи между SU и BSC.

Развитие стандарта 18-95. Наиболее существенным дополнением, предусмотренным в стандарте IS-95B, является увеличение верхней границы скорости передачи данных. Благодаря возможности объединения до восьми каналов трафика СОМА скорость передачи данных может достигать значений 115 кбит/с (8x14,4 кбит/с), причем производители оборудования смогут постепенно наращивать число объединяемых каналов, поддерживаемое инфраструктурным оборудованием.

Так, компания Qualcomm на начальном этапе предполагает ис пользовать два или четыре объединенных канала в прямом напрг лении (от БС к АС), что обеспечит скорость 28,8 или 57,6 кбит/с сое ветственно, и один канал в обратном направлении. Данный набор от ражает асимметричную природу трафика, характерную дяя так приложений, как электронная почта и доступ к сети Интернет.

Последующая версия стандарта (IS-95C) направлена на повыше ние частотной эффективности и емкости системы CDMA. Для этог используемый набор из 64 кодов Уолша будет дополнен группой и 64 кодов, передаваемых по квадратурному каналу. Несмотря на из менения, система сохранит обратную совместимость со стандарта ми IS-95A и В и будет занимать прежнюю полосу частот, равнук 1,25 МГц. Ожидаемое повышение эффективности использования спектра составит от 1,5 до 2 раз по сравнению с предыдущими стан-] дартами. Изменения также будут направлены на сокращение энергии, потребляемой портативными терминалами, что позволит увеличить время работы такой абонентской станции в режиме ожидания до 200 ч. В результате стандарт IS-95C будет удовлетворять значительной части требований, сформулированных МСЭ для систем третьего поколения.

Помимо этого разрабатывается модификация стандарта IS-95-HDR, которая призвана расширить возможности стандарта по высокоскоростной передаче данных. Эта версия даст возможность организовать канал передачи данных со скоростью свыше 1 Мбит/с в прямом канале (от БС к АС) при значительно более низкой скорости в обратном канале. Возможности, которые предоставит IS-95-HDR, в первую очередь ориентированы на асимметричный трафик приложений Интернет Совместное использование IS-95C и IS-95-HDR может значительно повысить привлекательность систем абонентского радиодоступа CDMA благодаря высокой емкости и поддержке высокоскоростной передачи данных, необходимой для будущих приложений.

Развитие технологии CDMA происходит в рамках ССПС третьего поколения. Работа над стандартами для семейства сетей IMT-2000 координируется МСЭ. Расширение занимаемой полосы частот, использование более совершенных принципов построения радиоин-

терфейса, соответствие единым минимальным требованиям, выработанным МСЭ, позволит добиться в ССПС третьего поколения таких преимуществ, как глобальный роуминг, повышенная емкость, улучшенное качество передачи речи и высокоскоростная передача данных для поддержки мультимедиа трафика. Качественное изменение принципов построения радиоинтерфейса откроет путь для дальнейшего прогресса в области технологий CDMA и станет основой для создания перспективных приложений.

Внедрение систем IMT-2000 положит начало периоду совместного существования ССПС второго и третьего поколений. В течение этого периода будут постепенно вытесняться системы предыдущего покопения, в первую очередь, за пределы территорий с наивысшей плотностью абонентов, т. е. за пределы мегаполисов. Переходный период может растянуться на годы, в течение которых будет происходить дальнейшее развитие систем CDMA второго поколения.

12.2. Оборудование CDMA от компании ZTE

ZTE одной из первых компаний мира приступила к НИР/НИОКР по CDMA и явилась первой среди местных китайских компаний, выпускающих телекоммуникационное оборудование, начавшей исследования в области создания систем с кодовым разделением каналов.

К настоящему времени компанией ZTE разработана полная серия продукции для сетей CDMA, включая коммутационное оборудование, оборудование базовых станций и оборудование доступа; созданы системы передачи коротких сообщений, системы управления сетями и терминалы для работы в частотных диапазонах 450 МГц, 800 МГц, 1900 МГц и 2100 МГц.

На рис. 12.5 представлены этапы разработки компанией ZTE оборудования CDMA.

Отметим, что:

- IS-95A и IS-95B предназначенны в основном для поддержки услуг речи, относящихся ко второму поколению.

-CDMA IX поддерживает как услуги передачи речи, так и услуги передачи данных. Максимальная скорость передачи данных может достигать 153 кбит/с. Стандарт относится к 3-му поколению.

-cdma2000 1XEV-D0 является усовершенствованной версией сс1та2000 IX этапа 1, поддерживает услуги передачи данных с максимальной скоростью передачи до 2,4 Мбит/с.

-cdma2000 1XEV-DV является усовершенствованной версией cdma2000 IX этапа 2, поддерживает услуги передачи речи и данных с максимальной скоростью передачи данных до 4 Мбит/с и более.

На рис 12.5 представлены этапы разработки корпорацией ZTE Оборудования CDMA по годам.

Схема эволюции CDMA ZTE

Эволюция архитектуры

/СОМАЧ. 1х Jr-

CDMA 1х EV-DC

VCDMA )Ч4хЕуЗУ

ALL IP

HIRS

Технологии беспроводной связи

IxRTT IxRTTEVDO IxRTT EV DV

2000

2001

2002

2003

2004

Спектр

800 МГц, 1900 МГц, 450 МГц

IMT2000

2.5G, 3.5G

Изделия

Сотовые системы и беспроводный доступ

Сеть беспроводной передачи данных: PDSN, FA, НА, AAA

Улучшение охвата

Антенны внутри зданий, повторители, интеллектуальные антенны

Базовые станции для макросот и микросот, компактные базовые станции для использования внутри и вне зданий, распределенные базовые станции (удаленные радиочастотные модули)

Рис. 12.5. Этапы разработки CDMA

Анализ рынка CDMA. В настоящее время в мире существует свыше десяти поставщиков систем CDMA и более сорока производителей мобильных телефонов. Компания ZTE уже успешно разработала системы CDMA-IS95 и cdma2000 и ввела их в коммерческую эксплуатацию.

Учитывая тенденции развития CDMA в мире, можно сказать, что переход от технологии CDMA к системе мобильной связи 3G значительно ускорится. В настоящее время в 44 странах мира развернуто более 120 сетей CDMA, 41% из которых нахйдится в азиатско-тихоокеанском регионе, 38% - в Северной Америке, 19% - в Латинской Америке и 2% - в других регионах. Согласно оценке, общее число пользователей CDMA в 2006 г. достигнет 280 млн., 80% из которых будут являться пользователями сетей мобильной связи cdma2000. Ежемесячный объем мобильной передачи данных каждого пользователя превысит 200 Мбайт, что соответствует уровню передачи данных в существующем проводном Интернете. В таких странах, как Юж-

ная Корея, Индия, Новая Зеландия и Австралия, рынок CDMA развивается очень быстро. Система cdma2000-1x наиболее успешно внедряется в Южной Корее. Общее число ее пользователей уже превысило 28 млн. Три крупных оператора в Южной Корее - SK, KTF и LG -развернули услуги cdma2000-1x. Для создания сети компании SK и KTF применен режим наложенной сети, а компания LG telecom модернизировала предыдущую сеть IS-95.

Южная Корея - первая страна в мире, где предоставляется коммерческая услуга синхронной связи cdma2000 1 XEV - DO. 17 ноября 2001 г компания SK Telecom развернула экспериментальную услугу, а 28 января 2002 г эта компания предоставила в городе Инчхоне коммерческую услугу синхронной связи IMT - 2000 (cdma2000 1 XEV -DO). С этого момента началась новая эпоха синхронной мобильной связи. В середине февраля 2002 г. коммерческая услуга синхронной связи IMT - 2000 (cdma2000 1 XEV - DO) была предложена в Сеуле, а в конце апреля 2002 г - еще в 26 городах, включая Пусан, Дегу, Гванджу и другие города, где проводились матчи Кубка мира по футболу. Эта компания планирует предложить данную коммерческую услугу в 81 городе страны. Сначала эта услуга была доступна при использовании мобильного телефона PCMCIA, представляющего собой специальный мобильный телефон, подключаемый к PDA или ноутбуку для беспроводной передачи данных. В апреле 2002 г. были применены обычные мобильные телефоны. В мае 2002 г стали использоваться видео по запросу (VOD) и мобильные видеотелефоны. Во время матчей Кубка мира по футболу болельщики всего мира использовали услугу мобильной связи IMT - 2000 с максимальной скоростью передачи 2,4 Мбит/с, что в 16 раз превышает доступную в настоящее время скорость 144 кбит/с в сети cdma2000 IX. Данной услугой можно пользоваться во время путешествий. Она может предоставлять такие беспроводные мультимедийные услуги, как VOD и передача по почте фотографий и рисунков.

Согласно прогнозу Datacomm Company, в ближайшие пять лет число пользователей CDMA в мире превысит 35% от общего количества мобильных пользователей в мире. Во многих развивающихся Странах, где мобильная связь не развита, технология CDMA при создании сетей мобильной связи будет использоваться намного чаще, чем технология GSM. С быстрым развитием рынка мобильной связи в развивающихся странах сети CDMA приобретают все большую популярность.

В настоящее время сети CDMA используются более чем в 40 Странах мира и применяются в качестве основных сетей мобильной вязи в таких странах, как США, Южная Корея, Япония и Австралия, а Также в некоторых регионах Южной Америки. Группа разработки