Технология сетей 3G сотовой связи

28.05.2012 |

Работы над сетями 3-го поколения начались в мире в 2001 году. В Японии и Южной Корее 3G-сети появились в 2002 году, а в конце 2003 и в США.

В чем же отличие сети 3G и старого доброго GSM?

Надо сразу пояснить, что термин 3G является скорее всего маркетинговым, нежели техническим, вследствие чего он немного расплывчатый. Существуют как минимум два стандарта сетей третьего поколения. Один принят в США и некоторых странах на Юго-Востока Азии – CDMA2000, другой - принятый в Европе стандарт  UMTS/WCDMA. Так как оба стандарта базируются на технологии Code Division Multiple Access, т.е. пользуются множественным доступом с кодовым разделением (сокращенно CDMA), они имеют и схожие принципы формата.

Кодирование в сетях 3G:

Сети различных стандартов

Помехозащищенность и высокая степень утилизации доступных каналов связи обеспечивается в CDMA тем, что в ней используют «шумоподобные» сигналы с расширенным спектром.

Технология «мультидоступа», когда каналы разделялись с помощью кодирования, была известна ужее достаточно давно. Работа «Основы теории линейной селекции», написанная Дмитрием Васильевичем Агеевым, была опубликована в СССР еще в далеком 1935 году. В послевоенное время в СССР и в США технология CDMA использовалась военными в своих системах связи, так как преимущества у нее были весьма ценными.

Ортогональные кодовые разделения сигналов, которые использует эта технология, делает возможным очень эффективно пользоваться доступной полосой частот, чем достигаются весьма высокие характеристики спектральной эффективности. Пользуясь той же полосой частот, что и GSM, сети 3G передают данные со значительно большей скоростью. Этим же обеспечивается и их более надежная передача, так как достигается помехоустойчивость кодирования с большей избыточностью.

То, что называется Универсальной мобильной телекоммуникационной системой  - Universal Mobile Telecommunications System – UMTS – является, по сути, технологией сотовой связи, которая была разработана в Европейском институте стандартов.

Более полная утилизация канала связи, обеспечивающаяся технологией CDMA и его широкополосной реализацией WCDMA, позволяет выделять каждому абоненту более широкий канал. Технологией UMTS каждому телефону выделяются в сети каналы шириной по 5 MGz, благодаря чему теоретическая скорость обмена достигает величины в 21 Mbps. Максимальная скорость в 7.2  Mbps, достигаемая на практике, выглядит тоже очень хорошо, особенно в сравнении с GPRS и EDGE.

Схема структуры сети 3G (UMTS):Cхема сети 3G

Разделяют сеть радиодоступа и базовую сеть, которые группируются по своим функциям.

Сети радиодоступа – RAN и UTRAN (UMTS территориального уровня) – оперируют теми функциями, которые относятся к радиосвязи, а базовая сеть Core Network или CN занимается обеспечиванием коммутации и маршрутизации вызовов и каналов, которые передают данные во внешние сети.

Для завершения системы определяют взаимодействующее с ней оборудование пользователя  - User Equipment (UE) и его радиоинтерфейс - UMTS air interface  или Uu.

Интересной архитектурной особенностью UMTS является то, что внутри элементов сети подробно определяются не функции, а интерфейсы между раздельными логическими элементами.

Так как в конечных точках оборудование поставляется разными изготовителями, существует требование, согласно которому интерфейс должен быть «открытым» для определения на уровне соответствующей детализации. 

Такими открытыми интерфейсами в 3G являются:

  • Интерфейс Cu - электрический интерфейс, связывающий интеллектуальную плату (смарт-карточка) USIM (модуль идентификации абонента в сети UMTS) и ME, и удовлетворяющий  формат по стандарту для смарт-карточек.
  • Интерфейс Uu – является радиоинтерфейсом WCDMA. Через него UE имеет возможность доступа к стационарной части системы. Предполагается, что изготовлять UE будут гораздо больше производителей, нежели тех, кто будет производить элементы стационарной сети.
  • Интерфейс Iu соединяет UTRAN с CN. Как и аналогичные интерфейсы в GSM - A, выполняющий коммутацию каналов и Gb, коммутирующий пакеты, интерфейс Iu благодаря своей открытости позволит операторам UMTS приобретать UTRAN и CN у разных фирм-производителей, так как именно созданная конкуренции обусловила успех GSM.
  • Открытым интерфейсом Iur осуществляется мягкий режим передачи телефона «из рук в руки» - от одной базовой станции к другой, в тех случаях, когда он покидает зону действия одной из баз между RNCs разных призводителей, дополняя таким образом интерфейс Iu.
  • Интерфейс Iub обеспечивает соединение узлов B и RNC.

Таким образом, UMTS – это первая коммерческая система мобильной телефонной связи, в которой интерфейс контроллер-базовой станции имеет полностью открытый стандарт. Благодаря своей открытости, Iub-интерфейс, как и другие открытые интерфейсы, способствует конкуренции производителей, выпускающих сетевое оборудование. А это также вызывает появление и новых производителей, выпускающих в основном узлы В.

Обсудить на форуме >>

Подписаться на RSS >>

Подписаться на рассылку >>

Рейтинг материала: 3,3/5 звезд (11 голосов)
comments powered by Disqus


Оставить комментарий

Популярное на сайте