Построение системы сотовой связи 3-го поколения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа на тему: «Построение системы сотовой связи 3-го поколения»



Содержание

Введение

1. IMT-2000 (International Mobile Telecommunications)

1.1 Что символизирует аббревиатура IMT-2000

1.2 Единый стандарт

2. Услуги, предоставляемые сетями 3-го поколения

2.1 Определение местоположения

2.2 Распознавание речи и управление голосом

3. Концептуальные основы IMT-2000

3.1 Связь всегда и везде

3.2 Единое информационное пространство

3.3 Единое частотное пространство

3.4 Мобильный терминал

3.5 Объединение сетей мобильной и фиксированной связи

3.6 Преодоление «технологической пропасти»

Заключение

Список использованных источников

Глоссарий



Введение

Глобальная система подвижной радиосвязи 3-го (3G) поколения IMT-2000 (International Mobile Telecommunications). Система IMT-2000, ранее известная как Future Public Land Mobile Telephone System (FPLMTS). Представляет собой глобальную систему подвижной радиосвязи общего пользования 3-го поколения, которая будет включать несколько международных региональных и национальных систем с возможностью всемирного роуминга, и которая предположительно будет развернута в мире. Системы 3-го поколения смогут предоставлять абонентам широкий спектр услуг связи. Характерных как для фиксированных сетей (телефонных сетей общего пользования, цифровых сетей с интеграцией служб и т. д.), так и специфичных для подвижных абонентов. Различные виды оконечного абонентского (терминального) оборудования IMT-2000 предоставят доступ, как к наземному, так и к спутниковому сегменту сети. И будут производиться как для подвижного, так и для стационарного использования. Вопросы, связанные с разработкой и аспектами внедрения IMT-2000 в рамках ITU (International Telecommunication Union - Международный союз электросвязи), начали рассматриваться с 1985 г. В Европе разработка стандартов для системы 3-го поколения началась с 1990 г. в Европейском институте стандартизации электросвязи (ETSI). В рамках Европейского союза система 3-го поколения получила название Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), а технология радиоинтерфейса наземного сегмента системы UMTS, разработанная ETSI, - UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA). В 1999 г. основные региональные и национальные стандартизирующие организации всего мира в целях глобальной гармонизации различных систем 3-го поколения объединили свои усилия в работе единого органа стандартизации - Партнерского проекта по системам 3-го поколения (3-rd Generation Partnership Project, 3GPP).

IMT-2000 включает несколько международных региональных и национальных систем с возможностью всемирного роуминга. Для их развития необходимо выделение полос радиочастот. Этот вопрос обсуждался в нескольких докладах. В Европе разработкой стандартов для систем 3G занимается Европейский институт по стандартизации ETSI. В 1992 г. на основании рекомендации ITU Всемирная административная конференция по радиосвязи выделила полосы частот 1885-2025 МГц и 2110-2200 МГц общей шириной 230 МГц для системы IMT-2000. Сегодня существует два реализуемых варианта перехода на системы 3G. Которые принципиально различаются по концепции выделения для них частотного ресурса.

Европейский вариант предусматривает выделение специальных радиочастот для сетей 3G, которые будут работать автономно.

В США взят за основу эволюционный переход, при котором последние будут развиваться параллельно с сетями существующих стандартов (GSM, CDMA, AMPS, D-AMPS). Американские эксперты считают, что сети 3G постепенно поглотят традиционные системы, которые будут включать беспроводную телефонную связь (предположительно стандарта DECT), пейджинговую связь через Интернет и спутниковую связь. По мнению американских экспертов, потребность в спектре для IMT-2000 может быть в значительной степени удовлетворена за счет полос, которые используются существующими подвижными службами. Полосы 1980-2010 МГц и 2170-2200 МГц предназначены для использования в спутниковом сегменте, а оставшиеся для наземного сегмента. Распределение полос частот для европейской системы мобильной связи 3G определяется решением Европейского комитета радиосвязи, которое подписано администрациями 15 государств и которое определяет, что к 2005 г. полоса частот шириной до 155 МГц должна быть выделена национальными Администрациями связи для создания сетей 3G в зависимости от потребностей рынка. Выделены следующие участки полос частот для наземного сегмента системы 3G: 1900-1980 МГц, 2010-2025 МГц и 2110-2170 МГц. При этом для UMTS выделены в настоящее время 155 МГц для наземного сегмента и 60 МГц для спутникового.



1. IMT-2000 (International Mobile Telecommunications)

1.1 Что символизирует аббревиатура IMT-2000

Одним из наиболее грандиозных проектов конца XX века является реализация концепции IMT-2000. В ее основу положена идея создания нового поколения семейства систем подвижной связи, охватывающего технологии беспроводного доступа, наземной сотовой и спутниковой связи. Работы по созданию систем мобильной связи проводятся ITU (Международным союзом электросвязи) около 15 лет. Исходные предпосылки для создания системы будущего были заложены еще в 1986 году, когда в ITU были сформированы требования к сотовым телефонам национальных и региональных сетей мобильной связи. В тот период, как известно, сети были аналоговыми, а внедрение новых технологий происходило только в пределах одной страны, в том числе в США, Японии и ряде стран Европы.

Существование большого числа разобщенных мобильных сетей на фоне общей тенденции этих стран к экономической интеграции, требовало создание единого стандарта, способного обеспечить абонентам свободу перемещения и сохранение обслуживания в любой сети вне зависимости от места ее развертывания. Это обстоятельство послужило поводом для разработки концепции единого стандарта под названием «Перспективная сухопутная мобильная телекоммуникационная система общего пользования» - известной ранее как FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunications System). Для обозначения абонентского оборудования (терминалов пользователей) используются различные английские термины: MS (Mobile Station), UE (User Equipment), MT (Mobile Terminal) и ME (Mobile Equipment). В книге для их обозначения используется термин «мобильная станция» или «мобильный терминал».

По мере разработки требований к системам нового поколения идеологам создания FPLMTS стало ясно, что, несмотря на повсеместное развитие сотовой связи, и беспроводного доступа и первые успехи международного роуминга огромная часть территории, включая мировые океаны, оказывается не охваченной связью. Даже в перспективе наземные сети мобильной связи смогут обслужить не более 20% земной поверхности. Следовательно, полное покрытие мирового пространства и обеспечение глобального мобильного доступа к услугам 21-го века может быть реализовано только с помощью спутниковых систем.

Изменение взглядов ITU на концепцию развития мобильной связи нашло отражение и в названии, которое было изменено с 1996 г. на IMT-2000 (International Mobile Telecommunications). Новое название отличается от прежней аббревиатуры FPLMTS не только тем, что из него был исключен термин «Land» (сухопутные), но и потому, что введено число две тысячи, символически указывающее на ориентировочный срок принятия стандарта (после 2000 года) и используемый частотный диапазон, расположенный в районе 2000 МГц. Всемирная система мобильной связи, известная всем сегодня под названием IMT-2000, - это долгосрочная программа разработки, стандартизации и содействия внедрению национальных, региональных и международных систем, реализующих полный набор услуг в интересах наземной и спутниковой связи.

С организационной точки зрения IMT-2000 объединяет две предшествующие программы ITU, т.е. ранее упомянутую Перспективную сухопутную мобильную телекоммуникационную систему общего пользования FPLMTS и Глобальную персональную систему спутниковой связи GMPCS (Global Mobile Personal Communications by Satellite).

Объединение в рамках одной системы IMT-2000 нескольких магистральных базовых сетей позволит создать глобальную телекоммуникационную инфраструктуру, охватывающую все без исключения регионы мира, в том числе развивающиеся страны. За счет гибкого сочетания сетей наземного и спутникового радиодоступа и глобального роуминга будет обеспечена бесперебойная связь между любыми уголками мира. Исходя из этого в рамках программы IMT-2000 наиболее приоритетными задачами являются: освоение новых полос частот для спутниковой и наземной связи в диапазоне частот 2 ГГц, увеличение скорости передачи до 2048 Мбит/с, разработка новых технологий радиодоступа, расширение ассортимента услуг с одновременным снижением тарифов.

1.2 Единый стандарт

Основной движущий мотив создания единого международного стандарта на мобильную систему, охватывающую беспроводный доступ, наземную сотовую и спутниковую связь - обеспечение глобального покрытия земного шара с предоставлением услуг массовому потребителю вне зависимости от его местонахождения, типа сети и используемого терминала (наземный или спутниковый). Несмотря на неудачи последних лет, связанные с прекращением эксплуатации системы персональной спутниковой связи Iridium и замедлением темпов развертывания систем Globalstar и ICO, идея глобальной связи не утратила своего значения. Сегодня другой альтернативы обеспечению поистине глобальной связи на суше, на море и в воздухе, кроме спутниковой связи, нет. Сочетание каналов спутниковой и наземной связи позволит создать гибкую систему с высокой оперативностью установления связи и малым временем развертывания новых сетевых инфраструктур, особенно в труднодоступных районах. Основная идея создания единого международного стандарта - предоставление услуг с помощью недорого портативного терминала с высокими эксплуатационными характеристиками (энергопотреблением, качеством связи, уровнем безопасности). С системных позиций единый стандарт означает гибкий радиоинтерфейс с однотипной сигнализацией и расширенным набором услуг, варьируемых в зависимости от требований пользователя и сценариев организации связи.

К ключевым требованиям, предъявляемым ITU к единому стандарту IMT-2000, относятся: высокая степень преемственности оборудования наземных и спутниковых систем в пределах всего земного шара, возможность конвергенции услуг типа «мобильный-мобильный» (для разных мобильных сетей) и «мобильный-стационарный» (при связи с абонентами ТфОП), а также обеспечение услуг мультимедиа в рамках глобальной информационной инфраструктуры. Терминалы 3-го поколения должны обеспечивать высокое качество передачи речи, небольшие размеры и возможность передачи асимметричных потоков данных в линиях «вверх» и «вниз».

Первоначально для решения этих задач были все предпосылки. ITU создал концепцию единого стандарта IMT-2000 в виде серии рекомендаций, которые определяли структуру радиоинтерфейса и его основных сетевых элементов. Одновременно этот международный орган обратился ко всем странам-участникам с просьбой подготовить собственные проекты систем 3-го поколения. Было представлено 16 проектов, но ни один из них не мог претендовать на роль единого стандарта, охватывающего спутниковую и наземную связь. Работы сразу разделились на два направления - по наземной (10 проектов) и спутниковой связи (6 проектов). Рассмотрение представленных проектов наземных и спутниковых систем 3-го поколения показало что, несмотря на практически одинаковые виды предоставляемых услуг, используемые в них технологии доступа TDMA и CDMA принципиально отличаются, т.е. ясных путей для их гармонизации или конвергенции на этом этапе проведения работ не было видно.

Тем не менее, еще оставались два подхода к решению этой проблемы: недискриминационный и дискриминационный. В первом случае выделенный частотный ресурс для систем 3-го поколения распределяется на равноправной основе между всеми участниками работ. Речь идет о двух полосах частот 1980-2100 МГц и 2170-2200 МГц. Под дискриминационным подходом понимается выбор одной-двух наиболее перспективных технологий и отбрасывание остальных предложений.

Нельзя не отметить, что ситуация с выработкой глобального стандарта спутниковой связи складывается еще более сложная, чем в наземных сетях. К двум несовместимым концепциям систем на базе технологий TDMA и CDMA добавляется еще 5-6 различных вариантов построения орбитальных группировок. Использование разных орбит, и соответственно, разных ретрансляторов (прозрачных или с обработкой на борту), бортовых антенн с разным числом лучей - неизбежно приведет к тому, что радиоинтерфейс, разработанный для одной технологии, окажется неоптимальным для другой. В процессе перехода от этапа разработки концепции к конкретным проектам стало очевидным, что интересы различных международных и региональных организаций невозможно объединить в рамках единого стандарта. В связи с этим была выдвинута идея создания семейства систем 3-го поколения.

Таким образом, проблема создания единого стандарта 3-го поколения в рамках программы IMT-2000, по всей видимости, не будет решена. Однако надежды на то, что мобильный телефон все-таки будет универсальным, сохраняются.



2. Услуги, предоставляемые сетями 3-го поколения

Мобильные сети 3-го поколения также обеспечивают естественное расширение спектра не мультимедийных услуг, предоставляемых в настоящее время с помощью сетей GSM, TDMA, cdmaOne и PDC. Перспективы создания 3G более благоприятные, чем это было ранее перед появлением систем 2G. Внедрение систем 2G проходило на мировом рынке за непродолжительное время и развивалось исключительно путем «вытеснения» старых технологий, с которыми не предполагалась взаимосвязь и преемственность. Если проследить историю развития сотовой связи, то четко прослеживается 10-летний цикл смены поколений 1981-1982 гг. - появление первых аналоговых систем (1G), 1991-1992 - развертывание цифровых сотовых систем (2G), 2001-2002 гг. - внедрение систем нового поколения (3G). С появлением систем 3G начался продолжительный период совместного существования IMT-2000 и систем 2G. Благодаря различиям в наборе и стоимости предоставляемых услуг, новые технологии будут не конкурировать, а гармонически дополнять друг друга. В дальнейшем по мере массового развития услуг 3-го поколения прогнозируется постепенная миграция абонентских сетей 2G в 3G.

Говоря о взаимосвязи разных поколений, нельзя не упомянуть и о перспективных технологиях XXI века, которые сейчас принято относить к сетевым инфраструктурам будущего 4GW (4th General Wireless Infrastructures) или поколению 4G. Хотя концепция создания систем будущего еще не сформирована, однако проблемы и возможные сценарии развития таких технологий широко обсуждаются на международном уровне. При переходе к 4G потребуется разработка глобальных высокоскоростных магистральных базовых сетей (в 3G предполагается только их модернизация). Создание новых радиоинтерфейсов в диапазонах частот от 5 до 60 ГГц, оснащение практически всех профессиональных и бытовых приборов встроенными средствами радиодоступа, обеспечение мобильного доступа к базам данных (справочно-информационным, географическим, медицинским), а также реализация услуг телерадиовещания в интересах мобильных пользователей. Сравнительные характеристики технологий разных поколений приведены в Приложении А.

В отличие от технологий предыдущих поколений. Где речь была доминирующим видом услуг, в IMT-2000 предполагается обеспечить весь спектр современных услуг, включая передачу речи, работу в режиме коммутации каналов и пакетов, взаимодействие с приложениями Internet, симметричную и асимметричную передачу с высоким качеством - и в то же время гарантировать совместимость с существующими системами. Третье поколение мобильной связи уже на первом этапе развертывания должно обеспечить высокую пропускную способность, которая может гибко изменяться в зависимости от степени мобильности абонента, т.е. разных скоростей его передвижения в зонах обслуживания:

- до 2048 Мбит/с для обслуживания стационарных и передвигающихся внутри зданий абонентов (скорость менее 3 км/ч).

- до 384 кбит/с при низкой мобильности (скорость от 3 до 12 км/ч) и локальной зоне покрытия.

- до 144 кбит/с при высокой мобильности (скорость от 12 до 120 км/час) и широкой зоне покрытия. В зарубежной литературе для обозначения различных видов мобильности используются два термина: indoor (внутриофисная связь с низкой скоростью передвижения и скоростью передачи до 2048 Мбит/с) и outdoor (наружная связь). В зависимости от скорости передвижения абонента различают два вида наружной связи: pedestrian - связь с пешеходами (384 кбит/с) и vehicular- связь с транспортными средствами (144 кбит/с).

- до 64 (144) кбит/с при глобальном покрытии (спутниковая связь).

Что же касается набора услуг, то он фактически приближается к тому, который предоставляется в сетях фиксированной связи. Очевидно, что достижение таких высоких скоростей при ограниченном частотном ресурсе и работе в каналах с замираниями потребует разработки принципиально новых подходов к построению радиоинтерфейса. Говоря о системах 3-го поколения, услуги принято делить на две группы: немультимедийные (узкополосная речь, низкоскоростная передача данных, трафик сетей с коммутацией каналов) и мультимедийные (асимметричные и интерактивные).

Новая информационная технология «мультимедиа» зародилась сравнительно недавно, однако она сразу же стала основой для создания новых услуг 3-го поколения - компьютерной видеографики (в том числе трехмерной), видео-; текстовой и графической информации. Путем синтеза частей аудиовизуальной информации и их передачи по радиоканалам пользователь может быть обеспечен всеми видами современных услуг. Мультимедийные услуги принято разделять по виду трафика (асимметричный/симметричный) и способу взаимодействия пользователя с системой (интерактивный/вещательный обмен сообщениями и т.п.). Трафик при передаче мультимедийной информации и данных сети Internet имеет асимметричную структуру. Интересно отметить, что по мере увеличения скорости передачи разница в объеме передаваемой информации в линиях «вверх» и «вниз» имеет тенденцию к увеличению. В перспективе прогнозируется, что коэффициенты асимметрии трафика увеличатся с 1:4 до 1:40 при передаче среднескоростной информации (384 кбит/с) и до 1:200 - для высокоскоростных потоков данных (2048 Мбит/c).

2.1 Определение местоположения

Интеграция сотовой/спутниковой связи с автономной или глобальной системой спутниковой навигации, такой, как GPS - одно из наиболее перспективных направлений развития мобильной связи. Привлекательность технологии глобального позиционирования для пользователей - это возможность в любом месте Земли в любой момент времени определить свои координаты и параметры движения. И, самое главное, платить за такие услуги не надо. Единственные расходы - затраты на покупку навигационного приемника и антенны. В случае если навигационная плата встраивается в сотовый телефон или спутниковый терминал, то расходы еще меньше, причем стоимость такой услуги несоизмеримо ниже, чем, например, доступ в Internet.

Оператор, зная координаты абонента, может ввести тарификацию звонков с дифференцированием их оплаты в зависимости от расстояния, а также оказывать абоненту информационно-справочные услуги конкретно в той местности, где в данный момент он находится. Это могут быть сведения о ближайших аптеках, длине дорожных пробок, расписании движения поездов и т.д.

Интегрированная технология мобильной связи и навигации получила широкое распространение при создании систем защиты от угона автомобилей. Выпущены сотовые телефоны, совмещенные с GPS приемником, позволяющие автоматически передавать данные о местоположении его владельца. Уже сегодня потерпевший с сотового телефона может автоматически извещать полицию о своем местоположении - достаточно нажать специальную кнопку. Сотовые телефоны с «электронным компасом» вскоре станут незаменимыми помощниками автомобилистов и других категорий лиц, которым требуются подобного рода услуги. В системах будущего абонентский терминал будет совмещен с электронной картой, что позволит ориентироваться в городе или незнакомой местности. Во многих регионах мира уже начали действовать диспетчерские центры, обеспечивающие автоматический мониторинг подвижных объектов с отображением их передвижения на электронной карте в реальном времени. Появились средства автоматического протоколирования маршрутов передвижения транспортных средств, в том числе рейсовых автобусов (режим «черного ящика»). мобильный связь частотный фиксированный



2.2 Распознавание речи и управление голосом

Общеизвестно, что одним из барьеров, стоящих на пути массового внедрения услуг передачи данных в мобильных системах, является сложность человеко-машинного интерфейса. Адаптеры громкоговорящей связи обеспечивают возможность ведения телефонной связи во время движения автотранспорта. Однако в случае передачи данных громкоговорящая связь не решает всех проблем и необходимы новые революционные технологии, основанные на распознавании речи.

В этом направлении есть уже определенные сдвиги. Так, Motorola разработала специальный язык «речевых пометок» (VoxML) и предлагает его в качестве стандартного способа ведения речевого управления в движении. Водитель может получать доступ к услугам с помощью устных команд. Распознавание речи позволит также идентифицировать звонящего по голосу на основании его речевых особенностей, т.е. использовать своего рода голосовой определить. Возможны и другие приложения этой новой услуги.

Слияние мобильной связи с другими технологиями станет одной из ключевых тенденций развития услуг 3-го поколения. Наибольших успехов следует ожидать в области электронной коммерции. Будет значительно расширен объем банковских услуг, получаемых непосредственно с помощью мобильного телефона. В их число войдут платные информационно-справочные услуги, различные виды электронных платежей. Новым качеством этих систем является также то, что они позволят компаниям-операторам самостоятельно разрабатывать приложения, функции и услуги, ориентируясь на рыночные требования в конкретном регионе и тенденции роста спроса на конкретные услуги.

Большинство из перечисленных услуг являются, действительно, принципиально новыми по сравнению с традиционной телефонной связью или даже мобильной связью 2-го поколения. Массовый потребительский рынок, как известно, очень чувствителен к стоимости услуг. Если тарифы на новые услуги будут несоизмеримо выше, чем на традиционные, предоставляемые системами 2G. То они могут быть востребованы лишь ограниченным контингентом потребителей. Таким образом, успех систем 3-го поколения будет во многом зависеть от технологических решений. Ситуация на рынке может радикально измениться, если будут созданы относительно дешевые портативные двух/трехрежимные сотовые телефоны с малым энергопотреблением.



3. Концептуальные основы IMT-2000

3.1 Связь всегда и везде

Термин «связь всегда и везде» (Anywhere, Anytime) играет основополагающую роль в концепции IMT-2000 и подразумевает, что услуги связи должны быть доступны в любом месте на поверхности Земли и в любое время. Глобализация связи создает предпосылки, при которых пользователь может получить доступ ко всему спектру информационных услуг других сетей, распределенных по всей территории земного шара, т.е. независимо от окружающих условий. Реализация услуг осуществляется за счет межсистемного глобального роуминга через базовые станции сотовой сети или станции сопряжения сети персональной спутниковой связи (Приложение Б). ITU разработал рекомендации, позволяющие интегрировать в рамках IMT-2000 внутриофисные, городские, региональные и глобальные системы подвижной связи. В создании систем 3-го поколения важное место занимает технология Универсальной персональной связи UPT (Universal Personal Telecommunication). Согласно концепции UPT каждому жителю Земли должен быть выделен персональный телефонный номер, по которому он мог бы войти в любую сеть связи, в любое время суток и в любом месте, где бы ни находился. С номером UPT ассоциирован профиль абонента, т.е. набор услуг связи, доступных конкретному абоненту, и персональные требования/режимы связи. Профиль UPT может разрешить отправку/прием факсимильных сообщений или включение в режим конференцсвязи, мобильный доступ к Internet и Web-услугам в различных режимах поиска и просмотра мультимедийной информации.



3.2 Единое информационное пространство

В основе концепции построения IMT-2000 лежит принцип мобильного доступа ко всем ресурсам единого общемирового информационного пространства. Новое поколение мобильной связи откроет большие возможности для получения различных видов информации за счет увеличения скорости передачи информации до 2048 Мбит/с.

Задача построения глобальной общемировой телекоммуникационной сети подвижной связи предполагает разработку унифицированных методов доступа к узлам информационных сетей. Важная роль отводится спутниковым системам, которые в сочетании с сетями наземного доступа позволят довести информацию до любого уголка Земли. Для решения такой задачи необходимо создание гибкого радиоинтерфейса, обеспечивающего совместимость глобальных спутниковых и наземных сетей. Универсальный мобильный доступ к общемировым информационным ресурсам реализуется путем интеграции радиосетей и Internet. На первом этапе мобильные терминалы получат доступ к фиксированным Web-узлам Internet. На последующих этапах подвижные узлы радиосетей смогут выполнять функции Web-узлов и хост-систем (серверов) Internet, что обеспечит глобальную связность локальных ресурсов сотовых сетей и доступ к ним с любых типов абонентских устройств. Например, абоненты смогут стандартным образом обращаться к узлам своих домашних локальных сетей, находясь в поездах, и работать с разнообразной персональной информацией (просмотр поступающих сообщений, контроль банковских счетов, поиск документов в домашних архивах и т.п.).



3.3 Единое частотное пространство

В соответствии с концепцией IMT-2000 в системах 3-го поколения предполагается создание единого частотного пространства шириной 230 МГц с разными сценариями использования. Примечательно, что полосы частот, выделенные для наземной и спутниковой связи, расположены рядом, что позволяет в перспективе говорить о возможном объединении терминалов, работающих в соседних полосах частот. Реализуются также два принципиально различающихся по концепции выделения частотного ресурса подхода - это работа в старых, уже освоенных диапазонах, с возможным в перспективе постепенным их расширением, и выделение «индивидуальных» полос частот для новых технологий 3-го поколения. За IMT-2000 уже закреплены «на всемирной основе» два сплошных участка спектра шириной 230 МГц в районе 2 ГГц, которые поделены между системами беспроводного доступа, сотовой и спутниковой связи.

Новый подход, который впервые реализован в IMT-2000, связан с выделением парных полос частот для систем, работающих с частотным дуплексным разносом (FDD) и непарных для систем с временным дуплексным разносом (TDD). Комбинированное использование двух режимов FDD и TDD делает систему гибкой, позволяя изменять пропускную способность и способы организации связи. Так, режим FDD более эффективен при больших размерах сот и высокой скорости передвижения абонентов. Режим TDD, напротив, предназначен для применения в пико и микро сотах, т.е. там, где абонент передвигается с невысокой скоростью. Преимущество режима TDD заключается в более эффективном использовании радиоканалов при асимметричных потоках информации, передаваемых в прямом и обратном направлениях связи.



3.4 Мобильный терминал

Концепция систем 3-го поколения подразумевает предоставление услуг мультимедиа, включая высокоскоростную передачу информации, видео и речи, факсов и данных любому абоненту с использованием мобильного терминала, имеющего единый номер. В век информационных технологий мобильный телефон перестает быть просто средством голосовой связи, а становится мультимедийным абонентским устройством, способным передавать и принимать графические данные и видеоизображения. Такие услуги должны предоставляться по минимальной цене, обеспечивать приемлемое качество и уровень безопасности. Конечная цель систем 3-го поколения - создание массового рынка для удовлетворения потребностей в персональной связи. Успех систем 3-го поколения будет зависеть как от размеров тарифов за услуги мобильной связи, платы за использование сетей общего пользования, так и стоимости абонентского терминала.

Ключевое требование концепции - использование портативных, дешевых и гибких абонентских терминалов. Абоненты новых систем будут располагать удобными и компактными терминалами, которые по своим возможностям значительно расширят традиционное представление о радиотелефонах. Абоненты получат массовые (доступные по цене и простоте использования) терминалы, которые будут обеспечивать новые возможности связи и обработки информации. В системе IMT-2000 предполагается использовать перепрограммируемые терминалы, адаптирующиеся к требованиям пользователей. Такие терминалы должны конструироваться по модульному принципу с возможностью их модификации и гибкой комплектации в зависимости от требований пользователей. Предусматривается гибкая настройка терминала на различные стандарты радиосвязи и обеспечение работы терминала в различных операционных средах. Одновременно с предоставлением такого широкого спектра услуг, новые терминалы будут очень просты и удобны в обращении, т.е. основаны на современном принципе «включи и пользуйся»

3.5 Объединение сетей мобильной и фиксированной связи

С проблемой организации роуминга тесно связана задача интеграции и конвергенции услуг фиксированной и мобильной связи (FMC), т.е. реализация принципа «один человек - один телефон». Несмотря на стратегическое и очень существенное различие в сетевых архитектурах и способах реализации услуг фиксированной и мобильной связи - их стартовые возможности примерно одинаковы, т.е. абонентам требуется обеспечить примерно идентичный набор конвертируемых услуг и тарифов. На первый взгляд, кажется, что фиксированные и мобильные услуги - это вещи несовместимые, и что их реализация весьма проблематична. По мере того, как сотовая связь превращается из элитной услуги в массовую. Все острее становится проблема конвергенции.

Долгое время основным препятствием на пути конвергенции оставалось низкое качество передачи речи. Если на первом этапе развития мобильной связи это было как-то оправдано - «разумная цена» за выигрыш в мобильности. Однако современные речевые кодеки позволяют довести качество речи в беспроводной сети до уровня фиксированной связи. Ряд услуг для рядовых абонентов, реализуемых в GSM и корпоративных УАТС, также фактически объединены, в этом и состоит реальная конвергенция.

Современные службы на базе коммутации каналов уже сейчас в состоянии предоставить стационарному абоненту элементы мобильности. Услуги оказываются непосредственно там, где находится абонент. Ему предоставляется единый персональный номер с переключением, между разными проводными сетями или радиосетями, работающими в прозрачном по отношению к вызывающему абоненту режиме. Основные дискуссии в области FMC-конвергенции в настоящее время ведутся вокруг двух проблем: услуг и тарифов. Учитывая, что услуги prepaid (предоплаченные услуги) уже оказали положительное влияние на растущие рынки мобильной связи, коммерческие выгоды от стабильного расширения роуминга для возрастающего парка абонентских средств, благоприятно скажутся на операторской деятельности.

Какой бы подход не выбрали операторы для интеграции услуг, фиксированной и мобильной связи, два фактора играют определяющую роль: преемственность поколений систем связи и оптимальная стратегия конвергенции. Чтобы выиграть у своих конкурентов, необходимо решить главную задачу - предоставлять широкий ассортимент услуг и по более низкой цене.

3.6 Преодоление «технологической пропасти»

В последнее время в мире заметно увеличился дисбаланс между новыми возможностями систем 3-го поколения и реально существующей во многих странах телекоммуникационной инфраструктурой, т.е. образовалась так называемая «технологическая пропасть».

В связи с этим ITU просматривает другие возможности, которые смогли бы «навести мосты над пропастью» (Bridge the Telecommunications Gap) с учетом особенностей телекоммуникационной инфраструктуры слаборазвитых стран: малой плотности населения и больших территорий. Для таких регионов предлагается использование маловысотных летательных аппаратов с ретрансляторами на борту, позволяющими по сравнению с традиционными базовыми станциями существенно расширить зону обслуживания и снизить время развертывания системы. Особо большое значение эта проблема имеет для России, значительная часть территории которой расположена в труднодоступных районах, где организация полноценного наземного сегмента проводной или сотовой связи нерентабельна. Немаловажную роль может сыграть низкий платежеспособный спрос в ряде регионов на новые услуги, тем более что даже «старые» в полной мере невостребованны. Люди, которые никогда ранее не пользовались услугами связи, не видят необходимости за них платить. Выход видится в постепенном наращивании услуг и создании, в первую очередь, недорогих систем мобильной связи, которые позволят быстро решить проблему информационной изоляции труднодоступных и малонаселенных районов



Заключение

В далеком 1998 году, когда мобильная связь второго поколения шагала по планете семимильными шагами, несколько крупных производителей телекоммуникационного оборудования и операторов объединились в консорциум 3G Partnership Project для разработки единого глобального стандарта мобильной связи третьего поколения (3G). Консорциум разработал стандарт UMTS, который и стал основным европейским стандартом 3G. Не все страны и производители присоединились к 3GPP, некоторые операторы и производители оборудования разработали конкурирующие стандарты. Как и подобает регулятору, ITU (Международный Союз Электросвязи) пресек разброд и шатание, формализовал требования к стандартам третьего поколения, выпустив спецификацию International Mobile Telecommunications-2000 (IMT-2000).

Время не стоит на месте, и для удовлетворения растущего спроса на мобильный интернет консорциум 3GPP начал амбициозный проект разработки стандарта следующего поколения -- Long Term Evolution (долговременное развитие), или LTE. Нельзя не упомянуть и о стандарте высокоскоростной беспроводной передачи данных WiMax, который разрабатывается объединением WiMax Forum, одним из идеологов которого является корпорация Intel. К тому же, ITU в 2007 году включил WiMax в перечень стандартов IMT-2000 (другими словами, признал WiMax стандартом третьего поколения). Задача формализации требований к новому поколению снова была поставлена перед ITU, и по аналогии с 3G регулятор начал работу над спецификацией IMT-Advanced, которая вышла в 2011 году. IMT-Advanced включает стандарты LTE-Advanced (3GPP LTE Rel.10, - дальнейшее развитие LTE) и WiMax Rel.2 (IEEE802.16m, - дальнейшее развитие WiMax).

Формально, современные стандарты LTE (3GPP LTE Rel.8) и WiMax (IEEE802.16e) не соответствуют требованиям к 4G сформулированным ITU, но операторы начали строительство сетей раньше, чем утвердили IMT-Advanced, и для рекламы новых сетей использовали обозначение 4G. Использования названия 4G осталось на совести маркетологов, и за ним могут скрываться сети стандартов LTE и WiMax, так и новые 3G/UMTS сети с использованием HSPA+. Как же обстоит дело с голосовыми звонками в том, что операторы называют сетями 4G? - Никак. Стандарт WiMax не предусматривает голосовых вызовов и предназначен исключительно для передачи данных. LTE проектировался для «классических» мобильных операторов, которым немалую часть дохода приносит телефония, и 3GPP не мог обойти стороной голосовую связь и SMS. С другой стороны, мобильные операторы уже имеют сети 3G и 2G, которые успешно справляются с такими услугами, и на данный момент ни одна из LTE-сетей не предлагала абонентам таких услуг. При входящем или исходящем вызове смартфон переходит в сеть 3G или 2G, а LTE используется исключительно для доступа в интернет. Внедрять голосовые вызовы и SMS в сетях «четвертого поколения» операторы будут со временем. Соответственно и прогнозы предыдущих лет по переходу в 2011-2012 годах на сети 4-го поколения, отодвигаются в будущее.



Список использованных источников

1. Материалы сайта ru.wikipedia.org

2. «Спутниковые сети связи» - Камнев В.Е., Черкасов В.В., Чечин Г.В. 2004 год.

3. Попов, В.И. Основы сотовой связи стандарта GSM [текст]/ В.В. Андреев. - М.: ЭкоТрендз, 2005. -- 296 с. 2. Тихвинский, В.О. Управление и качество услуг в сетях GPRS/UMTS [текст]/ В.О. Тихвинский, С.В. Терентьев -- М.: ЭкоТрендз, 2007. -- 400 с.

4. Holma, H. W-CDMA for UMTS [текст]/ H. Holma. -- John Wiley & Sons, 2004 -- 445 c.

5. WCDMA (UMTS). Deployment handbook. Planning and optimization [текст]/ Ch. Chevallier, Ch. Brunner, A. Garavaglia, Kenn P. Murray. - Wiley, 2006. - 367 c.

6. Laiho, J. Radio Network planning and optimization for UMTS [текст]/ J. Laiho, A. Wacker, T. Novosad -- Wiley, 2007. - 495 c.

7. Naworocki M. Understanding UMTS radio network. Moddelling, planning and automated optimization / M. Naworocki, M. Dohler, A. Aghvami -- Wiley, 2006. - 500 c.

8. Manninen M. Radio interface System Planning for GSM/GPRS/UMTS [текст]/ M. Manninen -- Wiley, 2002. - 275 c.



Глоссарий

№ п/п	Понятие	Определение
1	UMTS (англ. Universal Mobile Telecommunications System -- Универсальная Мобильная Телекоммуникационная Система)	Технология сотовой связи, разработана Европейским Институтом Стандартов Телекоммуникаций (ETSI) для внедрения 3G в Европе.
2	3G (от англ. third generation -- третье поколение)	Набор услуг, который объединяет как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных.
3	GSM (от названия группы Groupe Spйcial Mobile, позже переименован в Global System for Mobile Communications)	Глобальный стандарт цифровой мобильной сотовой связи, с разделением каналов по времени (TDMA) и частоте (FDMA)
4	CDMA (англ. Code Division Multiple Access -- множественный доступ с кодовым разделением)	Технология связи, обычно радиосвязи, при которой каналы передачи имеют общую полосу частот, но разную кодовую модуляцию.
5	AMPS (Advanced Mobile Phone Service -- усовершенствованная подвижная телефонная служба)	Аналоговый стандарт мобильной связи в диапазоне частот от 825 до 890 МГц, разработанный для Северной Америки, затем распространившийся и в других странах.
6	D-AMPS или Digital AMPS	Цифровой стандарт мобильной связи в диапазоне частот от 825 до 890 МГц
7	DECT (англ. Digital Enhanced Cordless Telecommunication)	Технология беспроводной связи на частотах 1880--1900 МГц с модуляцией GMSK (BT = 0,5), используется в современных радиотелефонах.
8	WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access)	телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств.
9	3GPP Long Term Evolution (LTE)	Проект разработки консорциумом 3GPP стандарта усовершенствования технологий мобильной передачи данных CDMA, UMTS.
10	4G (от англ. fourth generation -- четвёртое поколение)	Поколение мобильной связи, особенно отличающееся широкой полосой передачи данных (высокой скоростью). К четвёртому поколению принято относить перспективные технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с подвижным и 1 Гбит/с -- стационарным абонентам.
11	HSPA+ (англ. Evolved High-Speed Packet Access, «развитый высокоскоростной пакетный доступ»)	HSPA+ является эволюцией HSPA, в который добавлены более сложные модуляции 16QAM (uplink) / 64QAM (downlink) и технология MIMO (мультивход/мультивыход)[1]. Вследствие этого HSPA+ позволяет увеличить скорость от абонента до 70 Мбит/с (планируется в версии 11) и к абоненту до 672 Мбит/с (планируется в версии 11).

Размещено на Allbest.ru

...