Структура каналов связи в стандарте CDMA IS-95
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Прямые каналы в CDMA:

 

· ведущий канал - используется подвижной станцией для начальной синхронизации с сетью и контроля за сигналами базовой станции по времени, чистоте и фазе;

· канал синхронизации - обеспечивает идентификацию базовой станции, уровень излучения пилотного сигнала, а также фазу псевдослучайной последовательности базовой станции. После завершения указанных этапов синхронизации начинаются процессы установления соединения;

· канал вызова - используется для вызова подвижной станции. После приема сигнала вызова подвижная станция передает сигнал подтверждения на базовую станцию, после чего по каналу вызова на подвижную станцию передается информация об установлении соединения и назначении канала связи. Канал персонального вызова начинает работать после того, как подвижная станция получит всю системную информацию (частота несущей, тактовая частота, задержка сигнала по каналу синхронизации);

· канал прямого доступа - предназначен для передачи речевых сообщений и данных, а также управляющей информации с базовой станции на подвижную.

Обратные каналы в CDMA:

· канал доступа - обеспечивает связь подвижной станции к базовой станции, когда подвижная станция не использует канал трафика. Канал доступа используется для установления вызовов и ответов на сообщения, передаваемые по каналу вызова, команды и запросы на регистрацию в сети. Каналы доступа совмещаются (объединяются) с каналами вызова;

· канал обратного трафика - обеспечивает передачу речевых сообщений и управляющей информации с подвижной станции на базовую станцию.

На следующем рисунке будет показана процедура установления обычного соединения (входящий вызов к подвижной станции).

 

 

         Мобильная станция                                                            Базовая станция

· Принимает Поисковое сообщение                                       Передает Поисковое сообщение или

                                                                               канал           Разделенное поисковое сообщение(MIN)                                                                                                вызова      

· Передает Ответ на поисковое сообщение                            Принимает Ответ на поисковое сообщение

(MIN,ESN)                                                            канал           Настраивается на назначенный        

                                                                               доступа         информационный канал, используя общий    

                 длинный код.

            Начинает передавать незначащие данные по     

                 каналу прямого трафика

 

· Принимает Сообщение о назначении                                     Передает Сообщение о назначении канала

канала                                                             канал        (ESN, канал CDMA, код канала)

· Настраивается на назначенный канал          вызова

  связи, используя общий длинный код.

· Принимает N последовательных кадров от                      

базовой станции

· Начинает передавать преамбулу канала                                  Принимает преамбулу канала связи от

связи каналу обратного трафика.                                              мобильной станции   

 

· Принимает команду о подтверждении                                    Передает команду о подтверждении                                                                                                                      

базовой станции                                          канал прямого   базовой станции

· Начинает отбрасывать принятые пакеты       трафика

с запросами на обслуживание и передавать

данные по каналу обратного трафика.

 

· Принимает Сигнал готовности с                                               Передает Сигнал готовности с

информационным сообщением.                канал прямого   информационным сообщением

                                                                           трафика       (сигнал посылки вызова, CNI - номер                                                                                                                вызывающего абонента)

· Передает подтверждение                                                             Принимает подтверждение       

· Подает вызывной сигнал к мобильному  канал обратного

радиотелефону.                                                трафика

· Выводит информацию CNI на табло

мобильного радиотелефона.

 

(Абонент отвечает на вызов)

· Снимает подачу сигнала посылки вызова к

мобильному радиотелефону.

 

· Передает Команду о соединении                                                 Принимает Команду о соединении

· начинает передавать информационные  канал обратного

   пакеты с подтверждением об                      трафика

  обслуживании.

· Принимает подтверждение                                                                Передает подтверждение

                                                                         Канал прямого

      трафика

  (разговор абонентов)                                                                           (разговор абонентов)

Процедура установления обычного соединения (случай входящего вызова у подвижной станции). Вызов к абонентскому аппарату может включать фазу, когда устанавливается конкретная требуемая опция (вариант) службы.

На рисунке показана процедура прохождения обычного вызова (исходящий вызов от подвижной станции)                                            

     Мобильная станция                                                                            Базовая станция

· Обнаруживает вызов, посылаемый                                       Принимает начальное сообщение

пользователем мобильной станции.                 Канал            Настраивается на назначенный канал трафика,           

· Передает начальное сообщение                 доступа             используя общий длинный код по обратному   

(ESN, MIN, набранные знаки номера)                                        началу трафику.

                                                                                                        Начинает передавать незначащие данные                                                                                                                                       канала трафика по прямому каналу.         

· Принимает Сообщение о назначении                                   Передает Сообщение о назначении канала

канала.                                                 Канал вызова       (ESN, канал CDMA, кодовый канал).

· Настраивается на канал трафика,                                        Удостоверяет MIN и ESN мобильной станции. 

используя общий длинный код.                                                 Принимает преамбулу канала трафика от            

· Принимает N последовательный дестви-                            мобильной станции.

тельных кадров от базовой станции.

· Начинает передавать преамбулу канала

трафика.

 

· Принимает Команду о подтверждении                                Передает Команду о подтверждении базовой

базовой станции.                                           Прямой канал     станции.

· Начинать передавать пакеты трафика к    трафика

Опции услуг 1 и от опции услуг 1.

 

Возможная процедура (по выбору)                                             Принимает Продолжение начального  

· Передает Продолжение начального     Обратный канал сообщения.

сообщения.                                                           трафика

· Принимает подтверждение.                                                     Передает подтверждение. 

                                                                        Прямой канал

                                                                             трафика                                     

Возможная процедура (по выбору)

· Принимает команду Запрос перехода  Прямой канал      Передает команду Запрос перехода на

 на частный длинный код.                                 трафика          частный длинный код

· Передает подтверждение вместе с                                                 Принимает сообщение Принята команда о        

сообщением Принята команда о            Обратный канал        переходе на частный длинный код

переходе на частный длинный код                трафика                               

· Начинает передавать и принимать                                           Начинает передавать и принимать информацию

информацию, используя частный длинный код                            используя частный длинный код.

Возможная процедура (по выбору)

· Принимает Сигнал готовности вместе                                  Передает Сигнал готовности вместе

с информационным сообщением                   Прямой канал      с информационным сообщением (сигнал

                                                                             трафика             контроля посылки вызова)   

· Передает подтверждение.                                                          Принимает подтверждение

                                                                       Обратный канал                         

· Подает сигнал контроля посылки             трафика                

вызова по разговорному тракту.

                                                                                                  (вызываемый абонент отвечает на вызов)          

Возможная процедура (по выбору)

· Принимает Сигнал готовности вместе                                 Передает Сигнал готовности вместе

с информационным сообщением.                  Прямой канал      с информационным сообщением. (молчание)

                                                                             трафика

·     Передает подтверждение                                                           Принимает подтверждение

·     Отключает сигнал посылки вызова        Обратный канал

в тракте трафика.                                               трафика

                                                                                                                                          

(разговор абонентов)                                                                         (разговор абонентов)

В стандарте IS-95 регулировка уровня мощности сигнала, излучаемого подвижной станцией, осуществляется в динамическом диапазоне 84 дБ с шагом 1 дБ. Это обеспечивает возможность приема сигналов подвижных станций базовой станцией с практически одинаковым уровнем мощности независимо от удаления до базовой станции. Чем ближе уровень мощности сигналов от подвижных станций на входе базовой станции к минимальному, соответствующему требуемому качеству связи, тем меньше уровень взаимных помех в системе и, следовательно, тем выше ее емкость.

Высокие требования к регулировке уровня мощности подвижной станции можно отнести к недостатку системы Qualcomm. Вторым недостатком CDMA Qualcomm является необходимость использования одинаковых по размерам сот на всей сети, в противном случае возникают взаимные помехи от сигналов подвижных станций, которые находятся в соседних сотах разного размера. 

Стандарт CDMA обеспечивает большую емкость сети по сравнению с традиционными аналоговыми сотовыми сетями. Увеличение емкости может быть достигнуто двумя способами:

1) увеличением количества каналов на МГц выделенной полосы частот;

2) увеличением повторного использования каналов связи на данной территории.

Фактором, способствующим снижению взаимных помех в системе CDMA и, следовательно, увеличению ее емкости, является применение, аналогично GSM, системы прерывистой передачи речи.

На интервале сеанса связи активная часть разговора составляет около 35% , 65% приходится на прослушивание сообщений с противоположной стороны и паузы. Излучение сигнала подвижной станцией только на интервалах активности речи приводит к дополнительному снижению системных помех и общему увеличению емкости системы CDMA.

В нижеследующей таблице будут приведены основные характеристики CDMA и их краткое описание, определяющее достоинства и перспективность систем сотовой связи с кодовым разделением каналов.

                Характеристики и их описание

Высокая пропускная способность.

Полевые испытания, проводившиеся в различных условиях, подтвердили, что при высокой нагрузке пропускная способность систем CDMA в среднем в 15 раз превышает пропускную способность аналоговых систем. Наконец, при использовании существующих вокодеров, которые работают на половиной скорости передачи, пропускная способность увеличивается еще в 1,7 раза. Дополнительная секторизация (свыше 3) также увеличивает пропускную способность.

Высококачественная связь.

Вокодер, работающий на переменной скорости передачи, обеспечивает преобразование речевых сигналов в цифровую форму и высококачественное воспроизведение речи. Фоновые сигналы заглушаются даже при большой нагрузке. Метод мягкой передачи абонента (переключения абонента с одного радиоканала на другой), применяемой в системах CDMA, обеспечивает почти прозрачную передачу вызовов между сотами. Такой надежный метод передачи практически исключает потерю вызовов и снижает нагрузку на коммутационное оборудование.

 


Возможность дальнейшей эволюции системы.

В существующей системе предусмотрены поисковые службы и цифровая передача данных. Существующая структуру управления обеспечивает протоколы факсимильной связи. Могут быть предусмотрены и более высокие скорости передачи. Портативные абонентские станции, основанные только на методе CDMA и совместимые с сотовыми системами и УАТС, могут отвечать перспективным требованиям.

Возможность введения новых функций.

При желании с одного и того же аппарата можно получить выход к беспроводной УАТС, домашнему беспроводному телефону, общественным беспроводным цифровым телефонным аппаратам, к сети персональный связи и к сотовым сетям. Обеспечиваются интерфейсы с УАТС, сетью ISDN и коммутируемой телефонной сетью общего пользования. Цифровые сигналы управления позволяют организовать целый ряд служб передачи данных, которые можно добавлять по мере того, как компания-оператор будет вводить новый услуги. Вокодер с переменной скоростью передачи и предусмотренная возможность передачи данных позволяют вводить различные уровни обслуживания. Предусмотренные в системе измерения уровня сигнала и его задержки позволяют определять положение подвижной станции.

Секретность связи.

Цифровая форма сигналов, передача в широкой полосе частот, защита информации для каждого адресата - все это обеспечивает значительно более высокую, чем в других системах, секретность связи.

Простота перехода (и совместимость с аналоговыми системами)

CDMA позволяет почти утроить существующую в аналоговых сетях пропускную способность и обеспечивает более высокое качество обслуживания. Пропускная способность и радиопокрытие позволяют вводить CDMA при значительно меньшем числе сот, чем на существующих сетях. Зона радиоохвата антенны и секторизация не зависят от соты и не так тесно связаны, как в узкополосных система. Последующее расширение может быть поэтапным и может быть местным (чтобы быстро обеспечить радиопокрытие в каком-то одном месте) или глобальным.

Цена и наличие оборудования

Существующие оценки стоимости системы CDMA в отношении сетевого и абонентского оборудования показывают, что по стоимости эта система эквивалентна существующим аналоговым системам. Более высокая пропускная способность позволяет организовать связь при значительно меньшем числе сот, чем в аналоговых системах и системах с TDMA, что снижает капитальные и эксплуатационные затраты. Проверенная технология заказных интегральных схем позволила свести технологию сложных схем CDMA к очень простым решениям.

 Стандарт IS-95 обеспечивает высокую степень безопасности передаваемых сообщений и данных об абонентах.

Безопасность связи обеспечивается также применением процедур аутентификации и шифрования сообщений.

Шифрование сообщений, передаваемых по каналу связи (ТСН), осуществляется также с использованием процедур стандарта IS-54B.

В стандарте IS-95 используется также режим "частый характер связи", обеспечиваемый с помощью секретной маски в виде длинного кода.


Дата: 2019-07-30, просмотров: 160.