Цифровые сотовые системы подвижной радиосвязи CDMA
Несмотря на то, что кодовые методы разделения каналов были известны давно, первая в мире цифровая система подвижной связи с кодовым разделением каналов, разработанная фирмой Qualcomm (США), вступила в эксплуатацию только в 1995 г. Особенностью систем с кодовым разделением каналов CDMA (Code Division Multiple Access) является использование так называемых широкополосных сигналов (ШПС). Их еще называют сигналами с большой базой, шумоподобными. 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 ПCП чрезвычайно велико число вариантов ПCП. 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. Наличие параллельно работающих корреляторов позволяет осуществить 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, принимаемых разными базовыми станциями, участвующими в «эстафетной передаче». Мягкое переключение обеспечивает высокое 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 емкости по отношению к АМРS составит 7—10 раз. 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. 3.4. Основные элементы ВТS, BSC MSC, ОМС аналогичны используемым в сотовых сетях с частотным и временным разделением каналов (МNТ-450, GSM-900 и др.). На рис. 3.4 DB (Date Base) - база данных об абонентах и оборудовании. Основное отличие заключается в что в состав сети CDMA включены устройства оценки качества и выбора кадров Selector Unit – SU). Кроме того, для реализации процедуры мягкого переключении между базовыми станциями, управляемые разными контролерами (BSC) вводятся линии передачи между SU и BSC.
|
