1.2 Анализ принципов построения сетей сотовой связи 3-го поколения

1.2.1 Общая характеристика сети umts

В 1997 г. Европейский комитет радиосвязи ERC принял решение о резервировании частотных полос в диапазоне 2 ГГц для эксплуатации UMTS с 2002 г. в следующих полосах частот:

-1920…1980 и 2110…2170 МГц – для наземных сетей UMTS, работающих с частотным дуплексным разносом (FDD) в парных полосах частот;

-1900…1920 и 2010…2025 МГц – для наземных сетей UMTS, работающих с временным дуплексным разносом (TDD) в непарных полосах частот;

-1980…2010 и 2170…2200 МГц – для спутниковых сетей UMTS.

Универсальная мобильная система связи UMTS основана на составном радиоинтерфейсе UTRA: на спаренных полосах частот используется частотный дуплекс – технология FDD (W-CDMA) для передачи речи и данных на скоростях до 384 кбит/с; на неспаренных полосах частот используется временной дуплекс TDD и технология кодо-временного разделения (TD-CDMA) для асимметричной передачи данных на скоростях до 2 Мбит/с. Суммарный частотный ресурс UMTS составляет 155 МГц для наземных сетей и 60 МГц – для спутниковых. Радиоинтерфейс UTRA сети UMTS, как и все радиоинтерфейсы систем 3-го поколения, построенные на базе технологии CDMA, предусматривает использование полосы частот 5 МГц и более. Выбор такой полосы (5 МГц) обусловлен рядом причин.

Первой из них является необходимость обеспечения системами 3-го поколения высоких скоростей передачи – до значений 144; 384 кбит/с и более – до 2,048 Мбит/с, что значительно превышает скорости передачи в системах второго поколения (GSM-900/1800/1900, CDMA-IS-95 и др.), максимальное значение которых не превышает 30 кбит/с. Для достижения указанных высоких скоростей передачи при приемлемой емкости сети вполне достаточной является полоса частот 5 МГц.

Второй причиной, которая позволяет ограничиться полосой частот 5 МГц, является дефицит свободных полос радиоспектра в случаях, когда новые сети занимают диапазоны частот, в которых уже работают сети второго поколения.

Третьей причиной достаточности полосы частот 5 МГц является то, что уже при использовании этой полосы существенно увеличивается степень различия числа компонентов многолучевого сигнала, что в свою очередь повышает качество приема по сравнению с использованием полосы частот меньшей величины.

В режиме FDD полоса частот, выделенная в диапазоне 1920…1980 МГц, используется для передачи от АС к БС (линий “вверх”, обратный частотный канал), а другая, выделенная в диапазоне 2110…2170 МГц, используется для передачи от БС к АС (линия “вниз”, прямой частотный канал).

Поскольку в тех или иных странах (в частности в США) в силу сложившегося распределения частот, затруднено обеспечение частотного дуплексного разноса, то наряду с частотным дуплексом (FDD) стандартом предусмотрен временной дуплекс (TDD) для работы в непарных полосах частот. При временном дуплексе часть временного кадра выделяется для передачи сообщения от БС к АС, а другая используется для передачи в обратном направлении. Для работы в режиме TDD выделены непарные полосы частот 5 МГц в диапазонах 1920…1980 и 2010…2025 МГц [3-4].