5.2 Метод доступа с кодовым разделением
Множественный доступ с кодовым разделением (Сode Division Multiple Access - CDMA) является достаточно сложным не только по принципу построения, но и с точки зрения практической реализации. При использовании этого метода большая группа пользователей одновременно использует общую относительно широкую полосу частот - не менее 1 МГц.
Особенностью метода CDMA является работа в широкой полосе частот, значительно превышающей полосу речевого сообщения. При этом для различения каналов одной базовой станции информация каждого канала модулируется специальной кодовой последовательностью, которая формируется с помощью функции Уолша. Функции Уолша широко используются в цифровой обработке сигналов и являются дискретным аналогом синусоид кратных частот.
В приемнике имеется возможность выделения информации из общей широкой полосы, которая используется одновременно всеми физическими каналами.
Система связи, реализующая метод CDMA, является системой с расширенным спектром (spread spectrum). Спектр информационного сообщения искусственно расширяется посредством модуляции (кодирования) периодической псевдослучайной последовательностью импульсов с достаточно малым дискретом.
Для получения ширины спектра более 1МГц длительность дискрета модулирующей последовательности должна быть менее 1мкс. Расширение спектра за счет модуляции псевдослучайной последовательностью в сочетании с кодовым разделением физических каналов определяют такие достоинства метода CDMA, как высокую помехоустойчивость, хорошую приспособленность к условиям многолучевого распределения, высокую емкость системы.
6 Системы сотовой связи
6.1 Построение аналоговых систем
Перед тем как рассмотреть структуру системы сотовой связи, обозначим основные требования к предоставляемым ею услугам. Главным из этих требований является то, что вновь вводимая услуга сети мобильной связи должна обладать, по крайней мере, теми же свойствами, что и аналогичная услуга сети стационарной связи (например, ТФОП), а сами сети мобильной и стационарной связи должны быть взаимосвязаны. Это означает, что услуга мобильной связи должна быть полностью автоматической, т.е. у абонента в этом случае нет необходимости совершать какие-либо дополнительные действия для установления и тарификации соединения. При этом соединение устанавливается автоматически между любыми двумя (или более) абонентами взаимосвязанной сети.
Рисунок 6 - Структура аналоговой системы сотовой связи
Кроме того, введение системы сотовой связи не должно приводить к необходимости значительной модификации существующей стационарной сети. К настоящему времени в большинстве аналоговых систем сотовой связи реализованы необходимые технические решения для удовлетворения вышеназванных требований.
На рисунке 6 приведена структура типичной аналоговой системы сотовой связи с учетом ее включения в существующую стационарную сеть. Система состоит из четырех основных компонентов:
центры коммутации подвижной связи (Mobile Telephone exchanges - МТХ);
базовые станции БС (Base Station - BS);
линии связи между центрами коммутации МТХ и базовыми станциями;
абонентские станции AC (Mobile Station - MS).
МТХ управляет процессом обработки вызова, осуществляет тарификацию, эксплуатацию и другие функции управления сетью, которые обеспечивают интеграцию системы в национальную телекоммуникационную сеть. Следовательно, МТХ должна включать все функции, имеющиеся в современных цифровых коммутационных станциях, а также дополнительные функции по обслуживанию абонента в процессе передвижения на местности (эстафетная передача, роуминг и др.).
Связь между МТХ и базовыми станциями осуществляется посредством цифровых систем передачи, пропускная способность которых зависит от числа радиоканалов на каждой БС. Каждый центр коммутации МТХ либо совмещен, либо связан с транзитной станцией (коммутационным узлом) национальной сети и обслуживает определенный регион (traffic area).
Зоны (соты) обслуживания системы сотовой связи на рисунке 6 представлены шестиугольниками. В центре каждой соты располагается БС с числом радиоканалов требуемой емкости. Число сот и, следовательно, базовых станций определяется обслуживаемой территорией. В сельских, пригородных и других малонаселенных пунктах могут использоваться макросоты с радиусом действия несколько километров. В городах и густонаселенных районах, кроме макросот, могут использоваться микро- и пикосоты.