reforef.ru 1
А н н о т а ц и я

В представляемом переводе книги на высокопрофессиональном уровне (объективно и убедительно) показаны наиболее интересные стороны предстоящей смены поколений систем мобильного радиосервиса 2G 3G. Это, прежде всего, аспекты преемственности и факторы новизны. Содержательная база по названным и другим вопросам распределена по разделам книги следующим образом.

В первом разделе дано общее представление о воздушном радиоинтерфейсе 3G: IMT-2000, включая распределение радиоспектра. Отмечены возможности систем второго поколения (2G) по увеличению скоростных свойств трафика до 500 Кбит/с на основе технологии EDGE в GSM и CDMA. Существенным для нас фактором является расхождение в распределении радиоспектра европейских и североамериканских систем. Важным является развертывание европейской испытательной сети для получения сертификатов на выпускаемое оборудование конкурирующими производителями. Достаточно полно представлены в сравнительном изложении параметры воздушных интерфейсов 3G (WCDMA) и 2G (GSM, IS-95).

Наиболее существенные аспекты новых услуг 3G UMTS рассмотрены во 2-м разделе. Это достижение скорости 384 Кбит/с в режиме коммутации каналов, в том числе для быстро перемещающихся пользователей, и 2 Мбит/с в режиме с коммутацией пакетов, в том числе, в зависимости от жесткости требований к задержке пакетов в режимах от диалогового до отложенного ответа. Существенным также является введение адаптивного по скорости алгоритма речевого трафика (обмен качества на скорость) от 12,2 Кбит/с до 4,75 Кбит/с.

Новые элементы построения воздушного интерфейса в WCDMA рассмотрены в 3-м разделе. К ним относятся принципы прямого расширения спектра (их отличие от IS-95) – асинхронность режима, использование кода с переменным коэффициентом расширения спектра, совместное использование скремблера и кода расширения спектра для разделения одновременного использования разноскоростных каналов. Значительное внимание уделено использованию трактов обработки сигналов на базе алгоритмов Rake для разных ветвей разнесения. Все это применительно к быстрым изменениям мощности сигнала в канале, включая управление мощностью со скоростью до 1500 1/c при разных видах хэндовера, различающихся по контуру управления.


Такое расширенное представление возможностей и особенностей WCDMA позволяет в 4 главе подчеркнуть необходимость гармонизации вариантов этой базовой системы 3G, разработанных в разных странах, включая оба режима дуплексной работы FDD и TDD. А так же уделить внимание развитию стандартов 2G к третьему поколению: GSM-1800, IS-95 и IS-136 диапазона 1900 и некоторых других систем.

Последующие три раздела (главы 5, 6, 7) посвящены в полной мере изложению основ WCDMA.

В 5 разделе подробно представлена архитектура WCDMA, особенно в части внутренних интерфейсов в абонентском оборудовании и на базовой станции. Модели и уровни протоколов рассмотрены в плоскостях трафика и управления на уровнях физическом, транспортном и сетевом. Транспортный уровень рассматривается в объеме реализуемых логических каналов трафика и управления.

Глава 6 является основной для физического уровня. Рассмотрены не только отличия от 2G, но и структурные элементы всего тракта передачи. Отличие от 2G состоит не в покальном, а в совокупном рассмотрении каналов для предоставления разноскоростных услуг, включая элементы расширения спектра, скремблирования, модуляции QPSK с выравниванием энергетикоквадратурных ветвей I/Q для уменьшения пикфактора. Показаны особенности использования переменного кода расширения спектра для разных скоростей передачи (кратности расширения спектра) от 1:4 до 1:256, а в нисходящем канале до 1:512. Все это потребовало необычного представления 10 мс фрейма с 15 слотами, а именно не в битовом наполнении, а в высокоскоростном чиповом изложении.

В главе 7 рассмотрены традиционные вопросы протоколов радиоинтерфейса на транспортном уровне в интерпретации логических каналов управления и трафика. При этом освещены все аспекты построения: широковещательные, выделенные и совмещенные каналы. Показано отличие в разноскоростном совмещенном использовании по кодам расширения и временном заполнении фрейма и слотов. Уделено внимание и многомодовому построению абонентских терминалов по радиоинтерфейсу:WCDMA/GSM, WCDMA/IS-95.


Следующий раздел, включающий 4 главы (8, 9, 10 и 11) целиком посвящен системным вопросам использования WCDMA. Существенное отличие от систем 2-го поколения именно в этом и состоит: в совмещенном использовании ресурсов радиоинтерфейсов базовых станций для гибкого перераспределения при предоставлении разноскоростных услуг множеству пользователей.

Глава 8 в этом плане является основополагающей. Обычно используемые на уровне 2G системные параметры размеров ячейки, частотно-территориальный план, канальная емкость кластера и оценка соканальных помех здесь дополняются другими параметрами. К ним относятся емкость сектора ячейки, исчисляемая в суммарной (полной) скорости трафика при его динамическом перераспределении между несколькими ячейками активного ряда по условиям доступности (по хэндоверу). Приводятся объемные расчетные результаты, результаты моделирования, расчетные соотношения и рекомендации по перераспределению трафика в условиях помех. Помехи трактуются как соканальные при кодовом уплотнении, когда обычные гауссовы шумы в каналах играют второстепенную роль. В связи с этим называются дополнительные проблемы совмещаемых сетей нескольких операторов, в том числе разных систем WCDMA/GSM, FDD/TDD.

Глава 9 целиком посвящена вопросам управления радиоресурсами с учетом особенностей совместного использования каналов ячейки и нескольких ячеек. В управляемые ресурсы входят управление мощностью, хэндовером, обеспечением доступа, максимальной нагрузкой в рамках выделенной зоны охвата и задаваемого (регулируемого) качества. Интересным является анализ управления мощностью передатчика как инструмент борьбы с замираниями, достигаемый выигрыш от подобного вида управления.

В главе 10 рассмотрены особенности доступа в режиме коммутации пакетов при различных требованиях к задержке пакетов в высокоскоростных видах трафика. Представляет интерес совмещенное использование каналов для пакетной передачи при временном и кодовом разделении каналов с учетом соканальных помех.


Наконец, глава 11 посвящена целиком эффективности системы по зонам охвата и полной пропускной способности каждой ячейки, в том числе при достижении максимальной скорости передачи в канале до 2 Мбит/с. При этом учитываются возможности регулировки скорости речевой передачи при предоставлении канала в мультимедийном режиме. Показаны особенности использования каналов при различных видах многолучевости и разнесения, как на передаче, так и при приеме.

Заключительные главы (12 и 13) посвящены особенностям других систем 3-го поколения, в первую очередь, режиму WCDMA TDD и CDMA MC (x3). Режим TDD рассматривается по краткому сценарию и в сравнении с FDD. Наличие защитного интервала и асимметричный трафик (до 2:13 в восходящем и 14:1 в нисходящем каналах) рассматриваются более подробно. Отмечено также, что американская модификация TDD имеет смещенную полосу радиоспектра по отношению к европейской.

Последняя 13-я глава содержит краткое описание широкополосного режима CDMA на базе IS-95 с использованием трех несущих (x3). Рассматриваются также вопросы использования функций Уолша в кодах расширения спектра с меняющимся коэффициентом расширения от 1:4 до 1:256. Сохраняется и отличие рассмотренного режима – синхронизация по времени с переменным сдвигом (алфавит 512) вместо асинхронного режима и использования скремблера в WCDMA.

Краткий обзор содержания книги подтверждает высокий профессиональный уровень материала. Без длительного копания в стандартах можно получить хорошую ориентацию в широком круге вопросов построения WCDMA. По тексту в книге приводится множество ссылок на документы стандарта WCDMA и на многочисленные другие источники, что позволяет расширить ориентированный доступ к профессиональной литературе. Полезность книги очевидна как для учебного процесса, так и для решения задач планирования и проектирования применения WCDMA.