Общая информация о сетях 3G

Общая информация о сетях 3G (UMTS)

Стандарт 3-го поколения (3G) UMTS (англ. Universal Mobile Telecommunications System — Универсальная Мобильная Телекоммуникационная Система) функционирует на базе действующих сетей GSM. Структура интегрированной сети рассмотрена на рис. 1. Поверх сети стандарта GSM, состоящей из коммутаторов каналов MSC/VLR, GMSC и коммутаторов пакетов SGSN, GGSN (ядро сети – Core Network, CN), подключены как подсети базовых станций GSM BSS, так и наложенные на них сети радиодоступа UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network).

 

Структура совмещенной сети GSM/UMTS

 Рис.1. Структура совмещенной сети GSM/UMTS

Сети UTRAN могут функционировать в режиме UTRA-FDD и UTRA-TDD. Функциональными элементами в UTRAN являются узлы базовых станций (Node B) и контроллеры RNC (Radio Network Controller). В абонентском терминале (UE – User Equipment по терминологии UMTS), работающем в совмещенной сети GSM/UMTS, находится USIM (Universal SIM-карту), в которой записаны индивидуальный номер абонента IMSI (International Mobile Subscriber Identity) и временные номера TMSI (Temporary MSI), P-TMSI (Packet –TMSI), выдаваемые на время сеанса связи.

 

Радиоинтерфейс в сетях 3G. Принцип кодового разделения каналов (КРК)

В основе работы сетей мобильной связи третьего поколения (3G) лежит кодовое разделение каналов.

При кодовом разделении каналов выделение (фильтрацию) конкретного канала производят в процессорном блоке приемника в результате математической обработки принятого сигнала. Для этого сигнал, передаваемый по радиоинтерфейсу, закрывают двумя кодами: скремблирующим и каналообразующим.

 

 

Скремблирующие коды

Скремблирующие коды используют для выделения множества сигналов, излучаемых одним источником: конкретной базовой или абонентской станцией.

 

Каналообразующие коды

Каналообразующие коды позволяют разделить сигналы одного источника. Использование каналообразующих кодов для кодового разделения каналов поясняет рис. 2

Использование каналообразующих кодов в UMTS (3G) для кодового разделения каналов

Рис. 2. Каналообразующие коды в UMTS

Передаваемый биполярный сигнал u(t) (рис.2,а), т.е. последовательность логических нулей и единиц с уровнями -1 и +1, перемножают с биполярной кодовой последовательностью с1(t), такой, что на любому информационному биту соответствует m бит (чипов) кодовой последовательности. На рис. 2,б эта последовательность для простоты включает 8 чипов; на самом деле m = 4...256. В результате перемножения получают последовательность v(t) = u(t) x c1(t) (рис. 2,в), которая и передаются по каналу связи. В приемнике полученный сигнал снова перемножают на последовательность c1(t) и в итоге получают uпр(t) = v(t) x c1(t) = u(t) (рис. 2,г, сплошная линия).

 

 

Однако, на этом не останавливаются и осуществляют интегрирование сигнала uпр(t) на интервале передачи каждого бита. В конце каждого промежутка времени (0-1, 1-2, 2-3) оценивают значения интеграла, затем интегратор обнуляют и производят процесс интегрирования еще раз (рис.2,г, пунктирная линия). По результатам интегрирования вычисляют корреляционную функцию полученного сигнала. В итоге в конце каждого промежутка времени, соответствующего передаче одного бита, получают отрицательное или положительное число в соответствии с переданным информационным битом.

В том случае, если в приемнике полученный сигнал перемножить с последовательностью, отличной от c1(t), например, с2(t) (рис.2,д), то после операции u'пр(t) = v(t) x c2(t), получим последовательность, представленную  на рис. 2,е. Поскольку за время передачи одного бита суммы отрицательных и положительных площадок компенсируют друг друга, после интегрирования в конце каждого бита получаем нулевой результат. Аналогичная ситуация происходит при перемножении сигнала в приемнике на кодовую последовательность с3(t) (рис. 2,ж и рис. 2,з). Таким образом приемник осуществляет фильтрацию сигналов.

Кодовые последовательности с1(t), с2(t), с3(t) представляют собой группу ортогональных последовательностей, имеющие следующее свойство:

 Свойства кодовых последовательностей

Таким образом, применяя для каждого канала связи свою последовательность из набора ортогональных последовательностей, можно, передавая все каналы одновременно на одной частоте, осуществить в приемнике фильтрацию необходимого канала, отфильтровывая другие каналы.

Книга "Мобильная связь на пути к 6G"Подробнее об эволюции сетей мобильной связи, технических аспектах их функционирования и перспективах развития читайте в новой книге "Мобильная связь на пути к 6G".

 

Читайте также:

Общая информация о стандарте LTE

Физический уровень стандарта LTE

Книга «Мобильная связь на пути к 6G» заняла 1-е место в Международном конкурсе Interclover-2018

Принцип работы сети LTE

Что такое 5G?

2G

Все о настоящем и будущем мобильной связи на TELECOMTREND. Присоединяйтесь!

 

Комментарии   

 
0 #1 profile 02.11.2018 16:45
Need cheap hosting? Try webhosting1st, just $10 for an year.

Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Яндекс.Метрика