Краткое рассмотрение основных параметров UMTS

В данном разделе рассматриваются основные параметры системного проектирования UMTS и дается краткое толкование большинства из них.

· UMTS представляет собой систему множественного доступа с кодовым разделением каналов и прямым расширением спектра (DS –CDMA), т.е. биты информации пользователя передаются в широкой полосе частот путем умножения исходного потока данных пользователя на последовательности квазислучайных битов (называемых чипами), являющиеся кодами расширения CDMA. Для обеспечения очень высоких скоростей передачи (до 2 Мбит/с) поддерживается использование переменного коэффициента расширения и мультикодовых комбинаций.

· Скорость передачи, равная 3,84 Мчип/с., приводит к занятию полосы приблизительно в 5 МГц. Системы DS-CDMA с шириной полосы около 1 МГц, например, IS-95, обычно называют узкополосными системами CDMA. Присущая системам UMTS большая ширина полосы на несущей обеспечивает высокие скорости передачи данных пользователя, а также создает определенные преимущества в работе, например в каналах с повышенной многолучевостью. Не нарушая полученной лицензии на работу системы, оператор может иметь несколько таких несущих с полосой 5 МГц для увеличения пропускной способности, возможно, в виде ячеек иерархической структуры. Фактически такое разнесение несущих может быть реализовано и на 200 килогерцовой сетке приблизительно в полосе 4,4 и 5 МГц в зависимости от уровня интерференции несущих.

· UMTS поддерживает самые разные скорости передачи данных пользователя, другими словами, концепция получения ширины полосы по требованию достаточно хорошо поддерживается. Каждому пользователю выделяются фреймы длительностью 10 мс, в течение каждого из которых скорость передачи данных пользователя остается постоянной. Однако пропускная способность для передачи данных у пользователя может меняться от фрейма к фрейму. Быстрое выделение пропускной способности для радиосвязи будет обычно управляться сетью для достижения максимальной пропускной способности при передаче пакетированных данных.

· UMTS поддерживает два основных режима работы: частотное разделение дуплексных каналов (FDD) и временное разделение дуплексных каналов (TDD). В режиме FDD для восходящего и нисходящего каналов используются раздельные несущие с частотой 5 МГц, тогда как в режиме TDD только одна несущая 5 МГц используется для восходящего и нисходящего каналов с разделением прием-передача во времени. Восходящий канал – это канал от подвижной станции к базовой, а нисходящий – от базовой станции к подвижной. Режим TDD в значительной мере основан на концепциях режима FDD и был дополнительно введен, чтобы использовать базовую систему UMTS также и для непарного (несимметричного) распределения спектра, выделенного ITU для систем IMT-2000.

· UMTS поддерживает работу асинхронных базовых станций, так что в отличие от синхронной системы IS-95 отсутствует необходимость в глобальной привязке ко времени, например к GPS. Развертывание базовых станций внутри помещений и миниатюрных базовых станций (для пикосот) производится легче, когда не требуется получать сигнал GPS.

· UMTS использует когерентный приём для систем UMTS в восходящем и нисходящем каналах на основе применения пилот-символов или общих пилот-сигналов. Хотя когерентный прием уже используется в нисходящем канале в IS-95, его применение в восходящем канале является новым для систем CDMA общего пользования и приведет к увеличению общей зоны охвата и пропускной способности восходящего канала.

· Воздушный интерфейс UMTS задуман таким образом, что оператор сети может использовать перспективные концепции построения приемников CDMA, например многопользовательский прием и применение интеллектуальных адаптивных антенн как способ повышения пропускной способности и/или зоны охвата. В большинстве систем второго поколения отсутствуют возможности использования таких концепций построения приемника, и в результате они либо не могут применяться, либо могут применяться лишь с большими ограничениями и дают лишь незначительное улучшение эксплуатационных показателей.

· UMTS предназначена для использования вместе с GSM. Поэтому поддерживаются эстафетные передачи управления (хэндоверы) между GSM и MTS для того, чтобы иметь возможность использовать зону охвата GSM для внедрения UMTS.

Таблица 2.1 - Основные параметры UMTS

Метод множественного доступа	DS-CDMA
Дуплексный разнос	Дуплекс с частотным разделением/ дуплекс с временным разделением
Синхронизация базовой станции	Асинхронная работа
Скорость передачи чипов	3,84 Мчип/с.
Длительность фрейма	10 мс
Мультиплексирование при обслуживании	Множество услуг с различными требованиями по качеству обслуживания
Концепция многоскоростной передачи	Переменный коэффициент расширения и мультикоды
Прием	Когерентный с использованием пилот-символов и общего пилот-сигнала
Многопользовательский прием, интеллектуальные антенны	Поддерживается стандартом, необязательным в реализации

2.2 Сетевая архитектура

Архитектура сети UMTS состоит из трех взаимодействующих между собой областей: базовая сеть, наземная сеть радиодоступа UMTS - UTRAN, пользовательское оборудование. Основной функцией базовой сети является обеспечение коммутации, маршрутизации и транзит абонентского трафика. Базовая сеть также содержит различные базы данных и функцию управления сетью.

Архитектура базовой сети для UMTS базируется на сети GSM с использованием GPRS. При этом все оборудование должно быть модернизировано под сервис и работу UMTS. UTRAN обеспечивает интерфейс радиодоступа для абонентского оборудования. Базовая станция и контроллер базовой станции в совокупности образует RNC (Radio Network Conroller) контроллер радиосети.

Рисунок 2.1 - Архитектура сети UMTS