Воздушные интерфейсы и распределения спектра для систем третьего поколения PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Saturday, 07 April 2012 08:10

Работа по формированию облика систем подвижной связи третьего поко-ления началась сразу после того, как Всемирная административная конференция по радиочастотам (WARC) ITU (Международного союза электросвязи) в 1992 г. определила частоты в полосе около 2 ГГц для использования будущими системами подвижной связи третьего поколения как наземными, так и спутниковыми. В ITU эти системы третьего поколения получили название Международные системы мобильной электросвязи-2000 (IMT-2000). В структуре IMT-2000 определено несколько типов воздушных интерфейсов для систем третьего поколения, основанных на технологии CDMA или TDMA. Первоначально в процессе разработки систем третьего поколения ставилась задача создания единого общего глобального воздушного интерфейса IMT-2000. Системы третьего поколения подошли ближе к решению этой задачи, чем системы второго поколения: один и тот же воздушный интерфейс WCDMA должен применяться в Европе и Азии, включая Японию и Корею, при использовании частотных полос в диапазоне 2 ГГц, которые WARC-92 выделила для систем третьего поколения IMT-2000. В Северной Америке, однако, этот спектр частот был уже отдан операторам, использующим системы второго поколения, и для IMT-2000 новых полос спектра не предоставлено. Таким образом, услуги систем третьего поколения должны реализовываться в выделенных полосах частот путем освобождения в них части спектра для систем третьего поколения. Такой подход называется перераспределением. Глобальный спектр частот IMT-2000 отсутствует в странах, которые следуют принятому в США распределению спектра для систем персональной связи (PCS).

Кроме WCDMA, воздушными интерфейсами для обеспечения услуг систем третьего поколения могут служить технологии EDGE и CDMA с множеством несущих (cdma 2000). Технология EDGE (повышение скорости передачи данных для развития системы GSM) может обеспечить услуги систем третьего поколения со скоростями передачи до 500 Кбит/с при разнесении несущих GSM, равном 200 КГц [1]. EDGE имеет ряд возможностей по улучшению эффективности использования частотного спектра и по поддержке новых услуг, которые не предусматривались GSM. CDMA с множеством несущих может применяться как решение по усовершенствованию существующей технологии IS-95.

На рис. 1.1 представлены ожидаемые частотные полосы и географические районы где, по всей вероятности, будут применяться эти воздушные интерфейсы. В каждом регионе имеются отдельные исключения в местах, где уже развертываются технологии расширенного множественного доступа.

Рис.1.1. Ожидаемые воздушные интерфейсы и спектры частот для обеспечения услуг систем третьего поколения.

В Европе и в большей части Азии для WCDMA FDD будут выделены полосы IMT-2000 2x60 МГц (1920-1980 МГц плюс 2110-2170 МГц). Наличие спектра частот TDD неодинаковое: ожидается, что в Европе для лицензионного использования TDD будет предоставляться полоса до 25 МГц в участках спектра 1900- 1920 МГц и 2020- 2025 МГц. Остальная часть непарного спектра (TDD) , как ожидается, будет использована для нелицензионных применений TDD (SPA: самостоятельно обеспечиваемые применения) в полосе 2110-2120 МГц. Системы FDD используют различные частотные полосы для восходящего (uplink) и нисходящего (downlink) каналов, разделенных дуплексным расстоянием, в то время, как системы TDD используют одну и ту же частоту как для восходящего (up) , так и для нисходящего канала(down).

В Японии и Корее полоса IMT-2000 FDD такая же, как в Европе и в остальной части Азии. Япония развернула PDS (персональную цифровую сотовую систему связи) как систему второго поколения, а в Корее используется система IS-95 как сотовая система и как система PCS (система персональной связи). Распределение спектра для PCS в Корее отличается от распределения спектра для PCS в США: в Корее остается доступным весь спектр, предусмотренный для ITM-2000.В Японии часть спектра ITM-2000 используется системой PHS - системой персонального беспроводного телефона.

В Китае в одной части спектра ITM-2000 зарезервированы места для PCS и WLL (беспроводной сети локального доступа) , хотя они и не выделены ни одному оператору. В зависимости от принятых решений в Китае для WCDMA FDD могут быть предоставлены полосы 2x60 МГц в спектре частот IMT-2000. Спектр частот для TDD также имеется в Китае.

Рис. 1.2. Распределение спектра частот в Европе, Японии, Корее и США.

В США новый спектр частот для систем третьего поколения не выделен. Услуги систем третьего поколения могут быть реализованы за счет вкрапления систем третьего поколения в существующий спектр частот PCS. Это потребует изъятия части частот, предназначенных для систем второго поколения, и предоставления их системам третьего поколения. Для полосы PCS в США могут рассматриваться различные проекты систем третьего поколения, но преимущество здесь на стороне системы EDGE как системы узкополосной. При использовании EDGE потребуется освобождать меньшую ширину спектра для внедрения услуг систем третьего поколения. Для перераспределения могут рассматриваться также системы CDMA с множеством несущих и системы WCDMA.

EDGE может использоваться в существующих системах GSM 900 и GSM 1800 там, где частоты имеются. Этих частот GSM нет в Японии и в Корее. Общая полоса, имеющаяся для работы GSM 900, составляет 2x25 МГц плюс EGSM 2x10 МГц, а для работы GSM 1800 2x75 МГц. EGSM - это система с расширением полосы GSM 900. Полностью полоса GSM недоступна для EDGE в странах, имеющих систему GSM. Позднее станет возможным перераспределять участки для WCDMA в полосах частот GSM, но первоначально применение EDGE будет наилучшим решением для обеспечения услуг систем третьего поколения в рамках полос, выделенных GSM.

Лицензирование спектра IMT-2000 уже производится. Первые лицензии для IMT-2000 уже предоставлены. Начало было положено в Финляндии в марте 1999 г., затем последовала Испания (март 2000 г.). Никаких торгов в Финляндии или Испании не проводилось. Ожидается, что некоторые страны последуют подобному порядку лицензирования, который использовался также для GSM в Европе. Однако, в ряде стран, например, в Великобритании проводятся торги наподобие торгов в США относительно спектра частот для PCS. Ожидается, что позднее для IMT-2000 ,будут выделены дополнительные частоты. Цель состоит в том, чтобы изыскать дополнительные 160 МГц в спектре частот для IMT-2000 в мае 2000 г. Большая часть новых частот будет выделена в полосах от 2 до 3 ГГц.