ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣTHN WCDMA ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΤΗΛΕΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ Τ.Ε.Ι. ΗΠΕΙΡΟΥ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣTHN WCDMA ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ DTCH dtch_tx WCDMA EndtoEnd Physical Layer 3GPP WCDMA FDD (Rel 99) DownLink Node B (BS Base Station) Doubleclick on the block to open the library Doubleclick on the block to open the help file WCDMA Library Info Bernoulli Binary Bernoulli Binary DCCH dtch dtch dtch dcch_tx Wcdma DL Tx cctrch Channel Coding Scheme Wcdma Tx Channel Coding Scheme Wcdma Tx dpch Physical Channel Mapping Wcdma Tx PhCh Mapping Wcdma BS Tx Antenna Wcdma BS Tx Antenna Tx Signal Channel Wcdma Demo: Initial Settings UE (User Equipment) Multipath+AWGN Wcdma Channel Model: MultipathAWGN Channel dtch_rx synd1 dcch_rx synd2 dtch sy nd1 dcch sy nd2 Wcdma Rx Channel Decoding Scheme Wcdma DL Rx cctrch Channel Decoding Scheme Wcdma Rx PhCh Demapping Wcdma Rx dpch Physical Channel Demapping Wcdma UE Rx Antenna Wcdma UE Rx Antenna Rx Signal 12:34 Simulation Time 0 BER/Block Error Rate (BLER) [DPCH_Tx] [DPCH_Tx_sprd] [DPCH_Tx_all] [chest] Time Scopes [DPCH_Tx] [DPCH_Tx_all] [ToChannel] [RxSignal] Power Spectrum [DPCH_Rx] [DPCH_Derot] [DPCH_Comb] Scatter Plot [synd1] [synd2] [dtch_tx] [dtch_rx] BLER Calculation TxError Rate RxCalculation 0 0 BLER Blocks BER Error Count Samples Open Scopes Close Scopes Open Scopes Close Scopes Open Scopes Close Scopes While running the simulation, doubleclick on the blocks to open or close scopes [dcch_tx] [dcch_rx] Tx Error Rate RxCalculation 0 BER Error Count Samples ΤΗΣ ΣΠΟΥΔΑΣΤΡΙΑΣ : ΑΝΑΣΤΑΣΟΠΟΥΛΟΥ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗΣ

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην Πτυχιακή Εργασία γίνεται μία ανάλυση της WCDMA τεχνολογίας,η οποία είναι μία τεχνολογία των κινητών τρίτης γενιάς (3G).Διαβάζοντας την μπορούμε να ενημερωθούμε για τα χαρακτηριστκά,τις δυνατότητες και τις υπηρεσίες που μπορεί να προσφέρει μία τεχνολογία WCDMA τρίτης γενιάς. Τα WCDMA τρίτης γενιάς συστήματα έχουν σχεδιαστεί έτσι ώστε να μπορούν να υποστηρίξουν ευρείας ζώνης υπηρεσίες, όπως την υψηλή ταχύτητας πρόσβασης στο Διαδικτύο, video και υψηλής ποιότητας μετάδοση εικόνας, ίδια με αυτή των σταθερών δικτύων. Στη προκειμένη περιπτωση θα κάνουμε αρχικά μία θεωρητική αναφορά στην WCDMA τεχνολογία, και στη συνέχεια μέσα από τη διαδικασία της προσομοίωσης θα εξάγουμε συμπεράσματα για την αποδοτικότητα του συστήματος μέσα από μία σειρά μετρήσεων του BER και διαγραμμάτων αστερισμού. 1

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΣΕΛΙΔΑ 1ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 6 1.2 ΠΡΩΤΗ ΓΕΝΙΑ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ 1.2.1 ΤΟ ΝΜΤ ΠΡΟΤΥΠΟ 7 1.2.2 ΤΟ ΤACS ΠΡΟΤΥΠΟ 7 1.2.3 ΤΟ AMPS ΠΡΟΤΥΠΟ 7 1.3 ΔΕΥΤΕΡΗ ΓΕΝΙΑ ΚΙΝΗΤΗΣ 8 ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ 1.3.1 ΤΟ GSM ΣΥΣΤΗΜΑ 8 1.3.2 ΤΟ DAMPS ΣΥΣΤΗΜΑ 9 1.3.3 ΤΟ CDMA ΣΥΣΤΗΜΑ 9 1.3.4 ΤΟ PDC ΣΥΣΤΗΜΑ 10 1.3.5 ΤA AΣΥΡΜΑΤΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 10 1.4 2.5 ΓΕΝΙΑ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ 10 1.4.1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ HSCSD 10 1.4.2 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ GPRS 11 1.4.3 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ EDGE 12 1.4.4 ΟΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΙS 95B & CDMA2000 1xRTT 12 1.4.5 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Qualcomm 13 1.4.6 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ PDC 13 1.4.6.1 Η ΥΠΗΡΕΣΙΑ imode 13 1.5 ΤΡΙΤΗ ΓΕΝΙΑ ΚΙΝΗΤΗΣ 14 ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ 1.5.1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ WCDMA 16 1.5.2 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ CDMA2000 16 1.5.3 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Advanced 17 TDMA 1.5.4 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Hybrid 18 CDMA/TDMA 1.5.5 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ OFDM 18 1.5.6 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ IMT2000 18 2ο KΕΦΑΛΑΙΟ 20 6 2

2.1 ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΟ WCDMA 20 2.2 ΚΥΡΙΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ 21 ΤΗΣ WCDMA ΡΑΔΙΟ ΔΙΕΠΑΦΗΣ 2.3 ΒΑΣΙΚΑ ΤΕΧΝΙΚΑ 21 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ WCDMA 2.4 ΤΟ ΦΥΣΙΚΟ ΣΤΡΩΜΑ ΤΟΥ 22 WCDMA 2.5 ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΑΙ 24 ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ DOWNLINK ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ 2.5.1 ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ 24 ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗΣ ΦΑΣΗΣ ΜΕ ΟΡΘΟΓΩΝΙΣΜO Quaternary Phase Shift Keying (QPSK) 2.5.2 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ QPSK ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ 25 2.6 ΔΟΜΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ DOWNLINK ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ 26 2.7 ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΤΗΣ WCDMA ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ 26 2.8 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ 27 ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΩΝ DOWNLINK ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ 2.8.1 ΤΟ MAI ΣΤΗΝ DΟWNLINK ΣΥΝΔΕΣΗ 27 2.9 ΤΟ Graphic User Interface 28 (GUI) 3ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 29 3.1 ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ WCDMA ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ 29 3.2 ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΟΥ 36 WCDMA 3.2.1 ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ 37 ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΤΟΥ Show Transport Channel Setting &ΤΟΥ Show Channel Model Setting 3.2.2 ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΩΝ 39 TΙΜΩΝ ΤΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΤΟΥ Show Transport Channel Setting &ΤΟΥ Show Channel 3

Model Setting 3.2.3 ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΩΝ 43 ΤΙΜΩΝ ΤΟΥ BER ΚΑΙ ΤΩΝ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ AΣΤΕΡΙΣΜΟΥ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ 3.3 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΜΕΤΑ 93 ΤΗΝ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΤΟΥ WCDMA 4o ΚΕΦΑΛΑΙΟ 94 4.1 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΓΙΑ ΤΟ 94 WCDMA 4

ΔΗΛΩΣΗ ΠΕΡΙ ΛΟΓΟΚΛΟΠΗΣ Όλες οι προτάσεις οι οποίες παρουσιάζονται σε αυτό το κείμενο και οι οποίες ανήκουν σε άλλον αναγνωρίζονται από τα εισαγωγικά και υπάρχει η σαφής δήλωση του συγγραφέα. Τα υπόλοιπα αναγραφόμενα είναι επινόηση του γράφοντος ο οποίος φέρει και την καθολική ευθύνη για αυτό το κείμενο και δηλώνω υπεύθυνα ότι δεν υπάρχει λογοκλοπή σε αυτό το κείμενο. Ονοματεπώνυμο:.. Υπογραφή:. Ημερομηνία:.. 5

1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ 1ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο στόχος για την 3G γενιά των συστημάτων κινητής επικοινωνίας είναι να παρασχεθεί μία μεγάλη ποικιλία υπηρεσιών επικοινωνίας σε οποιονδήποτε, οπουδήποτε, οποιαδήποτε στιγμή. Η προοριζόμενη υπηρεσία για τους χρήστες κινητών τηλεφώνων τηs 3G γενιάς περιλαμβάνει υπηρεσίες όπως τη διαβίβαση υψηλής ταχύτητας δεδομένων, παραγωγή βίντεο και πολυμέσων καθώς επίσης και σήματα φωνής. Η τεχνολογία έπρεπε να αντιμετωπίσει τιs προκλήσεις για να έχει αυτές τις υπηρεσίες διαθέσιμες που είναι γνωστές ως τρίτη γενεά (3G) Κυψελοειδή συστήματα. Τα συστήματα πρώτης γενιάς αντιπροσωπεύονται από το αναλογικό σύστημα κινητήs τηλεφωνίαs και είναι σχεδιασμένα να μεταφέρουν τη φωνή από τον πομπό στον δέκτη ( π.χ. Total Access Communications Systems (TACS), Nordic Mobile Telephone (NMT), and Advanced Mobile Phone Service (AMPS)]. Τα επόμενα είναι τα ψηφιακά συστήματα κινητήs τηλεφωνίαs και είναι γνωστά ως κυψελοειδή συστήματα δεύτερης γενιάς ( π.χ. σφαιρικό σύστημα για την κινητή τηλεφωνία (GSM), προσωπικό ψηφιακό κυψελοειδές (PDC), και ψηφιακό AMPS (DAMPS). Τα συστήματα τρίτης γενιάς χαρακτηρίζονται από σημαντικέs διαφορές σε σχέση με τα πρότυπα των άλλων γενιών, και στις εφαρμογές και στις δυνατότητες.πρόκειται για ψηφιακά μικροτηλέφωνα πολυμέσων με υψηλά ποσοστά μετάδοσης δεδομένων, ικανά να παρέχουν πολλά περισσότερα από τις βασικές κλήσεις φωνής. 1.2 ΠΡΩΤΗ ΓΕΝΙΑ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ Η πρώτη γενιά των κυψελοειδών συστημάτων κινητής τηλεφωνίας εμφανίζεται στη δεκαετία του '80. Η πρώτη γενιά δεν ήταν η αρχή της κινητής τηλεφωνίας,αφού υπήρξαν διάφορα ράδιοδίκτυα κινητής τηλεφωνίας νωρίτερα, αλλά δεν ήταν κυψελοειδή συστήματα.οι δυνατότητες των πρόωρων δικτύων ήταν λιγότερες από αυτές των κυψελοειδών δικτύων. Στα κυψελοειδή δίκτυα η περιοχή κάλυψης διαιρείται σε μικρά κύτταρα, και έτσι οι ίδιες συχνότητες μπορούν να χρησιμοποιηθούν αρκετές φορές στο δίκτυο χωρίς αποδιοργανωτική παρέμβαση. Αυτό αυξάνει την ικανότητα των συστημάτων. Ο πρώτος κατασκευαστής

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ χρησιμοποίησε τις αναλογικές τεχνικές μετάδοσης για την επικοινωνία, η οποία ήταν σχεδόν εξ ολοκλήρου φωνή. Δεν υπήρξε κανένα κυρίαρχο πρότυπο αλλά διάφορα ανταγωνιστικά. Τα πρότυπα με την μεγαλύτερη επιτυχία ήταν το Nordic Mobile Telephone (NMT),το TotalNordic Mobile Telephone (NMT) και το Advanced Mobile Phone Service(AMPS).Συχνά αναπτύσσονταν άλλα πρότυπα τα οποία όμως χρησιμοποιούνταν μόνο από μια χώρα,όπως το CNetz στην Δυτική Γερμανία και το Radiocomm 2000 στην Γαλλία. 1.2.1 ΤΟ ΝΜΤ ΠΡΟΤΥΠΟ Το ΝΜΤ πρότυπο χρησιμοποιήθηκε αρχικά στην Σκανδιναβία και υιοθετήθηκε από μερικές χώρες της κεντρικής και νότιας Ευρώπης.Το NMT εμφανίζεται με δύο παραλλαγές: ΝΜΤ 450 και ΝΜΤ 900. Το ΝΜΤ 450 ήταν το παλαιότερο σύστημα, που χρησιμοποιεί ως ζώνη συχνότητας τα 450MHz.Το ΝΜΤ 900 προωθήθηκε αργότερα και χρησιμοποίησε ως ζώνη συχνότητας τα 900MHz. Το NMT πρόσφερε τη δυνατότητα της διεθνούς περιπλάνησης. Ακόμα και μέχρι το τελευταίο μισό της δεκαετίας του '90, προωθήθηκαν ΝΜΤ 450 δίκτυα σε διάφορες ανατολικές και ευρωπαϊκές χώρες. 1.2.2 ΤΟ ΤACS ΠΡΟΤΥΠΟ Το TACS είναι ένα U.K πρότυπο που υιοθετήθηκε από κάποιες χώρες της Μέσης Ανατολής και στη νότια Ευρώπη. Είναι κυρίως βασισμένο στο πρωτόκολλο AMPS, αλλά αυτό χρησιμοποιεί τη ζώνη των 900 MHz. 1.2.3 ΤΟ AMPS ΠΡΟΤΥΠΟ Το AMPS είναι ένα U.S. πρότυπο που χρησιμοποιεί την ράδιο ζώνη των 800 MHz. Εκτός από τη Βόρεια Αμερική, χρησιμοποιείται σε μερικές χώρες της Νότιας Αμερικής και της Άπω Ανατολής, συμπεριλαμβανομένης της Αυστραλίας και της Νέας Ζηλανδίας. Αξίζει να σημειωθεί ότι αν και ο κόσμος προτιμά πλέον τα 3G δίκτυα,τα δίκτυα της πρώτης γενιάς είναι ακόμα σε χρήση. Μερικές χώρες δημιουργούν νέα δίκτυα πρώτης γενιάς, και πολλά υπάρχοντα δίκτυα είναι σε ανάπτυξη. Εντούτοις στις χώρες με τις πιο προηγμένες 7

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ τηλεπικοινωνιακές υποδομές, τα πρώτης γενιάς συστήματα θα είναι για λίγο ακόμη στην αγορά ή έχουν ήδη καταργηθεί, δεδομένου ότι σπαταλούν το πολύτιμο φάσμα συχνότητας που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί με έναν αποτελεσματικότερο τρόπο για τα νεότερα ψηφιακά δίκτυα. 1.3 ΔΕΥΤΕΡΗ ΓΕΝΙΑ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ Η ταχεία ανάπτυξη των συνδρομητών και η έλλειψη δυνατοτήτων των δικτύων που χρησιμοποιούσαν τα κινητά συστήματα πρώτης γενιάς, ήταν ο κύριος λόγος για την εξέλιξη των κυψελοειδών συστημάτων δεύτερης γενιάς. Τα συστήματα δεύτερης γενιάς αξιοποιούν τεχνικές συμπίεσης και κωδικοποίησης που συνδέονται με την ψηφιακή τεχνολογία. Όλα τα συστήματα δεύτερης γενιάς υιοθετούν τον ψηφιακό τρόπο διαμόρφωσης.τα δεύτερης γενιάς (2G) κυψελοειδή συστήματα χρησιμοποιούν την ψηφιακή ράδιο μετάδοση για την επικοινωνία μεταξύ των χρηστών. Κατά συνέπεια μεταξύ των συστημάτων της πρώτης και δεύτερης γενιάς είναι η αναλογική/ψηφιακή διάσπαση. Ένα κανάλι συχνότητας διαιρείται ταυτόχρονα μεταξύ των διάφορων χρηστών. Ιεραρχικές δομές κύτταρων στις οποίες η περιοχή υπηρεσιών καλύπτεται από τα macrocells, τα microcells, και τα picocells, ενισχύουν την ικανότητα των συστημάτων. Πολλαπλάσιες τεχνικές πρόσβασης όπως Time Division Multiple Access (TDMA) και Code Division Multiple Access (CDMA) χρησιμοποιούνται μαζί με το FDMA στα συστήματα της δεύτερης γενιάς.τα κυψελοειδή συστήματα δεύτερης γενιάς είναι τα παρακάτω: United States Digital Cellular (USDC) standards IS54 και IS 136 Global System for Mobile communications (GSM) Pacific Digital Cellular (PDC) cdmaone 1.3.1 ΤΟ GSM ΣΥΣΤΗΜΑ Το GSM χρησιμοποιεί ως βασική ζώνη συχνοτήτων τα 900 MHZ αλλά υπάρχουν και αρκετά παράγωγα, των οποίων τα δύο σημαντικότερα είναι το ψηφιακό κυψελοειδές σύστημα 1800 (DCS 1800 ) και το PC 1900 (ή GSM 1900).. Ο πρωταρχικός λόγος για τη νέα ζώνη συχνοτήτων ήταν η έλλειψη δυνατοτήτων της ζώνης των 900 MHz.Η 8

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ ζώνη των 1.800 MHz μπορεί να φιλοξενήσει έναν πολύ μεγαλύτερο πληθυσμό χρηστών, και γι αυτό έχει γίνει αρκετά δημοφιλής, ειδικά στις πυκνά εποικημένες περιοχές. Η κάλυψη της περιοχής εντούτοις είναι συχνά μικρότερη απ'ότι στα δίκτυα των 900 MHz. Πρόσφατα το ευρωπαϊκό ίδρυμα προτύπων τηλεπικοινωνιών (ETSI) έχει κατασκευάσει επίσης το GSM 400 και το GSM 800. Η ζώνη των 400MHz μπορεί να καλύψει μεγάλες περιοχές και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να συμπληρώσει δίκτυα GSM υψηλών συχνοτήτων στις αραιά εποικημένες περιοχές. Εντούτοις, ο ενθουσιασμός προς το GSM 400 φαίνεται να μην ήταν μεγάλος στο αγοραστικό κοινό και σύντομα καταργήθηκε. 1.3.2 ΤΟ DAMPS ΣΥΣΤΗΜΑ Το DAMPS( γνωστό και ως USTDMA,IS136,ή TDMA) είναι backward συμβατό με το AMPS.Το AMPS είναι ένα αναλογικό σύστημα. Το DAMPS, όπως καθορίζεται στα πρότυπα IS 54, χρησιμοποιεί ένα αναλογικό κανάλι ελέγχου, αλλά το κανάλι φωνής είναι ψηφιακό. Και τα δύο κανάλια ελέγχου είναι σχετικά οι απλοί πόροι frequency shift keying (FSK) διαμόρφωσης, ενώ η έκδοση του DAMPS έχει κάποια πρόσθετη σηματοδότηση για να υποστηρίξει το digital traffic channel (DTC). Το DAMPS εισήχθη αρχικά το 1990. Το επόμενο βήμα στην εξέλιξη ήταν ένα ολόκληρο ψηφιακό σύστημα το 1994. Αυτό καθορίστηκε στα πρότυπα του IS 136.Το AMPS και το DAMPS λειτουργεί στη ζώνη των 850 MHz, αλλά τα ψηφιακά συστήματα στο IS 136. Το USTDMA και το GSM δεν έχει κοινές ρίζες, αν και τα δύο είναι βασισμένα στην τεχνολογία TDMA. 1.3.3 ΤΟ CDMA ΣΥΣΤΗΜΑ Το CDMA,δηλαδή τα IS95 πρότυπα που αναπτύσσονται από το Qualcomm,χρησιμοποιεί μια διαφορετική προσέγγιση στο σχέδιο διεπαφώναέρα. Αντί της διαίρεσης του μεταφορέα συχνότητας στις μικρές χρονικά αυλακώσεις όπως στο TDMA, CDMA χρησιμοποιεί διαφορετικούς κώδικες σε χωριστές μεταδόσεις στην ίδια συχνότητα. Οι αρχές τουcdma εξηγούνται καλά στο 3G Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) όπου χρησιμοποιείται η ευρείας ζώνης τεχνολογία CDMA. Στο IS95 είναι μόνο 2G CDMA πρότυπα μέχρι τώρα που χρησιμοποιούνται εμπορικά.tα IS95 δίκτυα είναι γνωστά επίσης από το εμπορικό σήμα cdmaone. 9

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ 1.3.4 ΤΟ PDC ΣΥΣΤΗΜΑ Το PDC είναι τα Ιαπωνικά 2G πρότυπα.αρχικά ήταν γνωστό ως Japanese Digital Cellular (JDC),αλλά το όνομα άλλαξε σε Personal Digital Cellular (PDC) για να κάνει το σύστημα πιο ελκυστικό στις υπόλοιπές χώρες. Εντούτοις, αυτή η μετονομάσια δεν έφερε το επιθυμητό αποτέλεσμα, και τελικά αυτά τα πρότυπα χρησιμοποιήθηκαν μόνο στην Ιαπωνία. Η προδιαγραφή είναι γνωστή ως RCR STD27, και το σύστημα λειτουργεί στις ζώνες δύο συχνοτήτων: 800 MHz και 1.500 MHz. Έχει και τους αναλογικούς και τους ψηφιακούς τρόπους. Οι παράμετροι του φυσικού στρώματός του μοιάζουν αρκετά με το D AMPS, αλλά η λίστα πρωτοκόλλου του μοιάζει με το GSM. 1.3.5 ΤA AΣΥΡΜΑΤΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Αξίζει να σημειωθεί ότι συχνά όταν αναφερόμαστε στα 2G δίκτυα κινητής τηλεφωνίας, εννοούμε και τα ασύρματα ψηφιακά συστήματα.υπάρχουν τρία γνωστά παραδείγματα : CT2, Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT), and Personal HandyphoneSystem. Μία τυπική μορφή τέτοιων συστημάτων περιλαμβάνει έναν σταθμό βάσεων και μια ομάδα μικροτηλεφώνων. Ο σταθμός βάσεων είναι συνδεμένος με κάποιο άλλο δίκτυο, το οποίο μπορεί να είναι ένα σταθερό ή κινητό δίκτυο. 1.4 2.5 ΓΕΝΙΑ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ Η 2.5 γενιά είναι ένας προσδιορισμός που περιλαμβάνει όλες τις προηγμένες βελτιώσεις για τα 2G δίκτυα. Αυτές οι βελτιώσεις μπορούν στην πραγματικότητα μερικές φορές να παρέχουν σχεδόν τις ίδιες δυνατότητες με τα προγραμματισμένα 3G συστήματα. 1.4.1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ HSCSD Ένα σύστημα GSM 2.5G περιλαμβάνει τουλάχιστον μία από τις ακόλουθες τεχνολογίες: highspeed circuitswitched data (HSCSD), General Packet Radio Services (GPRS), and Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE). 10

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ Ένα IS 136 σύστημα γίνεται 2.5G,με την εισαγωγή GPRS και EDGE, και ένα σύστημα IS 95 καλείται 2.5G όταν εφαρμόζει βελτιωμένα τα IS 95b, ή CDMA2000 1xRTT. Το μεγαλύτερο πρόβλημα με το GSM είναι τα χαμηλά ποσοστά δεδομένων διεπαφών αέρα που έχει.το GSM θα μπορούσε αρχικά να παρέχει μόνο 9,6 kbps χρησιμοποιούμενο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων. Αργότερα,επιτεύχθηκε ο 14,4 kbps ρυθμός μετάδοσης δεδομένων, αν και δεν χρησιμοποιείται συνήθως.το HSCSD είναι ο ευκολότερος τρόπος για επιτάχυνση. Αυτό σημαίνει ότι αντί της αυλάκωσης ενός χρόνου, ένας κινητός σταθμός μπορεί να χρησιμοποιήσει διάφορες χρονικές αυλακώσεις για μια σύνδεση δεδομένων. Στις τρέχουσες εμπορικές εφαρμογές, το μέγιστο είναι συνήθως τέσσερις χρονικές αυλακώσεις. Η αυλάκωση ενός χρόνου μπορεί να χρησιμοποιήσει είτε 9,6 kbps είτε 14,4 kbps ταχύτητες. Το συνολικό ποσοστό είναι απλά ο αριθμός των χρονικών αυλακώσεων του ρυθμού δεδομένων μιας αυλάκωσης. Αυτός είναι ένας σχετικά ανέξοδος τρόπος να αναβαθμιστούν οι δυνατότητες των δεδομένων, δεδομένου ότι απαιτεί μόνο τις βελτιώσεις λογισμικού στο δίκτυο,αλλά αυτός ο τρόπος έχει μειονεκτήματα.το μεγαλύτερο πρόβλημα είναι η χρήση των λιγοστών ράδιο πόρων. Επειδή είναι HSCSD κύκλωμα, διαθέτει χρησιμοποιημένες χρονικές αυλακώσεις συνεχώς, ακόμα και όταν δεν διαβιβάζεται τίποτα.αντίθετα, αυτό το ίδιο χαρακτηριστικό γνώρισμα κάνει στο HSCSD μια καλή επιλογή για εφαρμογές πραγματικού χρόνου, οι οποίες επιτρέπουν μόνο τις σύντομες καθυστερήσεις. Οι highend χρήστες, που θα ήταν οι πιθανότεροι χρήστες HSCSD,χρησιμοποιούν αυτές τις υπηρεσίες σε περιοχές όπου τα κινητά δίκτυα είναι ήδη κορεσμένα. Επιπρόσθετα η ικανότητα του HSCSD σε αυτά τα δίκτυα βεβαίως δεν κάνει την κατάσταση καθόλου καλύτερα. 1.4.2 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ GPRS Μία ακόμη τεχνολογία είναι η GPRS.Με αυτήν την τεχνολογία, ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων φτάνει τουλάχιστον στα 115 Kbps.Αν και με την επαρκή προστασία των δεδομένων, τα 115 Kbps είναι θεωρητικά το μέγιστο στους βέλτιστους ράδιο όρους με οκτώ χρονικές αυλακώσεις Downlink συνδέσεων. Μια καλή προσέγγιση για τη ρυθμοαπόδοση κατά μέσο όρο είναι τα 10 Kbps ανά χρονική αυλάκωση. Το μέγιστο θεωρητικό ποσοστό στοιχείων επιτυγχάνεται όταν οκτώ χρονικές αυλακώσεις χρησιμοποιούνται συνεχώς.το GPRS είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για τις εφαρμογές που δεν είναι πραγματικού χρόνου, όπως το email και το Web surfing. 11

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ 1.4.3 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ EDGE Η τρίτη βελτίωση 2.5 G του GSM είναι το EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution).Το EDGE βασίζεται σε eightphase shift keying (8PSK). Αυξάνει το ρυθμό μετάδοσης δεδομένων του GSM άνω του τριπλάσιου.το EDGE είναι μια σημαντική βελτίωση για τα GSM δίκτυα, δεδομένου ότι απαιτεί μόνο μια βελτίωση λογισμικού για να βασίσει τους σταθμούς, εάν οι RF ενισχυτές μπορούν να χειριστούν την αστάθεια στη διαμόρφωση φακέλων. Δεν αντικαθιστά,αλλά συνυπάρχει με την παλαιά Gaussian minimum shift keying (GMSK), οι χρήστες των κινητών τηλεφώνων μπορούν να συνεχίσουν να χρησιμοποιούν τα παλιά τηλέφωνά τους εάν δεν χρειάζονται την καλύτερη ποιότητα υπηρεσιών που παρέχεται από το EDGE. Είναι επίσης απαραίτητο να κρατηθεί το παλαιό GMSK επειδή η 8PSK μπορεί να χρησιμοποιείται αποτελεσματικά μόνο σε μια σύντομη απόσταση και για την ευρεία κάλυψη μιας περιοχής το. Εάν το EDGE χρησιμοποιείται με GPRS, ο συνδυασμός είναι γνωστός ως ενισχυμένο GPRS (EGPRS). Ο μέγιστος ρυθμός μετάδοσης δεδομένων που χρησιμοποιεί το EGPRS για τις οκτώ χρονικές αυλακώσεις είναι τα 384 Kbps. 1.4.4 ΟΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΙS 95B & CDMA2000 1xRTT Υπάρχουν και κάποιοι άλλοι τύποι 2G δικτύων που έχουν ανάγκη από αναβάθμιση.το IS 136 (TDMA) μπορεί να αναβαθμιστεί χρησιμοποιώντας τo EDGE, και oι δυνατότητες που θα έχει θα είναι περισσότερες απ ότι στο GSM. Επιπλέον, το GPRS μπορεί να εφαρμοστεί σε IS 136 δίκτυα.το πρότυπο IS95 (CDMA) παρέχει 14,4 kbps ρυθμό μετάδοσης δεδομένων. Αυτό αναβαθμίστηκε σε ΙS 95B, το οποίο μπορεί να μεταφέρει 64 Kbps με τη χρήση πολλαπλών κανάλιων κώδικα. Εντούτοις, πολλοί IS 95 χειριστές έχουν αποφασίσει να κινηθούν σε ένα σύστημα CDMA2000 1xRTT.Το 1xRTT είναι ένας από τους αρκετούς τύπους τεχνικών ράδιοπρόσβασης που συμπεριλαμβάνονται στο CDMA2000. Τα IS 95 και η διεπαφήαέρα CDMA2000 μπορούν να συνυπάρξουν, έτσι η μετάβαση 3G θα είναι αρκετά εύκολη για το IS 95. 12

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ 1.4.5 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Qualcomm Το Qualcomm έχει τα δικά του πρότυπα υψηλής ταχύτητας αποκαλούμενα ως High Data Rate (HDR),για να χρησιμοποιηθούν σε IS 95 δίκτυα.το Qualcomm παρέχει 2,4 mbps ρυθμό μετάδοσης δεδομένων. Ένα πρότυπο για το HDR έχει διατυπωθεί στο IS 856.Το1x Evolved Data Optimized (1xEVDO) χρησιμοποιείται για να αναφερθούμε σε μη ειδικευμένη μορφή αυτής της προηγμένης ραδιο διεπαφής CDMA. 1.4.6 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ PDC To PDC στην Ιαπωνία έχει εξελιχθεί για να παρέχει γρηγορότερες συνδέσεις δεδομένων.to NTT DoCoMo έχει αναπτύξει την υπηρεσία i mode.η οποία χρησιμοποιεί ένα πακέτο δεδομένων δικτύου (PDCP) από τη ράδιο διεπαφή PDC. Οι πελάτες χρεώνονται το ποσό δεδομένων που ανακτούν και όχι τα ποσοστά του χρόνου που ξοδεύονται για την ανάκτηση δεδομένων, όπως στα circuitswitched δίκτυα. 1.4.6.1 Η ΥΠΗΡΕΣΙΑ imode Η υπηρεσία imode μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πρόσβαση στις ασύρματες υπηρεσίες του Διαδικτύου. Σε αντίθεση με το Web surfing, το imode παρέχει μια καλή πλατφόρμα για την ασύρματη email υπηρεσία. Σε ένα packetswitched δίκτυο η παράδοση των email πέρα από την ράδιοδιεπαφή είναι και οικονομικός και γρήγορος τρόπος. Σε κάθε imode χρήστη μπορεί να σταλεί το email απλά με τη χρησιμοποίηση της διεύθυνσης :mobile_number>@docomo.ne.jp. Το imode είναι πραγματικά μία επιτυχημένη λειτουργία.το σύστημα προωθήθηκε το Φεβρουάριο του 1999, και τον Ιούνιο του 2002, είχε περισσότερους από 33 εκατομμύρια συνδρομητές. Στην πραγματικότητα, η ζήτηση για το imode ήταν μεγάλη έτσι το DoCoMo έπρεπε να συγκρατήσει τις νέες συνδρομές που εμφανίζονταν κατά περιόδους. Αυτό αποδεικνύει ότι υπάρχει μια αγορά για τις WAP υπηρεσίες, αλλά θα απαιτηθεί ένα πακέτο βασισμένο στο δίκτυο,όπως το GPRS, για να είναι εφικτό και προσιτό για τους χρήστες. Το NTT DoCoMo ήταν το πρώτο που άρχισε τις 3G υπηρεσίες ενώπιον άλλων χειριστών, που χρησιμοποιούν μια ιδιόκτητη έκδοση 3GPP με WCDMA προδιαγραφές. Αυτό τους έκανε να καταφέρουν να κάνουν 13

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ την εμφάνιση τους, ακόμα κι αν η έναρξη ήταν λίγο δύσκολη,αφού ως νέο σύστημα παρουσιάζει πάντα νέα προβλήματα. 1.Η μετάβαση από την Δεύτερη στην Τρίτη γενιά 1.5 ΤΡΙΤΗ ΓΕΝΙΑ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ Τα κυψελοειδή συστήματα τρίτης γενιάς σχεδιάζονται για να υποστηρίξουν της ευρείας ζώνης υπηρεσίες, όπως την υψηλή ταχύτητας πρόσβασης στο Διαδικτύο, video και υψηλής ποιότητας μετάδοση εικόνας, ίδια με αυτή των σταθερών δικτύων. Οι πρωταρχικές απαιτήσεις της τρίτης γενιάς των κυψελοειδών συστημάτων είναι : Ποιότητα φωνής συγκρίσιμη με το Public Switched Telephone Network (PSTN). Υποστήριξη του υψηλού ρυθμού μετάδοσης. Ο πίνακας παρουσιάζει την απαίτηση ρυθμού μετάδοσης δεδομένων των 3G συστημάτων : 2.Οι ρυθμοί μετάδοσης δεδομένων για τα 3G συστήματα 14

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ Υποστήριξη και των packetswitched και των circuitswitched υπηρεσιών δεδομένων. Αποδοτικότερη χρήση του διαθέσιμου ράδιο φάσματος Υποστήριξη μιας ευρείας ποικιλίας εξοπλισμού κινητής τηλεφωνίας Backward Compatibility με τα προϋπάρχοντα δίκτυα και εύκαμπτη εισαγωγή σε νέες υπηρεσίες και τεχνολογίες Μια προσαρμοστική ράδιο διεπαφή που ταιριάζει στην ιδιαίτερα ασυμμετρική φύση που έχουν οι περισσότερες Επικοινωνίες Διαδικτύου, δηλαδή μεγαλύτερο εύρος ζώνης για τις downlink από τις uplink συνδέσεις. 3. Η εξέλιξη των κυψελοειδών συστημάτων της Τρίτης Γενιάς (3G) Υπάρχουν διάφορες ανταγωνιστικές προτάσεις για τα 3G πρότυπα.οι οποίες ομαδοποιούνται βασισμένες στη βασική τους τεχνολογία, στο WCDMA,σε προηγμένο TDMA,σε υβριδικό CDMA/TDMA και σε orthogonalfrequency division multiplexing (OFDM). 15

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ 1.5.1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ WCDMA Εξ ορισμού το εύρος ζώνης ενός συστήματος WCDMA είναι τουλάχιστον 5MHz και αυτό είναι το εύρος ζώνης όλων των 3G προτάσεων του WCDMA. Αυτό το εύρος ζώνης επιλέχτηκε επειδή: Είναι αρκετό για να παρέχει ρυθμό μετάδοσης δεδομένων 144 και 384 Κbps (αυτός είναι ο στόχος των 3G), και ακόμη και 2 Mbps σε καλές συνθήκες. Το εύρος ζώνης είναι πάντα λιγοστό, και η μικρότερη πιθανή κατανομή πρέπει να χρησιμοποιείται, ειδικά εάν το σύστημα πρέπει να χρησιμοποιήσει τις ζώνες συχνότητας που είναι ήδη κατειλημμένες από τα υπάρχοντα 2G συστήματα. Αυτό το εύρος ζώνης μπορεί να επιλύσει περισσότερα multipaths από τα στενότερα εύρη ζώνης, βελτιώνοντας κατά συνέπεια την απόδοση. Οι 3G WCDMA προτάσεις ράδιοδιεπαφών μπορούν να διαιρεθούν σε δύο ομάδες :σε δίκτυο σύγχρονο και σε δίκτυο ασύγχρονο. Σε ένα σύγχρονο δίκτυο όλοι οι σταθμοί των βάσεων πρέπει να συγχρονιστούν μεταξύ τους. Αυτό οδηγεί σε μια αποδοτικότερη ράδιοδιεπαφή αλλά απαιτεί ακριβότερο hardware σε βασικούς σταθμούς. Άλλα χαρακτηριστικά του WCDMA είναι ο γρήγορος έλεγχος δύναμης στην uplink και downlink σύνδεση, η δυνατότητα να υπάρχει ποικιλία στο ρυθμό των bit και η υπηρεσία των παραμέτρων σε framebyframe βάση που χρησιμοποιεί τη μεταβλητή διάδοση. 1.5.2 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ CDMA2000 Η πρόταση του CDMA2000 είναι συμβατή με τα IS95 συστήματα της Βόρειας Αμερικής. Αυτά είναι τα σημαντικότερα συστήματα για την ύπαρξη των χειριστών του IS 95,του Qualcomm,του Lucent, και του Motorola. Οι προδιαγραφές για αυτή την πρόταση αναπτύσσονται περαιτέρω από το 3G Partnership Project number 2(3GPP2). Αν και το CDMA2000 έχει σαφώς τη λιγότερη υποστήριξη από το 3GPP, θα είναι μια σημαντική τεχνολογία, ειδικά στις περιοχές όπου χρησιμοποιούνται τα IS 95 δίκτυα.στις United States τα 3G δίκτυα πρέπει να χρησιμοποιήσουν σε πολλές περιπτώσεις την ύπαρξη των 2G φασμάτων.κατά συνέπεια, το CDMA2000 προσφέρει μια ενδιαφέρουσα τεχνολογία, δεδομένου ότι μπορεί να συνυπάρξει με ΙS 95 συστήματα. Επίσης, το κεντρικό δίκτυο είναι διαφορετικό από το GSM MAP,αφού το CDMA2000 χρησιμοποιεί το ANSI41 δίκτυο. Γνωρίζοντας ότι το CDMA2000 χρησιμοποιεί ένα σύγχρονο δίκτυο, η αυξανόμενη αποδοτικότητα παρουσιάζει ενδιαφέρον στους 16

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ νέους χειριστές, ή τους υπάρχοντες χειριστές του GSM που έχουν σχέση με την ανάπτυξη ενός αποδοτικού δικτύου, που ανταποκρίνεται στις ανάγκες των συνδρομητών. Αυτοί οι χειριστές μπορούν να περάσουν από τη διαδρομή GSM και να επεκταθούν στο CDMA2000,αντί της αναβάθμισης τουutranfdd. 1.5.3 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Advanced TDMA Σοβαρή έρευνα πραγματοποιήθηκε γύρω από τα προηγμένα συστήματα TDMA στη δεκαετία του 90.Για κάποιο χρονικό διάστημα, η ευρωπαϊκή 3G έρευνα συγκεντρώθηκε γύρω από τα συστήματα TDMA, και τα CDMA θεωρήθηκαν μόνο ως εναλλακτική λύση. Εντούτοις, στην ΙΜΤ2000 διαδικασία το UWC136 ήταν η μόνη επιβίωση για την πρόταση TDMA3G, και είχε την υποστήριξη μόνο στη Βόρεια Αμερική. Μέχρι το 2002,τα UWC136 συστήματα δεν υποστηρίχθηκαν ακόμη και από το UWCC, αλλά οι χειριστές του TDMA και του GSM της βόρειας Αμερικής έχουν αποφασίσει να υιοθετήσουν ένα WCDMA σύστημα, δηλαδή ένα IMTDS, ως 3G τεχνολογία. Το UWC136 είναι ένα σύστημα συμβατό με τα πρότυπα IS 136.Χρησιμοποιεί τρεις διαφορετικούς τύπους ταχυτήτων :τα 30 khz,τα 200 khz, και τα 1,6 MHz.Το στενότερο εύρος ζώνης (30 khz), είναι το ίδιο με τα IS 136 πρότυπα, αλλά χρησιμοποιεί μια διαφορετική διαμόρφωση. Η ταχύτητα των 200kHz χρησιμοποιεί τις ίδιες παραμέτρους με το GSM EDGE και παρέχει ρυθμό μετάδοσης δεδομένων μέχρι 384 Kbps. Αυτή η ταχύτητα έχει σχεδιαστεί για να χρησιμοποιηθεί για υπαίθρια ή οδική κυκλοφορία.η ταχύτητα των 1.6 MHz είναι για εσωτερική χρήση μόνο, και μπορεί να παρέχει ρυθμό μετάδοσης δεδομένων μέχρι 2 Mbps. Οι υποστηρικτές του UWC136 συμπεριλαμβάνονται στους IS 136 χειριστές της Βόρειας Αμερικής. Αυτό το σύστημα καλείται IMTSC στην επαγγελματική γλώσσα του ΙΜΤ2000. Εντούτοις,όταν αναφερόμαστε στο προηγμένο TDMA,πρέπει να διαπιστωθεί ότι ένα GSM 2.5G σύστημα με όλες τις προγραμματισμένες λειτουργίες (GPRS, HSCSD, EDGE) είναι ένα ικανό σύστημα TDMA. Δεν ανήκει στα 3G συστήματα, αλλά το όριο από τα 3G συστήματα θα είναι μικρό, τουλάχιστον κατά τη διάρκεια των πρώτων ετών μετά από τη 3G έναρξη. 17

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ 1.5.4 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Hybrid CDMA/TDMA Κάθε πλαίσιο TDMA είναι διαιρεμένο σε χρόνο οκτώ αυλακώσεων και εκεί κάθε χρονική αυλάκωση των διαφορετικών καναλιών πολλαπλασιάζεται χρησιμοποιώντας το CDMA. Αυτή η δομή πλαισίων θα ήταν συμβατή με το GSM σύστημα. Επίσης ο τρόπος UTRAN TDD είναι ένα υβριδικό σύστημα CDMA/TDMA,όπου ένα ράδιοπλαίσιο διαιρείται σε 15 χρονικές αυλακώσεις, και εκεί κάθε αυλάκωση διαφορετικού καναλιού πολλαπλασιάζεται με το CDMA. 1.5.5 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ OFDM Το OFDM είναι βασισμένο στην αρχή της multicarrier διαμόρφωσης,που σημαίνει τη διαίρεση ενός stream δεδομένων σε διάφορα bit streams(subchannels), κάθε ένα από τα οποία έχει ένα πολύ χαμηλότερο ποσοστό δυαδικών ψηφίων από το parent data stream. Αυτά τα substreams είναι διαμορφωμένα χρησιμοποιώντας τους κώδικες που είναι ορθογώνιοι μεταξύ τους. Λόγω της ορθωγωνικότητάς τους, οι υπομεταφορείς μπορεί να είναι πολύ κοντά ο ένας στον άλλον στο φάσμα συχνότητας χωρίς να παρεμβαίνει ο ένας στον άλλον. Το αποτέλεσμα είναι ένα σύστημα με πολύ αποδοτικό φάσμα. Το OFDM υιοθετείται από τα 802.11a, 802.11g, και HiperLAN2 WLAN συστήματα, και από τα Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) συστήματα. Το ίδιο OFDM μπορεί να βασιστεί είτε σε TDMA είτε CDMA σύστημα. 1.5.6 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ IMT2000 Το IMT2000 αρχικά ήταν ο σκοπός της διεθνούς ένωσης τηλεπικοινωνιών (ITU) για να έχει μία αληθινή σφαιρική 3G προδιαγραφή, αλλά για τεχνικούς και πολιτικούς λόγους αυτό δεν συνέβη. Στη συνεδρίασή της το Νοεμβρίου 1999 στο Ελσίνκι, η ITU δέχτηκε τον ακόλουθες προτάσεις για το ΙΜΤ2000 συμβατό σύστημα : IMT Direct Spread (IMTDS,γνωστό και ως UTRA FDD) IMT Multicarrier (IMTMC,γνωστό και ως CDMA2000) IMT Time Code (IMTTC,γνωστό και ως UTRATDD/ TDSCDMA narrowband TDD ) IMT Single Carrier (IMTSC, γνωστό και ως UWC136) IMT Frequency Time (IMTFT, γνωστό και ως DECT). 18

1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ Ο αριθμός συστημάτων που το αποδέχτηκαν δείχνει ότι η ITU υιοθέτησε μία πολιτική όπου κανένας σοβαρός υποψήφιος δεν μπορούσε να αποκλειστεί από τη νέα ΙΜΤ2000 προδιαγραφή. Κατά συνέπεια, το ΙΜΤ2000 δεν είναι ακριβώς μια προδιαγραφή ενιαίας ράδιο διεπαφής αλλά μια οικογένεια προδιαγραφών.από τότε έχει σημειωθεί πρόοδος στα 3G συστήματα.οι IMTDS και οι IMTTC προτάσεις είναι και οι δύο που αναπτύσσονται από την 3GPP κοινοπραξία. Το IMTMC υιοθετείται από μια άλλη κοινοπραξία βιομηχανίας, την 3GPP2. Αναμφίβολα το σημαντικότερο ΙΜΤ2000 σύστημα θα είναι το IMT DS και ακολουθεί το IMTMC.Η πρόταση IMTSC υποστηρίχθηκε από το UWCC, αλλά αυτή η οργάνωση έχει πάρει απόφαση να υιοθετήσει IMTDS(δηλ.το WCDMA) ως 3G τεχνολογία. Τον Δεκέμβριο του 2001 η οργάνωση UWCC διαλύεται, και τον Ιανουάριο του 2002 ιδρύθηκε μια νέα οργάνωση, η 3G Americas. Η αποστολή της 3G Americas είναι να υποστηρίξει τη μετανάστευση του GSM και τα δίκτυα TDMA στο σύστημα WCDMA στην Αμερική. Το IMTTC έχει διαιρεθεί σε δύο πρότυπα: TDD και TD Scdma. Και τα δύο πρότυπα υπάρχουν, αλλά μέχρι τώρα δεν έχει υπάρξει πολύ εμπορικό ενδιαφέρον προς αυτά. 19

2 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΘΕΩΡΙΑ WCDMA 2ο KΕΦΑΛΑΙΟ 2.1 ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΟ WCDMA Μία από τις πιο ελπιδοφόρες προσεγγίσεις της τρίτης γενιάς είναι να συνδυαστεί μία Wideband CDMA (WCDMA) διεπαφή αέρα με το σταθερό δίκτυο του GSM.Διάφορες προτάσεις υποστηρίζουν το WCDMA, το οποίο υποβλήθηκε στη International Telecommunication Union (ITU) και στην International Mobile Telecommunications το έτος 2000 (IMT2000) για την Τρίτη γενιά. Μεταξύ των διαφόρων οργανώσεων που προσπαθούν να συγχωνεύσουν τις διάφορες προτάσεις του WCDMA είναι : Japan's Association of Radio Industry and Business (ARIB) Alliance for Telecommunications Industry Solutions (ATIS) T1P1 European Telecommunications Standards Institute (ETSI) through its Special Mobile Group (SMG). Όλες αυτές οι οργανώσεις προσπαθούν να εκμεταλλευθούν τις ράδιοτεχνικές του WCDMA χωρίς να αδιαφορούν για τα πολυάριθμα πλεονεκτήματα των ήδη υπαρχόντων GSM δικτύων. Τα πρότυπα που έχουν, είναι βασισμένα στο ETSI's Universal Mobile Telecommunication System (UMTS),το οποίο είναι γνωστό ως UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA). Το σχέδιο πρόσβασης στο UTRA είναι το Direct Sequence Code Division Multiple Access (DSCDMA). Οι πληροφορίες βρίσκονται σε μια ζώνη των 5 MHz περίπου. Αυτό το ευρύ εύρος ζώνης έχει ονομαστεί Wideband CDMA or WCDMA. Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τρόποι συγκεκριμένα: Frequency Division Duplex (FDD) Time Division Duplex (TDD) Δεδομένου ότι διαφορετικές περιοχές έχουν διαφορετικά σχέδια κατανομής συχνότητας,η δυνατότητα να λειτουργήσει ένα WCDMA σύστημα είτε με τον τρόπο FDD είτε με τον TDD τρόπο επιτρέπει την αποδοτική χρησιμοποίηση του διαθέσιμου φάσματος.ακολουθεί αναλυτική περιγραφή των FDD και TDD λειτουργιών. FDD: Οι uplink και downlink μεταδόσεις χρησιμοποιούν δύο χωρισμένες ζώνες συχνότητας για αυτήν την διπλή μέθοδο. Ένα 20