Кўп томонлама уланиш технологиялари 5-маъруза

Мобил тизимларда дуплекс режимини ташкил этиш

Аниқ бир тизимга берилган йиғинди частота-вақт ресурсини нафақат кўп томонлама уланишни ташкил этишга, балки дуплекс режимни, яъни ҳар иккала тизимдан абоненга ва тескари томонга йўналишларда параллел ахборот алмашинувини таъминлашга сарфлашга тўғри келади. Мобил радиоалоқа тизимларида частота ва вақт бўйича дуплекс режимлари қўлланилади. FDD (frequency division duplex) дейиладиган биринчи вариантда дуплекс жуфтлик частота бўйича дуплекс ажратилган дейиладиган қандайдир ҳимоя интервали билан ажратилган абонентлар канали полосаси кенглигининг иккита частоталар полосасаларини эгаллайди. Шундай қилиб, абонентлар орасида маълумотларни узатиш ва қабул қилиш турли частоталарда амалга оширилади. FDDнинг ишлаш принципи 5.9-расмда тасвирланган.

5.9-расм. Частоталарнинг дуплекс ажратилишини ташкил этиш принципи

FDD асосида биринчи ва иккинчи авлодлар тизимлари (AMPS, DAMPS, GSM, IS-95 ва бошқалар) қурилган.
Вақт бўйича дуплексда (TDD — time division duplex) икки томонлама алоқа учун узатиш ва қабуллаш каналлари вақт бўйича ажратиладиган ўша бир ташувчи ишлатилади (5.10-расм). TDD режими мавжуд сотали алоқа тизимлари учун характерли эмас, лекин симсиз телефон стандартларида (CT2, DECT ва бошқалар) кенг тарқалган. Бундан ташқари, унга учинчи авлод UMTS ва cdma2000 стандартларида ҳам маълум жой ажратилган.

5.10-расм. Вақт бўйича дуплекс ажратишни ташкил этиш принципи

Аниқлик учун cdma2000 лойиҳаси асосига қўйилган рақамларни мўлжаллаш билан TDDли тизимлар каналларининг намунавий тузилмасини кўриб чиқамиз. BTS канал архитектурасининг асосий элементи Тк = 20 мс бўлиб (5.11-расм), у дкплексни ташкил этишга мўлжалланган 8 та жуфт интервалларга бўлинади.

5.11-расм. CDMA2000 тизими TDDли алоқа канали кадрининг тузилмаси

Жуфтликнинг биринчи интервали Т_т давомийликка эга ва узатиш учун ажратилади. Иккинчи интервалда (T_R давомийликдаги) MS сигнали қабул қилинади. Исталган ёнма-ён интерваллар хизмат кўрсатиш зонасининг узунлиги орқали аниқланадиган Δt давомийликдаги ҳимоя оралиқлари билан ажратилади. Унча қийин бўлмаган ҳисоб кўрсатадики, 52 мкс ҳимоя интервалида ва базавий станцияда вақт интервалларини +3 мкс синхронлаштириш аниқлигида хизмат кўрсатиш зонасининг максимал радиуси 14 кмни ташкил этади.
Мобил станциялар ўхшаш кадрнинг тузилмасига эаг бўлади, лекин қабуллаш ва узатиш интерваллари жойларини алмашади.
Дуплекслашнинг иккита вариантларини таққослаш шундай хулосага олиб келадики, FDD режими соталарнинг катта ўлчамларида ва абонентларнинг юқори ҳаакатланиши тезликларида самаралироқ, у ҳолда TDDли вариант катта жаражада микросоталарда, яъни унча юқори бўлмаган тезликларда ҳаракатланадиган абонентларга хизмат кўрсатиш кичик зоналарида қўлланиш учун тўғри келади. Бинобарин, TDDла “юқорига” ва “пастга” линиялари ўша бир частотлалар полосасини эгаллар экан, улардаги сўнишлар характеристиклари юқори корреляциялаш даражасига эга бўлади, бу нурлантириладиган қувватни ростлаш ва фазовий ажратиш жараёнларини соддалаштириш учун ишлатилиши мумкин.
Бундан ташқари, TDDга хусусиятли бўлган тез мослашувчан тузилма, тўғри ва тескари каналлардаги асимметрик маълумотлар оқимларида вақт ресурсларини самарали қата тақсимлашга имкон беради. Бундай асимметрия мобил терминалларга Internet тармоғи билан алоқа функциялари юклатилиши билан учинчи авлод тизимларида жуда хусусий ҳодиса бўлиб қолади. Бундай контакт мобайнида “пастга” линиядаги трафик тескари йўналишдагига қараганда аниқ тўйинган бўлади. Бунда 5.12-расмда кўрсатилганидек амал қилиш мумкин, у “юқорига” ва “пастга” линиялари орасида вақт ресурсларини симметрик тақсимланишидан (5.12а-расм) “пастга” кўрсаткич MS маълумотларини қабул қилишга, “юқорига” кўрсаткич эса узатишга жавоб берадиган вақт ресурсларини асимметрик тақсимланишига (5.12б-расм) ўтишни схематик тасвирлайди.



а)



б)
5.12-расм. Алоқа каналида “юқорига” ва “пастга” линиялари орасида вақт ресурсларини симметрик тақсимланиши (а) ва асимметрик тақсимланиши (б)

TDD вариантининг авзаллиги сифатида абонентлар терминалининг оддийроқ бир режимли TDD ишлатилиши имконияти ҳам кўрилиши мумкин. Ҳар иккала дуплекслаш вариантларига мўлжалланган икки режимли (FDD/TDD) аппаратли мураккаблаштиришга келинса, у ҳолда оддий FDD-терминалга қараганда у жуда сезиларли эмас ва иқтисодий кўрсаткичларга чегаравий таъсир ўтказмайди.

Юқорида келтирилганлардан келиб чиқади, ҳар иккала кўриб чиқилган дуплекслаш режимларининг бирлаштирилиши бўйича европа UMTS лойиҳаси тавсиялари жуда рационал ҳисобланади. Бундай ечим тизимга ажратилган спектрал диапазонидан фойдаланиш қисмида тез мослашувчанликни беради ва ўтказиш полосасини ишлатиш шароитларига ва хизматлар характерига мослаштиришга имкон беради. 230 МГц кенгликдаги спектр кенгликлари оралиқларида иккита ажратилган WARC-92да учинчи авлод тизимларини қуриш европа концепциясига мувофиқ: 1885…2025 ва 2110…2200 МГц, 1920…1980 и 2110…2170 полосалар частота бўйича дуплексли СМАТ учун, 1900…1920 ва 2010…2025 МГц полосалар эса вақт бўйича дуплексли СМАТ учун мўлжалланади.
Назорат саволлари

1. Каналлар частота бўйича ажратилган кўп томонлама уланишни тушунтиринг?

2. Каналлар вақт бўйича ажратилган кўп томонлама уланишни тушунтиринг?
3. Каналлар код бўйича ажратилган кўп томонлама уланишни тушунтиринг?
4. Мобил радиоалоқа сотали тизимларининг фойдаланувчилари сони ва реал абонентлар сиғими қандай баҳоланади?
5. Мобил алоқа тизимларида дуплекс режим қандай ташкил этилади?