Мобил алоқа тармоқларини лойиҳалаш. LTE тизимининг радиоинтерфейсини ташкил этилиши

1.

ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ АХБОРОТ
ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ ВА КОММУНИКАЦИЯЛАРИНИ
РИВОЖЛАНТИРИШ ВАЗИРЛИГИ
Муҳаммад ал-Хоразмий номидаги
ТОШКЕНТ АХБОРОТ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ
УНИВЕРСИТЕТИ
«МОБИЛ АЛОҚА ТАРМОҚЛАРИНИ
ЛОЙИҲАЛАШ»
фанидан маъруза
BТS1
BТS2
BТS3
5350100 – Телекоммуникация технологиялари (Телекоммуникациялар,
Телерадиоэшиттириш, Мобиль тизимлар)
МАТ КАФЕДРАСИ МУДИРИ
Ҳ .Х.МАДАМИНОВ

2.

Маъруза мундарижаси
LTE тизимининг радиоинтерфейсини
ташкил этилиши

3. LTE тармоғида “пастга” йўналишда транспорт каналларини физик каналларига тақсимланиши

LTE ТАРМОҒИДА “ПАСТГА” ЙЎНАЛИШДА ТРАНСПОРТ
КАНАЛЛАРИНИ ФИЗИК КАНАЛЛАРИГА ТАҚСИМЛАНИШИ
E-UTRAN радиоуланиш тармоғида ”пастга ” йўналиши учун 4-та
транспорт канали аниқланган:
BCH (ингл. Broadcast Channel) - кенг-қамровли узатиш канали;
PCH (ингл. Paging Channel) - чақирув «пейджинг» канали;
DL-SCH (ингл. Downlink Shared Channel) - “пастга” йўналишнинг
умумий канали;
MCH (ингл. Multicast Channel) - гуруҳли узатиш канали;
Физик даражада “пастга” йўналишда учта физик канал ишлатилади:
PDSCH (ингл. Physical Downlink Shared Channel) - ”пастга”
йўналишнинг умумий физик канали;
PDCCH (ингл. Physical Downlink Control Channel) - ”пастга”
йўналишнинг бошқарув физик канали;
CCPCH (ингл. Common Control Physical Channel) - умумий бошқарув
физик канали.

4.

LTE тармоғида “пастга” йўналишда транспорт каналларини физик
каналларига тақсимланиши
PDSCH канали юқори тезликда мультимедиа ва маълумотларни узатиш учун
мўлжалланган. Бу каналда QPSK, 16-QAM, 64-QAM модуляция турлари ва
сигналларни фазовий мультиплекслашдан фойдаланилади. PDСCH канали АУ лар
учун махсус бошқарув ахборотларини узатади ва фақат QPSK модуляциясидан
фойдаланади. Бу канал ҳар бир субкадрнинг биринчи слотидаги биринчи учта
OFDM-символларини эгаллайди. CCPCH канали эса кенг қамровли узатиш бўйича
хизмат ахборотларини узатади ва шунингдек фақат QPSK модуляциясидан
фойдаланади.

5. LTE тармоғида «Юқорига» йўналишдаги канални ташкил этилиши

LTE ТАРМОҒИДА «ЮҚОРИГА» ЙЎНАЛИШДАГИ КАНАЛНИ ТАШКИЛ
ЭТИЛИШИ
E-UTRAN тармоғида «юқорига» йўналиши учун қуйидаги икки
транспорт каналлари ажратилган.
RACH (ингл. Random Access Channel) - камдан-кам уланиш канали;
UL-SCH (ингл. Uplink Shared Channel) - “юқорига” йўналишдаги
умумий канал.
“Юқорига” йўналишнинг физик даражасида учта физик каналлари
ажратилган:
PRACH (ингл. Physical Randon Access Channel) - камдан-кам уланиш
физик канали;
PUСCH (ингл. Physical Uplink Control Channel) - “юқорига”
йўналишдаги бошқарув физик канали;
PUSCH (ингл. Physical Uplink Shared Channel) - “юқорига”
йўналишдаги умумий физик канали.

6.

LTE тармоғида «юқорига» йўналишдаги транспорт ва физик
каналларининг ўзаро тақсимланиши
«Юқорига» каналда АУ нинг рухсат этиладиган нурланиш қуввати чеклангани
сабабли авхборот узатишнинг энергетик самарадорлигини ошириш, АУ нинг
нархини ва энергия истеъмолини камайтириш кабилар биринчи даражали
масалалар бўлиб қолади. Шу муносабат билан LTE тизимида “юқорига”
йўналиши учун сигнални қайта ишлашнинг янги - SC-FDMA (ингл. SingleCarrier Frequensy Division Multiple Access - бир элтувчи асосида каналларни
частотавий ажратиш билан кўп сонли уланиш) технологияси таклиф этилган.

7.

SC-FDMA технологияси OFDM технологияси билан кўплаб
ўхшашликларга эга бўлиб, улардан асосийси шундаки, «пастга»
йўналишда частотавий ортогоналлик сота ичидаги абонентлар
орасида ташкил қилинган ва бу сота ичидаги интерференция
ҳажмини бошқаришга имкон беради. Шунингдек, SC-FDMA
кучайтиргич қувватини тушишини камайтиради ва бу билан АУ
нинг аккумуляторининг хизмат муддатини чўзишга ва алоқа
узоқлигини оширишга имкон беради. SC-FDMA технологиясида
сигнални қайта ишлашни асосини тақсимланган OFDMсимволларини дискретли Фурье тезкор ўзгартириш усули
ташкил этади

8. радиотчастота спектри МасалаСИнинг долзарблиги

РАДИОТЧАСТОТА СПЕКТРИ МАСАЛАСИНИНГ ДОЛЗАРБЛИГИ
Радиочастота спектри (РЧС) ҳар бир давлатнинг қимматбаҳо ва
чекланган ресурс(маблағ)и ҳисобланади ва ҳозирги кунда ундан
фойдаланишга талаб борган сари ортиб бормоқда. Бунга симсиз
алоқа тизимлари хизматларининг яхшиланган шаклда кенг
тарқалиши ва оммавийлигининг ортиши, хизматлар ва ускуналар
ҳаражатларининг қисқариши ва фойдаланишдаги қулайлиги
ёрдам бермоқда. Бунинг эвазига мавжуд ва янги симсиз кенг
полосали тармоқлар мавжуд радиочастоталар ресурсларини
тезда ўзлаштириб олиб, янги частоталарга мухтож бўлишлари
кутилмоқда.

9. радиотчастота спектри МасалаСИнинг долзарблиги

РАДИОТЧАСТОТА СПЕКТРИ МАСАЛАСИНИНГ ДОЛЗАРБЛИГИ
Тез ўсаётган мобил алоқа абонентлари сони ва хизматлардан
фойдаланиш ҳажмининг ортиши туфайли операторлар илғор
технологияларни жорий этиш, юқори сифатли мавжуд алоқа
хизматларини
ва
маълумот
узатишнинг
инновацион
хизматларини тақдим этиш ҳисобига ўз тармоқларини
такомиллаштиришга мажбур бўлмоқдалар. Одатда радиочастота
спектрини бошқариш масаласи жуда мураккаб ҳисобланади.
Аммо сўнгги йилларда юзага келган анъананинг ўзгариши
кузатилмоқда ва РЧС ни бошқариш жараёни технологияларга
боғлиқ бўлмаган ҳолда мослашувчанроқ бўлиб бормоқда ва
охир-оқибатда операторларга бозор талабларини яхшироқ
қондиришга имкон бермоқда.

10. LTE тизимлари учун потенциал спектр

LTE ТИЗИМЛАРИ УЧУН ПОТЕНЦИАЛ СПЕКТР
3GРР лойиҳаси томонидан LTE стандартини ишлаб чиқиш
масалалари асосан 2008 йилда якунланган ва биринчи LTE
тижорат тармоқлари 2009 йилнинг охири ва 2010 йилнинг
бошларида қурила бошлаган. Дунёнинг турли минтақаларида
LTE тармоқларини қуриш учун кўзда тутилган частоталар
полосаси келтирилган. Бироқ бу сўнгги тақсимлаш эмас ва
келажакда баъзи ўзгартиришлар эҳтимоли ҳам бор.
LTE тармоқларини қуриш учун эҳтимолий частота полосалари

11. 700 МГц диапазони

700 МГЦ ДИАПАЗОНИ
700МГц диапазони деганда анча кенг 470МГц...862МГц
частоталар полосаси тушинилади. Бу ном мантиқли кўринмасада, лекин у узоқ вақт телевидение ва радиоэшиттириш учун
ишлатилганлиги сабабли шундай қабул қилиниб қолган.
Телевидение ва радиоэшиттириш эҳтиёжлари учун спектрни
тақсимлашга бағишланган биринчи конференция 1961 йилда
Стокгольм (Швеция) шаҳрида ўтказилган. Унда, бир томондан,
аҳоли учун сифатли телевидение ва радио сигналларини тақдим
этадиган, иккинчи томондан, алоҳида давлатлар ва минтақаларда
ушбу хизматларини қулай ва самарали ташкил этишга ҳалақит
бермайдиган узаткич қувватлари ва частоталар аниқлаб берилди.

12.

700 МГЦ ДИАПАЗОНИ
Стокгольм битими (ундан кейингилари каби) иштирокчи давлатларга
спектрдан ўз хоҳишларига кўра фойдаланиш имконини (қўшни давлатларга
ҳалақит бермаган ҳолда) тақдим этди. У пайт телевидение барча
давлатларнинг қизиқиш марказида эди. Шундай қилиб, Стокгольмда миллий
телеузатиш хизматлари учун ДМТ (UHF) диапазони, жумладан, 470МГц
...862МГц частоталар полосаси танланди.
Ушбу диапазон кўплаб афзалликларга эга. Биринчидан, бу частотадаги
радиотўлқинлар тўсиқларни бир оз оғиши мумкин (дифракция хисобига) ва,
натижада, бинолар ичида ҳам тарқалади. Бунда сигнални қабул қилиш учун
узаткич тўғри кўринишда (ингл. Line of Sight - LoS) бўлиши шарт эмас.
Иккинчидан, бу частоталар фазода яхши тарқалади ва шунинг учун сигнал
кенг ҳудудда қабул қилинади. Шунга мувофиқ ҳолда узаткичлар
миқдорининг кам бўлиши капитал ҳаражатларни тежашга олиб келади.
Шунингдек, қабул қилиш антенналарининг жуда ихчам (дециметр
ўлчамларда) бўлиши уларни уй шароитларида ишлатиш мумкинлигини ҳам
таъминлайди.

13.

700 МГЦ ДИАПАЗОНИ
Ҳозирги вақтда Европада, шунингдек дунёнинг қолган катта
қисмида мазкур диапазонда аналог телевидиниядан рақамли
телевидениега ўтиш ҳисобига “рақамли дивиденд” номини олган
РЧС нинг қисми бўшатилишига катта умид билдиришмоқда. Бу,
мутахассисларнинг фикрича, ДМТ диапазонида симсиз кенг
полосали тармоқларни ривожлантириш учун талай радиочастота
ресурсини (назарий жихатдан 300МГц гача) олиш имконини
беради. Бунда ушбу диапазонда частоталарни тақсимлаш
“глобал роуминг” хизматларини асосларини яратиш мақсадида
ва РЧС ни жаҳон миқёсида (имкон қадар максимал ҳолатда)
гармонизациялаш талабларини ҳисобга олган ҳолда амалга
оширилиши кўзда тутилган.

14.

700 МГЦ ДИАПАЗОНИ
“Рақамли дивиденднинг” маъноси шундаки, ўтган асрнинг 90-йилларида ОFDM
технологиясининг ўзлаштирилиши ва унинг асосида рақамли
телевидениенинг янги DVB стандартларининг ишлаб чиқилиши билан ўша
маълум бир телесигнални камроқ қувватли узаткичлар ва кичик частоталар
полосасини қўллаш воситасида узатиш мумкин бўлиб қолди. ОFDM
технологияси сигнални самарали кодлашни, шунингдек, шаҳар шароитида
оддий телеузатиш учун қайта аксланиш шароитларида сигнални сифатлироқ
узатилишини таъминлади. Натижада, агар 1990-йилларда бир аналог
телеканал ўрнига тўртта рақамли телеканаллар ҳақида гапирилган (яъни, бир
ажратилган частота полосасида 4 мультиплекс) бўлса, у ҳолда ҳозир энди
битта мультиплексда тўртта HDTV каналлари ҳақида гапирилмоқда. Шундай
қилиб, ҳар бир телеканал рақамли узатишга ўтганида энг ками аввал
ажратилган частоталарнинг 3/4 полосаси бўшайди ва умумий миқдорда ДМТ
дапазони халқаро тақсимлашда 294МГц гачани ташкил этиши мумкин. Бу,
албатта, жуда юқори баҳога эга бўлган улкан частота диапазони ҳисобланади.
Масалан, АҚШ да 2007йилда шу диапазондаги 62МГц лик полоса аукционга
қўйилиб, давлат ғазнасига 19,6 млрд. АҚШ долларилик даромад келтирган.

15.

700 МГЦ ДИАПАЗОНИ
Албатта, бу ўринда бўшатилган частоталарни қай тарзда тўғри
тақсимлаш масаласи ўртага қўйилади. Бу масала оддий эмас, чунки
бу полосаларга даъвогарлар кўп: биринчидан, янги телеканалларни,
HDTV ни ишга тушириш ва портатив ускуналарда қабул қилиш учун
мобил ТВ ни тақдим этиш мумкин бўлган телеузатиш хизматлари,
иккинчидан, кам аҳолилик ҳудудларни кенг қамраб олиш учун улар
ишлатиши мумкин бўлган, масалан, 3G, 4G каби мобил тармоқлар ва
бошқа симсиз кенг уланишли алоқа учун бу частоталарнинг жуда
истиқболли эканлиги ва, ниҳоят, мазкур частоталар оператив
радиоалоқани ташкиллаштиришда давлат хизматлари учун ҳам
манфаатлидир.

16. 900МГц диапазонининг кайта тақсимланиши

900МГЦ ДИАПАЗОНИНИНГ КАЙТА ТАҚСИМЛАНИШИ
900МГц диапазони деганда глобал даражада GSM тармоқларини
ишлатиш учун ажратилган частота полосаларини, яъни 880915МГц ва 925-960МГц полосаларни тушуниш керак. Бугунги
кунга келиб ушбу диапазон мобил алоқа тизимлари учун дунё
миқёсида рухсат этилган частоталар диапазонлари орасида энг
кенг тарқалган ва гармонизацияланган диапазон ҳисобланади. У,
шунингдек алоқанинг узоқлиги ва тармоқларни қуриш
харажатларини барқарор қисқартириш каби радиочастота
диапазонларини стратегик жиҳатдан муҳим қиладиган бир қатор
афзалликларга эга. Бундан ташқари, 900МГц диапазони бинолар
ичига кириш бўйича яхши кўрсаткичларга эга ва, айниқса,
аҳолиси зич бўлмаган олис ҳудудларда кенг полосали алоқани
ташкил этишга мос келади.

17. 900МГц диапазонининг кайта тақсимланиши

900МГЦ ДИАПАЗОНИНИНГ КАЙТА ТАҚСИМЛАНИШИ
Дунёнинг
150
дан
ортиқ
давлатларида
давом
этаётган
фойдаланувчиларнинг 2G (GSM) тармоқларидан 3G (UMTS)
тармоқларига “миграция” (аста секин ўтиш) жараёни босқичма-босқич
GSM-900 тармоқларида юкламани камайтириб, бу диапазондаги
спектрни бўшата бошлайди. Натижада, кўплаб операторлар бу
частоталар полосасида UMTS (хусусан, НSРА/НSРА+) тармоқларининг
истиқболи ҳақида ўйламоқдалар. Бироқ амалда шундай ҳолат юз
бермоқдаки, бугунги кунга келиб мазкур диапазонда LTE
тармоқларини қуриш афзалроқ ва истиқболлироқ бўлиши мумкин.
НSРА/НSРА+ тармоқларига қараганда LTE тизими, кутилаётгандек,
абонент терминали унумдорлилигини ва секторлар сиғимини
сезиларли даражада оширади, абонент сатҳида абонент жавоби
вақтини қисқартиради ва бу билан фойдаланувчи интерфейсини анча
яхшиланган шаклини тақдим этади.

18. 900МГц диапазонининг кайта тақсимланиши

900МГЦ ДИАПАЗОНИНИНГ КАЙТА ТАҚСИМЛАНИШИ
UMTS тизимлари 5МГц дан кам бўлмаган полосаларда ишласа,
LTE тармоқларини илк ташкил этиш учун 1,4МГц лик полоса
бўлиши етарлидир. Яна шуни ҳам эслаб кетиш керакки, 900МГц
диапазонида ишлай оладиган UMTS абонент ускуналари
фақатгина 2010 йилдан пайдо бўла бошлади ва ҳозиргача
бозорда етарли даражада тарқалган эмас. Ушбу барча омилларни
ҳисобга олиб, кўплаб операторлар LTE тармоқларини қуриш
учун
900МГц
диапазонидаги
полосаларни
заҳиралаш
вариантини жиддий ўйлаб кўрмоқдалар.

19. 900МГц диапазонининг кайта тақсимланиши

900МГЦ ДИАПАЗОНИНИНГ КАЙТА ТАҚСИМЛАНИШИ
LTE тизимларининг ҳар ҳил частота полосаларида мослашувчанлик
билан ишлаш қобилияти GSM тармоқларидан бўшаятган
полосаларни эгаллашга ажойиб имкониятлар яратади ва
қўшимча частота полосалари бўшатилишига қараб тармоқ
кўламини кенгайтиришга имкон яратади. LTE тизимларининг
яхшиланган спектрал самарадорлиги туфайли уларнинг 900МГц
диапазонида ташкил этилиши тармоқларнинг энг юқори
сиғимини таъминлайди. Шунингдек, операторларга катта
ҳудудларда юқори сифатли кенг полосали хизматларни тақдим
этиш туфайли юқорироқ частоталардаги сарфларга нисбатан
сезиларли равишда камроқ сарфлар билан LTE тармоқларини
яратиш имконини беради.

20. 900МГц диапазонининг кайта тақсимланиши

900МГЦ ДИАПАЗОНИНИНГ КАЙТА ТАҚСИМЛАНИШИ
LTE тармоқларининг 900МГц диапазонида ташкил этилиши орқали харажатлар ва
логистика бўйича қўшимча ютуқлар келтириши кутилади, бинобарин, LTE базавий
станцияларини мавжуд GSM сайтларига жойлаштириш мумкин, чунки мазкур
диапазонда GSM ва LTE тармоқларининг радиоқамров ҳудудлари тахминан бир хил
бўлади. Лекин бунда шу кўзда тутиладики, Европа сотали алоқа операторлари яқин
ораларда GSM тармоқлари ишини тўхтатмайдилар, чунки улар (GSM тармоқлар) ҳали
ҳам мобил товуш алоқаси ва глобал роуминг хизматларини асосини ташкил этадилар.
Аслида эса EDGE (ёки унинг янгиланган Е-EDGE) технологияси қўлланиладиган
GSM тармоқлари яна анча вақт хизматда қолиши ва LTE тармоқларига аста-секин
ўтишни таъминлаши мумкин. Шунга кўра ривожланиш эҳтимолининг катта
сценарийси шундай кўринадики, LTE тармоқларининг GSM тармоқлари билан
900МГц диапазонида биргаликда ишлаши яна 5-10 йил давом этади ва фақат шундан
кейингина GSM тизимларининг ишлатилиши тўлиқ тўхтатилиши мумкин. 900МГц
диапазонининг кейинги тақсимланиши кўп жиҳатдан Европа Иттифоқи даражасида
ўтказиладиган музокаралар ва қабул қилинадиган қарорларга боғлиқ.

21.

22.

23.

24.

Назорат савол ва топшириқлари:
1. Радиоалоқани ташкил этиш асослари
2. Модуляция деб нимага айтилади.
3. Кўп каналли радиоалоқа деб нимага айтилади
4. Симплекс ва дуплекс алоқа турлари қанақа амлга оширилади
Мустақил иш топшириқлари:
1. «Радиоалоқани ташкил этиш асослари» мавзусида реферат
2. «Радио-релей линиялари қуриш» мавзусида реферат
3. «Модуляция турлари» ҳақида реферат
Тавсия этиладиган қўшимча адабиётлар:
1. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи.
М.:Эко- Трендз Ко, 1997.-238 с.
2. Андрианов В.И., Соколов А.В. Средства мобильной связи. ВНVСанкт- Петербург, 1998.- 256 с.
3. Невдяев Л. CDMA: IS-95. Сети, 2000, № 3
4. Невдяев Л. Стандарты 3G. Сети, 2000, № 6
5. Ибраимов Р.Р. Мобильные системы связи. Учеб. пос., ТУИТ,
2004.