CDMA стандартты ұялы байланыс желісін талдау

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 83 бет
Таңдаулыға:

7

8

9

10

Аңдатпа

Бұл бітіру жұмысы CDMA стандартының параметрлерін зерттеуге

бағытталған.

CDMA стандартының радиоинтерфейстері, құрылымы,

технологиялары, жұмыс істеу қағидалары қарастырылған. Сондай-ақ ұялы

байланыс желісінің базалық мүмкіндіктері, BSC жүйелерінің сипаттамалары

зерттелді, сонымен бірге Borland Pascal және Mathcad программаларында

есептеулер жүргізілді.

Өміртіршілік қауіпсіздігі тарауында қауіпті және зиянды өндірістік

факторлар мен еңбекті қорғау шаралары талданған.

Экономикалық бөлімде жүйені жобалауға, жасауға және енгізуге

кеткен шығындар есептелген. Бітіру жұмысының экономикалық тұрғыдан

тиімділігі сипатталған.

Аннотация

Данная выпускная работа направлено на исследование параметров

стандарта CDMA.

Были рассмотрены следующие вопросы: радиоинтерфейс, структура,

технологии стандарта CDMA. Также исследованы базовые возможности

сотовой связи, характеристики системы

BSC,

были произведены

математические моделирования на программах Borland Pascal и Mathcad.

В дипломном проекте рассмотрены следующие темы: описание

поколений сотовой связи (начиная с NMT-450), описание стандартов 3G,

описание стандарта UMTS (архитектура и особенности сети) .

В разделе БЖД производится анализ опасных и вредных

производственных факторов и защитных мероприятий по охране труда.

В экономической части производится расчет затрат на разработку,

проектирование и внедрение системы, из которой видно, что проект является

экономически эффективным.

11

Мазмұны

Кіріспе . . .

1 CDMA стандартты ұялы байланыс желісін талдау . . .

1. 1 Боржар қаласындағы байланыстың қазіргі кездегі жағдайы…… . . .

1. 2 CDMA технологиясының ұстанымы. .

1. 3 CDMA ұялы байланыс желісінің ерекшелігі . . .

1. 4 CDMA технологиясын суреттеу және жүйені қарастыру

1. 5 CDMA стандартының негізгі қағидалары.

1. 6 CDMA стандартты жүйенің жұмыс істеу қағидасы.

2 CDMA жүйелеріндегі құрылғыларды таңдау.

2. 1 CDMA арналарының құрылымы

2. 2 CDMA2000 1xEVDO технологиясы . . .

2. 3 CDMA2000 1xEVDO интерфейсі . . .

2. 4 Базалық станциядан бағытталған арна құрылымы . . .

3 Негізгі есептеу бөлімі . . .

3. 1 Тура қосылу. .

3. 2 Кері қосылу . . .

3. 3 Базалық станцияның сыйымдылығына талдау жүргізу . . .

3. 4 Боржар қаласының аумағында CDMA 2000 желісі үшін қамту

аумағын есептеу . . .

3. 5 РРЖ пролетін есептеу. .

3. 6 «C++ Builder» бағдарлама көмегімен РРЖ интервалында дабыл

деңгейін есептеу . . .

4 Өміртіршілік қауіпсіздігі. .

4. 1Еңбек шартын талдау

4. 2Қауіпті және зиянды өндіріс факторларына талдау. .

4. 3Жұмыс орнын орналастыру.

4. 4 Микроклимат

4. 5 Өндірістік шудан қорғау. .

4. 6 Электр қауіпсіздігі . . .

4. 7 Өрт қауіпсіздігі.

5 Экономикалык болім

5. 1 Ұялы байланыс нарығының қалыптасуы . . .

5. 2Ұялы

байланыс желісінде кәсіпорынның экономикалық

тиімділігінің бағасы . . .

Қорытынды . . .

Әдебиеттер тізімі. . . .

Қысқартылған сөздер тізімі . . .

А Қосымшасы . . .

Б Қосымшасы . . .

В Қосымшасы . . .

12

Кіріспе

Қазақстан егеменді және тәуелсіз мемлекет ретінде әлемдік стандарттарға

жауап беретін және жоғары сапалы және тұрақты байланыс сұраныстарын

қанағаттандыратын телекоммуникация технологияларын дамытуды қолға

алуда. Экономикалық жағдайдың жақсаруы елдегі байланыс сапасына, оны

кеңейтуге деген сұранысты арттырады. Қазіргі кезде байланыс желілері

тарапынан көрсетілетін қызмет түрлеріне деген сұраныс қарқынды өсуде.

Әрқашан «қолымызда» болатын жеке байланыс құралдарын пайдаланып,

мәліметтер мен сөзді тарату мүмкіндігі пайда болды. Жеке байланыс бәріне

ортақ сөйлесу құралы ретінде қолданыла бастады.

Қазіргі кездегі телекоммуникациялық құралдардың ішінде ұялы байланыс

желілері ең жылдам дамуда. Оны енгізу жиіліктер жолағын тиімді пайдалану

және телекоммуникациялық желілердің өткізу қабілетін арттыруға мүмкіндік

берді. CDMA технологиясының жоғары сыйымдылық, жоғары бөгеуілге

шыдамдылық және жүйе құрылымының қарапайымдылығы секілді

артықшылықтары оны пайдалану тиімділігін негіздейді.

Үшінші ұрпақтың ұялы байланыс стандарты болып саналатын CDMA

стандарты тұрғындар саны аз және орналасуы бойынша қиын аймақтарға

байланыс қызметтерін көрсету үшін өте ыңғайлы. Аудан мен оның

қарамағындағы ауылдарды 3G ұялы байланысымен қамту абоненттерге тиімді

және аз шығынды қажет ететін байланысты ұсынуға мүмкіндік береді.

Кәдімгі сымды желісін (абоненттік желі) құру, оператор жағынан үлкен

шығындарды талап ете қана қоймай, сонымен қатар оны қолдану кезінде де

операторды көптеген шығындарға ұшыратады.

Абоненттік желісін тығыздаумен, сымсыз технологияларға негізделген

шешімдер жиі қолданылады. Себебі олардың артықшылығы сымды

инфраструктура дамылмаған жағдайда білініп шығады.

Сымсыз жүйелер немесе абоненттік радиоқатынас жүйелер желіні қысқа

мерзім ішінде құруға мүмкіндігін береді. Яғни, бұл бастапқы қаржы

шығындарды қысқартады.

Сонымен қатар желілерді қолдану және техникалық жағынан қамтамасыз

етуге кеткен шығындардың көлемі азаяды. Абоненттік желісін құруының басқа

әдістермен қатар сымсыз желісін қолдану кез-келген сымды өткізу жағынан

ыңғайсыз абонентке жеткізу мәселесін тез арада шешуге мүмкіндігін береді.

Қазіргі кезде телекоммуникациялық нарықта көптеген абоненттік

радиоқатынастардың түрлері бар. Олар өздерінің архитектурасы және

техникалық параметрлер бойынша бір-бірінен өзгешеленеді.

13

1 CDMA стандартты ұялы байланыс желісін талдау

1. 1 Боржар қаласындағы байланыстың қазіргі кездегі жағдайы

Ордабасы ауданы 1991 жылы 12 мамырда құрылды. Әкімшілік орталығы

- Боржар қаласы, облыс орталығынан қашықтығы (Шымкент қ. ) 32 км. Көлемі

- 12, 2 шаршы км. . Елді мекендері - 25, соның ішінде бес кент. Әкімшілік

құрамында 11 ауылдық және 3 кенттік округ бар.

Халық саны - 27000 . Ауылдық жерлерде 17000 адам, жұмысшы

кенттерінде - 5000 адам мекендейді. Экономикалық белсенді халықтың саны

15000 адам, зейнеткерлер -8124, мүгедектер - 920. Халықтың ұлттық құрамы:

орыстар 22, 4%, қазақтар 71, 5 %, басқа ұлттар 6, 1%.

Ордабасы ауданында 11 автоматты телефон станциясы, EDGE және

CDMA 450 радио телефон станциясы аудан халқына қызмет көрсетуде. Осы

станциялардың барлығы да халықаралық сөйлесу жүйесіне қосылған. Сонымен

қатар Боржар қаласына қазіргі уақытта 8, ауылдарда 5 таксофон аппараты іске

қосылған. Боржар қаласы бойынша кең жолақты Интернет желісіне қатынау

MEGALINE мүмкіндігі бар жабдықталған Meqaline порттары толық іске

қосылған. Аудан орталығында орналасқан барлық мектептер Интернетті

Megaline арқылы пайдалануда.

DWDM енгізу - «толық оптикалық желілер» бағыты бойынша қозғалыс.

Қазірде коммерциялық түрде оптикалық енгізу/шығару мультиплексорлары

жұмыс істеуде және алғашқы оптикалық кросс-коннекторлар іске асырылуда.

IP-телефония, Интернетке кеңжолақты мүмкіндік, электрондық почта,

ағындық бейне және мәліметтерді тарату, бейнеконференция, виртуалдық жеке

компьютерлік желілер және т. б. қазіргі кездегі жаңа қызметтерді енгізу

қажеттілігі артуда. Қойылған тапсырманы шешу қалааралық және

станцияаралық байланысты жаңаша ұйымдастыруға мүмкіндік беретін,

электрондық АТС, сонымен қатар талшықты-оптикалық байланыс жолдарын

және SDH аппаратураларын кеңінен енгізу арқылы жүзеге асыру көзделген.

Қалада

байланыс қызметтерін Оңтүстік

Қазақстан облыстық

телекоммуникация дирекциясы АҚ «Қазақтелеком» филиалы қамтамасыз етеді.

"GSM Kazakhstan" байланыс операторының KCell, Activ брендтері, «ЖШС Кар -

Тел» байланыс операторының Beeline брендтері жұмыс істейді. Байланыс

желісі толығымен дерлік цифрлық, ҚТС-да абоненттік жолда бессандық

нөмірлену жүйесі қабылданған.

«Қазақтелеком» ұлттық байланыс операторының даму бағдарламасына

сәйкес, байланыс саласының технологиялық түрленулерінің негізін құрайтын,

жүйеқұрушы жобалардың ең ірісі ҰАСМ (НИСМ) құрылысы болады. Бұл

жобаның концепциясы SDH сақина технологиясын қолдану арқылы аналогтық

магистральдық желіні жерүсті талшықты - оптикалық жоғары жылдамдықты

цифрлық магистральдық желіге толығымен ауыстыру қажеттілігіне негізделеді.

14

Нәтижесінде республиканың барлық аймақтарын, бүкіләлемдік ақпараттық

желіге кем дегенде үш шығысы бар үш ірі сақина түрінде байланыстыру жүзеге

асырылады. Болжамдарға сәйкес, ҰАСМ құрылысының арқасында

магистральдық желіні эксплуатациялау арзандайды, байланыс сапасы

жақсарады, сондай-ақ жоғары сапалы цифрлық байланыс арналары мен

транспорттық ортаның ұсынылуы негізінде, республикада телекоммуникация

нарығының дамуын қамтамасыз етеді.

CDMA2000 байланыс жүйесі байланыс сапасының артуына және

интернет тұтынушыларының саны бойынша әлемдегі ең дамыған 50

мемлекеттің қатарына кіруіне себебін тигізеді және біздің мемлекеттің әлемдік

ақпараттық кеңістікке интеграциясы процесін жылдамдатуға мүмкіндік береді.

1. 1-сурет. Шымкент - Боржар қалаларындағы қазіргі

кездегі байланыс жүйелері

1. 2 CDMA технологиясының ұстанымы

CDMA-ға негізделген

радиоқатынас құру жүйелерінің село

телефонизациясының мәселерін шешу тұрғысынан қызметтердің біріктірілген

жиынтығы (сөз және мәліметтер) бар абоненттік қатынас құру желісінің

ашылуы кезінде максимал жылдамдық пен икемділікті қамтамасыз ететін ең

арзан шешім болып табылады.

Ұялы байаныс желісіне арналған арналарды кодты ажырамасы бар

жүйелерінің стандарты 1990 жылы пайда болды

бұл

Qualcomm

компаниясымен жасалған TIA IS-95 болып табылады.

CDMA-да жетекші қосарланған тізбектіліктің модуляциясы жүзеге

15

асырылады, ол дабылдың спектрін кеңейтеді және оның пішінін өзгертеді.

Жиілікті секірістәрізді қайта өзгертетін (frequency-hopping spread spectrum -

FHSS) кеңейтілген спектрді пайдалану кезінде дабылды тарату кездейсоқ

тізбектілік қасиеті бар жиіліктердің анықталған жиынтығының көмегімен

жүзеге асырылады. Барлық дабылдар бірдей жиілікті радиоарнада шығарылады

. 1. 1 суретте жиілікті секіріс тәрізді қайта өзгертетін дабылдарды таратудың

мысалы келтірілген (frequency hopping - FH) .

Қабылдағышта

пайдалы дабыл «коррелятордың» көмегімен

шоғырланады, ол анықталған қосарлы тізбектілікке сәйкес пішіні бар дабылды

таңдауға мүмкіндік береді. Қалған басқа дабылдар қабылдағышпен шу ретінде

қабылданады. Мұндай дабылдың жиіліктік спектрі таржолақтымен

салыстырғанда айтарлықтай кең. Дабылдардың берілген типі кеңейтілген

спектрі бар дабылдар немесе шутәрізді дабылдар (ШТС) деп аталады.

Дабыл/шу арақатынасы сол ақпараттық жылдамдық кезінде жиіліктер

жолағын кеңейту есебінен жоғарылатылуы мүмкін. Бұл шутәрізді дабылдың

базаларын жоғарылату деп аталады.

Кеңжолақты CDMA-да жиіліктерді қайта пайдалану әрбір

ұяшықта/секторда жүзеге асырылады, себебі олардың барлығы да бір жиіліктер

жолағын пайдаланады [1] .

f

E

5 8 3 6 1 7 4 2

f8

f7

f5

f4

f3

f2

f1

f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8

1. 2-сурет. Жиілікті секіріс тәрізді қайта өзгертудің мысалы

Жиілікті қайта пайдалану коэффициенті CDMA үшін таржолақты FDMA

жүйелеріне қатысты үштен екіден бірден жетіні құрайды.

Ұялы телефонда көрші ұяшықтардан келетін интерференцияны азайту

және аккумулятор зарядының сақталу ұзақтығын мерзімін ұзарту үшін

шығарылатын радиодабылдардың қуатын басқару қолданылады. Бұл ұялы

станцияның және базалық станцияның жұмыстарын жақсарту үшін

таратқышының деңгейін реттеуге мүмкіндік береді .

СDMA желісінің сыйымдылығын анықтайтын, негізгі шама-шарттар,

олар:

- пайдаланылатын шу тәрізді дабылдардың базасы;

- дабылдың/шудың бүркемелі кездейсоқ тізбектіліктегі ақпараттық

16

битпен арақатынасы (ПСП - Pseudo Noise (PN) code) ;

- сөздік дабылдарды цифрлық тарату жылдамдығы (voice dute cycle) ;

- жиіліктерді қайта пайдалануды тиімділігі (frequency reuse

efficiency) ;

- ұяшықтардағы секторлардың саны.

FHSS технологиясымен көп жиілікті манипуляция пайдаланылады

(multiple frequency shift keying - MFSK) . Схемада MFSK дабылының FHSS

жиілігі TC секунд периодтылықпен өзгереді. Жиілікті қайта өзгерту жетекші

FHSS-те MFSK дабылын модуляциялау арқылы жүзеге асырылады. Соның

нәтижесінде MFSK дабылы сәйкесінше FHSS арнасы бойынша беріледі.

Мұндағы М төртке тең, яғни кіретін мәліметтердің әрбір екі битін кодтау үшін

такт кезінде жиіліктің төрт түрі пайдаланылады.

CDMA жүйесінде абоненттердің саны ішкі бөгеуілдердің деңгейіне

тәуелді. Базалық станцияның келісілген станциялары «жақын-алыс»

эффектісіне өте сезімтал, базалық станцияға жақын орналасқан мобильді

станция үлкен қуатта жұмыс істейді де, басқа «алыс» дабылдарды қабылдаған

кезде бөгеуілдердің жоғары деңгейін құрып, жүйенің өткізгіштік қабілетін

төмендетеді. Бұл жағдай барлық мобильді станцияларда болады, бірақ

ортогоналды шусияқты дабылды қолданатын жалпы жиілік жолағында жұмыс

істейтін CDMA-жүйесінде дабылдардың бұзылуы ең жоғары дәрежеде болады.

Егер осы жүйеде қуатты реттеу болмағанда бұл жүйе сөзсіз TDMA базасындағы

ұялы желілердің сипаттамаларына орын беретін еді. Сондықтан, СDMA

жүйесінің басты проблемасы әрбір станцияда индивидуалды қуатты басқару.

CDMA стандартындағы көпсәулелікпен күресуді айта кеткен де жөн.

Шусияқты дабылдардың қабылдағышында бірнеше сәулелерді бөліктеп өңдеу

жүргізіледі. Бұл кезде, базалық станцияның әрбір қабылдайтын арнасында 4

коррелятор, ал қозғалмалы станцияда-3 коррелятор параллельді жұмыс істейді,

нәтижесінде әртүрлі бағыттан келген сәулелердің энергиясын қосу мүмкіндігі

туады. Бұл қабылдау нүктесінде дабыл деңгейіне деген талапты төмендетеді,

оның үстіне бір ұялыдан келесі ұялыға өткенде жұмсақ режимді эстафеталық

таратуды жүзеге асырады. CDMA2000 стандартында арнайы кеңістіктік-

жиіліктік тасымалдау қолданылады. Көпжиілікті дабыл тасымалданған антенна

арқылы таралады және қабылдау нүктесіне бірнеше сәулелер түседі.

Ев/Nо - екілік тізбектіліктің битіне келетін дабыл қуатының қатынасы, ол

шудың спектрлі қуатына қатысты спектрді кеңейту үшін пайдаланылады.

Модуляция технологиясының тиімділігі Ев/Nо = 7, 5 дБ қатынасы кезінде

дабылдардың ажыратылуын қамтамасыз етеді.

Бұл шама-шарт толығымен жиілікті модуляциясы бар дабылға арналған

дабыл/шу қатынасына ұқсас, ол осы тәрізді қабылдау шартында 18 дБ-ді

құрайды [2] .

17

1. 3- сурет. Жиілікті секіріс тәрізді қайта өзгертетін кеңейтілген

спектрдегі байланыс жүйесі

MFSK (M = 4, k = 2) дабылының өзі пайдаланылған FHSS - тың жедел

схемасының мысалы 1. 3 суретте келтірілген. Мұндағы әрбір дабылдық

хабарлама екі жиіліктік үнге сәйкес келеді. Шу мен елеулі бөгеуілдер болған

жағдайда жедел схема баяумен салыстырғанда сапалы байланыс береді.

1. 4- сурет. Жиілікті баяу қайта өзгертетін спектрдің кеңеюі

MFSK, M = 4, k = 2)

18

(модуляция

1. 5- сурет. Жиілікті жедел қайта өзгертетін спектрдің кеңеюі

Қуатты басқару қажетті жұмыс сапасын қамтамасыз ету үшін шектеулі

минимал жағдай деңгейінен асырмай жылжымалы терминал қабылдағышының

кірісінде Ев/Nо көрсеткішін ұстап тұруға мүмкіндік береді (7, 5 дБ) .

Көбінесе сөзді екі жақты беретін толықдуплексті жүйеде сөйлеп

тұрғанның белсенділік коэффициенті 35 пайыз шамасынан аспайды (сөз

ұзақтылығының сөйлесу ұзақтығына пайыздық қатынасы) .

1. 6-сурет. Тікелей тізбектілік тәсілімен кеңейтілген спектрді пайдалануы

CDMA жүйесінде үзіліс детекторлары пайдаланылады, олар үзілістерді

бермей, тек қана активті сөздерді беруге мүмкіндік береді.

Өзара