אוספים

UMTS TDD / TD WCDMA

UMTS TDD / TD WCDMA

רוב רשתות ה- 3G UMTS משתמשות בתכנית דופלקס של חלוקת תדרים שבהם uplink ו- downlink משדרים בו זמנית ומשתמשים בתדרים שונים. עם זאת, דופלקס חלוקת זמן, TDD שבו קישור מעלה וקישור למטה משתמשים באותה תדר אך משדרים בזמנים שונים יש יתרונות ברורים בנסיבות מסוימות.

זה שימושי במיוחד כאשר כמות הנתונים הנדרשת ב- uplink וב- downlink שונה מכיוון שניתן להתאים את משך הזמן המוקצה ל- uplink ו- downlink בהתאם.

כתוצאה מכך UMTS TDD שימש למספר חיבורי אינטרנט סלולרי, אם כי הוא לא חווה שימוש נרחב מאוד.

TDD - דופלקס חלוקת זמן

מערכת תקשורת מחייבת תקשורת אפשרית בשני הכיוונים: אל תחנת הבסיס וממנה לתחנה המרוחקת. ישנן מספר דרכים בהן ניתן להשיג זאת. הברור ביותר הוא להעביר בתדר אחד ולקבל על אחר. הפרש התדרים בין שתי השידורים הוא כזה ששני האותות לא מפריעים. זה ידוע בשם דופלקס חלוקת תדרים (FDD) והוא אחד התוכניות הנפוצות ביותר, והוא משמש את רוב התוכניות הסלולריות.

אפשר גם להשתמש בתדר בודד ולא להשתמש בהקצאות תדרים שונות, להשתמש בהקצאות זמן שונות. אם זמני השידור מחולקים לחריצים, אז השידורים בכיוון אחד מתקיימים במשבצת זמן אחת, ואלה בכיוון השני מתרחשים בכיוון אחר. זוהי תוכנית זו המכונה דופלקס חלוקת זמן, TDD, והיא משמשת ל- UMTS-TDD.

על מנת שמערכות תקשורת רדיו יוכלו לתקשר בשני הכיוונים יש צורך במה שמכונה תוכנית דופלקס. ערכת דופלקס מספקת דרך לארגן את המשדר והמקלט כך שיוכלו לשדר ולקבל. ישנן מספר שיטות שניתן לאמץ. עבור יישומים הכוללים טלקומוניקציה אלחוטית ותאית, כאשר נדרש כי המשדר והמקלט יוכלו לפעול בו זמנית, שתי תוכניות משמשות. אחד המכונה FDD או דופלקס חלוקת תדרים משתמש בשני ערוצים, אחד להעברה והשני למקלט. תכנית נוספת המכונה TDD, דופלקס חלוקת זמן משתמש בתדר אחד, אך מקצה משבצות זמן שונות לשידור וקליטה.

כאשר משתמשים במערכת TDD, ישנם מספר מאפיינים הרלוונטיים למערכות TDD. יש להתאים את המאפיינים הללו בעת פיתוח או שימוש במערכות TDD.

  • שימוש בלהקות לא מזווגות: בדרך כלל יש יותר תעבורה במורד הקישור (רשת לנייד) מאשר בהעלאה (נייד לרשת). בהתאם לכך המפעיל מסוגל להקצות זמן רב יותר לשידור ה- Downlink מאשר ללינק. זה לא אפשרי עם הספקטרום הזוגי הנדרש עבור מערכות FDD כאשר לא ניתן להקצות מחדש את השימוש ברצועות השונות. כתוצאה מכך, ניתן לעשות שימוש יעיל מאוד בספקטרום הזמין.
  • שידור לא רציף: בכל מערכת TDD יש צורך לעבור בין מעבר לקבלה. זה לוקח זמן מסוים. לא רק שלוקח זמן עד שהניידת ותחנת הבסיס עוברות בין שידור וקבלה במונחים של רמפה מעלה או מטה, יחד עם התיישבות של ארעיים כלשהם. בנוסף לכך נדרש הזמן בין שידור לקבלה כדי להתאים את זמן השידור בין הנייד לתחנת הבסיס. כתוצאה מכך נדרש להקת שמירה.
  • הפרעות Uplink / Downlink: מכיוון שגם uplink וגם downlink חולקים את אותו הערוץ יכולה להיות הפרעה בין שני כיווני השידור. כדי להתגבר על זה, תחנות בסיס מסונכרנות על מנת להבטיח שהן לא ישודרו כאשר תחנת בסיס סמוכה מקבלת, אחרת הישיבה הטובה יותר ורמת הספק גבוהה יותר עשויה לגרום להפרעות.
  • תנאים מקבילים ל uplink ו- downlink: מכיוון שגם uplink וגם downlink משתמשים באותו ערוץ, הם כפופים לאותם תנאי התפשטות. במערכות FDD המשתמשות בתדרים שונים עבור uplink ו- downlink ישנם הבדלים משמעותיים. על ידי שימוש באותם תדרים ניתן להתמודד בצורה יעילה יותר עם תנאי דהייה.

UMTS TDD / FDD השוואה

בעוד UMTS TDD ו- UMTS FDD מוגדרים שניהם באותו תקן וחולקים מאפיינים רבים מאוד, באופן טבעי ישנם הבדלים מסוימים.


פָּרָמֶטֶרUMTS TDDUMTS FDD
שיטת גישה מרובהTDMA, CDMACDMA
שיטת דופלקסTDDFDD
ריווח ערוצים5 מגה הרץ[1]5 מגה הרץ
קצב שבב המוביל3.84 מק"ס3.84 מק"ס
מבנה משבצת הזמן15/14 חריצים / מסגרת15 חריצים / מסגרת
אורך המסגרת (ms)1010
קונספט רב-שכבתיMulticode, multislot ו- OVSF[2]Multicode ו- OVSF[2]
סוגי פרץ(1) פרצי תנועה
(2) פרץ גישה אקראית
(3) פרץ סנכרון
לא
איתורקוהרנטי המבוסס על מידמלקוהרנטי המבוסס על סמלי פיילוט
בקרת כוח ערוץ ייעודיתUplink: לולאה פתוחה 100 הרץ או קצב 200 הרץ
Downlink: קצב לולאה סגורה מקסימום 800 הרץ
לולאה סגורה מהירה בקצב 1500 הרץ
גורמים מתפשטים1 .. 164 .. 512

הערות:
[1] עבור TD-SCDMA מרווח הערוצים הוא 1.6 מגה-הרץ
[2] OVSF = גורם משתנה אורטוגונלי

UMTS TDD בתוך 3GPP

כל התקנים עבור מערכות UMTS 3G הוגדרו בחסות 3GPP - פרויקט השותפות מהדור השלישי. התקנים לא רק מגדירים את מערכות ה- FDD, אלא גם את מערכת ה- TDD.

במפרט זה הייתה כוונתה המקורית של UMTS כי ספקטרום ה- TDD ישמש לספק שיעורי נתונים גבוהים באזורים נבחרים ויוצרים מה שאפשר לכנות אזורי חמה 3G.

פרטי TDD של UMTS

UMTS TDD משתמש ברבים מאותם פרמטרים בסיסיים כמו UMTS FDD. נעשה שימוש באותם רוחבי פס של 5 מגה-הרץ. UMTS TDD משתמש גם בספקטרום התפשטות רצף ישיר ומשתמשים שונים ומה שמכונה "ערוצים לוגיים" מופרדים באמצעות קודי התפשטות שונים. רק כאשר המקלט משתמש באותו קוד בתהליך המתאם, הנתונים משוחזרים. ב- W-CDMA כל הערוצים הלוגיים האחרים המשתמשים בקודי התפשטות שונים מופיעים כרעש בערוץ ובסופו של דבר מגבילים את קיבולת המערכת. ב- UMTS TDD, נעשה שימוש בתכונה המכונה זיהוי רב משתמשים (MUD) במקלט ומשפרת את הסרת הקודים המפריעים, מה שמאפשר קצב נתונים וקיבולת גבוהים יותר.

בנוסף להפרדת המשתמשים באמצעות ערוצים לוגיים שונים כתוצאה מקודי ההפצה השונים, ניתן לספק הפרדה נוספת בין משתמשים על ידי הקצאת משבצות זמן שונות. ב- UMTS TDD ישנם 15 משבצות זמן. מתוכם, שלושה משמשים לתקורה כגון איתות וכו 'וזה משאיר שתים עשרה משבצות זמן לתנועת משתמשים. בכל מגרש זמנים יכול להיות 16 קודים. קיבולת מוקצה למשתמשים על פי דרישה, באמצעות מטריצה ​​דו ממדית של זמן וקודים.

על מנת ש- UMTS TDD ישיג את הביצועים הכוללים הטובים ביותר, ניתן לשנות את פורמט התחבורה, כלומר את האפנון ותיקון השגיאות קדימה עבור כל משתמש. התוכניות נבחרות על ידי הרשת, ותלויות במאפייני האות בשני הכיוונים. צורות אפנון מסדר גבוה מאפשרות להתאים למהירויות נתונים גבוהות יותר, אך הן פחות עמידות לרעש ולהפרעות, ומשמעות הדבר היא כי תוכניות אפנון קצב הנתונים הגבוהות יותר משמשות רק כאשר עוצמות האות גבוהות. בנוסף ניתן לשנות את רמות תיקון השגיאות קדימה. כאשר סביר להניח ששגיאות, כלומר כאשר עוצמות האות נמוכות או רמות ההפרעה גבוהות, באופן דומה יש צורך ברמות גבוהות יותר של תיקון שגיאות קדימה תחת נמוך, יש צורך לשלוח נתונים נוספים וזה מאט את קצב העברת המטען. כך ניתן להשיג קצב העברת נתונים גבוה בהרבה כאשר האותות חזקים ורמות ההפרעה נמוכות.

הקצאת ספקטרום ל- UMTS TDD

הקצאות סטנדרטיות של ספקטרום הרדיו בוצעו למערכות טלקומוניקציה 3G ברוב המדינות ברחבי העולם. באירופה ובאזורים רבים אחרים הוקצה ספקטרום ל- UMTS FDD בין 1920MHz ל- 1980MHz ו- 2110MHz ל- 2170MHz. עבור UMTS ספקטרום TDD ממוקם בעיקר בין 1900MHz ו- 1920MHz ובין 2010MHz ל- 2025MHz. בנוסף לכך יש כמה הקצאות אחרות סביב 3 GHz.

ביצועי UMTS TDD

UMTS TDD מסוגל לתמוך בשיעורי נתונים שיא גבוהים. מהדורה 5 של תקן UMTS מספק HSDPA (גישה מהירה למנות downlink במהירות). התוכנית מאפשרת שימוש בתכנית אפנון מסדר גבוה יותר הנקראת 16-QAM (אפנון משרעת רביעי של 16 נקודות), המאפשרת שיעורי שיא של 10 מגה לשנייה למגזר בפריסות מסחריות. המהדורה הבאה מגדילה את האפנון ל- 64-QAM, ומציגה ביטול הפרעות בין-תאים (המכונה MUD כללי) ו- MIMO (מרובה כניסת, מרובה-החוצה). בשילוב אלה מגדילים את קצב השיא ל -31 Mbps למגזר.

נושאי קישוריות אלחוטית וקווית:
יסודות תקשורת סלולרית 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4 טלפונים אלחוטיים DECT NFC- תקשורת שדה קרוב רשת יסודות מהו הענן Ethernet נתונים סידוריים USBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
חזור לקישוריות אלחוטית וקווית


צפו בסרטון: Секреты 4G связи на которые НАДО обращать внимание. Что такое FDD LTE и TDD LTE и в чем разница? (יָנוּאָר 2022).