Поддержка систем, использующих новые технологии

6.10 Поддержка систем, использующих новые технологии

– Дальнейшее улучшение эффективности использования спектра

Перспективные схемы многопозиционной модуляции и/или методы MIMO позволяют предоставлять новые широкополосные применения. Более того, формирование спектра и использование двойной поляризации также способствует улучшению эффективности использования спектра.

– Конвергенция с другими беспроводными и проводными системами

Широкополосные службы предоставляются не только системами ШБД, но также и другими беспроводными системами; спутниковыми и подвижными системами. Предоставление бесшовного обслуживания между этими системами в значительной степени улучшает удобство для пользователя.

– Системы с многими полосами частот

Существуют различные условия тракта распространения радиоволн, трафика и т. д. Выбор системы с наиболее подходящими полосами частот всегда дает лучшую связь.

– Адаптивные антенные системы (ААС)

Под ААС понимаются антенные решетки и соответствующая обработка сигнала, которые вместе могут динамически изменять диаграмму направленности антенны для адаптации к шумовой обстановке, помехам и многолучевости. Адаптивные антенные решетки формируют неограниченное количество диаграмм направленности (в зависимости от сценария), которые могут корректироваться в режиме реального времени. Это означает, что при передаче сигнал, как в прожекторе, может быть ограничен требуемым направлением на приемник. Наоборот, при приеме, ААС может сфокусироваться только на том направлении, с которого приходит полезный сигнал. Преимущество использования адаптивной антенной системы заключается в том, что она может уменьшить действующую помеху в пределах соты путем концентрации энергии между базовой станцией и активными абонентами, а за счет сведения к нулю помехи от других источников может быть повышена пропускная способность соты. У них также есть свойство подавления помехи в совмещенном канале от других местоположений. Эти свойства позволяют использовать спектр более эффективным образом.

– Радиосвязь с программируемыми параметрами (SDR)

Радиосвязь, при которой эксплуатационные РЧ параметры, включая, в том числе диапазон частот, тип модуляции и выходную мощность, могут устанавливаться или изменяться с помощью программного обеспечения и/или методы, с помощью которых это достигается.

ПРИМЕЧАНИЕ 1. – За исключением изменений эксплуатационных параметров, которые имеют место в результате обычного предустановленного или предопределенного режима радиосвязи в соответствии с характеристиками системы или стандартом.

ПРИМЕЧАНИЕ 2. – SDR является методом реализации, применимым ко многим радиотехнологиям и стандартам.

ПРИМЕЧАНИЕ 3. – В рамках подвижной службы методы SDR применимы как к передатчикам, так и к приемникам.

– Адаптивная модуляция

За счет применения адаптивной модуляции и технологии кодирования, адаптация скорости передачи данных пользователя становится функцией от состояния канала (например, SINR, частота замираний и т. д.) Количество уровней модуляции динамически изменяется.

– Ортогональное частотное разделение (OFDM)

Ортогональное частотное разделение является методом разделения, при котором ширина полосы канала подразделяется на много поднесущих, которые ортогональны друг другу в частотной области. Поток входных данных далее делится на много параллельных подпотоков, каждый с уменьшенной скоростью передачи данных (следовательно, с увеличенной длительностью символа), и каждый подпоток модулируется и передается на отдельной ортогональной поднесущей. В методе OFDM данные распределяются среди большого числа несущих, которые разнесены друг от друга на определенные частоты. Такое разнесение обеспечивает "ортогональность" в этом методе, которая не позволяет демодуляторам принимать частоты, кроме их собственных. Последние символы информационной части потока данных обычно присоединяются в виде повторения в начало полезной информации, формируя так называемый циклический префикс (СР). CP может полностью устранить МСП, поскольку его длительность больше, чем разброс задержки в канале. OFDM использует частотное разнесение многолучевого канала путем кодирования и перемежения информации между поднесущими до передачи. Модуляция OFDM может быть реализована с помощью обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT), обеспечивающего большое количество поднесущих и невысокую сложность. Достоинствами OFDM являются высокая эффективность использования спектра, устойчивость к радиочастотным помехам, повышенная устойчивость к разбросу задержки и меньшие искажения из-за многолучевости, которые предлагают привлекательное решение для радиочастот ниже 10 ГГц.

– Множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA)

Множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA) представляет собой схему многостанционного доступа для систем OFDM. Он позволяет одновременно многим пользователям осуществлять передачу/прием на различных поднесущих для символа OFDM. Технология OFDMA позволяет группировать поднесущие OFDM в подканалы, и распределять каждый подканал или ряд подканалов различным абонентам. Имеется возможность использовать для каждого подканала различные схемы модуляции, скорости кодирования, механизмы формирования диаграммы направленности антенны, поддержку MIMO и т. д. К главным преимуществам OFDMA относятся характеристики расширяемости, дробности и пропускной способности.

– Использование полос частот свыше 57 ГГц

Системы ШБД, в которых используются полосы частот свыше 57 ГГц и системы оптической электросвязи в свободном пространстве, смогут предоставить новые широкополосные применения.

1 Введение

2 Описание и конфигурация системы

Задачей данной службы является предоставление высокоскоростного ШБД для пассажиров в поезде. Большинство пользователей с беспроводными терминалами подключаются к интернету, когда они находятся на улице, используя системы PHS или сотовые системы. Вследствие пропускной способности системы предел пропускной способности таких соединений в настоящее время составляет порядка 300 кбит/с. Для предоставления пассажирам поезда широкополосных служб (порядка одного Мбит/с), была разработана конкретная система ШБД, использующая полностью беспроводные соединения.

Все широкополосная служба включает три вида беспроводных соединений, т. е. фиксированные, кочевые и подвижные (см. рисунок 9).

Фиксированные соединения ШБД:

– Соединения между AP (пунктами доступа), развернутыми в каждом купе (линия A на рисунке 9);

– Соединительная линия между промежуточными АР, развернутыми вдоль железной дороги (линия B на рисунке 9).

Кочевые соединения ШБД:

– Точечные ПД внутри помещения, развернутые в купе поезда или станционных помещениях (покрытие C1, C2 на рисунке 9).

Подвижные соединения ШБД:

– ПД вне помещения для обеспечения покрытия в поезде, едущем по железной дороге (покрытие D на рисунке 9).

В рамках сферы применения данного Отчета фиксированные соединения являются основными применениями, которые особенно важны там, где не доступна проводная инфраструктура вдоль железной дороги или в поезде.

Линии ШБД, соединяющие АР (линия А), могут быть проложены в существующем поезде. Такое соединение должно проходить через перегородки или окна между купе, поэтому частота не должна быть слишком высокой (например, ниже 6 ГГц). Пропускная способность при передаче должна быть достаточной, чтобы перенести весь трафик в поездах, который подсоединен к WAN через подвижное соединение ШБД.

Соединительные линии типа P-P между промежуточным АР (линия B) могут работать в условиях прямой видимости. Они также предоставляют быстрые и экономичные беспроводные решения там, где кабельная инфраструктура не развернута. Пропускная способность при передаче должна выдерживать весь трафик от нескольких поездов, одновременно движущихся между станциями.

Промежуточные АР оснащаются как фиксированными, так и кочевыми/подвижными соединениями.

РИСУНОК 9

Услуга ШБД для поезда, включающая фиксированные применения

Как показано на рисунке 9, терминалы пассажиров устанавливают свои беспроводные соединения с помощью пунктов доступа WiFi, размещенных в каждом купе поезда. Для предоставления соединений оконечным пользователям используется типичная система 802.11b (2,4 ГГц), поскольку большинство терминалов, таких как портативные компьютеры, КПК, телефоны WiFi и т. д., оснащены встроенными устройствами WiFi. АР в каждом купе может быть соединен с использованием частоты 5 ГГц. Движущийся поезд поддерживает широкополосное беспроводное соединение (покрытие D на рисунке 9), используя систему 802.11g (2,4 ГГц). Когда поезд подъезжает к другому покрытию D, то для поезда задействуется эстафетная передача для сохранения соединения путем использования подвижной технологии IP. Подвижный маршрутизатор, установленный на поезде, взаимодействует с собственным агентом/чужим агентом и осуществляет бесшовную эстафетную передачу в рамках поезда, движущегося с максимальной скоростью 130 км/ч. Промежуточные станции соединены при помощи фиксированной беспроводной системы типа P-P (линия B) с использованием диапазона 25 ГГц.

После того, как пассажиры установили соединения с пунктами доступа WiFi на станции и прошли аутентификацию в сети с помощью идентификатора пользователя и пароля, они могут получить доступ к интернету. После того как они сели на поезд и пока они находятся в поезде, услуга беспроводного соединения к интернету предоставляется без какого-либо изменения настроек терминала или дополнительных действий (покрытие C1). После того, как они сошли с поезда в пункте назначения, их соединение все еще может сохраняться с помощью средств, развернутых на станции (покрытие C2).

3 Базовые параметры системы

Данная система включает три вида беспроводных соединений, изображенных на рисунке 9. Ниже приводятся базовые параметры системы:

– Фиксированные соединения ШБД (линия A и линия B на рисунке 9)

	Линия A	Линия B
Диапазон частот	5 ГГц	25 ГГц(1)
Выходная мощность передатчика	15 дБм	0 дБм
Ширина полосы канала	18 МГц	26 МГц
Разнос частот между каналами	20 МГц	20 МГц
Тип антенны (усиление)	Всенаправленная (2,6 дБи) Направленная (7 дБи)	Направленная (31,5 дБи)
(1) Нелицензируемый диапазон в Японии

– Кочевые соединения ШБД (покрытия C1 и C2 на рисунке 9)

Диапазон частот	2,4 ГГц
Выходная мощность передатчика	20 дБм
Ширина полосы канала	18 МГц
Разнос частот между каналами	5 МГц
Тип антенны (усиление)	Всенаправленная (2,1 дБи)

– Подвижные соединения ШБД (покрытие D на рисунке 9)

Диапазон частот	2,4 ГГц
Выходная мощность передатчика	15 дБм
Ширина полосы канала	18 МГц
Разнос частот между каналами	5 МГц
Тип антенны (усиление)	Направленная (6–19 дБи)

4 Фиксированные соединения ШБД

4.1 Соединение между АП в поезде

Линия А на рисунке 9 должна работать в условиях вне прямой видимости, потому что радиосредства устанавливаются в верхней части купе с целью не допустить блокирования со стороны пассажиров, а кроме того, в качестве препятствий выступают перегородки. Поэтому частота должна быть не слишком высокой, учитывая характеристики распространения радиоволн. В данной системе для линии А используется диапазон 5 ГГц. В связи с тем, что движение поезда и пассажиров приводит к замираниям из-за многолучевости, для преодоления замираний в АР используются двухканальные разнесенные в пространстве антенны.

4.2 Соединительные линии между промежуточными станциями

В соответствии с требованиями системы промежуточные станции должны покрывать всю зону вдоль железной дороги. Промежуточные станции следует устанавливать каждые 1-2 км, поскольку радиус покрытия D ограничен одним километром. Для их быстрого и эффективного с точки зрения затрат развертывания требуется использовать в качестве соединительных линий фиксированные беспроводные системы вместо волоконно-оптических сетей. Для передачи трафика от нескольких поездов в зоне покрытия требуется большая пропускная способность линии. Для соединительных линий используются система Р-Р, работающая на частоте 25 ГГц, с максимальной пропускной способностью 80 Мбит/с. Для сохранения прямой видимости направленные антенны устанавливаются на верхнюю часть крыши зданий или на вершину опор линий электропередач. В случае скоростной железной дороги в районе Цукубы имеется 20 станций и 30 промежуточных станций, расположенных вдоль 58-километровой железной дороги, которые обеспечивают покрытие всей зоны.

5 Соединение с WAN

На каждой железнодорожной станции используется оптическое волокно, по которому передается весь трафик, создаваемый на данной станции или в поезде. Широкополосный трафик передается в WAN через 2 шлюзовые станции, обеспечивающие возможность соединения с интернетом.

______________

1Ширина такой полосы частот, за нижним и верхним пределами которой, каждая из излучаемых средних мощностей равняется определенному проценту /2 от всей средней мощности данного излучения (определено в п. 1.153 РР).

жүктеу/скачать 4.71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: