المجموعات

UMTS TDD / TD WCDMA

UMTS TDD / TD WCDMA

تستخدم معظم شبكات 3G UMTS مخططًا مزدوجًا لتقسيم التردد حيث ترسل الوصلة الصاعدة والهابطة في نفس الوقت وتستخدم ترددات مختلفة. ومع ذلك ، فإن الإرسال المزدوج بتقسيم الزمن ، TDD حيث تستخدم الوصلة الصاعدة والوصلة الهابطة نفس التردد ولكن الإرسال في أوقات مختلفة له بعض المزايا المميزة في بعض الظروف.

إنه مفيد بشكل خاص عندما تكون كمية البيانات المطلوبة في الوصلة الصاعدة والهابطة مختلفة حيث يمكن تعديل طول الوقت المخصص للوصلة الصاعدة والهابطة وفقًا لذلك.

ونتيجة لذلك ، تم استخدام UMTS TDD لعدد من اتصالات الإنترنت عبر الهاتف المحمول ، على الرغم من أنها لم تشهد استخدامًا واسع النطاق.

TDD - مزدوج تقسيم الوقت

يتطلب نظام الاتصالات أن يكون الاتصال ممكنًا في كلا الاتجاهين: من وإلى المحطة الأساسية إلى المحطة البعيدة. هناك عدد من الطرق التي يمكن من خلالها تحقيق ذلك. الأكثر وضوحًا هو الإرسال على تردد والاستقبال على تردد آخر. يكون فرق التردد بين الإرسالات بحيث لا تتداخل الإشارتان. يُعرف هذا باسم الإرسال المزدوج بتقسيم التردد (FDD) وهو أحد أكثر المخططات شيوعًا ، ويستخدمه معظم المخططات الخلوية.

من الممكن أيضًا استخدام تردد واحد وبدلاً من استخدام توزيعات تردد مختلفة ، استخدم توزيعات زمنية مختلفة. إذا تم تقسيم أوقات الإرسال إلى فترات زمنية ، فإن عمليات الإرسال في اتجاه واحد تتم في فجوة زمنية واحدة ، والإرسال في الاتجاه الآخر يحدث في فجوة أخرى. يُعرف هذا المخطط باسم الإرسال المزدوج بتقسيم الوقت ، TDD ، ويستخدم في UMTS-TDD.

من أجل أن تكون أنظمة الاتصالات الراديوية قادرة على الاتصال في كلا الاتجاهين ، من الضروري أن يكون لديك ما يسمى مخطط مزدوج. يوفر مخطط الإرسال المزدوج طريقة لتنظيم المرسل والمستقبل بحيث يمكن الإرسال والاستقبال. هناك عدة طرق يمكن اعتمادها. بالنسبة للتطبيقات بما في ذلك الاتصالات اللاسلكية والخلوية ، حيث يلزم أن يكون المرسل والمستقبل قادرين على العمل في وقت واحد ، هناك مخططان قيد الاستخدام. إحداهما تعرف باسم FDD أو الإرسال المزدوج بتقسيم التردد تستخدم قناتين ، إحداهما للإرسال والأخرى للمستقبل. مخطط آخر يُعرف باسم TDD ، يستخدم الإرسال المزدوج بتقسيم الوقت ترددًا واحدًا ، لكنه يخصص فترات زمنية مختلفة للإرسال والاستقبال.

عند استخدام نظام TDD ، هناك عدد من الخصائص ذات الصلة بأنظمة TDD. يجب مواءمة هذه الخصائص عند تطوير أو استخدام أنظمة TDD.

  • الاستفادة من العصابات غير المزاوجة: عادةً ما يكون هناك عدد أكبر من حركة المرور في الوصلة الهابطة (شبكة إلى الهاتف المحمول) مقارنة بالوصلة الصاعدة (من شبكة إلى شبكة). وبناءً على ذلك ، يستطيع المشغل تخصيص وقت أطول للإرسال للوصلة الهابطة مقارنة بالوصلة الصاعدة. هذا غير ممكن مع الطيف المقترن المطلوب لأنظمة FDD حيث لا يمكن إعادة توزيع استخدام النطاقات المختلفة. نتيجة لذلك ، من الممكن استخدام الطيف المتاح بكفاءة عالية.
  • انتقال متقطع: في أي نظام TDD ، من الضروري التبديل بين العبور والاستقبال. يستغرق هذا قدرًا معينًا من الوقت. لا يستغرق الأمر فقط وقتًا حتى يتغير الهاتف المحمول والمحطة الأساسية بين الإرسال والاستقبال من حيث زيادة الطاقة أو خفضها ، إلى جانب تسوية أي عابر. بالإضافة إلى ذلك ، يلزم الوقت بين الإرسال والاستقبال لاستيعاب وقت الإرسال بين الهاتف المحمول والمحطة الأساسية. نتيجة لذلك ، يلزم وجود فرقة حراسة.
  • تدخل الإرسال / الوصلة الهابطة: نظرًا لأن الوصلة الصاعدة والهابطة تشتركان في نفس القناة ، يمكن أن يكون هناك تداخل بين اتجاهي الإرسال. للتغلب على ذلك ، تتم مزامنة المحطات الأساسية للتأكد من أنها لا ترسل عند استقبال محطة قاعدة مجاورة ، وإلا فإن الموقع الأفضل ومستوى الطاقة الأعلى المحتمل سوف يتسببان في حدوث تداخل.
  • الشروط المكافئة للوصلة الصاعدة والهابطة: بما أن الوصلة الصاعدة والوصلة الهابطة تستخدمان القناة نفسها ، فإنها تخضع لنفس شروط الانتشار. مع أنظمة FDD التي تستخدم ترددات مختلفة للوصلة الصاعدة والهابطة ، توجد اختلافات كبيرة. باستخدام نفس ظروف خبو التردد يمكن مواجهة بشكل أكثر فعالية.

مقارنة UMTS TDD / FDD

بينما يتم تحديد كل من UMTS TDD و UMTS FDD في نفس المعيار ويتشاركان في العديد من الخصائص ، هناك بعض الاختلافات بطبيعة الحال.


معاملUMTS TDDUMTS FDD
طريقة الوصول المتعددةTDMA ، CDMACDMA
طريقة الازدواجTDDفد
قناة التباعد5 ميجا هرتز[1]5 ميجا هرتز
معدل رقاقة الناقل3.84 ماكبس3.84 ماكبس
هيكل الفترة الزمنية15/14 فتحات / إطار15 فتحة / إطار
طول الإطار (مللي ثانية)1010
مفهوم متعددمتعدد الرموز ، متعدد الفتحات و OVSF[2]متعدد الرموز و OVSF[2]
أنواع الانفجار(1) رشقات نارية
(2) انفجار الوصول العشوائي
(3) انفجار التزامن
غير متاح
كشفمتماسك على أساس midambleمتماسك على أساس الرموز التجريبية
التحكم في طاقة القناة المخصصالإرسال: حلقة مفتوحة بمعدل 100 هرتز أو 200 هرتز
الوصلة الهابطة: حلقة مغلقة بحد أقصى 800 هرتز
حلقة مغلقة سريعة بمعدل 1500 هرتز
عوامل الانتشار1 .. 164 .. 512

ملاحظات:
[1] بالنسبة إلى TD-SCDMA ، يكون تباعد القنوات 1.6 ميجا هرتز
[2] OVSF = عامل الانتشار المتغير المتعامد

UMTS TDD ضمن 3GPP

تم تحديد جميع معايير أنظمة UMTS 3G تحت رعاية 3GPP - مشروع شراكة الجيل الثالث. لا تحدد المعايير أنظمة FDD فحسب ، بل تحدد أيضًا نظام TDD.

في هذه المواصفات ، كان القصد الأصلي من UMTS هو استخدام طيف TDD لتوفير معدلات بيانات عالية في مناطق مختارة تشكل ما يمكن تسميته مناطق 3G الساخنة.

تفاصيل UMTS TDD

يستخدم UMTS TDD العديد من نفس المعلمات الأساسية مثل UMTS FDD. يتم استخدام نفس عرض نطاق القناة MHz 5. يستخدم UMTS TDD أيضًا طيفًا منتشرًا بالتسلسل المباشر ويتم فصل مستخدمين مختلفين وما يمكن تسميته "قنوات منطقية" باستخدام شفرات انتشار مختلفة. فقط عندما يستخدم المتلقي نفس الرمز في عملية الارتباط ، يتم استرداد البيانات. في W-CDMA ، تظهر جميع القنوات المنطقية الأخرى التي تستخدم أكواد انتشار مختلفة كضوضاء على القناة وتحد في النهاية من قدرة النظام. في UMTS TDD ، يتم استخدام مخطط يُعرف باسم اكتشاف المستخدمين المتعددين (MUD) في المستقبل ويحسن إزالة رموز التداخل ، مما يسمح بمعدلات وسعة بيانات أعلى.

بالإضافة إلى فصل المستخدمين عن طريق استخدام قنوات منطقية مختلفة نتيجة لرموز الانتشار المختلفة ، يمكن توفير مزيد من الفصل بين المستخدمين من خلال تخصيص فترات زمنية مختلفة. هناك 15 فترة زمنية في UMTS TDD. من بين هؤلاء ، يتم استخدام ثلاثة في النفقات العامة مثل الإشارات ، وما إلى ذلك ، وهذا يترك اثني عشر فترة زمنية لحركة مرور المستخدم. يمكن أن يكون هناك 16 رمزًا في كل فترة زمنية. يتم تخصيص السعة للمستخدمين عند الطلب ، باستخدام مصفوفة ثنائية الأبعاد من الفترات الزمنية والرموز.

من أجل أن يحقق UMTS TDD أفضل أداء إجمالي ، يمكن تغيير نسق النقل ، أي التعديل وتصحيح الخطأ الأمامي لكل مستخدم. يتم اختيار المخططات بواسطة الشبكة ، وسوف تعتمد على خصائص الإشارة في كلا الاتجاهين. تتيح أشكال التشكيل ذات الترتيب الأعلى استيعاب سرعات بيانات أعلى ، لكنها أقل مقاومة للضوضاء والتداخل ، وهذا يعني أن مخططات تعديل معدل البيانات الأعلى تستخدم فقط عندما تكون قوة الإشارة عالية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تغيير مستويات تصحيح الخطأ الأمامي. عندما تكون الأخطاء محتملة ، أي عندما تكون قوة الإشارة منخفضة أو تكون مستويات التداخل عالية ، هناك حاجة إلى مستويات أعلى من تصحيح الخطأ الأمامي في ظل انخفاض يتطلب إرسال بيانات إضافية وهذا يؤدي إلى إبطاء معدل نقل الحمولة. وبالتالي من الممكن تحقيق معدلات نقل بيانات أعلى بكثير عندما تكون الإشارات قوية ومستويات التداخل منخفضة.

تخصيصات الطيف لنظام UMTS TDD

تم إجراء التخصيصات القياسية للطيف الراديوي لأنظمة اتصالات 3G في معظم البلدان حول العالم. في أوروبا والعديد من المناطق الأخرى ، تم تخصيص الطيف لـ UMTS FDD بين 1920 ميجاهرتز إلى 1980 ميجاهرتز و 2110 ميجاهرتز إلى 2170 ميجاهرتز. بالنسبة إلى UMTS TDD ، يقع الطيف بشكل أساسي بين 1900 ميجاهرتز و 1920 ميجاهرتز وبين 2010 ميجاهرتز و 2025 ميجاهرتز. بالإضافة إلى ذلك ، هناك بعض التخصيصات الأخرى حول 3 جيجا هرتز.

أداء UMTS TDD

UMTS TDD قادر على دعم معدلات بيانات الذروة العالية. يوفر الإصدار 5 من معيار UMTS HSDPA (وصول عالي السرعة لحزمة الوصلة الهابطة). يسمح المخطط باستخدام مخطط تعديل ذي ترتيب أعلى يسمى 16-QAM (تعديل سعة تربيع 16 نقطة) ، والذي يتيح معدلات ذروة تبلغ 10 ميغابت في الثانية لكل قطاع في عمليات النشر التجارية. يزيد الإصدار التالي من التعديل إلى 64-QAM ، ويقدم إلغاء التداخل بين الخلايا (يسمى MUD المعمم) و MIMO (متعدد الداخل ، متعدد الخارج). مجتمعة ، تزيد هذه من معدل الذروة إلى 31 ميغابت في الثانية لكل قطاع.

موضوعات الاتصال اللاسلكي والسلكي:
أساسيات الاتصالات المتنقلة
العودة إلى الاتصال اللاسلكي والسلكي


شاهد الفيديو: Если телефон плохо ловит сеть РЕШЕНО (ديسمبر 2021).