Розробка електронного навчального посібника по вивченню стандарту CDMA

Міністерство освіти і науки України Криворізький інститут Кременчуцького університету економіки, інформаційних технологій і управління Кафедра технічної кібернетики ДИПЛОМНА РОБОТА зі спеціальності

7.91 402 «Гнучкі комп’ютеризовані системи та робототехніка»

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

" Розробка електронного навчального посібника по вивченню стандарту CDMA"

Студента групи ГКС-05-д Терещенка Сергія Віталійовича

Керівник роботи ст. викл. Батареєв Віктор Володимирович

Кривий Ріг 2010

Зміст

• Вступ
• 1. Постановка завдання
• 1.1 Найменування та галузь використання
• 1.2 Підстава для створення
• 1.3 Характеристика розробленого програмного забезпечення
• 1.4 Мета й призначення
• 1.5 Загальні вимоги до розробки
• 1.6 Джерела розробки
• 2. Огляд технології EV-DO
• 2.1 Історія розвитку стандарту CDMA 2000
• 2.2 Загальні відомості про технологію EV-DO
• 2.2.1 Принцип роботи EV-DO
• 2.2.2 EV-DO і користувач
• 2.3 Архітектура системи CDMA 1X EV-DO
• 2.3.1 Структурна схема мережі CDMA2000 1x EV-DO
• 2.3.2 Основні елементи мережі EV-DO
• 2.5 Функціональна схема мережі стандарту EV-DO
• 2.4 Радіоінтерфейси обміну даними
• 2.4.1 Протоколи та інтерфейси передачі даних
• 2.4.2 Рівні інтерфейсу стандарту EV-DO
• 2.5 Процедури встановлення і завершення зв’зку
• 2.6 Сучасний розвиток стандарту EV-DO
• 3. Моделювання елементів радіоінтерфейсу. аналіз результатів моделювання
• 3.1 Опис моделі
• 3.2 Опис елементів моделі
• 3.3 Аналіз отриманих даних
• 3.4 Розробка навчального посібника
• 4. Вибір засобу проектування навчальної та контролюючої частини посібника
• 4.1 Вибір засобу проектування навчальної частини
• 4.2 Вибір засобу проектування контролюючої частини
• 5. Реалізація посібника
• 5.1 Технічні вимоги до перегляду ЕНП
• 5.2 Інтерфейс ЕНП
• 5.3 Реалізація тестової частини
• 6. Економічне обґрунтування доцільності розробки програмного продукту
• 6.1 Можливе дерево ефектів
• 6.2 Мережевий графік робіт
• 6.3 Розрахунок собівартості програмного продукту
• 6.4 Розрахунок економічного ефекту по упровадженню програмного продукту
• 7. Охорона праці
• 7.2 Заходи щодо нормалізації шкідливих та небезпечних факторів на робочому місці конструктора
• 7.3 Пожежна безпека
• Висновки
• Список літератури

Вступ

На основі аналізу стану і тенденцій розвитку ринку послуг рухомого зв’язку у світі та в Україні виявлено, що тільки трафік передачі даних абонентів за останні роки виріс у десятки разів, що, звичайно ж, вимагає сьогодні більш швидкісних каналів передачі даних. І в даний час необхідно було визначити способи задоволення зростаючих потреб абонентів у збільшенні швидкості передачі даних за допомогою розвитку існуючих або створення нових мереж рухомого зв’язку.

Всі ці передумови привели до створення технології EV-DO (Evolution-Data Optimized), що дослівно можна перекласти як «еволюціонувала оптимізована передача даних». Це технологія мереж мобільного зв’язку третього покоління 3G, яка є розвитком стандарту IS-95С c метою підвищення швидкості передачі даних, як у напрямку вниз, так і вгору.

На сьогоднішній день розроблено вже чотири релізу технології EV-DO: Revision Zero (Rev.0), Revision A (Rev. A), Revision B (Rev. B) і Revision С (Rev. C) і вже ведуться розробки наступного релізу. Технологія дуже затребувана і перспективна. Вона відкриває цілий ряд нових можливостей для користувачів:

це і швидке підключення до інформаційних ресурсів незалежно від місця розташування і часу доби, на роботі, вдома, на дачі, в дорозі.

EvDO розкриває самі сучасні можливості в області мультимедія і розваг.

Ну і звичайно ж головне достоїнство — великі швидкості передачі даних: наприклад для EV-DO Rev. А вона становить 3,1 Мбіт/с у напрямку до абонента і 1,8Мбіт/с від абонента.

Сьогодні Стандарт EV-DO активно розвивається у всьому світі. Технологія використовується в самих різних сферах: в банках і страхових компаніях, в дистриб’юторських організаціях, органами державної влади та користувачами домашнього Інтернету.

Про те, що EV-DO набирає обертів, свідчить і той факт, що виробники мобільних телефонів і ноутбуків вже випускають моделі з підтримкою відповідної технології.

Ну і звичайно, для такого престижного, сучасного інституту, який йде в ногу з часом, як КІ КУЕІТУ, необхідно надати студентам і фахівцям інженерного профілю інформацію про цю технологію. Тому метою дипломної роботи є створення електронного навчального посібника з вивчення даної технології.

До того ж, сучасний рівень розвитку освітніх технологій, що базується на розвиненій комп’ютерній базі, а також мультимедіа, інтернет і інтранет технологіях, припускає актуальним створення електронних навчальних посібників (ЕНП). Даний ЕНП буде рекомендовано в якості додаткового навчального посібника студентам, які навчаються з дисципліни «Комп'ютерні та комунікаційні системи та мережі», продовживши тим самим перехід до нових форм навчання з широким впровадженням електронних навчальних посібників, покликаних замінити та доповнити традиційну навчальну літературу. Загальновідомі гідності ЕУП дозволяють підняти навчальний процес на якісно новий рівень. У даному посібнику можуть бути реалізовані практично будь-які методичні прийоми, що використовуються викладачем на заняттях.

Також буде вирішена проблема методичного забезпечення, до того ж вона є ключовою для організації та впровадження дистанційного навчання. Буде задоволена потреба як студентів, так і викладачів мати зручний і недорогий посібник, який можна буде роздати багатьом студентам, не хвилюючись про обмежену кількість примірників.

І, звичайно ж, за допомогою сучасних інформаційних технологій у даному ресурсі будуть зосереджені всі необхідні елементи навчання, починаючи від нормативної бази і закінчуючи тестами і контрольними заходами.

1. Постановка завдання

1.1 Найменування та галузь використання

Найменування розробки: розробка електронного навчального посібника по вивченню стандарту CDMA. Розробка створена на основі документації, яка була надана викладачами КІ КУЕІТУ.

1.2 Підстава для створення

Підставою для розробки є наказ № 73С-01 від 29 жовтня 2009 р. по Криворізькому інституту КУЕІТУ.

Початок робіт: 01.11.09. Закінчення робіт: 25.05.10.

1.3 Характеристика розробленого програмного забезпечення

Навчальна частина посібник була розроблено у редакторі веб-сторінок Macromedia Dreamweaver, контролююча частина була реалізована за допомогою програмного продукту EazyQuizzy (програма для створення комп’ютерних тест завдань).

Склад розробленої системи:

Навчальна частина посібника;

Контролююча частина посібника (тести);

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт;

Приклад виконання лабораторної роботи в середовищі MatLab;

Додаткове програмне забезпечення: установка пакету MS Office.

навчальний посібник програмний продукт

1.4 Мета й призначення

Метою даного дипломного проектування є розробка електронного навчального посібника (ЕНП), який буде рекомендовано в якості додаткового навчального матеріалу студентам, які вивчають дисципліну «Комп'ютерні та комунікаційні системи і мережі» .

У дослідницькій частині дипломної роботи були розглянуті особливості роботи з гіпертекстовою розміткою HTML, а також фрейми, JavaScript та плагіни.

1.5 Загальні вимоги до розробки

Вимоги до програмного забезпечення:

Робота в середовищі операційних систем XP/Vista/7;

Додаткове програмне забезпечення: установка пакету MS Office;

Мінімальні вимоги до апаратного забезпечення:

процесор Inel Pentium 1000 МГц (та краще);

512 Мб оперативної пам’яті;

біля 150 Мб вільного місця на жорсткому диску;

монітор з SVGA адаптером;

компакт-дисковий носій (CD);

1.6 Джерела розробки

Джерелами розробки дипломної роботи є:

довідкова література;

наукова література;

технічна література;

програмна документація.

2. Огляд технології EV-DO

2.1 Історія розвитку стандарту CDMA 2000

СDMA (Code Division Multiple Access) — система множинного доступу з кодовим розділенням — стала, можливо, найбільш багатообіцяючою системою, що з’явилася на світовому ринку. Десятиліття тому ця технологія використовувалася у військовій зв’язку США, а сьогодні відома всім як глобальний цифровий стандарт для комерційних систем комунікацій. На відміну від інших методів доступу абонентів до мережі, де енергія сигналу концентрується на обраних частотах або тимчасових інтервалах, сигнали CDMA розподілені в безперервному частотно-часовому просторі. У CDMA системах кожен голосовий потік відзначений своїм унікальним кодом і передається на одному каналі одночасно з багатьма іншими кодованими голосовими потоками. Єдина відмінність між множинними голосовими потоками це унікальний код. Канал, як правило, дуже широкий і кожний голосовий потік займає цілком всю ширину діапазону.

Спочатку принцип CDMA був реалізований в стандарті cdmaOne, розробленої компанією Qualcomm. Стандарт cdmaOne, існує у варіаціях IS-95a і IS-95b (рис. 2.1). Абревіатура IS (interim standard — часовий стандарт) використовується для обліку в Асоціації телекомунікаційної промисловості TIA (Telecommunications Industry Association). Як правило, в мережах cdmaOne використовується IS-95a, який забезпечує передачу сигналу зі швидкістю 9,6кбіт/с (з кодуванням) і 14,4кбіт/с (без кодування). Версія IS-95b заснована на об'єднанні декількох каналів CDMA, що організовуються в прямому напрямку (від базової станції до мобільного). Швидкість може збільшуватися до 28,8кбіт/с (при об'єднанні двох каналів по 14,4кбіт/с) або до 115,2кбіт/с (8 каналів по 14,4кбіт/с). Для передачі інформації використовуються радіоканали з шириною смуги частот у 1,25МГц, а оскільки для підвищення швидкості передачі даних використовується

паралельне об'єднання декількох радіоканалів, то в назві технології з’явилося словосполучення «Multi-Carrier» — Багаточастотна.

Рис. 2.1 Еволюція стандарту IS-95A до стандартів третього покоління.

Комерційні мережі CDMAOne з’явилися в 1995 році і користувалися заслуженою популярністю як на своїй батьківщині, в Америці, так і в Азії. Саме CDMAOne на увазі під терміном «CDMA-800» (найбільшого поширення набув саме 800-мегагерцовим варіант, IS-95). Прямий і зворотний канали розташовуються відповідно в діапазонах 869,040−893,970 і 824,040−848,860 МГц.

Згодом виявилося, що необхідні швидкості передачі можуть бути досягнуті і в межах одиночної смуги частот при використанні іншої системи кодування і модуляції сигналів. Стандарт, що описує це рішення, отримав довгу назву CDMA2000 1x (рис. 2.1), де елемент «1x» вказував на використання всього одного типового радіоканалу шириною 1,25 МГц. При збереженні сумісності з CDMAOne нова технологія забезпечила підвищення швидкості передачі даних до 153 кбіт/с. Даний стандарт CDMA 2000 є подальшим розвитком стандарту 2 покоління CDMAOne. Він був затверджений ITU (Міжнародним союзом електрозв’язку, International Telecommunication Union) як IS — 95С. У документах Lucent Technologies зустрічається позначення IS-2000.

Нарешті, міжнародний союз електрозв’язку відібрав з десяти запропонованих проектів п’ять радіоінтерфейсів третього покоління IMT-2000 (рис. 2.2), в їх числі - IMT-MC (Multi Carrier), який являє собою модифікацію багаточастотний системи CDMA 2000, в якій забезпечується зворотна сумісність з устаткуванням стандарту CDMAOne (IS-95).

Рис. 2.2 Сімейство систем IMT-2000

Спочатку CDMA 2000 (IMT-MC) розділили на дві фази — 1X і 3X. Саме до першої фази застосовується назва IS-95C, а другу пізніше назвали 1X-EV (evolution). Оскільки для передачі даних і голосу використовуються різні алгоритми, 1X-EV розділили на дві фази: CDMA 2000 1X EV-DO (1x EVolution-Data Only, «Еволюція 1x для передачі даних тільки») і CDMA 2000 1X EV-DV (1x EVolutio-Data and Voice, «Еволюція 1x — дані і мова»). Наочно подальша еволюція стандартів CDMA представлена на рис. 2.3 І саме стандарт CDMA 2000 1X EV-DO мається на увазі під 3G IMT-MC. Стандарт 1x-EV-DO був прийнятий TIA у жовтні 2000 року і передбачає наступну схему функціонування: апарат одночасно виробляє пошук мережі 1x та 1xEV, передачу даних здійснює за допомогою 1xEV, голоси — за допомогою 1x. Більш детально стандарт 1x-EV-DO розглянуто в наступних розділах. Стандарт 1xEV-DV також повністю відповідає всім вимогам 3G.

Рис. 2.3 Розвиток CDMA до стандарту EV-DO

2.2 Загальні відомості про технологію EV-DO

EV-DO — це технологія мереж мобільного зв’язку третього покоління 3G, що забезпечує високошвидкісну передачу даних. Переваги технології EV-DO відкривають цілий ряд нових можливостей для користувачів: швидке підключення до мережі Інтернет незалежно від місця розташування і часу доби, організація високошвидкісних корпоративних VPN-мереж, широкий спектр послуг мобільного мультимедіа. На сьогоднішній день технологія EV-DO використовується в самих різних сферах, як альтернатива виділеним лініям, DSL модемів.

Технологія EV-DO (Evolution Data Only) представляє собою надбудову над вже існуючими мережами CDMA2000 1x (рис. 2.3), яка дозволяє істотно підвищити швидкість передачі даних у них. У CDMA 2000 1x EV-DO максимальна пропускна здатність в 2,4 Мбіт/с з солідним запасом вписується у вимоги, що пред’являються до мереж третього покоління. При цьому собівартість впровадження цієї технології набагато менше витрат на побудову мережі третього покоління стандарту UMTS (Universal Mobile Telecommunication System). Адже при переході в стандарт UMTS стільниковому операторові доведеться практично повністю міняти все своє обладнання (базові станції, комутаційне обладнання тощо), а при переході в EV-DO достатньо лише оновити програмне забезпечення комутатора та встановити на кожній базовій станції декілька додаткових модулів розширення. А чим менше впровадження нової технології вдарить по бюджету стільникового оператора, тим дешевше обійдеться використання прогресивних технологій для простих абонентів. У мережі стандарту EV-DO зможуть функціонувати телефони, розроблені і для звичайної CDMA2000 1x, але використовувати переваги нового стандарту вони не зможуть.

2.2.1 Принцип роботи EV-DO

При проектуванні стандарту EV-DO був врахований той фактор, що об'єм інформації, що передається від оператора до абонента, як правило, значно перевищує об'єм інформації, що йде у зворотному напрямку. У середньому абонент приймає в 4 рази більше даних, ніж передає. Тому у випадку з EV-DO має сенс окремо розглядати канал передачі даних від оператора до абонента й канал від абонента до оператора.

Від оператора до абонента передача даних здійснюється у вигляді набору пакетів тривалістю 26,67 мс, розділеного на 16 слотів. Передача одного пакету може займати від 1 до 16 слотів в залежності від швидкості передачі даних. Після того, як абонентський термінал отримав пакет і сталася перевірка цілісності даних, здійснюється передача повідомлення про те, що пакет успішно отриманий. Передача даних може здійснюватися на швидкості від 38,4Кбіт/с до 2457,6Кбіт/с (табл.2.1). У реальних умовах частіше всього використовуються 1228,8Кбіт/с і 1843,2Кбіт/с. Такі високі швидкості в каналі забезпечуються за рахунок використання методу колективного доступу з тимчасовим поділом каналів, тобто базова станція передає усім абонентам ідентичну інформацію, але розшифрувати термінал може тільки ті пакети, які призначені для нього.

Варто відзначити, що швидкість передачі даних сильно залежить від відстані між базовою станцією та абонентським терміналом, а також від рівня перешкод. Абонентський термінал постійно заміряє співвідношення між рівнем сигналу і перешкод, після чого повідомляє цей рівень базовій станції. Це дозволяє досягати максимальної швидкості передачі даних до кожного з абонентів.

Таблиця 2.1.

Залежність швидкості передачі даних від розміру пакета і типу модуляції для низхідного каналу

2.2.2 EV-DO і користувач

В першу чергу переваги нової технології по достоїнству оцінять активні користувачі мобільного Інтернету. У порівнянні з технологією QNC, що застосовується в мережах CDMA 1x, та EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution), що застосовується в мережі GSM, EV-DO дає значно більш високу швидкість передачі даних, що означає більш комфортний перехід по web-сторінкам, які будуть відкриватися практично миттєво, швидке завантаження об'ємних файлів і т.д. І все це без прив’язки до наземних комунікаційних каналах!

М’який хендовер, що застосовується у мережі стандарту EV-DO, дозволить користувачеві не тільки не турбуватися про можливість розриву з'єднання при перемиканні з однієї базової станції на іншу, але навіть не помічати значного падіння швидкості передачі даних. Цей ефект досягається за рахунок того, що вже на межі зони обслуговування однієї базової станції вас починає обслуговувати ще одна. Завдяки спеціальному програмному забезпеченню обриву зв’язку не відбувається як такого — просто одна станція передає вам все менше і менше даних по мірі того, як ви від неї віддаляється, а інша, навпаки, передає все більше і більше у міру вашого наближення.

Завдяки EV-DO до віртуальної приватної мережі можна буде підключити практично будь-який комп’ютер незалежно від його місця розташування, головне, щоб комп’ютер знаходився в зоні обслуговування мережі EV-DO, що забезпечується вбудованою підтримкою протоколу L2TP, що забезпечує тунелювання даних. Це також дозволить ноутбуків, КПК мати постійний зв’язок з рідною VPN на високій швидкості. Також існує можливість зробити мобільним не тільки клієнта, але і сервер VPN, адже технологія EV-DO передбачає присвоєння терміналу статичного IP-адреси та зручну роботу в рамках доменів. Потужна система захисту від несанкціонованого доступу дозволить довіряти мережі EV-DO конфіденційні дані.

2.3 Архітектура системи CDMA 1X EV-DO

Подання про архітектуру мережі радіодоступу і розуміння взаємодії її основних компонентів між собою в процесі забезпечення різних сервісів обміну даними є важливим чинником для оптимізації системи з метою реалізації необхідних технічних характеристик.

2.3.1 Структурна схема мережі CDMA2000 1x EV-DO

У розглянутій мережі апаратні і програмні засоби забезпечують підключення мережі радіодоступу з загальнодоступної мережі з комутацією пакетів (типу Internet) і з приватними IP-мережами.

Загальна побудова архітектури мережі показано на рис. 2.4:

Рис. 2.4 Структурна схема мереж CDMA2000 1x і CDMA2000 1xEV-DO та їх взаємодія

На рисунку 2.4 позначені:

АТ (Access Terminal) — термінали доступу;

AN (Access Network) — мережа радіодоступу;

PCF (Packet Control Function) — термінал управління пакетами;

PDSN (Packet Date Service Node) — вузол сервісу пакетних даних;

HA (Home Agent) — домашній регістр;

ААА — сервер ідентифікації, авторизації і розрахунку (білінгу).

Як видно з рис. 2.4, мережа EV-DO має зворотну сумісність із мережею CDMA 1x. Термінали абонентів, які не підтримують стандарт EV-DO, будуть працювати в цій мережі, але використовувати переваги нової технології не зможуть. Користувачі будуть мати доступ до ресурсів системи через термінали, які підтримують радіо інтерфейс з базовими станціями. Термінал доступу може використовуватися разом з ноутбуком, портативним комп’ютером або багаторежимним мобільним телефоном з можливостями стандарту AMPS/IS-95 і 3G-1X/1xEV-DO.

2.3.2 Основні елементи мережі EV-DO

Більш докладно розглянута функціональна схема стандарту EV-DO на рис. 2.5:

2.5 Функціональна схема мережі стандарту EV-DO

1. АТ — термінал доступу: Пристрій, що надає можливість з'єднання і обміну даними користувачеві. Термінал доступу може бути пов’язаний з персональним обчислювальним пристроєм, таким як ноутбук, за допомогою спеціального бездротового модему, виконаного у форм-факторі PC-карти, або зовнішнього USB-модем. Також у якості терміналу доступу може виступати мобільний телефон, що підтримує технологію EV-DO. Таким чином, термінал доступу є еквівалентом мобільної станції (MS) у системі CDMA 2000.

2. BTS (AN) — базова приймально-передавальна станція (точка доступу радіомережі): обладнання мережі, що забезпечує можливість з'єднання між мережею пакетної передачі даних PSDN (подібно інтернету) і терміналами доступу. Обмін даними з АТ відбувається за радіо інтерфейсу. Мережа доступу еквівалентна базовій станції системи CDMA2000.

3. RNC — контролер радіомережі: в основні функції даного пристрою входить обробка протоколів радіолінії RLP, управління потоками даних, обробка та передача інформації. AN пов’язані з контролером RNC через мережевий маршрутизатор з первинного цифровому каналу зі швидкістю 2,048 Мбіт/с (потік Е1) або по лінії T1.

4. PCF — термінал управління пакетами: виконує функції SC/MM (Session Control and Mobility Management), тобто управляє потоками даних, зберігає дані про сесії передачі даних, виконує термінальну авторизацію для дозволу передачі даних, тощо. Дозволяє RNC функціонувати з інтерфейсом PDSN.

5. PDSN — загальна комутована мережа передачі даних: це важливий блок, що відповідає за передачу даних для мобільної мережі в загальні комутовані мережі (Internet, Intranet) і назад. Тут же знаходяться центр аутентифікації та авторизації, домашній і гостьовій регістри, що зберігають інформацію про користувачів, на основі якої встановлюється достовірність абонента, його авторизація та аутентифікація.

6. Internet — загальна комутована мережа передачі даних: локальні, внутрішні, зовнішні і глобальні мережі передачі даних (Internet, Extranet, Intranet).

Обмін даними між різними компонентами системи стандарту EV-DO відбувається за допомогою різних інтерфейсів (рис. 2.6).

Рис. 2.6 Інтерфейси взаємодії між компонентами системи стандарту EV-DO

Далі більш детально розглянуто радіоінтерфейс обміну даними між терміналом доступу (AT) і точкою радіодоступу мережі (AN).

2.4 Радіоінтерфейси обміну даними

За допомогою радіоінтерфейсу (рис. 2.7) відбувається обмін даними між терміналом доступу (АТ) і мережею радіодоступу (АN):

Рис. 2.7 Базова модель радіоінтерфейсу.

Повітряний інтерфейс розділений на декілька рівнів. Для кожного рівня визначений свій інтерфейс взаємодії, також як і для будь-якого протоколу в межах кожного рівня. Це дозволяє в майбутньому, незалежно (ізольовано) один від одного модифікувати кожен протокол або рівень.

Архітектури ієрархічного подання для повітряного інтерфейсу представленого рис. 2.8 Кожен шар складається з одного або більше протоколів, які виконують свої певні функції. Найбільш важливі протоколи розглянуті нижче.

Рис. 2.8 Архітектура ієрархічного подання повітряного інтерфейсу

На рис. 2.8 позначені такі рівні:

1) Прикладної рівень: забезпечує передачу сигнальних процесів по протоколу радіоканалу (функція Default Signaling Application) та функцію Default Packet Application для передачі даних про користувачів.

2) Потокові рівень забезпечує мультиплексування окремих потоків інформації. Потік 0 за замовчуванням відведено для сигнальних повідомлень та функції Default Signaling Application.

3) Сеансовий рівень забезпечує управління адресами, призначення адрес, узгодження протоколів, а також перевірку технічної справності обладнання.

4) Рівень з'єднання відповідає за створення з'єднання по радіо інтерфейсу, а також перевірку технічного стану обладнання.

5) Рівень безпеки підтримує сервіси аутентифікації абонентів і шифрування даних.

6) Мас — рівень (Medium Access Control): даний рівень визначає процедури, які використовуються для того, щоб отримати та передати дані з фізичного рівня.

7) Фізичний рівень визначає канальну структуру, частоту, вихідну потужність, модуляцію і кодову специфікацію для каналів Uplink і Downlink.

2.4.1 Протоколи та інтерфейси передачі даних

Кожен рівень може містити один або декілька протоколів. Протоколи використовують сигнальні повідомлення, або заголовки, щоб передати інформацію їх рівноправного об'єкта на іншому кінці лінії.

Стандарт EV-DO визначає ряд інтерфейсів для з'єднання між протоколами різних об'єктів мережі, протоколами всередині об'єкта мережі та інші. У цьому випадку під об'єктами мережі маються на увазі термінали доступу (AT) та точки доступу мережі (AN).

Протоколи в даному стандарті мають чотири типи інтерфейсів:

1) Заголовки та повідомлення: використовуються для комунікацій між виконанням протоколу в одному об'єкті і тим же самим виконанням протоколу в іншому аналогічному об'єкті.

2) Команди — це більш високий рівень протокольний: використовуються для того, щоб отримати обслуговування з більш низького протокольного рівня в одному і тому ж об'єкті. Команди можна послати між протоколами одного рівня, але тільки в одному напрямку (тобто, якщо протокол A і B протокол знаходяться в однаковому рівні, і протокол A посилає команду до протоколу B, протокол B не може послати команду до протоколу A). Наприклад, AccessChannelMAC. Abort змушує протокол каналу доступу MAC в даний час переривати будь-яку спробу доступу в процесі.3) Індикатори: використовуються відповідно до протоколів більш низьких рівнів, щоб передати інформацію щодо виникнення певної події. Будь-який протокол вищого рівня може зареєструватися, щоб отримувати інформацію з даних індикаторів. Протоколи одного рівня також можуть зареєструватися, щоб отримувати індикатори, але тільки в одному напрямку. Наприклад,

МАС — протокол терміналу доступу в зворотному каналі звертань повертає індикатор «зворотний канал отримано», коли отримує повідомлення від протоколу мережі доступу про те, що зворотний канал отримано. Це повідомлення потім використовується протоколами рівня з'єднання (Connection Layer), для підтвердження встановлення зв’язку.

4) Загальнодоступні дані: використовуються для передачі відкритої інформації між протоколами. Загальні дані передаються як між протоколами одного рівня, так і між протоколами різних рівнів.

Заголовки та повідомлення закріплені за виконанням будь-якої операції. Команди, індикатори та загальнодоступні дані використовуються як пристрій для прозорої і чіткої специфікації.

Більшість протоколів підтримують наступні команди:

Активація: дана команда повідомляє протоколи про необхідність перейти зі стану «неактивний» в яке-небудь інший стан.

Деактивація: команда для переходу в неактивний стан. Але варто відзначити, що деякі протоколи негайно не переходять на даний стан через вимоги дотримання процедур очищення даних.

У додатку, А представлені протоколи за замовчуванням, визначені для кожного рівня, показаного на рис. 2.8.

2.4.2 Рівні інтерфейсу стандарту EV-DO

Розглянемо більш детально рівні радіоінтерфейсу даного стандарту:

1) Потоковий рівень (Stream Layer):

Потоковий рівень забезпечує наступні функції

Мультиплексування прикладних потоків для одного терміналу доступу. Потік 0 завжди призначений для сигнальних повідомлень. Інші потоки можуть бути призначені для додатків з різним ступенем QoS (якістю обслуговування).

Забезпечення відповідних повідомлень конфігурації, які управляють потоками додатків.

Для виконання даних функції Потокові рівень використовує спеціальний протокол обміну даних Stream Layer Protocol (SLP). У рамках даного протоколу відбувається інкапсуляція даних в пакети. Для прикладу, на рис. 2.9 показано співвідношення між пакетами прикладного, потокового і сеансового рівня.

Рис. 2.9 Інкапсуляція даних на потоковому рівні

Довжина заголовка пакету (header) становить 2 біти. Таким чином, протокол отримує прикладні пакети для подальшої їх передачі по чотирьох різних потоків, потім додає до них заголовки на початку кожного пакета, як показано на рис. 2.10, для передачі по потоковому рівні (Stream Layer).

Рис. 2.10 Структура пакета потокового рівня

2) Сеансовий рівень

Сеансовий рівень містить протоколи, які використовуються для створення з'єднання між терміналом доступу і точкою доступу мережі EV-DO. Під час сеансу зв’язку передається наступна інформація:

Індивідуальний адресу (UATI), закріплений за кожним терміналом доступу;

Сукупність протоколів, використовувана AT і AN для обміну інформацією з радіоінтерфейсу; Настройки конфігурації для цих протоколів (наприклад, ключ аутентифікації, параметри протоколів для рівня з'єднань і МАС — рівня та ін);

Оцінка поточного місця розташування терміналу доступу.

Сеансовий рівень містить наступні протоколи:

Протокол управління сеансом (Session Management Protocol): даний протокол контролює активацію інших протоколів сеансового рівня. Крім того, цей протокол гарантує, що сесія все ще відкрита і управляє закриттям сесії.

Address Management Protocol (протокол управління адресою): визначає процедури ініціалізації UATI, призначення та збереження адрес терміналів доступу (АТ).

Session Configuration Protocol (протокол конфігурації сеансу): призначений для узгодження параметрів конфігурації для різних протоколів протягом сеансу зв’язку.

Взаємозв'язок між вищеописаними протоколами показано на рис. 2.11:

Рис. 2.11 Протоколи сеансового рівня

3) Рівень з'єднання

Рівень з'єднання контролює стан радіолінії, а також класифікує за пріоритетами трафік, що передається по даній радіолінії.

Термінал доступу та мережа доступу підтримують зв’язок, стан якої диктує форму, в якій може бути створене з'єднання між цими об'єктами. Тобто, з'єднання може бути закритим або відкритим. Коли з'єднання відкрито, то терміналу доступу може бути призначений прямий канал трафіку, зворотний канал управління потужністю і зворотний канал трафіку. З'єднання між терміналами доступу та мережею доступу проводяться за цим призначеним каналах, так само як по каналу контролю (Control Channel).

Рівень з'єднання виконує наступні функції:

Ініціалізація мережі;

Управління початком з'єднання і закриттям з'єднання;

Управління зв’язком, коли з'єднання відкрито і коли з'єднання закрите;

Управління радіоліній між АТ і АN, коли з'єднання відкрито;

Має у своєму розпорядженні за пріоритетами та інкапсулює дані, отримані від Session Layer, і обмінюється ними з рівнем безпеки (рис. 2.12)

Розпакування даних (декапсуляція), отриманих від рівня безпеки, і передача їх сеансового рівнів.

Рис. 2.12 Інкапсуляція даних рівня з'єднання

Забезпечення виконання даних функції відбувається за допомогою протоколів, наведених на рис. 2.13:

Рис. 2.13 Протоколи рівня з'єднання

Розглядати кожний з наведених протоколів окремо і детально немає необхідності.

4) Рівень безпеки

Рівень безпеки забезпечує наступні функції:

Обмін ключами: процедура, якою слідують АТ і АN для аутентифікації та шифрування;

Аутентифікація: процедура, якою слідують AT і AN для аутентифікації трафіку;

Кодування трафіку.

Для забезпечення даних функції на рівні безпеки використовуються протоколи, наведені на рис. 2.14:

Рис. 2.14 Протоколи рівня безпеки

На рис. 2.15 представлена взаємозв'язок між пакетами рівня з'єднання, рівня безпеки й Мас — рівня (відбувається інкапсуляція пакету рівня з'єднання для передачі його по МАС — рівню):

Рис. 2.15 Інкапсуляція даних рівня безпеки

Заголовка кадру (header) рівня безпеки може і не бути (або її розмір може бути дорівнює нулю), якщо наявний протокол безпеки не вимагає даного заголовка. Протокол шифрування може додати заголовок, щоб приховати фактичну довжину корисної інформації, або додати додаткові біти для використання алгоритму шифрування. Заголовок протоколу безпеки може містити наступні змінні: вектор ініціалізації; цифровий підпис, необхідну для встановлення автентичності; різні змінні, необхідні для протоколів шифрування і аутентифікації.

5) МАС — рівень

МАС — рівень містить в собі своєрідні правила управління процесами в таких каналах, як канал управління, канал доступу, прямий і зворотній канали трафіку.

МАС — рівень містить протоколи, показані на рис. 2.16:

Рис. 2.16 Протоколи МАС — рівня

Протоколи виконують наступні функції:

Control Channel MAC Protocol: за допомогою даного протоколу створюються пакунки каналу керування МАС — рівня з одного або декількох пакетів рівня безпеки. Містить у собі правила формування та передачі пакетів у мережі доступу в каналі управління, виявлення терміналом доступу каналу керування і прийому АТ пакетів від каналу керування на МАС — рівні. Дані протокол також додає адресу терміналу доступу (АТ) до переданого пакета.

Access Channel MAC Protocol: за допомогою даного протоколу відбувається тимчасова синхронізація АТ, а також управління потужністю для каналу доступу.

Forward Traffic Channel MAC Protocol: протокол містить правила управління процесами в прямому каналі трафіку.

Reverse Traffic Channel MAC Protocol: протокол містить правила управління процесами в зворотному каналі трафіку.

Формування пакета МАС — рівня відбувається наступним чином (рис. 2.17):

1) До кожного пакету рівня безпеки додається заголовок.

2) Відбувається об'єднання отриманих пакетів в пакет МАС — рівня.

3) Створений пакет доповнюється додатковими і резервними бітами (наприклад, для вирівнювання довжини пакетів).

4) Потім створений пакет може бути переданий з фізичного рівня.

Рис. 2.17 Структура пакета МАС — рівня (на прикладі каналу керування)

6) Фізичний рівень

До фізичній рівня відносяться фізичні канали прямого і зворотного лінії, структура яких, відповідно, показана на рис. 2.18 і рис. 2.19:

Рис. 2.18 Структура прямого каналу фізичного рівня

Рис. 2.19 Структура зворотного каналу фізичного рівня

Структура вищеописаних каналів більш докладно розглянута нижче:

1) Зворотний канал:

Зворотний канал складається з каналу доступу і зворотного каналу трафіку. Канал доступу складається із пілот — каналу і каналу даних. Зворотний канал трафіку складається з: пілот — каналу; зворотного каналу, що вказує на швидкість передачі даних — Reverse Rate Indicator (RRI) Channel; каналу керування швидкістю передачі даних — Data Rate Control (DRC) Channel; каналу підтвердження — Acknowledgement (ACK) Channel; каналу даних.

Канал RRI використовується, щоб вказувати швидкість передачі даних в каналі даних, що передається у зворотному каналі трафіку. Канал DRC використовується терміналом доступу, щоб вказати мережі доступу необхідну швидкість передачі даних прямого каналу даних і вибрати службовий сектор прямому каналу. Канал АСК використовується терміналом доступу, щоб повідомити мережі доступу, чи був пакет даних фізичного рівня, переданий по прямому каналу трафіку, отриманий успішно чи ні.

Коли АТ передає по зворотному каналу трафіку, він повинен постійно передавати пілот-канал і RRI канал. Ці канали повинні бути розділені за часом, і передаються по каналу за допомогою функції Уолша. Термінал доступу повинен передати біт по АСК — каналу у відповідь на кожен переданий по прямому каналу трафіку слот. Інакше АСК — канал повинен бути відключений.

АТ передає інформацію за зворотним каналу трафіку з змінними швидкостями 9.6, 19.2, 38.4, 76.8, or 153.6 кбіт/с, у відповідність з МАС — протоколом зворотного рівня.

1.1) Канал доступу:

Каналу доступу використовується АТ для ідентифікації початку з'єднання з мережею доступу. Канал доступу містить в собі пілот — канал і канал даних, як показано на рис. 2.20:

Рис. 2.20 Приклад сигналу каналу доступу

Сигнал доступу складається з преамбули, супроводжуваної одним або декількома пакетами фізичного рівня каналу доступу. Під час передачі преамбули передається тільки пілот-сигнал. Під час передачі пакету передається і пілот-сигнал, і канал даних. Вихідна потужність при передачі преамбули пачки доступу вище, ніж при передачі даних, таким чином, що сумарна потужність преамбули та даних зберігається. Довжина преамбули визначається спеціальним значенням МАС — протоколу каналу доступу.

1.2) Зворотний канал:

Використовується терміналом доступу для передачі в мережу сигнальної інформації та спеціалізованої інформації користувачів. Дані в каналі передаються зі швидкостями 9.6, 19.2, 38.4, 76.8 і 153.6 кбіт/c. Швидкість передачі даних по каналу визначається МАС — протоколом зворотного каналу даних.

2) Прямий канал:

Прямий канал складається з наступних мультиплексованих в часі каналів:

Пілот — канал;

МАС — канал (Forward Medium Access Control Channel);

Прямий канал трафіку;

Канал управління.

Лінія «вперед» містить слоти довжиною 2048 чіп (1, 66мс). У кожному слоті пілот — канал, МАС — канал та канал трафіку повинні бути мультиплексованих за часом (рис. 2.21) і передані на однаковому рівні потужності. Також кожен із слотів розділений на два підслоти, кожен з яких має пілот — пачку. Кожна пачка має довжину 96 чіп і знаходиться в середині кожного підслоту.

Рис. 2.21 Структура слоту прямого каналу

Модуляційні характеристики прямого і зворотного каналів фізичного рівня наведені у додатку В.

Передача даних у фізичному рівні відбувається також за допомогою пакетів. Пакет даних фізичного рівня може бути довжиною 256, 512, 1024, 2048, 3072 або 4096 біт. Формат пакету залежить від того, яким каналу він передається. Пакет фізичного рівня включає в себе один або декілька пакунків МАС — рівня.

Нижче наведені форми пакетів каналів фізичного рівня:

А) формат пакету каналу керування фізичного рівня:

Довжина цього пакета становить 1024 біта. Кожен такий пакет містить в собі один пакет даних каналу керування МАС — рівня. Таким чином, структура пакету може бути представлена наступним чином (рис. 2.22):

Рис. 2.22 Формат пакета каналу керування фізичного рівня

MAC Layer Packet — пакет МАС-рівня; FCS — Frame check sequence — послідовність перевірочних бітів; TAIL — кодують біти.

Б) Формат пакета каналу доступу фізичного рівня:

Довжина цього пакета становить 256 біт. Кожен пакет містить в собі один пакет даних каналу доступу МАС — рівня. Таким чином, структура пакету може бути представлена наступним чином (рис. 2.23):

Рис. 2.23 Формат пакета каналу доступу фізичного рівня

В) Формат пакета прямого каналу трафіку фізичного рівня:

Довжина цього пакета становить 1024, 2048, 3072 або 4096 біт. Пакет може містити в собі 1, 2, 3 або 4 пакети прямого каналу трафіку МАС — рівня в залежності від швидкості передачі даних. Таким чином, структура пакету може бути представлена так, як показано на рис. 2.24:

Рис. 2.24 Формат пакета прямого каналу трафіку фізичного рівня

Г) Формат пакета зворотного каналу трафіку фізичного рівня:

Довжина цього пакета становить 256, 512, 1024, 2048 або 4096 біт. Пакет може містити в собі тільки один пакет зворотного каналу трафіку МАС — рівня. Таким чином, структура пакету має вигляд (рис. 2.25):

Рис. 2.25 Формат пакета зворотного каналу трафіку фізичного рівня

Варто відзначити, що кожна область пакету фізичного шару повинна бути передана в послідовності таким чином: спочатку повинен передаватися найбільш істотний, значущий біт (MSB), а найменш істотні біти (LSB) повинні бути передані останніми. Біти MSB — це самі ліві біти на малюнках, представлених раніше.

2.5 Процедури встановлення і завершення зв’зку

Процес встановлення зв’язку

На рис. 2.26 схематично представлений процес встановлення зв’язку в стандарті EV-DO, викликаний терміналом доступу АТ:

Рис. 2.26 Процес встановлення зв’язку

Процес встановлення зв’язку виглядає наступним чином:

a) АТ посилає повідомлення запиту UATI, щоб терміналу доступу призначили індивідуальний ідентифікатор;

b) AN посилає повідомлення про призначення UATI терміналу доступу;

c) АТ посилає повідомлення мережі радіодоступу (AN) виду UATI-Complete, щоб повідомити АN про те, що UATI призначено;

d) Протоколи та їх налаштування узгоджені, збережені і використовуються для з'єднання між АТ і АN;

e) АТ вказує, що готовий обмінятися інформацією за потоками доступу;

f) АТ і AN погоджують протоколи РРР (Point to point protocol) і Link Control Protocol (LCP) для аутентифікації доступу;

g) AN генерує випадковий запит і надсилає його АТ за протоколом СНАР;

h) Коли AN отримає пакет відповіді від АТ по каналу СНАР, то пошле пакет запиту центру авторизації та аутентифікації про доступ до радіуса по інтерфейсу А12;

i) Центр авторизації шукає код, що співпадає з атрибутами користувача, які прийшли по інтерфейсу А12. Якщо аутентифікація пройшла, то центр аутентифікації посилає пакет підтвердження по інтерфейсу А12;

j) AN відсилає АТ повідомлення про успішної авторизації;

k) АТ інформує про те, що готовий до обміну даними на рівні пакетної передачі;

l) АN посилає повідомлення PCF з налаштуваннями інтерфейсів А8 і А9, щоб встановити з'єднання по інтерфейсу А8. Дане повідомлення не повинно бути надіслано до того, як АТ проінформує про те, що готовий до обміну даними за потоками доступу (крок е);

m) Коли PCF усвідомлює, який канал з інтерфейсом А10 доступний, він вибирає PDSN. PCF посилає повідомлення запиту реєстрації каналу А11;

n) Реєстраційний запит підтверджений і PSDN здійснює зв’язок, повертаючи відповідь на запит разом з параметрами конфігурації;

p) Процедура з'єднання по РРР протоколу та реєстрація мобільного IP між АТ і PSDN виконана;

q) На даний момент зв’язок встановлена, і передача даних між АТ і PSDN може бути здійснена.

Закінчення сеансу зв’язку з ініціативи терміналу доступу

На рис. 2.27 схематично представлено процес закінчення сеансу зв’язку в стандарті EV-DO, викликаний терміналом доступу АТ:

Рис. 2.27 Процес розриву зв’язку

Процес розриву зв’язку виглядає наступним чином:

a) АТ ініціалізує розрив сеансу;

b) Після завершення АN сеансу зв’язку EV-DO, АN посилає повідомлення PCF для звільнення каналів А8 і А9, пов’язане із звільненням відведених ресурсів та звільненням каналу А10;

c) PCF посилає PSDN запит про надання каналу А11 і закриття каналу А10;

d) PDSN зберігає дані про сесію для подальшої обробки і відповідає наданні каналу А11 для закриття з'єднання А10;

e) PCF посилає повідомлення AN про те, що звільнення каналів А8 і А9 завершено.

2.6 Сучасний розвиток стандарту EV-DO

Як і будь-які інші сучасні технології, EV-DO безперервно удосконалюється. Першим значним нововведенням стали програмні розширення, завдяки яким в мережах EVDO з’явилася можливість забезпечити функції якості обслуговування (QoS) і функцію Gold Multicast. Технологія Gold Multicast дає можливість одночасно передавати один і той самий контент великому числу користувачів, причому передаватися буде одна-єдина, а не кілька копій, що серйозно знижує навантаження на мережу. Ця функція призначена, перш за все, для передачі мультимедійного контенту — потокового звуку або відео.

Можливості прийому відеосигналу покращилися з внесенням чергових програмних і апаратних змін у стандарт, який отримав назву EV-DO Revision A. Нові специфікації дозволяють підвищити швидкість в низхідному каналі до 3,1Мбіт/с, а у висхідному — до 1,8Мбіт/с. Особливо помітний ріст пропускної здатності при відправці даних від клієнта — вона збільшилася в 12 разів! Технологія дозволяє надавати широкий спектр мультимедійних послуг в режимі реального часу таких як відеотелефонія (у тому числі відеоконференції), відеоспостереження, мобільне телебачення і мобільний IP-телефонія та ряду інших сервісів. Зрозуміло, обладнання EVDO Revision A назад сумісна з попередньою версією стандарту, і обидва варіанти цієї технології вважаються технологіями стільникового зв’язку третього покоління.

Дана технологія дозволяє використовувати зовсім новий клас додатків:

1. VoIP;

2. Відеотелефонія;

3. Ігри online;

4. Високошвидкісний «серфінг» по інтернету;

5. Великі обсяги електронної пошти;

6. Завантаження відео та аудіо файлів;

7. Групове мовлення.

Механізми в Rev. A, що підтримують як передачу голосу (VoIP), так і передачу даних, дозволяють організувати сервіс відеотелефонії в мережі, яким частенько користуються засоби масової інформації.

Ще одна перевага даної технології - це можливість поступового впровадження нових аудіо і відео сервісів. Одним із прикладів такої можливості є заміна стандартного кодека з частотою кодування 8кГц на новий кодек EVRC Wide-Band з частотою 16кГц, в той час, як відео сервіси не змінилися.

Використовувати ці програми стало можливим завдяки різним технічним удосконаленням, реалізованим в EV-DO Rev. A, які підвищують продуктивність і спектральну ефективність мережі. Ці поліпшення торкнулися структури прямого і зворотного каналу зв’язку, також була вдосконалена процедура «хендовера» та система пріоритетів пакетів даних:

1) Удосконалення зворотного каналу:

Одні з найбільш значних змін відбулися в зворотному каналі. У зворотному каналі почали використовувати QPSK і 8-PSK модуляцію, і змінилася структура пакету фізичного рівня. У Rev.0 пакет даних складався з 16 слотів і передавався за 26.7мс. У Rev. A підтримується передача пакетів, що складаються з 4 слотів, 3-х пакетне перемеженіє і змішаний ARQ (автоматичний запит на повторення передачі пакету). Загальний час передачі залишилося таким же 26.7мс. Структура пакетів представлена на рис. 2.28:

Рис. 2.28 Структура пакета EV-DO Rev.0 і Rev. A

Передача більш коротких тимчасових пакетів дозволила підвищити ємність VoIP (приблизно на 50% більше активних користувачів) і ігрового трафіку, знизити затримку приблизно на 30%.

2) Удосконалення прямого каналу

До прямому каналу додалися нові швидкості передачі даних: 1,5Мбіт/с і 3,1Мбіт/с. Таким чином, у мережі 1xEV-DO Rev. A швидкість передачі даних на лінії «вниз» може мати одне з наступних значень: 4.8, 9.6, 19.2, 38.4, 76.8, 153.6, 307.2, 614.4, 921.6, 1228.8, 1536, 1843.2, 2457.6, 3072Кбіт/с. На лінії «вгору» :

4.8, 6.4, 9.6, 12.8, 19.2, 25.6, 28.8, 38.4, 51.2, 57.6, 76.8, 102.4, 115.2, 153.6, 204.8, 230.4, 307.2, 409.6, 460.8, 614.4, 921.6, 1228.8 або 1843.2Кбіт/с.

Також введено «маленькі» пакети для підвищення ефективності упаковки даних і щоб скоротити час передачі маленьких низькошвидкісних додатків, таких як VoIP. Так у Rel. A з’явилися пакети фізичного рівня довжиною 128, 256 і 512 біт.

3) Більш швидкий «хендовер»

Ключовою особливістю Rel. A стало поліпшення показників естафетної передачі інформації в порівнянні з Rel.0. Це стало необхідним для підтримки додатків, які вимагають безперервної доставки пакетів, таких як VoIP.

Так був створений новий канал фізичного рівня The Data Source Channel (DSC), який заздалегідь оповіщає мережу радіо доступу (AN) про можливе «хендовері». Коли AT приймає рішення про хендовері в іншу AN, то термінал доступу сигналізує про це мережі шляхом зміни 64 слотів каналу DSC. Це дозволяє здійснювати обмін даними одночасно з декількома точками радіо доступу. Коли відбувається естафетна передача даних, втрачається не більше 16 слотів, тим самим приводячи до обриву зв’язку, становить не більше 27мс (в той час, як термінали можуть впоратися із затримками 40 — 60мс, не помітними для користувача).

Наступний крок — Revision B — дозволяє досягти пропускної здатності при отриманні даних в 73,5Мбіт/с. Пікова швидкість в зворотному каналі може складати 27Мбіт/с. Перші комерційні продукти на базі Rev. B з’явилися в світі в кінці 2007 р. У даний час дані мережі розгорнуті в США, Японії, Південної Кореї.

EV-DO Rev. B — (Evolution-Data Optimized Revision B) є подальшим розвитком стандарту бездротової передачі даних EV-DO Rev. A. Головна ж відмінність EV-DO Revision B від EV-DO Rev. A в тому, що в EV-DO Rev. B можливо динамічне об'єднання декількох каналів, таким чином при об'єднанні, наприклад, 3 каналів по 1.25МГц швидкість передачі даних може досягати у напрямку до абоненту 14,7Мбіт/сек.

Один канал в смугою 1,25МГц забезпечує швидкість в 4, 9Мбіт/сек. Так у 20МГц смузі можна використовувати до 15 каналів по 1,25МГц кожен. Це дозволяє збільшити пропускну здатність прямого і зворотного каналів мережі CDMA-EV-DO до 46,5 і 27Мбіт/с відповідно. При використанні модуляції 64 QAM пропускна здатність прямих каналів в 1,25, 5 і 20МГц складе відповідно 4,9, 14,7 та 73,5Мбіт/с.

EV-DO Rev. B також як і EV-DO Rev. A підтримує технологію OFDM (orthogonal frequency division multiplexing), при цьому пересилка пакетів відбувається швидше і, як наслідок, поліпшена робота додатків, критичних до затримки даних, таких як передача відео, IP-телефонія, сервіси «Push-to-Talk» і т.п. Rev. B також підтримує енергозберігаючі режими для економії заряду акумулятора. Ну і, звичайно ж, EV-DO Revision B назад сумісний з попередніми релізами даної технології.

Rev. B забезпечує високі швидкості передачі аудіо та відео потоків, що дозволяє передавати відео і картинки більш високої якості, з великою роздільною здатністю. А відеоспостереження та відеоконференції стали доступні для більшого числа користувачів. До того ж існує можливість вибірково оновлювати мережу EV-DO Rev на. B, тобто застосовувати технологію в районах, які вимагають високої потужності і більшої ефективності.

Більш високі швидкості передачі даних стали можливим завдяки вдосконаленню протоколу RLP, який став застосовуватися при обміні даними не тільки у фізичному рівні, але і при обміні даними між рівнями системи EV-DO. До того ж, в Rev. B використовується новий вид модуляції - 64QAM.

Пікова швидкість мобільної передачі в мережі 1xEV-DO Rev. C може досягати 280Мбіт/с. Новий стандарт під ім'ям UMB опубліковано у другому кварталі 2007 р.

Таким чином, зараз CDG (CDMA Development Group) розробила вже чотири релізу технології EV-DO: Revision Zero (Rev.0), Revision A (Rev. A), Revision B (Rev. B) і Revision С (Rev. C). В Україні поки працює тільки один CDMA-оператор, що надає послуги на основі технології CDMA2000 1xEV-DO Revision, А — ЗАТ «Скай Лінк» .

У перспективі ж використання стандарту CDMA EV-DO дозволить здійснити перехід до LTE (Long Term Evolution), технології четвертого покоління, яка протягом наступних 2−3 років буде підтримувати ультраширокополосний доступ на швидкості до кількох десятків Мбіт/с.

3. Моделювання елементів радіоінтерфейсу. аналіз результатів моделювання

Для того щоб у студентів сформувалося не тільки теоретичне уявлення про стандарт Evolution Date Optimized, розроблена практична частина ЕНП. Ця частина являє собою розроблені в математичній середовищі Matlab моделі основних елементів мережі стандарту EV-DO, а також моделі формування пакетів даних у прямому каналі трафіку, МАС — каналі та ін.

3.1 Опис моделі

У ході моделювання розроблено структурну схему прямого каналу трафіку стандарту CDMA 2000 1xEV-DO. У прямому каналі дані передаються пакетами, форма яких представлена на рис. 3.1:

Рис. 3.1 Формат пакета прямого каналу трафіку фізичного рівня.