Вплив завад на поширення LTE-сигналу для комірок різних типів

Скробач, Віталій Леонідович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9120

Full metadata record

DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	Чорній, Андрій Михайлович	-
dc.contributor.author	Скробач, Віталій Леонідович	-
dc.date.accessioned	2026-03-26T11:17:53Z	-
dc.date.available	2026-03-26T11:17:53Z	-
dc.date.issued	2021	-
dc.identifier.uri	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9120	-
dc.description.abstract	В роботі запропоновано концепцію побудови мультисервісної мережі доступу за технологією LTE на основі існуючої мережі UMTS. Введенням удосконалених модуляційної схеми і схеми кодування досягнуто підвищення швидкості та надійності передавання інформації. Здійснено моделювання роботи одного з каналів LTE з метою визначення оптимального способу декодування на основі критерію найменшої імовірності помилки на виході декодера. Виконано порівняльний аналіз трьох різних способів реалізації розділення вхідного потоку по ортогональних каналах (без захисного інтервалу, із захисним інтервалом і у разі використання запропонованої OQAM).	uk_UA
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.subject	мобільний пристрій	uk_UA
dc.subject	LTE	uk_UA
dc.subject	мобільна мережа	uk_UA
dc.subject	завади	uk_UA
dc.subject	UMTS	uk_UA
dc.subject	поширення сигналу	uk_UA
dc.title	Вплив завад на поширення LTE-сигналу для комірок різних типів	uk_UA
dc.type	Master Thesis	uk_UA
Appears in Collections:	172 Електронні комунікації та радіотехніка (Радіотехніка та робототехнічні системи)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
М_172_ТК_Скробач_Чорній.pdf Restricted Access		2.03 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show simple item record

Extracted text

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
(повне найменування вищого навчального закладу)
факультет електронних технологій і робототехніки
(назва факультету)
кафедра робототехнічних і телекомунікаційних систем та кібербезпеки
(повна назва кафедри)

ДО ЗАХИСТУ ДОПУЩЕНО
завідувач кафедри РТСК
д.т.н., професор Палагін В.В.
_______________________
“____” _________________2021 року

Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи
магістр
(освітній рівень)

на тему: “ Вплив завад на поширення LTE-сигналу для комірок
різних типів”

Виконав: студент ІІ курсу, групи ТК-006
спеціальності
172 «Телекомунікації та радіотехніка»
(шифр і назва спеціальності)
освітньо-професійна програма
«Телекомунікації»
(назва ОПП)
Скробач В.Л.
(прізвище та ініціали)
Керівник: Чорній А.М.
(прізвище та ініціали)
Рецензент: Лях І.М.
(прізвище та ініціали)

Черкаси 2021 рік

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
( повне найменування вищого навчального закладу )
Факультет факультет електронних технологій і робототехніки
Кафедра кафедра робототехнічних і телекомунікаційних систем та кібербезпеки
Освітній рівень магістр
Освітньо-професійна програма «Телекомунікації»
(шифр і назва)
Спеціальність 172 «Телекомунікації та радіотехніка»
(шифр і назва)

ДО ЗАХИСТУ ДОПУЩЕНО
завідувач кафедри РТСК
д.т.н., професор Палагін В.В.
_______________________
“____” _________________2021 року

З А В Д А Н Н Я
НА ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ СТУДЕНТУ

Скробачу Віталію Леонідовичу
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема проекту: «Вплив завад на поширення LTE-сигналу для комірок різних типів»
керівник проекту (роботи) Чорній Андрій Михайлович, к.т.н., доцент
( прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
затверджені наказом вищого навчального закладу від “21 ” вересня 2021 року № 289-1/01
2. Строк подання студентом проекту: 06.12.2021 р.
3. Вихідні дані до проекту: Провести аналіз мобільних 3G та 4G систем, та існуючих
технологій системи з кодовим розділенням каналів CDMA: CDMAOne, CDMA2000,
CDMA450, WCDMA, CDMA2000 1xEV-DO. Огляд логічних, транспортних фізичних
та виділених каналів. Дослідити архітектуру, та особливості радіо інтерфейсу системи
CDMA2000 1xEV-D. Розглянути принципи побудови мережі LTE на основі існуючої
UMTS-мережі.
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно
розробити) Системи коміркового звʼязку. Розвиток технологій з кодовим розподілом
каналів. принципи побудови мережі LTE на основі існуючої UMTS-мережі.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
1) Титульний слайд; 2) Еволюція мереж передачі даних; 3) Архітектура LTE; 4)
З’єднання функціональних модулів мережі LTE; 5) Метод м’якого повторення частот;
6) Залежність радіусу покриття соти від частоти; 7). Макро та мікро комірки; 8).
Розподіл по активностям коистувачів; 9).-11) Розрахункова частина; 12). Дякую за
увагу!

6. Консультанти розділів проекту (роботи)
Підпис, дата
Прізвище, ініціали та посада
Розділ завдання видав завдання
консультанта
прийняв

7. Дата видачі завдання 22.09.2021 р

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН

№ Назва етапів дипломного Строк виконання етапів Примітка
з/п проекту (роботи) проекту
( роботи )
1. Пошук необхідної інформації. 21.09.21-27.09.21
2. Аналіз існуючих технологій передачі даних у 28.09.21-07.10.21
мобільних мережах.
3. Технології передачі даних третього покоління. 11.10.21-25.10.21
4. Технології передачі даних четвертого 26.10.21-31.10.21
покоління.
5. Можливість реалізації LTE на базі мереж 01.11.21-10.11.21
третього покоління.
6. Вплив завад на поширення LTE-сигналу для 11.11.21-20.11.21
комірок різних типів.
7. Оформлення пояснювальної записки. 21.11.21-29.11.21
8. Виконання презентаційної частини. 30.11.21-05.12.21

Студент Скробач В.Л.
( підпис ) (прізвище та ініціали)

Керівник проекту (роботи) Чорній А.М.
( підпис ) (прізвище та ініціали)

ЗМІСТ
ВСТУП 4
1 ПЕРЕДУМОВИ ПОЯВИ СТАНДАРТІВ МОБІЛЬНОГО ЗВ’ЯЗКУ 3-ГО 6
ПОКОЛІННЯ
1.1 Розвиток мобільних систем 8
1.2 Мобільні системи 3-го покоління 9
1.3 Можливості розвитку 3G систем 12
1.3.1 Два варіанти - дві стратегії 12
1.3.2 FDD і TDD 15
2 СТАНДАРТ CDMA 24
2.1 Стандарт CDMA One 24
2.2 Стандарт WCDMA (UMTS) 26
2.3 Стандарт CDMA2000 26
2.4 Стандарт CDMA450 28
2.4.1 Переваги CDMA450 28
2.5.1 Загальні відомості 30
2.5.2 Архітектура мережі CDMA2000 1xEV-DO 35
2.5.3 Особливості радіоінтерфейсу системи IMT-MC 1xEV-DO 37
2.5.4 Особливості радіоінтерфейсу CDMA 2000 1X 38
2.5.5 Структура логічних каналів в прямому і зворотному каналі 40
системи CDMA2000 1Х
2.5.6 Способи максимізації пропускної здатності мережі 44
3 ВПЛИВ ЗАВАД НА ПОШИРЕННЯ LTE-СИГНАЛУ ДЛЯ КОМІРОК 48
РІЗНИХ ТИПІВ
3.1 Технологія реконструкції радіоінтерфейсу системи UMTS для 4 9
досягнення вимог стандарту LTE
3.2 Архітектура eNodeB 51
3.3 Ефективне кодування у технології LTE 52
3.4 Дослідження модуляції OFDM/OQAM у каналі “вниз” 53
3.5 Методика вибору модуляції 54
3.6 Застосування технології множинних антен 57
ВИСНОВКИ 67
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ІНФОРМАЦІНИХ ДЖЕРЕЛ 68

ТК006.0211 41.248 ПЗ
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Розроб. Скробач В.Л. Літера Аркуш Аркушів
Кер івник Чорній А.М. Вплив завад на поширення 3 65
Рец енз Лях І.М. LTE-сигналу для комірок
Н.-к онтр. різних типів ЧДТУ, ТК-006

Затверд

23.03.2026
ВСТУП

Зв'язок - це одна з галузей інфраструктури, що динамічно розвивається у
сучасному суспільстві. Спостерігається постійний зріст попиту на все більш
різноманітні послуги зв'язку. Здійснюється інтенсивне впровадження
коміркових мереж рухомого зв'язку і систем супутникового зв'язку. Такі мережі
призначені для передачі даних і забезпечення рухомих і стаціонарних об'єктів
телефонним зв'язком. Безупинний зріст обсягу інформації вимагає зменшення
часу її передачі і прийому. Через це сьогодні спостерігається стійке зростання
виробництва мобільних засобів радіозв'язку.
Рухомий зв'язок дозволяє абоненту отримувати послуги зв'язку в будь-
якій точці світу в межах зон дії наземних чи супутникових мереж.
Мережі рухомого зв'язку створені з метою максимального задоволення
потреб абонентів у послугах зв'язку на сучасному світовому рівні з можливістю
виходу в телефонну мережу загального користування (ТМЗК).
Серед сучасних телекомунікаційних засобів найбільш швидкими темпами
розвиваються мережі коміркового радіотелефонного зв'язку. Система
коміркового зв'язку - це складна система, що має багато варіантів конфігурацій
і може забезпечувати широкий набір виконуваних функцій. Вона може
забезпечувати передачу мови, інших видів інформації, зокрема факсимільних
повідомлень і комп'ютерних даних. Для передачі мови, у свою чергу, може бути
реалізований звичайний двосторонній і багатосторонній зв'язок
(конференцзв’язок - за участю в розмові більше двох абонентів одночасно),
голосова пошта. При організації звичайної телефонної розмови можливі
режими автодозвону, очікування виклику, переадресації виклику й інші
додаткові види обслуговування.
Використання сучасної технології дозволяє забезпечити абонентам таких
мереж високу якість мовних повідомлень, надійність і конфіденційність зв'язку,
мініатюрність радіотелефонів, захист від несанкціонованого доступу у мережу.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 4
23.03.2026
В магістерській роботі розглядаються системи мобільного зв’язку з
кодовим розділенням каналів UMTS.
Система UMTS застосовується в основному в тих випадках, коли
необхідно побудувати мережу великої ємності і з більш високою якістю
передачі мови.
Переваги UMTS перед іншими цифровими технологіями очевидні.
Використовуючи широкосмугові сигнали, UMTS поширює сигнал набагато далі
і, відповідно, обслуговує більшу площу, ніж системи, GSM і PCS-1900, що
використовують TDMA. Оскільки ця технологія заснована на розподілі кодів, а
не частот, вона може повторно використовувати ту саму ділянку спектра в
суміжних комірках, не вимагаючи складних частотних планів. Крім передачі
голосу, даних і факсів у системах UMTS можна передавати відеозображення в
реальному масштабі часу і пейджингові повідомлення.
Отже, UMTS є досить перспективним стандартом зв’язку. Пояснюється
це насамперед характеристиками зв'язку стандарту.
Досить важливим є фактор конфіденційності переговорів. Серед
існуючих стандартів UMTS є найзахищеніший.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 5
23.03.2026
1 ПЕРЕДУМОВИ ПОЯВИ СТАНДАРТІВ МОБІЛЬНОГО ЗВ’ЯЗКУ 3-ГО
ПОКОЛІННЯ

1.1 Розвиток мобільних систем

Перша система радіотелефонного зв’язку почала функціонувати в 1946р.
у США. Але при величезній потребі у послугах виникала суттєва проблема –
обмежена кількість фіксованих частотних каналів. Дана проблема вирішується
за допомогою розбиття обслуговуваної території викликів на невеликі зони, які
мали фіксовані частоти, при чому частоти в різних, але не сусідніх зонах
повторюються. Зони отримали назву соти, а мережа стала називатися сотовою.
Але від теоретичного обґрунтування до апаратної реалізації пройшло багато
років. При чому в різних країнах розробка систем сотового зв’язку проводилась
у різних напрямках. Для уникнення проблем зв’язку мобільних абонентів
різних країн в кінці 1970-х років почалися роботи по створенню єдиного
стандарту сотового зв’язку для п’яти європейських країн: Швеції, Фінляндії,
Ісландії, Данії та Норвегії, - який отримав назву NMT–450 (Nordic Mobile
Telephone в діапазоні частот 450 МГц). Однак першою країною в якій на
початку 1981 року була введена в експлуатацію система NMT–450 стала
Саудівська Аравія. Цей стандарт став широко використовуватися й іншими
країнами Європи, Близького Сходу і Азії.
Паралельно з’являлися й інші системи мобільного зв’язку. У 1983 р. в м.
Чикаго вступила у комерційну експлуатацію мережа на основі стандарту AMPS
(Advanced Mobile Communications System) – в діапазоні 800 МГц. У 1985 р.
модифікований AMPS – TACS став національним стандартом Великобританії.
У тому самому році у Франції був прийнятий стандарт Radiocom-2000.
Всі перераховані вище стандарти є аналоговими і відносяться до першого
покоління систем мобільного зв’язку.
З появою мереж мобільного зв'язку першого покоління абоненти
отримали одну важливу перевагу - можливість говорити мобільно. Але
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 6
23.03.2026
виявилися і ряд недоліків: можливість прослуховування переговорів, наявність
двійників, перевантаженість частотного діапазону внаслідок його
неефективного використання, обмеженість зони дії, відсутність ефективних
методів боротьби із завмираннями сигналу. Крім того, несумісність обладнання
створених у різних країнах систем першого покоління унеможливлювала
надання абонентам цих мереж дуже важливої послуги роумінгу.
Використання новітніх технологій і наукових відкриттів в сфері зв’язку і
обробки сигналів дозволило у кінці 1980-х років підійти до нового етапу
розвитку систем стільникового зв’язку – створення систем другого покоління,
які базуються на цифрових методах обробки сигналів.
З метою розробки єдиного європейського стандарту цифрового
стільникового зв’язку для виділеного в цих цілях діапазону 900 МГц у 1982р.
була створена спеціальна група Group Special Mobile. Результатом роботи цієї
стали обнародувані у 1990 році вимоги до системи стільникового зв’язку
стандарту GSM (Global System for Mobile Communications), в якому
використовуються найсучасніші розробки провідних науково-технічних
центрів. У цій системі, крім послуг телефонії, абонентам повинний надаватися
цілий ряд послуг, зв'язаних з передачею даних, - факс, короткі повідомлення і
т.п. Через рік на базі стандарту GSM з’являється стандарт DCS-1800 (Digital
Cellular System 1800 МГц). Вже 1991 року в Фінляндії вступила в комерційну
експлуатацію перша система стільникового зв’язку стандарту GSM.
Американська система AMPS також модернізується, створюється
цифрова система D-AMPS, і випускаються абонентські термінали, що можуть
працювати як в аналогових, так і в цифрових мережах даного стандарту.
Застосування системи D-AMPS дозволяє збільшити ємність стільникової
мережі в тих місцях, де аналогові мережі виявилися перевантаженими через
збільшення кількості абонентів.
Одночасно з цим американська компанія Qualcomm почала активну
розробку нового стандарту стільникового зв’язку, базованого на технології
шумоподібних сигналів і кодовому розподілі каналів, - CDMA (Code Division
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 7
23.03.2026
Multiple Access). Ця технологія в кілька разів підвищувала ефективність
використання частотної смуги у стільниковому зв'язку і дозволяла створювати
мережі дуже великої ємності.
В розвитку стільникового зв’язку не відставала і Японія. В цій країні був
розроблений і затверджений у 1991 році власний стандарт мобільного зв’язку
PDC (Personal digital Cellular), близький своїми показниками до
американського стандарту D-AMPS.
Але перш за все серед стандартів 2-го покоління треба виділити
найпоширеніші: GSM і CDMA. На рис. 1.1. показаний кількісний розподіл цих
систем у світі станом на 1.01.2018 за даними компанії Nokia.

Рис. 1.1. Покриття та кількість користувачів систем GSM і CDMA у світі

Незважаючи на провідне становище стандарту GSM в більшості країн
світу навіть на даний час все частіше виникає питання про його майбутнє,
викликане ростом попиту на високі швидкості передачі даних, глобальний
роумінг, велику пропускну здатність каналів. Зрозуміло, що стандарт GSM,
який є другою фазою розвитку мобільного зв’язку і який існує сьогодні, не
може задовольнити ці вимоги. З іншого боку, широке розповсюдження систем
GSM не дозволяє просто відкинути цей стандарт, вважати, що він себе
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 8
23.03.2026
вичерпав і є безперспективним. Крім того, важко спрогнозувати, чи може себе в
даний час окупити система мобільного зв’язку третього покоління, оскільки
через велику вартість нових послуг певний час лише незначна частина
абонентів зможе повноцінно користуватись перевагами систем третього
покоління. Саме економічний фактор вимагає розвитку існуючої системи
другого покоління з метою поступового переходу (еволюційна теорія) до
послуг третього покоління. З огляду на це був розроблений шлях переходу до
систем третього покоління, основною ланкою якого є стандарт рухомого
зв’язку GPRS.
Загальна служба пакетної передачі даних по радіоканалу (General Packet
Radio Services – GPRS) являє собою нову систему пакетної передачі даних для
систем GSM, що надає операторам чудову можливість успішно прорватись на
примхливий масовий ринок послуг безпровідної передачі даних.
Найважливішим є те, що від оператора мережі стандарту GSM не буде потрібно
значних зусиль по модернізації інфраструктури основної мережі для
забезпечення підтримки послуг GPRS. Реалізація GPRS на базі існуючої
платформи GSM не тільки додасть радіопередачу даних до існуючого набору
послуг оператора, але і підготує його мережу до впровадження в систем
стандарту WCDMA.

1.2 Мобільні системи 3-го покоління

Планування систем мобільного зв’язку 3-го покоління (3G) почалось ще у
1985 році, коли Міжнародний союз електрозв’язку (ITU) передбачив потребу в
більш ємнісних та складних послугах, ніж ті, що могли забезпечити численні
аналогові технології мобільного зв’язку того часу.
Концепція систем 3-го покоління націлена на створення умов для надання
послуг мультимедіа, включаючи високошвидкісну передачу інформації, відео і
мови, факсимільних повідомлень і даних будь-якому абоненту за допомогою
мобільного терміналу, що має єдиний номер. Вартість послуги повинна бути
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 9
23.03.2026
мінімальна при прийнятній якості і рівні безпеки. Головна мета розробки
систем 3-го покоління - задоволення потреби масового ринку в персональному
зв'язку, і її досягнення залежатиме як від тарифів для мереж загального
користування, так і від вартості абонентського терміналу. Програма IMT-2000
базується на ряду ознак, що визначають принципи побудови систем 3-го
покоління і їх архітектуру. Вже на першому етапі розгортання вони повинні
забезпечувати певні значення швидкості передачі для різних ступенів
мобільності абонента (тобто різних швидкостей його руху) залежно від
величини зони покриття:
-до 2,048 Мбіт/с при низькій мобільності (швидкість менше 3 км/ч) і локальній
зоні покриття;
-до 144 кбіт/с при високій мобільності (до 120 км/ч) і широкій зоні покриття;
-до 64 (144) кбіт/с при глобальному покритті (супутниковий зв'язок).
Що ж до набору послуг, то він фактично наближається до того, що
надається в мережах фіксованого зв'язку. Це і високошвидкісний доступ в
Internet, і мультимедіа. Архітектура систем включає два основні елементи:
мережеву інфраструктуру (Access Network) і магістральні базові мережі (Core
Network). Така структура забезпечує можливість нарощування інфраструктури
шляхом послідовної модифікації її складових елементів.
У Європі зуміли виробити єдину політику переходу до 3-му покоління,
скоординувавши діяльність всіх європейських країн, в результаті чого кількість
її проектів обмежилася двома: UTRA і DECT EP.
Проте слід зазначити, що представлені МСЕ проекти не вичерпували всіх
можливих шляхів створення нових технологій. Так, в число заявлених
стандартів не потрапили пропозиції по вдосконаленню GSM, які розвиваються
ETSI на базі нових технологій GSM-400, HSCSD, GPRS і EDGE. Але, на думку
заявників, технології GPRS і EDGE є всього лише платформою, зручною для
впровадження послуг UMTS/IMT-2000.
У США, на відміну від Європи, відмовилися від єдиної національної
пропозиції і представили цілих чотири проекти, два з яких підготовлені не
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 10
23.03.2026
інститутами по стандартизації типу ANSI або TIA, а промисловими фірмами
Qualcomm і Ericsson (Северо-амеріканськім відділенням) і можуть "по суті"
вважатися корпоративними.
Існує три шляхи розвитку для 3G-систем:
Перший з них заснований на подальшому вдосконаленні технології
TDMA*/AMPS, що одержала широкий розвиток не тільки в США, але і в світі.
Цей стандарт припускає використання мобільних терміналів з мовним кодеком
VSELP (8 кбіт/с), пакетну передачу даних CDPD (19,2 кбіт/с), передачу
коротких повідомлень (SMS), факсимільну передачу (група G3) і т.п. Концепція
побудови системи 3-го покоління на базі стандарту IS-136 викладена в проекті
стандарту UWC-136 RTT, запропонованому технічним підкомітетом TR-45.3
(США). Даний проект припускає вдосконалення стандарту TDMA в три етапи,
причому на кожному використовуватимуться три різних типу радіочастотних
каналів: IS-136+ (без розширення смуги каналу 30 кГц), IS-136 HS
(Outdoor/Vehicular) з шириною смуги каналу 200 кГц і IS-136 HS (Indoor Office)
з шириною смуги каналу 1,6 Мгц.
Другий проект пропонує поступово нарощувати пропускну спроможність
системи cdmaOne, переходячи від існуючої інфраструктури до технології
cdma2000. Що ж до двох інших пропозицій США -WCDMA NA (T1P1, США) і
WIMS (TR-46.1), - то вони практично повністю співпадають з пропозиціями від
Європи (UTRA) і Японії (WCDMA) і в процесі подальшого розгляду злилися в
єдиний проект.
Інша особливість національного підходу США до проблеми 3-го покоління -
абсолютно відмінний від інших країн принцип розподілу частотного ресурсу.
Частотне регулювання в США здійснюється за рахунок закріплення за
операторами смуг частот, розпроданих з аукціону.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 11
23.03.2026
1.3 Можливості розвитку 3G систем

1.3.1 Два варіанти - дві стратегії

В рамках концепції IMT-2000 допустимі дві стратегії переходу до 3G-
системам: поступове (еволюційне) і "одномоментне" (революційне) (Табл.2).

Рис. 1.2. Розвиток мобільних систем

При революційному підході передбачається впровадження всіх новітніх
технологій і нових інтерфейсів і повна заміна існуючого устаткування і ПО, що
зв'язано з великими капітальними витратами і певним комерційним ризиком.
Для відробітку даної стратегії в різних районах миру, у тому числі і в Україні,
створені експериментальні мережі.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 12
23.03.2026
Таблиця 1
Визначальний фактор Еволюційний підхід Революційний підхід
Дослідження нових
Медото використання Робота в старих діапазонах діапазонів
частотного ресурсу
Принцип надання Постійно розширюваний Нові послуги з
послуг асортимент послуг початку розгортання
Пропускна здатність Постійно збільшувана З початку висока
Повільний перехід від 2G до Створення
Стратегія створення 3G досвідченних районів
мережевої по мірі появи попиту на з повним спектрів
інфраструктури послуги послуг
Нові технології в окремих Всі технології -
Технологічний рівень елементах найновіші
Архітектура мережі Максимальне використання Нова
існуючої інфраструкткри
Комерційний ризик Низький Високий
Оператори, що купили
Склад операторів Ті ж самі, що й в 2G ліцензії на 3G
Глобальний роумінг З обмеженнями Без обмежень
Капітальні затрати Незначні Значні

Одна з найважливіших ознак, що принципово відрізняють два підходи, -
способи освоєння частотного ресурсу. При революційному сценарії потрібен
новий частотний ресурс. Японія і Європа мають намір піти по цьому шляху і
виділити для систем 3-го покоління "індивідуальні" смуги радіочастот.
У США підхід абсолютно інший - там спектр, виділений IMT-2000, вже
зайнятий службою PCS і 3G-системи працюватимуть в старих смугах частот
разом з існуючими мережами стандартів TDMA/AMPS.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 13
23.03.2026
Еволюційне впровадження вимагає менших капітальних витрат і
припускає плавну заміну устаткування залежно від попиту на конкретні види
послуг. Такий підхід дозволяє максимально використовувати існуючу
інфраструктуру мережі зв'язку, упроваджуючи нові мережеві елементи в
процесі послідовної модернізації.
Природно, що оператори систем двох наїболєє масових технологій -
TDMA/AMPS і GSM - стали прихильниками еволюційного шляху розвитку.
Сьогодні ці системи мають обмежені можливості по нарощуванню пропускній
спроможності і видам послуг в рамках виділеного частотного діапазону.
Зростання їх місткості без додаткового розширення радіочастотного спектру
можливе лише за рахунок переходу на напівшвидкісні канали (GSM), введення
багатосекторних антен або використання спектрально-ефективних методів
модуляції (8PSK і ін.).
У боротьбі за лідерство при ухваленні світових стандартів 3-го покоління
утворилися два табори, що оформилися у вигляді двох партнерських об'єднань:
3GPP і 3GPP2.
У перше об'єднання - 3GPP - входять ETSI (Європа), ARIB (Японія),
Комітет T1 (США), а також три регіональні органи стандартизації від
Азіатсько-тихоокеанського регіону - CWTS (Китай), TTA (Корея) і TTC
(Японія). Важливо відзначити, що сумісні позиції ETSI і ARIB повинні
зміцнитися з впровадженням експериментальних мереж на базі WCDMA, що
активно розробляються за участю компаній DoCoMo, Ericsson і Nokia.
Основний внесок партнерства 3GPP в програму IMT-2000 - гармонізація
п'яти проектів: UTRA FDD (ETSI), WCDMA (ARIB), WCDMA NA (T1P1,
США), WIMS (TR-46.1, США) і CDMA II (TTA). Його учасники запропонували
два варіанти радіоінтерфейсу. Перший - IMT-DS (IMT-2000 Direct Spread) -
побудований на базі проектів WCDMA (UTRA FDD) з прямим розширенням
спектру (DS- CDMA ) і частотним дуплексним рознесенням (FDD),
орієнтованим на використання в парних смугах частот.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 14
23.03.2026
Інший тип радіоінтерфейсу - IMT-TC (IMT-2000 Time-Code),
представлений цим об'єднанням в МСЕ, заснований на кодово-тимчасовому
розділенні каналів TDMA/ CDMA з тимчасовим дуплексним рознесенням
(TDD) і призначений для організації зв'язку в непарних смугах частот. IMT-TC
фактично є чисто формальним об'єднанням двох різних технічних рішень -
європейської пропозиції UTRA TDD і китайського TD-SCDMA.
З технічної точки зору основна відмінність варіантів IMT-DS і IMT-TC - в
базовій чипової швидкості. У цих проектах вона змінена з 4,096 Мбіт/с на 3,84
Мбіт/с.
1.3.2 FDD і TDD

Відповідно до концепції IMT-2000 у системах 3-го покоління
передбачається створення єдиного частотного простору шириною 230 Мгц з
різними сценаріями використання. Основа цих сценаріїв - режими FDD
(Frequency Division Duplex) і TDD (Time Division Duplex). Новизна технологій
IMT-2000 пов'язана перш за все з виділенням парних смуг частот для систем,
що працюють з частотним дуплексним рознесенням (FDD), і непарних - для
систем з тимчасовим дуплексним рознесенням (TDD).
Комбіноване використання цих двох режимів робить систему гнучкою,
дозволяючи змінювати пропускну спроможність і способи організації зв'язку.
Режим FDD ефективніший при великих розмірах сотів і високої швидкості
пересування абонентів, а TDD, навпаки, призначений для роботи в піко- і
мікростільниках, тобто там, де абонент пересувається з невисокою швидкістю.
Порівняємо характеристики систем WCDMA FDD і UTRA TDD. У них,
безумовно, багато загального: однакова чиповая швидкість 3,84 Мчип/с (у
базовому варіанті), схожі принципи кодування і демодуляції, ідентичні і
довжини кадру і суперкадру. Останній параметр значно спрощує процедуру
сумісності режимів, а синхронізація по кадрах базових станцій забезпечує
швидкий пошук стільник і ефективний розподіл каналів.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 15
23.03.2026
При дуплексній передачі з частотним розділенням - FDD - число каналів в
лініях "вниз" і "вгору", як правило, однаково. А в режимі TDD двосторонній
радіозв'язок забезпечується за рахунок тимчасового ущільнення каналів
передачі і прийому на тій, що одній несе, що дозволяє оптимально
перерозподіляти ресурси лінії зв'язку, виділяючи різне число тимчасових
інтервалів в лініях "вгору" і "вниз".
У європейському проекті UTRA зміна співвідношення трафіку в лініях
"вгору" і "вниз" складає від 15/1 до 2/14. Деяка відмінність в коефіцієнті
асиметрії обумовлена тим, що принаймні два канальні інтервали повинні бути
виділені для службових потреб в лінії "вниз" (канали синхронізації SCH) і один
- в лінії "вгору" (канал доступу RACH). Аналогічні рішення будуть ухвалені
для режиму TDD в інших проектах наземних систем рухомого зв'язку 3-го
покоління.
Необхідність сумісності режимів TDD і FDD вимагає реалізації простих і
дешевих дворежимних FDD/TDD-терміналів. Сьогодні це можливо завдяки
використанню одних і тих же мікросхем як в двух-, так і в однорежимних
радіотелефонах. При цьому дворежимний абонентський пристрій FDD/TDD
буде ненамного складніше звичайного FDD-терміналу.
Протоколи верхнього рівня обробляються в режимах TDD і FDD
ідентичним чином. Крім того, процедури мультиплексування і розширення
кодів в каналах "вверх"/"вниз" цих режимів використовують однакову
інформацію, що управляє. Загальні процедури і одна і та ж канальна структура
дозволяють говорити про збіг основних властивостей UTRA TDD і WCDMA
FDD (набір протоколів верхніх рівнів, послуги для прикладних служб і ін.).
Використання однієї і тієї ж частоти для ліній "вгору" і "вниз" спрощує
конструкцію адаптивних (інтелектуальних) антен, передавачів приймача і в
цілому устаткування базових станцій. Оскільки характеристики завмирань в
прямому і зворотному каналах в значній мірі корельовані, то для їх компенсації
використовуються однакові методи управління потужністю і адаптивними
антенами.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 16
23.03.2026
Таким чином, системи на базі WCDMA FDD і UTRA TDD дають
можливість декільком операторам спільно використовувати одну і ту ж смугу
частот, без взаємних перешкод і зниження якості зв'язку. Ніякої частотної
координації між операторами в цьому випадку не вимагається. А гнучка
мережева архітектура забезпечує створення мереж різної конфігурації (макро-,
мікро- і пікосоти) при економному використанні радіоресурсів.
Базові мережі
Згідно концепції IMT-2000, система нового покоління підрозділяється на
дві складові частини: мережі радіодоступу і магістральну базову мережу.
Підходи до їх проектування принципово різні.
Ефективність мереж радіодоступу в значній мірі залежить від новизни
технологій, які в них використовуються. Зміна поколінь, як правило, означає і
зміну ідеології побудови цих мереж. Магістральні мережі більш "інерційні". У
них інвестовані значні засоби, які операторів бажають зберегти при переході до
3-му покоління. Крім того, існуючі базові мережі не є стримуючим чинником
для впровадження сучасних ЗG-послуг. Тому їх інфраструктура
розвиватиметься еволюційним шляхом, спираючись на існуючі мережі GSM,
TDMA (IS-136), IP, IN і ISDN, що підтверджують і дослідження, проведені в
рамках IMT-2000.
Сьогодні як магістральних передбачається використовувати мережу, що
базується на IP-технології, а також вдосконалені опорні мережі GSM MAP і
ANSI-41, які розгорнені для наїболєє розвинених стандартів мобільного зв'язку
2-го покоління - європейського GSM і північноамериканських TDMA (IS-136) і
CDMA (IS-95). Взаємодія між трьома магістральними мережами - GSM MAP
ANSI-41 і базовою IP-мережею - здійснюватиметься через міжмережевий
інтерфейс NNI (Network-to-Network Interface).
Стандартний модуль ідентифікації користувача UIM (User Identity
Module) забезпечить глобальний роумінг незалежно від методу радіодоступу
або типу транспортної мережі в тому або іншому географічному регіоні.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 17
23.03.2026
В даний час найважливіше дати можливість всім операторам діючих
мереж використовувати існуючу інфраструктуру при реалізації набору нових
послуг IMT-2000. У зв'язку з цим МСЕ вважає за необхідне почати розробки
єдиного протоколу NNI, що забезпечує глобальний роумінг в рамках 3G-
систем.
Транспортна мережа повинна забезпечити міжмережеву взаємодію і
"прозорість" доступу до послуг незалежно від місцезнаходження абонентів.
Щоб реалізувати цю вимогу на практиці, передбачається створення
спеціального конвертора, або шлюзу, IWG (Interwoking Gateway), який і
підтримуватиме глобальний роумінг при будь-якому протоколі радіодоступу.
Сьогодні вже очевидно, що остаточному впровадженню систем 3-го
покоління передуватиме дуже тривалий період їх сумісного існування з
системами 2-го покоління. Завдяки відмінностям в наборі і вартості послуг, що
надаються, нові технології будуть не конкурувати із старими, а доповнювати їх.
Проте про надання послуг масовому користувачу говорити ще рано. Основна
причина - дуже висока вартість абонентського устаткування.
Поза сумнівом також, що тарифи на нові послуги будуть несумірно вищі,
ніж на традиційні, такі, що надаються системами 2-го покоління. Це означає,
що вони будуть затребувані лише обмеженим контингентом споживачів. Тому
глобального витіснення старих технологій системами рухомого зв'язку 3-го
покоління поки не передбачається. Аналітики ринку вважають, що процес може
зайняти 5-10 років, а вирішальним чинником його прискорення стане
затребуваність послуг високошвидкісної передачі даних.
Серед причин, які спричинили створення систем 3G треба виділити наступні:
Стрімкий ріст числа абонентів. Темпи росту абонентів стаціонарного зв’язку
почали стабілізуватися. З іншого боку очікується продовження стрімкого росту
абонентів мобільного зв’язку. За оцінками в 2004р. їх кількість наблизиться до
двох мільярдів.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 18
23.03.2026
Стрімкий ріст об’єму трафіку. Трафік – це другий важний аспект розвитку.
Сумарний об’єм трафіку даних в ТМЗК вже значно перевищує голосовий
трафік, аналогічну тенденцію слід очікувати і в мережах мобільного зв’язку.
Технічні вимоги. Для успішного розвитку системи мобільного зв’язку повинні
запропонувати високоякісні, ефективні та прості у використанні мультимедійні
послуги.
У 1992 р. Всесвітня адміністративна конференція по радіочастотам
(WARC) при ITU визначила частоти в смузі 2 ГГц для використання
майбутніми системами мобільного зв’язку 3G. У ITU ці системи третього
покоління отримали назву Міжнародні системи мобільного електрозв'язку-2000
(IMT-2000).
Спочатку в процесі розробки систем третього покоління ставилася задача
створення єдиного загального глобального повітряного інтерфейсу IMT-2000.
Однак інвестиції в мобільні системи другого покоління, зроблені більшістю
операторів стільникового зв'язку по усьому світі, були дуже значні, тому
зрозуміло, що замість того, щоб будувати повністю нові мережі системи
третього покоління повинні використовувати вже існуючі цифрові системи,
стандарти яких сильно відрізняються у різних регіонах світу. У процесі робіт зі
створення єдиного світового стандарту на мережі третього покоління були
розглянуті десятки різних пропозицій, але досягти повної згоди у виборі
єдиного стандарту не вдалося. В результаті з'явилася ідея розробки цілого
«сімейства систем». Проте системи третього покоління підійшли ближче до
рішення задачі одного, ніж системи другого покоління: один повітряний
інтерфейс WCDMA повинен застосовуватися в Європі і Азії, включаючи
Японію і Корею, при використанні частотних смуг в діапазоні 2 ГГц, які
WARC-92 виділила для систем третього покоління IMT-2000.
Окрім WCDMA, основними повітряними інтерфейсами для забезпечення
послуг систем 3G можуть служити технології EDGE і CDMA-MC (cdma 2000).
Технологія EDGE (підвищення швидкості передачі даних для розвитку системи
GSM) може забезпечити послуги систем третього покоління із швидкостями
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 19
23.03.2026
передачі до 500 Кбіт/с при розносі несучих 200 КГц. EDGE має ряд
можливостей по поліпшенню ефективності використання частотного спектру і
по підтримці нових послуг, які не передбачалися в GSM. CDMA-MC
застосовується як рішення по вдосконаленню існуючої технології IS-95. Ще дві
технології – UTRA TDD (WCDMA з часовим розділенням каналів „вверх” і
„вниз”) і DECT (використовується в якості технології радіодоступу загального
призначення для пікокомірок) поки що не отримали широкого
розповсюдження.
На рис. 1.3. представлені очікувані частотні смуги і географічні райони, де
будуть застосовані згадані технології. В кожному регіоні є окремі винятки.

Рис. 1.3. Розподіл спектру частот і очікувані повітряні інтерфейси в світі

Європі і в більшій частині Азії для WCDMA FDD будуть виділені смуги IMT-
2000 2x60 МГц (1920-1980 МГц плюс 2110-2170 МГц). Наявність спектру
частот TDD неоднакова: очікується, що в Європі для ліцензійного
використання UTRA TDD надаватиметься смуга до 25 МГц в частинах спектру
1900-1920 МГц і 2020- 2025 МГц. Решта частини непарного спектру (TDD),
буде використовуватися для неліцензійних застосувань TDD (SPA: самостійно
забезпечувані застосування) в смузі 2110-2120 Мгц. Системи FDD
використовують різні частотні смуги для каналів „вверх” (uplink) і „вниз”
(downlink), розділених дуплексною відстанню, в той час, як системи TDD
використовують одну і ту ж частоту як для uplink, так і для downlink.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 20
23.03.2026
У Японії і Кореї смуга IMT-2000 FDD така ж, як в Європі і в Азії. Розподіл
спектру для PCS (персональної стільникової мережі) в Кореї відрізняється від
розподілу спектру для PCS в США: у Кореї залишається доступним весь
спектр, передбачений для ITM-2000. В Японії частина спектру ITM-2000
використовується системою PHS - системою персонального радіотелефону.
У Китаї в одній частині спектру ITM-2000 зарезервовані місця для PCS і
WLL (бездротової мережі локального доступу), хоча вони ще не виділені
жодному оператору. Залежно від ухвалених рішень в Китаї для WCDMA FDD
можуть бути надані смуги 2x60 Мгц в спектрі частот IMT-2000.
У США новий спектр частот для систем третього покоління не виділений.
Послуги систем 3G можуть бути реалізовані за рахунок вклинування систем
третього покоління в існуючий спектр частот PCS. Це потребує вилучення
частини частот, призначених для систем 2G, і надання їх системам 3G. Для
смуги PCS в США можуть розглядатися різні проекти систем третього
покоління, але перевага тут на стороні системи EDGE як системи
вузькосмугової. При використанні EDGE потрібно буде звільняти меншу
ширину спектру для впровадження 3G послуг. Для перерозподілу можуть
розглядатися також системи WCDMA. Система cdma2000 в цьому регіоні має
значну перевагу через можливість розгортання в частотному діапазоні існуючої
cdma One.
EDGE може використовуватися в існуючих системах GSM 900 і GSM
1800. Проте цих частот GSM немає в Японії і в Кореї. Загальна смуга, що є для
роботи GSM 900, складає 2x25 МГц плюс EGSM 2x10 МГц, а для роботи GSM
1800 2x75 Мгц. EGSM - це система з розширенням смуги GSM 900. Повністю
смуга GSM недоступна для EDGE в країнах, що мають систему GSM. Пізніше
стане можливим перерозподіляти ділянки для WCDMA в смугах частот GSM,
але початкове застосування EDGE буде найкращим рішенням для забезпечення
послуг систем третього покоління в рамках смуг, виділених GSM.
Технологію DECT можна розглядати як набір протоколів і
стандартизованих службових повідомлень, що забезпечують високу гнучкість
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 21
23.03.2026
при організації взаємодії DECT-пристроїв з різними мережами і додатками. На
відміну від систем мобільного зв'язку DECT не накладає твердих обмежень на
магістральну мережну інфраструктуру, що буде задіяна для надання тих чи
інших послуг. В принципі, до «компетенції» специфікацій DECT відноситься
тільки радіоінтерфейс між базовою станцією і абонентським терміналом.
Головною особливістю сучасного етапу розвитку систем стільникової
связ є перехід до систем третього покоління 3G. Найактуальніше ця проблема
стоїть для операторів мереж першого покоління, що працюють в стандарті
NMT. Оператори GSM-мереж також прикладають максимум зусиль для
задоволення потреб своїх користувачів, особливо у області мобільної передачі
даних. Перехід до мереж 3G дозволяє якісно зрадити нинішню ситуацію у
області мобільного зв'язку.
Зв'язано це, перш за все з тим, що мережі 3G дозволяють надавати
клієнтам широкий діапазон нових послуг, які здатні істотно підвищити доходи
операторів, а для виробників - продажи мережевого устаткування і телефонів.
Крім того з'являється новий вигляд діяльності, такої, як контент -
провайдерство.
Основною відмінністю систем 3G від експлуатованих зараз мереж
другого покоління (2G) є можливість передачі великих об'ємів інформації з
високими швидкостями. Це дозволяє одержати якісно новий рівень зв'язку, на
основі якого можливо формування глобального інформаційного простору,
доступ до якого не залежить від місцеположення користувача і його
переміщень. Внаслідок цього міняється і функціональне призначення
наймобільнішого телефону - окрім засобу голосового спілкування він стає
багатофункціональним пристроєм, призначеним для багатьох випадків життя.
Можливості мереж 3G відкривають нові горизонти у використанні
мобільного зв'язку, причому як приватним абонентам, так і крупним
корпораціям. З одного боку, абоненти дістають в своє розпорядження
повноцінний доступ в Інтернет, і безліч неголосових послуг, з іншою - оператор
починає заробляти на зростанні трафіку, з третьою - з'являється новий вигляд
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 22
23.03.2026
діяльності за поданням різноманітного контента - корисної інформації, сервісів
і послуг.
Абоненти мереж 3G зможуть скористатися видаленим доступом до
корпоративної мережі, що в корені міняє такі поняття, як мобільний офіс,
мобільна робота. З'являються можливості для відеоконференцій, мультимедіа,
телемедицина, мобільна електронна комерція, забезпечення безпеки і послуг на
основі визначення місцеположення абонента.
Міжнародний Союз електрозв'язку (МСЭ, ITU) при збереженні ідеї
глобального роумінгу, як ідеологічна основа для об'єднання існуючих мереж з
системами, що базується на новому сімействі стандартів 3-го покоління - IFS
(IMT-2000 Family of Systems), відмовився від принципу глобального
міжнародного стандарту і зосередив свої зусилля в цьому питанні на їх
гармонізації.
При цьому, як основні стандарти даного сімейства розглядалися:

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 23
23.03.2026
2 СТАНДАРТ CDMA

Code Division Multiple Access - множинний доступ з кодовим
розділенням. У CDMA системах кожен голосовий потік відмічений своїм
унікальним кодом і передається на одному каналі одночасно з багатьма інших
кодованих голосових потоків. Приймаюча сторона використовує той же код для
виділення сигналу з шуму. Єдина відмінність між множинними голосовими
потоками це унікальний код. Канал, як правило, дуже широкий і кожен
голосовий потік займає цілком всю ширину діапазону. Ця система
використовує набори каналів шириною 1.23МГц. Голосу кодується на
швидкості 8.55кбіт/с, але визначення голосової активності і різні швидкості
кодування можуть урізувати потік даних до 1200бит/с. У системах CDMA
можуть встановлюватися дуже міцні і захищені з'єднання, не дивлячись на
екстремально низьку величину потужності сигналу, теоретично - сигнал може
бути слабкіше, ніж рівень шуму

2.1 Стандарт CDMA One

Стандарт cdmaOne, існує у варіаціях IS-95a, IS-95b (cellular по
американській термінології, 800 Мгц) і J-STD-008 (PCS, діапазон 1900).
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,
він забезпечують передачу сигналу із швидкістю 9,6 кбіт/с (з кодуванням) і 14,4
кбіт/с (без кодування). Версія IS-95b заснована на об'єднанні декількох каналів
CDMA, організовуваних в прямому напрямі (від базової станції до мобільної).
Швидкість може збільшуватися до 28,8 кбіт/с (при об'єднанні двох каналів по
14,4 кбіт/с) або до 115,2 кбіт/с (8 каналів по 14,4 кбіт/с). Власне, окрім IS-95
мережі cdmaOne використовують ще цілий набір протоколів і стандартів, їх
список можна знайти в будь-якій достатньо глибокій статті по цій темі.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 24
23.03.2026
Комерційні мережі cdmaOne з'явилися в 1995 році і користуються
заслуженою популярністю як на своїй батьківщині, в Америці, так і в Азії. Саме
cdmaOne мають на увазі під термінами "CDMA" і "CDMA-800" (найбільшого
поширення набув саме 800-мегагерцовий варіант IS-95). Прямий і зворотний
канали розташовуються відповідно в діапазонах 869,040-893,970 і 824,040-
848,860 Мгц. Використовуються 64 коди Уолша і що несуть в 1.25 Мгц.
Стандарт відразу потрапив в опалу - на відміну від федеральних
стандартів NMT і GSM був дозволений тільки для фіксованого застосування.
Крім того, використовуваний їм діапазон частот 800 Мгц на вимоги Мінзвязку
необхідно звільнити для цифрового телебачення. У цьому діапазоні працюють
також мережі "американських" стандартів N-AMPS, D-AMPS і CDMA. Проте,
МАП визнало це рішення незаконним, а члени Асоціації-800 вже домовилися з
Мінзв'язку про "обмін" ліцензій x-AMPS на GSM 1800. Оператори ж CDMA IS-
95 подібної угоди не укладали, офіційно вони як і раніше мають право надавати
послуги тільки фіксованого зв'язку.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 25
23.03.2026
2.2 Стандарт WCDMA (UMTS)

WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - широкосмуговий
CDMA) - технологія радіоінтерфейсу вибрана більшістю операторів
стільникового зв'язку Японії і (у січні 1988 року) інститутом ETSI (European
Telecommunications Standards Institute) для забезпечення широкосмугового
радіодоступу з метою підтримки послуг третього покоління.
Технологія оптимізована для надання високошвидкісних мультимедійних
послуг типу відео, доступу в Інтернет і відеоконференцій; забезпечує швидкості
доступу аж до 2 Мбіт/с на коротких відстанях і 384 Кбіт/с на великих з повною
мобільністю. Такі величини швидкості передачі даних вимагають широку смугу
частот, тому ширина смуги WCDMA составляет5 Мгц. Технологія може бути
додана до існуючих мереж GSM і PDC, що робить стандарт WCDMA наїболєє
перспективним з погляду використання мережевих ресурсів і глобальної
сумісності.
WCDMA (широкосмуговий множинний доступ з кодовим розділенням
каналів) є технологією, що використовує розширену смугу пропускання і
різновид принципу DMA. Це технологія мобільного радіозв'язку третього
покоління, що забезпечує значно вищі швидкості передачі даних, чим стандарт
GSM. WCDMA підтримує передачу голосу, зображень, даних і відео в мережах
мобільного зв'язку на швидкості до 2 Мбіт/с (локальний доступ) або 384 кбіт/с
(глобальний доступ). WCDMA використовується в основному в Європі при
переході від стандарту GSM до стандарту UMTS

2.3 Стандарт CDMA2000

Стандарт cdma2000 є подальшим розвитком стандарту 2 покоління
cdmaOne. Подальшим розвитком cdmaOne повинен був стати IS-95c, і саме це
позначення дуже часто використовується виробниками.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 26
23.03.2026
Офіційним оновленням стандарту, розробленим компанією Qualcomm і
затвердженим ITU (Міжнародний союз електрозв'язку, International
Telecommunication Union), є cdma2000. У документах Lucent Technologies
зустрічається позначення IS-2000. Нарешті, міжнародний союз електрозв'язку
(МСЭ) відібрав з десяти запропонованих проектів п'ять радіоінтерфейсів
третього покоління IMT-2000 (International Mobile Telecommunications System -
2000 - Міжнародна система мобільного зв'язку - 2000), у їх числі - IMT-MC
(Multi Carrier), який є модифікацією багаточастотної системи cdma2000, у якій
забезпечується зворотна сумісність з устаткуванням стандарту cdmaOne (IS-95).
Ще один з п'яти стандартів IMT-2000 - IMT-DS (Direct Spread) -
побудований на базі проектів W-CDMA і узятий за основу європейської
системи UMTS.
На початок 2003р. з 127 мільйонів користувачів CDMA майже 15
мільйонів використовували технологію cdma2000. Протягом перших семи
місяців 2002 роки, в Азії і Америці було запущено 11 мереж CDMA2000 і
загальна кількість цих мереж складала 18. Це - 99% ринку 3G, на IMT-MC
доводилося 14.8 мільйонів абонентів, на UMTS - 0.13 мільйонів.
Проте, варто відзначити, що реалізована фаза cdma2000 1X все ж таки не
є повноцінним 3G, бо не дотягує до обов'язкових двох мегабіт. Тому її частіше
називають 2.5G.
Спочатку cdma2000 (IMT-MC) розділили на дві фази - 1X і 3X. Саме до
першої фази застосовується назва IS-95C. А другу пізніше назвали 1X-EV
(evolution), розділивши її на дві фази - cdma2000 1X EV-DO (data only) і
cdma2000 1X EV-DV (data & voice).
І саме стандарт cdma2000 1X EV-DO мається на увазі під 3G IMT-MC.
Стандарт 1x-EV-DO був прийнятий TIA в жовтні 2000 року і передбачає
наступну схему функціонування: апарат одночасно проводить пошук мережі 1x
і 1xEV, передачу даних здійснює за допомогою 1xEV, голоси - за допомогою
1x.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 27
23.03.2026
Стандарт 1xEV-DV повністю відповідає всім вимогам 3G. Його
практична реалізація планується в 2003-2004 роках.
Тепер про CDMA-450. Слід зазначити, що стандарти сімейства cdma2000 не
вимагають організації окремої смуги частот і в ході їх еволюційного розвитку
від cdmaOne можуть бути реалізовані у всіх частотних діапазонах
використовуваних системами стільникового рухомого зв'язку (450, 700, 800,
900, 1700, 1800, 1900, 2100 Мгц).

2.4 Стандарт CDMA450

Стандарт CDMA450 (CDMA-MC), призначений для систем, що
розгортаються в діапазоні 450 Мгц, включає сімейство стандартів, розроблених
Групою 3GPP2, виданий TIA і схвалений Міжнародним Союзом
Електрозв'язку(ITU) для систем IMT-2000: CDMA2000 1X CDMA2000 1xEV-
DO і CDMA2000 1xEV-DV.
В даний час CDMA2000 1X і CDMA2000 1xEV-DO комерційно доступні
для діапазону 450 Мгц, а CDMA2000 1xEV-DV - розробляється.

2.4.1 Переваги CDMA450

Переваги CDMA450 полягають у високій спектральній ефективності
каналів, високошвидкісних можливостях по передачі даних стандарту
CDMA2000 і в забезпеченні розширеного радіопокриття, низькочастотного
діапазону, що забезпечується використанням.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 28
23.03.2026

Рис. 2.1 Залежність радіусу комірки від частоти сигналу

CDMA450 забезпечує більший розмір соти, в порівнянні з розмірами
сотів в інших діапазонах, що приводить до необхідності меншої кількості сайтів
і дозволяє значно скоротити число базових станцій для забезпечення
радіопокриття обширних областей
CDMA450 забезпечує послуги IMT-2000: високоякісний голос і
високошвидкісну передачу даних
CDMA450 пропонує рішення для різноманітних ринків:
Еволюцію діючих Систем NMT-450 до IMT-2000: Безліч операторів в країнах
Восточной/Центральной Європи, Росії і Південно-східної Азії використовують
діапазон 450 Мгц, для надання бездротових послуг на основі аналогового
устаткування першого покоління, заснованого на стандарті NMT
(Скандінавський Мобільний телефон). Багато хто з цих операторів переходить
до цифрового стандарту і модернізує свої діючі мережі, використовуючи
технології IMT-2000. CDMA450 - єдина технологія, комерційно доступна цим
операторам, дозволяє здійснити прямий перехід від систем першого покоління
до мереж наступного покоління. CDMA450 - також одна з небагатьох
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 29
23.03.2026
технологій, яка вписується в смугу частот 4-5 Мгц (вимагаючи 2 x 1,25 Мгц для
одного каналу; що відповідає 3-4 що несе CDMA450 за наявності смуг безпеки)
Універсальні Послуги: Забезпечення доступу до телекомунікаційних послуг
(голос і доступ в Інтернет) - ключовий пріоритет для урядів і регулюючих
органів у всьому світі, особливо для країнах, що розвиваються. Переваги
радіопокриття більш низькочастотного діапазону забезпечують рентабельне
рішення досягнення цієї мети. Із-за сприятливих характеристик
розповсюдження нижчих частот і пов'язаних з цим вигод радіопокриття,
можнон одержати істотні переваги у вартості розгортання бездротових систем в
діапазоні 450 Мгц.
Високошвидкісні послуги передачі даних для Мобільного і фіксованого
зв'язку Діапазон 450 Мгц може використовуватися, для забезпечення
широкосмугового доступу і передачі даних для мобільних або фіксованих
користувачів. Багато країн заявили про свої потреби в ринках зв'язку для служб
безпеки, що включають груповий зв'язок, швидку передачу даних, «push-to-
talk», відеоконференції, диспетчерський зв'язок.
У деяких країнах також розглядається можливість використання
швидкодіючих мереж передачі даних для шкіл, лікарень і інших видів
комерційної діяльності. Ці мережі могли б розглядатися як додаткові до інших
стільникових мереж і могли б використовуватися для мобільних або у
фіксованих споживачів залежно від виду додатків.

2.5.1 Загальні відомості

Дана система мобільного зв'язку використовує специфічну технологію
досягнення високих швидкостей передачі даних. При цьому врахована
асиметрична природа обміну даними в мережі IP. Відомо, що від мережі до
користувача передаються істотно великі об'єми даних, чим від користувача в
мережу. Завантаження при передачі трафіку по низхідній лінії (до користувача)
по відношенню до трафіку у висхідній лінії (від користувача) може
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 30
23.03.2026
змінюватися в співвідношеннях від чотирьох до одного і до шести до одного, а
в деяких випадках навіть вище. Ця асиметрична картина врахована в технології
1xEV-DO, де застосовуються різні методи доступу до каналів передачі даних
висхідної і низхідної лінії.
Для передачі даних по висхідній лінії в даному стандарті
використовується класичний множинний доступ з кодовим розділенням
каналів. При цьому що єдина несе з шириною спектру передаваного сигналу
1,25 Мгц доступна максимум 59 користувачам.
У низхідній лінії використаний метод колективного доступу з
тимчасовим розділенням каналів, що дозволяє одержати цілий ряд переваг. Так,
у будь-який момент часу забезпечується передача повної потужності базової
станції єдиному мережевому користувачу. Це дозволяє реалізувати передачу
призначених для користувача даних з найвищою швидкістю, що досягає пікової
величини 2,4 Мбіт/с, за рахунок забезпечення максимально можливого
співвідношення сигнал/шум на вході приймача терміналу доступу.
Найбільш популярний сьогодні доступ в Інтернет по дротяних мережах з
підключенням через DSL забезпечує пікову швидкість 1,4 Мбіт/с на абонента.
Таким чином, середня пропускна спроможність мереж стільникового зв'язку
1xEV-DO вже соїзмеріма з пропускною спроможністю дротяних мереж, що
використовують стандартне абонентське закінчення (мідна пара діаметром 0,3
мм). При цьому реалізована пропускна спроможність цілком достатня для того,
щоб здійснити передачу цифрових фотографій високої якості і цифрового
відеозображення в масштабі реального часу. Можливість швидкого
завантаження файлів великих розмірів з розширеннями ftp і pdf дозволяє
організувати ефективні системи пошуку і доставки інформації. На сьогодні
абонентських терміналів, що серійно випускаються, які підтримували б
пропускну спроможність 2,4 Мбіт/с, поки не існує: це базова характеристика
радіоінтерфейсу системи. Проте технологія 1xEV-DO з одним частотним
каналом шириною 1,25 Мгц дозволяє досягти пропускної спроможності 800
кбіт/с в низхідній радіолінії, що достатнє для передачі потокового відеосигналу
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 31
23.03.2026
середнього рівня якості (аналогічного VHS-відео). Завантаження стандартної
музичної композиції (3 Мбайт) займе не більше 30 з, а пересилка високоякісної
цифрової фотографії (HQ2048x1200 у форматі TIFF) - близько 20 с.
Мобільний чат із стандартного інтернет-ресурсу доступний в GSM/GPRS, проте
собівартість трафіку в системі 1xEV-DO за наявності достатньо розвиненої
мережевої інфраструктури на два порядки нижче, ніж в GSM/GPRS.
Усереднена агрегатна пропускна спроможність залежить від рухливості
абонентів і складає від 350 до 550 кбіт/C на сектор/несущая (для високої
рухливості) і до 650 кбіт/C на сектор/несущая (для низької рухливості), а також
для стаціонарних абонентів). У мережах 1xEV-DO можна передавати мовну
інформацію, використовуючи технології IP-телефонії (VoIP), але при цьому
істотно знижується ефективність алгоритму управління пропускною
спроможністю мережі і її значення. Проте останні дослідження довели, що
потенційна місткість мережі 1xEV-DO із застосуванням VoIP в середньому в
1,5 разу вище за місткість мережі CDMA2000 1x, призначеної тільки для
передачі мови, при зіставній якості зв'язку.
Стандарт CDMA2000 1x (за кордоном поширеніша абревіатура 1xEV-DO)
визначає вимоги до системи мобільного радіозв'язку третього покоління,
оптимізованого для надання абонентам послуг обміну даними з піковою
швидкістю до 2,4 Мбіт/с.
Абревіатура 1xEV-DO розшифровується таким чином:
• 1х - позначає ширину ділянки радіочастотного спектру (1,25 Мгц), займаного
одним частотним каналом;
• EV (EVolution) - еволюція;
• DO (Data Only) - тільки дані.
В даний час послуги мобільного обміну даними можуть бути надані з
використанням декількох технологій, що забезпечують різний набір і якість
пропонованих сервісів.
Так, технології GSM/GPRS підтримують доступ до електронної пошти,
розрахунки по кредитній карті, передачу в масштабі реального часу чорно-
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 32
23.03.2026
білих фотографій з періодичністю один раз в секунду і дозволяють визначати
місцеположення абонента з точністю до 50 м без використання глобальної
системи визначення місцеположення GPS (Global Position System). Проте
забезпечувана при цьому швидкість обміну даними порівняно невелика і не
перевищує 40 кбіт/с. Відомо, що розмір музичної композиції у форматі MP3 в
середньому складає 3 Мбайт. Нескладно підрахувати, що завантаження таких
файлів з вказаною швидкістю триватиме достатньо довго і займе більше 10
мин.
У телефони стандарту GSM спеціально вбудовуються цифрові
фотоапарати, що дозволяють одержувати зображення невисокої якості,
оскільки якісна цифрова фотографія займає об'єм близько 1,5 Мбайт, а її
завантаження здійснюватиметься більше 5 мин. Завантаження відеозображень,
які мають великий об'єм (близько 500 Мбайт), а тим більше їх передача в
рамках технології GSM/GPRS і зовсім не забезпечуються. Пропонована в даний
час послуга із завантаження мелодій для музичних дзвінків в мобільні телефони
припускає обробку невитіюватих і коротких музичних фрагментів, які
займають об'єм не більше 100 кбайт, і тому час їх завантаження обчислюється
декількома секундами.
Послуги обміну даними забезпечуються також в системах транкингової
зв'язку, таких як TETRA, TETRAPOL і ін. Часто згадувана швидкість передачі
даних 28,8 кбіт/с в мережах TETRA повинна супроводжуватися коментарем:
при використанні смуги частот 25 кГц, при роботі в нешифрованому режимі з
чотирикратним зменшенням максимальної пропускної спроможності. Обмін
даними з використанням високозахищених каналів в цьому стандарті
реалізується на швидкості лише 2,4 кбіт/с. Швидкість обміну даними в системі
зв'язку стандарту TETRAPOL невелика і складає 8 кбіт/с в смузі частот 12,5
кГц, проте при цьому забезпечується гарантоване шифрування передаваної
інформації.
У 2002-2003 рр. в одному з регіонів Росії був розгорнений досвідчений
район системи транкингової зв'язку TETRAPOL і проведена науково-дослідна
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 33
23.03.2026
робота з метою оцінки можливості використання вказаного стандарту для
побудови системи зв'язку на користь силових структур, а також органів
державної влади і управління. В ході випробувань устаткування досвідченого
району були отримані результати, які дозволяють зробити висновок про повну
відповідність фактичних характеристик устаткування заявленим виробником. У
цих роботах брали участь фахівці компанії ЗАТ «ІТ-Центр (м. Москва) », яка
бере активну участь в просуванні устаткування стандарту TETRAPOL на
російському ринку.
Обмін даними також реалізований в устаткуванні IMT-МС (International
Mobile Telecommunication - Multi Carrier). Цей стандарт визначає набір послуг
стільникового зв'язку, проглядання сайтів в Інтернеті в масштабі реального
часу (доступ здійснюється безпосередньо з екрану мобільного телефону або з
персонального комп'ютера, при цьому телефон використовується як
радіомодем), а також передачу аудіо-, відеоінформації і електронної пошти.
Забезпечується швидкість обміну даними 153 кбіт/с.
З метою підтвердження теоретичних досліджень можливостей стандарту
IMT-MC-450 по реалізації корпоративної мережі мобільного зв'язку протягом
2003 р. компанія ЗАТ «ІТ-Центр» за замовленням МПС провела випробування
такої мережі, розгорненої в напрямі Москва - Ярославль Московської залізниці.
При цьому використовувалася інфраструктура оператора стільникового зв'язку
«Московський стільниковий зв'язок» (МСС), побудований на основі
устаткування виробництва компанії Lucent Technologies. Розглянувши
результати випробувань, комісія МПС дійшла висновку, що мережа стандарту
IMT-MC-450 підтримує високу швидкість передачі інформації і здатна надати
необхідні канали зв'язку для роботи систем управління рухом і забезпечення
його безпеки. На засіданні секції «Інформатизація і телекомунікації»
Для розширення можливостей доступу користувачів до корпоративних
баз даних розроблені бездротові локальні мережі (Wireless Local Area Network -
WLAN). Швидкість обміну даними в WLAN, що працюють в діапазоні 2,4 ГГц,
досягає 100 Мбіт/с, що цілком достатньо для надання корпоративним клієнтам
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 34
23.03.2026
широкого спектру послуг обміну даними з високою якістю. Проте розмір зони
обслуговування таких мереж невеликий і звичайно визначається територією
офісу. Крім того, WLAN використовують відкриті інтерфейси, і, оскільки
ресурс радіоінтерфейсу у принципі може бути доступний за межами офісу,
забезпечення безпеки зв'язку в такій мережі вимагає додаткових матеріальних
витрат.
Таким чином, до появи технологій IMT-MC і 1xEV-DО, яка є
еволюційним розвитком IMT-MC, мобільний високошвидкісний доступ до всіх
корпоративних додатків і інформаційних ресурсів з високим ступенем
надійності і захищеності, характерної для фіксованих мереж зв'язку, не міг бути
реалізований в повному об'ємі.
Актуальність пропонованого матеріалу пояснюється динамічним
розвитком мереж стандарту 1xEV-DO у всьому світі. Так, число абонентів
мереж даного стандарту в I кварталі 2005 р. виросло на рекордні 21,6 млн.
чоловік, тобто 7,2 млн. чоловік в місяць. В кінці березня 2005 р. в світі
налічувалося вже 168,4 млн. абонентів 3G CDMA2000, що склало 66% від
загального числа абонентів мереж cdmaOne і CDMA2000 у всьому світі.

2.5.2 Архітектура мережі CDMA2000 1xEV-DO

У даній мережі апаратні і програмні засоби забезпечують з'єднання
мережі радіодоступу із загальнодоступною мережею з комутацією пакетів
(типу Internet) і з приватними IP-мережами. Загальна побудова архітектури
мережі показана на малюнку.
Користувачі матимуть доступ до ресурсів системи через термінали, які
підтримують радіоінтерфейс з базовими станціями. Термінал доступу може
використовуватися спільно з ноутбуком, портативним комп'ютером або
багаторежимним мобільним телефоном з можливостями стандартів AMPS/IS-
95 і 3G-1X/1xEV-DO.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 35
23.03.2026
Базові станції пов'язані з сервером рухливості Flexent через мережевий
маршрутизатор по первинному цифровому каналу із швидкістю 2,048 Мбіт/с
(потік Е1) або по лінії T1. Вхідні маршрутизатори висхідної лінії здійснюють
об'єднання і маршрутизацію первинних цифрових каналів (T1/E1) від всіх
базових станцій у напрямку до сервера рухливості Flexent через лінію Ethernet.
Архітектура мережі може включати до 6 серверів рухливості Flexent, кожний з
яких здатний обслужити до 48 базових станцій. Вузол сервісу пакетних даних
не входить до складу архітектури мережі, проте він необхідний для підтримки
з'єднання мереж стандарту Ethernet з Internet.

Рис. 2.2. Архітектура мережі
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 36
23.03.2026

На рис.2.2 використані наступні англомовні написи і абревіатури:
Radio Access Network - мережа радіодоступу;
1xEV-DO BTS - базова станція системи 1xEV-DO;
Uplink Input Router - вхідний маршрутизатор висхідної лінії;
Downlink Input Router - вхідний маршрутизатор низхідної лінії;
Router - маршрутизатор;
Flexent Mobility Server - сервер рухливості Flexent;
Flexent Management System - система управління Flexent;
AAA - сервер ідентифікації, авторизації і розрахунку (біллінга);
Packet Data Service Node - вузол сервісу пакетних даних.

2.5.3 Особливості радіоінтерфейсу системи IMT-MC 1xEV-DO

Cтандарт третього покоління мобільного зв’язку IMT-MC-450 дозволяє
абонентам досягати високих швидкостей передачі даних (до 153 кбіт/с), але вже
ведуться роботи по впровадженню стандарту наступного покоління EV-DO, що
дозволяє досягти в тій же полосі частот значно більшої швидкості передачі
даних (до 2,4 Мбіт/с). Стандарт CDMA в даний час використовується достатньо
широко і існує велика кількість його різновидів.
Перші комерційні системи стільникового зв'язку, побудовані на основі
технології багатостанційного доступу з кодовим розділенням каналів (CDMA),
були засновані на стандарті IS-95 A/B. Дані мережі надавали абонентам
голосові послуги і послуги передачі даних, засновані на канальній комутації.
Швидкість передачі даних була невисока, до 64 кбіт/с. У стандарті IS-95B вже
з'явилася пакетна передача даних, але швидкість ще відносно невисока, до 115
кбіт/с. Еволюція стандарту показана на мал. 1.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 37
23.03.2026

Рис. 2.3. Еволюція стандарту CDMA

Основною перевагою стандартів даної лінійки, з погляду абонента, є
сумісність радіоінтерфейсу стандартів різних поколінь. Це виділяє певні
особливості в еволюції стандартів. Так трубки стандарту IS-95 можуть
працювати в мережах 1Х. Це стало можливим завдяки уніфікації використання
частотного ресурсу, оскільки ширина несе для всіх стандартів однакова і
складає приблизно 1,25 Мгц.
Стандарт EV-DO (від англійського EVolution Data Only) розрахований
виключно для передачі даних і тому не вимагає устаткування для комутації
каналів, тобто дану мережу можна відносно легко використовувати як з
мережами CDMA 1Х, так і з мережами IS-95, як накладену мережу для
високошвидкісної передачі даних.

2.5.4 Особливості радіоінтерфейсу CDMA 2000 1X

Відмітною особливістю технології багатостанційного доступу з кодовим
розділенням каналів є можливість декількох абонентів передавати дані або
розмовляти на одній і тій же частоті воднораз часу. Це досягається таким
чином. Є початкова достатньо вузькосмугова інформація (голос або дані). Після
попереднього кодування і перемішування відбувається процес розширення
спектру. Кожен інформаційний канал розширюється відповідною функцією
Уолша і далі парою псевдовипадкових послідовностей (PN-кодами) з
фіксованою чіповою швидкістю 1,2288 Mчіп. Далі одержані послідовності від
різних абонентів підсумовуються і передаються по радіоканалу (рис. 2.4).

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 38
23.03.2026

Рис. 2.4 Принцип формування сигналу CDMA

Відповідно мінімальна інформаційна швидкість одного каналу складає
9600 біт/с. Цього достатньо для передачі голосової інформації і саме це є
умовою зворотної сумісності системи даного стандарту з системами,
побудованими на базі стандартів IS-95. Таким чином, забезпечується
спадкоємність різних поколінь. Для голосового каналу і передачі даних із
швидкістю 9600 біт/с використовуються функції Уолша завдовжки 64 біта. Для
забезпечення більшої швидкості необхідно зменшити довжину кодової
послідовності. Для швидкості передачі 19200 біт/с використовуються функції
Уолша завдовжки 32 біта, і далі відповідно до зростання швидкості довжина
функції зменшується, складаючи, наприклад для швидкості 153,6 кбіт/с, 4 біта.
У теорії можливо і досягнення швидкості передачі даних 307,2 кбіт/с, але на
практиці це не здійсненно. На мал. 2 видно, що потужність безпосередньо
пов'язана з місткістю системи. Фактично якість алгоритмів управління
потужністю і визначає пікову і середню місткість системи. Такий підхід
найбільш доцільний у разі великої кількості голосових абонентів. Контроль за
швидкістю передачі даних у такому разі теж зводиться до контролю
потужності.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 39
23.03.2026
2.5.5 Структура логічних каналів в прямому і зворотному каналі системи
CDMA2000 1Х

По каналу F-DCCH передається абонентська сигналізація під час виклику.
У свою чергу, по фундаментальному каналу F-FCH можлива передача
голосової інформації, а також даних. При необхідності отримання великих
швидкостей задіюються додаткові канали F-SCH.
Так, для передачі даних із швидкістю 153,6 кбіт/с необхідне використання
16 F-SCH. Всього при використанні конфігурації RC3 у одному секторі на тій,
що одній несе можлива організація 64 каналів по 9,6 кбіт/с. У свою чергу, з
урахуванням загальних каналів максимально теоретично можливе число
доступних голосових каналів для абонентів в одному секторі складає 61
(декілька загальних каналів займають один фізичний канал на радіоінтерфейсі).
У реальній ситуації місткість системи в одному секторі менше, це обумовлено
інтерференцією і алгоритмами хэндовера.
Для досягнення високої швидкості передачі даних об'єднуються декілька
каналів, при цьому зменшується довжина коду, але також зменшується і
коефіцієнт розширення, що приводить до зменшення зони покриття на даній
швидкості, або до необхідності збільшення потужності прямого каналу для
досягнення прийнятного покриття. Але просте збільшення потужності в смузі
приводить до погіршення відношення сигнал/шум. Тобто виходить замкнутий
круг, практично ніколи потужність, що випромінюється сектором базової
станції, не досягає пікової величини. Саме з цим і зв'язана відносно невелика
область покриття на великих швидкостях, а також невелика місткість для
високошвидкісних абонентів.
Як модуляція в прямому каналі використовується QPSK-модуляція.
Загальні канали використовуються абонентським терміналом для зв'язку з
базовою станцією і доступу в мережу. Зворотний пілот-канал використовується
для первинного захоплення абонентським терміналом базової станції,
трасування і подальшого контролю потужності.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 40
23.03.2026
Канали трафіку по своїй структурі і функціям аналогічні прямому каналу.
На відміну від прямого каналу в зворотному каналі використовується
HPSK-модуляція.
Такий докладний розгляд структури радіоінтерфейсу CDMA 2000 1Х,
можливо, утомливо, але необхідне для розуміння принципових відмінностей
стандарту CDMA 2000 1Х EV-DO.
Якщо в стандарті 1Х пропускна здатність прямого і зворотного каналу
однакова, то в стандарті EV-DO пропускна здатність прямого каналу значно
більше. Цьому є досить просте пояснення: якщо стандарт 1Х в основному
використовується для голосу і даних, тобто трафік достатньо симетричний, то
стандарт 1xEV-DO розрахований тільки на передачу даних, цим і обумовлена
велика швидкість в прямому каналі. Трафік даних не симетричний, звичайно
абоненти приймають більше інформації, ніж передають.

Рис. 2.5. Структура каналів EV-DO

З рис.2.5. видно, що принципово структура формування каналів в даному
стандарті практично аналогічна стандарту 1Х і сам стандарт назад сумісний з
стандартом 1Х. Але окрім цього додаються специфічні канали, властиві даному
стандарту. У прямому каналі це канали оцінки активності і контролю
потужності зворотного каналу, а також блокування каналу контролю передачі
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 41
23.03.2026
даних, яке використовується мережею для заборони абонентському терміналу
вибору сектора.
Зворотний канал по типу модуляції і структурі повністю аналогічний
стандарту 1Х за винятком двох нових логічних каналів: інформації про
швидкість передачі даних в зворотному каналі (абонентський термінал
повідомляє швидкість передачі даних в зворотному каналі) і контролю передачі
даних (DRC). При цьому термінал повідомляє максимально можливу швидкість
передачі даних в прямому каналі.
Максимальна швидкість передачі даних для абонента 1xEV-DO в
прямому каналі може досягати величини 2,4 Мбіт/с. Така швидкість досяжна
завдяки принциповим відмінностям прямого каналу.
1. У прямому каналі використовується технологія тимчасового розділення
абонентів. Технологія тимчасового розділення найбільше оптимально
підходить для пакетної передачі даних. При цьому в прямому каналі в стандарті
EV-DO використовуються 16 слотів тайму тривалістю по 1,67 мс кожен, в яких
і передається абонентська інформація. Тобто в якийсь момент часу передається
інформація одного абонента. Це дозволяє виділити повну потужність
передавача для кожного конкретного абонента. Немає необхідності контролю
потужності в прямому каналі. Відповідно в прямому каналі немає джерел
інтерференції всередині стільники, присутні перешкоди від сусідніх сотів.
2. Залежно від типу передаваної інформації використовується адаптивна
модуляція. Від типу модуляції, вживаної в прямому каналі, залежить швидкість
передачі даних, система оцінює розмір кодованого пакету, стан
радіоінтерфейсу і призначає відповідно до цього вид модуляції QPSK, 8-PSK
або 16-QAM.
3. Застосовуються алгоритми контролю швидкості передачі даних.
Швидкість передачі даних залежить від стану радіоінтерфейсу в стільнику, і
якщо в системі 1х для досягнення великих швидкостей проводилося управління
потужністю передаваної інформації, то, оскільки в системі EV-DO передавана
потужність постійна, проводиться оцінка стани радіоінтерфейсу і швидке
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 42
23.03.2026
підстроювання швидкості передачі даних. Залежність швидкості передачі
інформації приведена в таблицях 5 та 6.

Таблиця 5

Пояснимо вищесказане. Наприклад, абонент закачує файл даних великого
розміру або дивиться потокове відео, система сама призначає йому швидкість.
Абонентський термінал оцінює відношення сигнал/шум в секторі і разом з
інформаційним запитом передає індекс DRC, відповідно до якого система
визначає максимально можливу швидкість передачі даних в прямому каналі.
Даний індекс динамічно міняється під час сеансу залежно від рівня
інтерференції. Відповідно до кількості біт в кодованому пакеті система
призначає вид модуляції, кількість слотів тайму і відповідно швидкість
передачі даних.

Таблиця 6
Rdo Індекс DRC Порогове С/Ш, дБ

38,4 кбіт/с 1 -12
76,8 кбіт/с 2 -9,6
153,6 кбіт/с 3 -6,8
307,2 кбіт/с 4 -3,9
307,2 кбіт/с 5 -3,8
614,4 кбіт/с 6 -0,6
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 43
23.03.2026
614,4 кбіт/с 7 -0,8
921,6 кбіт/с 8 1,8
1,2288 Мбіт/с 9 3,7
1,2288 Мбіт/с 10 3,8
1,8432 Мбіт/с 11 7,5
2,4576 Мбіт/с 12 9,7

Таким чином, при значенні DRC-індексу 12 і передачі пакетів великого
об'єму швидкість передачі даних абонента досягає 2,4 Мбіт/с. При цьому він
займає всього лише один тайм-слот. Вся решта місткості доступна для інших
абонентів. Тобто система управляє швидкістю передачі і ніколи не виділить
більше ресурсів абоненту, що знаходиться в гірших умовах.
При передачі даних у напрямі до базової станції абонентський термінал
приймає широкомовний RA-канал, в якому міститься информація завантаження
зворотного каналу. Даний канал міститься в кожному слоті тайму. Разом з
даними передається иинформація про швидкість передачі в зворотному каналі,
що спрощує роботу базової станції.

2.5.6 Способи максимізації пропускної здатності мережі

З метою забезпечення максимальної секторної пропускної спроможності
в даному стандарті використовуються наступні способи.
1. Алгоритм зваженого планування
Він дозволяє використовувати сукупність динамічно розподілених
ресурсів, виділених групі абонентів, протягом заданого часу на тій, що несе.
Як вже було сказано, основним чинником у визначенні швидкості передачі
даних, одержаних терміналом доступу, є співвідношення сигнал/шум, яке
безперервно оцінюється терміналом доступу досвідченим шляхом. Заснований
на повідомленнях регулювання швидкості даних, передаваних кожним
терміналом доступу, алгоритм зваженого планування дозволяє передачу даних
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 44
23.03.2026
тільки тим терміналам, які знаходяться в сприятливих умовах розповсюдження
радіохвиль, що забезпечує передачу на максимально можливій швидкості.
Передача терміналам доступу, що працюють в менш сприятливих умовах
розповсюдження радіохвиль, може затримуватися на час порядку мілісекунд у
очікуванні, коли умови розповсюдження покращають.
2. Пріоритетне планування
Цей спосіб застосовується до терміналів доступу, що знаходяться в менш
сприятливих умовах розповсюдження радіохвиль. Пріоритетне планування
засноване на комбінації зміряних терміналом доступу величин сигнал/шум, від
яких залежить запитана терміналом швидкість передачі даних і закінченням
певного часу з тих пір, як термінал доступу був обслужений останній раз.
Запізнювання обслуговування терміналів на якийсь час, поки умови
розповсюдження радіохвиль не покращають, забезпечує вищу пропускну
спроможність мережі в порівнянні з обслуговуванням терміналів за принципом
«першим прийшов - першим вийшов».
3. Пропорційне планування рівнодоступності
Даний спосіб забезпечує максимізацію пропускної спроможності системи
в умовах розповсюдження радіохвиль, що швидко змінюються. При цьому
реалізована підтримка усередненої швидкості передачі даних, яку зажадає
кожен термінал доступу. Відношення сигналів регулювання швидкості даних
до фактичної швидкості усереднюється базовою станцією, що
використовується для оцінки пікової швидкості передачі даних конкретному
терміналу. Наприклад, якщо в результаті усереднювання одержана швидкість
передачі даних для терміналу 307,9 кбіт/с, то запрошуване регулювання
швидкості даних коливається біля вищезгаданого і нижче за це значення.
Можливості по піковій швидкості передачі даних будуть визначені тоді, коли
термінал доступу здійснить запити даних із швидкістю 307,9 кбіт/с або більш.
Таким чином, базова станція обслужить термінал доступу з вищою вірогідністю
тоді, коли потрібна терміналом швидкість передачі даних більше або рівна
307,9 кбіт/с.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 45
23.03.2026
4. Автоматичне перемикання секторовВибор того або іншого сектора
обслуговування здійснюється за допомогою жорсткого автоматичного
перемикання (хендовера).
Коли в повідомленні регулювання швидкості даних, одержаному базовою
станцією від активного терміналу доступу, сектор 1 визначений як кращий
обслуговуючий сектор, він посилає прямий запит даних в контроллер сервера
рухливості Flexent. У відповідь сервер рухливості посилає необхідні пакети
даних в базову станцію, обслуговуючу цей сектор, які потім передаються
терміналу доступу. Згодом, якщо в процесі регулювання швидкості передачі
даних термінал доступу повідомить про те, що в певний момент часу сектор 2 є
кращим сектором обслуговування, цей сектор пошле прямий запит даних в
контроллер сервера рухливості Flexent. Якщо за певний період часу в
повідомленнях регулювання швидкості даних кращий сектор не визначений,
сектор 1 пошле повідомлення прямої зупинки передачі даних в контроллер
сервера рухливості. Це повідомлення також ідентифікує останній кадр,
переданий терміналу доступу. Після отримання даних від обох секторів
контроллер направляє в сектор 1 з свого буфера не передані дані для
збереження в пам'яті. Потім дані посилаються в сектор 2 для того, щоб їх
передача терміналу доступу могла продовжитися вже від цього сектора.
Таким чином, радіоінтерфейс системи мобільного зв'язку 1xEV-DO
оптимізований з метою забезпечення відповідності технічних характеристик
мережі вимогам, що пред'являються до мереж 3-го покоління, і реалізації
сучасних телекомунікаційних сервісів обміну даними.
На закінчення слід зазначити, що в даний час в Росії ведуться підготовчі роботи
по розгортанню мережі стандарту 1xEV-DO. На початку поточного року
Державний радіочастотний центр виділив холдингу «СКФЙЛІНК» частоти в
діапазоні 1900 Мгц для проведення випробувань устаткування 1xEV-DO.
Передбачається тестування апаратури відомих виробників, таких як Lucent
Technologies, Nortel Networks, Huawei Technologies і ZTE. На базі досвідченої
зони проводитиметься науково-дослідна робота, в якій візьмуть участь
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 46
23.03.2026
представники Міністерства оборони, Міністерства зв'язку, НДІ Радіо, а також
фахівці інших зацікавлених структур. За наслідками цих досліджень буде
ухвалене рішення про доцільність побудови мережі мобільного зв'язку 1xEV-
DO національного масштабу.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 47
23.03.2026
3 ВПЛИВ ЗАВАД НА ПОШИРЕННЯ LTE-СИГНАЛУ ДЛЯ КОМІРОК РІЗНИХ ТИПІВ

У сучасних умовах ринку інфокомунікаційних послуг відбувається
стрімкий розвиток комп’ютерної техніки, телекомунікаційного обладнання,
Інтернету, до того ж помітне зростання інтеграції цих складових. Користувачі
мережі зацікавлені в усе більш швидкісному і, разом з тим, недорогому доступі.
Розвиток засобів передавання даних може дати змогу забезпечити мобільним
телефонам нові можливості, а також зробити нарешті телефон повноцінним
засобом доступу до Інтернету. Для задоволення запитів користувачів і виник
інноваційний проект 4G.
Важлива передусім потенційна швидкість передавання даних. Номінальне
значення її становить 100 Мбіт/с – набагато більше ніж значення для
попередника – мережі 3G. Однак виникає питання: навіщо потрібні такі
швидкості, і чи буде у них необхідність? Відповідь однозначна: буде!
І справа тут не в голосовому зв'язку – він цілком здатний працювати і при
стандартних для 2G 9,6 Кбіт /с. Масове використання сервісів на зразок MMS,
пересилання великих файлів і нормальне (в сенсі інтенсивності) застосування
ресурсів Інтернету – все це відкриває привабливі перспективи перед
майбутніми користувачами цього дива техніки. Уможливлюється передавання
відео високої якості і проведення повноцінних відеоконференцій. Обмін
повідомленнями практично нічим не буде обмежений – тільки розумними
межами обсягу.
Головною цінністю, яку може отримати абонент мережі 4G, – це повна
“цифрова свобода”.
Тобто користувач завжди матиме під рукою високошвидкісний канал для
передачі даних. Завдяки географічній свободі і високим швидкостям,
якіснішими і витонченішими стануть всі послуги, що є сьогодні на ринку.
Оператори орієнтуватимуть своїх абонентів, передусім, на послуги, пов'язані зі
споживанням “важкого контенту” – повноцінний інтернет-браузинг,
передавання даних (файли, електронна пошта, доступ у корпоративні бази
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 48
23.03.2026
даних тощо). Безумовно, продовжать розвиватись сервіси, пов'язані зі
споживанням аудіо і відео. Отож, тепер абсолютно нового вигляду набуває
концепція придбання цифрового контенту та його використання.

3.1 Технологія реконструкції радіоінтерфейсу системи UMTS
для досягнення вимог стандарту LTE

Мета роботи – побудова мультисервісної мережі доступу з
використанням технології LTE на основі наявної мережі UMTS (рис. 3.1).

Рис. 4.1 – Технологія реконструкції радіоінтерфейсу системи UMTS
для досягнення вимог стандарту LTE

Концепція мультисервісної мережі доступу за технологією LTE.
Стандартна мережа UMTS [2, с. 427–448] нині зазнає еволюційних змін,
архітектура мережі пакетного передавання даних визначена як доповнення до
наявних мереж – тобто необхідне збільшення витрати на розгортання та
експлуатацію.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 49
23.03.2026
У Evolved UMTS мережах всі комунікаційні потоки розглядаються як
пакети даних, що дають змогу організувати конвергентні мережі та спростити
архітектуру [1, 23-43].
Отож, еволюція UMTS полягає у наступному:
· Розвиток опорної мережі, як наслідок – глобальний перехід до пакетного
передавання даних додатків.
· Мережа доступу – існуючий доступ UMTS мережі, також UTRAN
(Універсальна наземна мережа радіодоступу) розвивається в напрямку E-
UTRAN(Evolved-UTRAN), що відрізняється високою швидкістю передавання
даних з низьким рівнем затримки пакетів і оптимізованою технологією
радіодоступу.
Однією з головних цілей LTE на основі UMTS є висока продуктивність
радіоінтерфейсу. EUTRAN називається доступом до мережі Evolved UMTS, у
який входить не тільки радіоінтерфейс, а й також сукупність вузлів та
інтерфейсів підтримки наземних радіофункцій.
Зважаючи на те, що LTE забезпечує гнучку мобільність, а розроблена
базова станція eNodeB здатна обробляти сигнали інших технологій,
пропонується варіант мультисервісного доступу, наведений на рис. 3.2.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 50
23.03.2026

Рис. 3.2 – Запропонована архітектура мультисервісної мережі LTE
з універсальним доступом на основі eNodeB

цВузол eNodeB забезпечує під’єднання різних класів абонентів до єдиної
мультисервісної мережі на основі ІР технології. Він частково виконує функції
управління якістю обслуговування абонентів та маршрутизації трафіку.
Транспортна мережа. основана на ІР-технології, повинна забезпечувати
перенесення інформації з гарантованим QoS. Комутаційний центр будується на
основі комутації пакетів, поверх якої може емулюватися комутація віртуальних
каналів. Доступ до послуг відкритий, введення нових послуг забезпечується
відкритістю інтерфейсів. Будь-яка послуга повинна бути доставлена будь-якому
абоненту незалежно від способу доступу до мережі. Доступ обмежує лише
параметри якості обслуговування.

3.2 Архітектура eNodeB

Зазначимо, що, на відміну від мережі радіодоступу UMTS, LTE RAN має
тільки один тип вузла – eNodeB. У роботі запропоновано архітектуру
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 51
23.03.2026
еволюційної базової станції, що успадкувала більшість функціональності блока
контролю радіомережі (RNC). Основними додатковими модулями є:
§ блок множинного доступу і динамічного розподілу ресурсів; § блок обробки;
§ блок адміністративного радіоконтролю; § блок внутрішньокоміркового
управління радіоресурсами. Порівняно із класичною базовою станцією UMTS
eNodeB має додаткові особливості, а саме: – контроль радіоресурсів (Radio
Resource Control), що полягає у розміщенні, модифікації і використанні
ресурсів для передавання через радіоінтерфейс між призначеним для
користувача терміналом і eNodeB; – управління радіомобільністю (Radio
Mobility Management), що забезпечує здійснення вимірювання в радіоканалі і
передавання рішення про перерозподіл ресурсів; – радіоінтерфейс – протокол
рівня 2. Як відомо, в моделі OSI рівень 2 гарантує прозору та
безпомилкове передавання даних між мережевими об'єктами.
Використання цієї удосконаленої базової станції дає змогу працювати із
трафіком від інших
технологій, забезпечуючи належну якість зв’язку. Заміна звичайних
базових станцій дасть операторам змогу пришвидшити перехід до мереж
четвертого покоління.

3.3 Ефективне кодування у технології LTE

LTE як еволюція WCDMA вимагає високої пропускної здатності –
щонайменше 100 Мбіт/с. Оскільки турбокодер і декодер в UMTS мережах
призначені для швидкостей <10Мбіт/с, їх не можна використати для більших
швидкостей передачі. Нижче подано етапи забезпечення вимог технології
четвертого покоління.
– вибір кодера і перемежувача.
Як кодер для LTE вибрано турбокодер [1, с. 221–225], подібний до того,
що використовувався в UMTS. Основним обмеженням пропускної здатності в
кодері і декодері є перемежувач (interleaver), який для цієї технології у роботі
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 52
23.03.2026
пропонується замінити. В турбокодах роль перемежувача полягає в тому, що
він зменшує кореляційну залежність між сусідніми бітами кодового слова, що
дає змогу на кожній ітерації декодування зменшувати ймовірність помилки. У
проекті вибір зупинено на перемежувачі з квадратичним поліномом
перестановки (QPP перемежувач) (рис. 3.3), оскільки він має повністю
алгебраїчну будову, ставить менші вимоги до пам’яті, має реалізований
паралелізм, тому його доцільніше використовувати за високих швидкостей
передачі.

Рис. 3.3 – Структурна схема типового турбокодера для LTE

– Вибір декодера
Під час побудови декодера одним з найважливіших факторів є ймовірність бітових помилок
(BER) при певному відношенні сигнал/шум. Саме на базі цього параметра та оцінювались різні
декодери, серед яких можна виділити два основні: декодер Вітербі, який раніше використовувався в
UMTS, і декодер на основі алгоритму максимуму апостеріорної ймовірності (MAP). З метою
порівняння розроблена модель системи передавання інформації в середовищі Matlab (рис.4). На
основі порівняння ймовірності бітових помилок MAP-декодер є на порядок кращим за декодер
Вітербі, тому у роботі пропонується застосовувати його як декодер для LTE.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 53
23.03.2026

Рис. 3.4 – Модель для порівняння ефективності
декодера Вітербі і MAP-декодера

3.4 Дослідження модуляції OFDM/OQAM у каналі “вниз”

Модуляція OFDM/OQAM, на відміну від традиційної модуляції OFDM,
не вимагає наявності захисних інтервалів (циклічних префіксів) [1, с. 114–130].
Квадратурно-амплітудна маніпуляція із зсувом OffsetQAM (OQAM) значно
підвищує ефективність використання частотного спектра за рахунок зменшення
інтерференційних міжсимвольних перешкод та ущільнення сигналу за часом
(рис. 4.5).
Під час формування сигналу OFDM/OQAM символи QAM (Сmn)
поділяються на дві комплексні складові: дійсну частину і уявну, причому уявна
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 54
23.03.2026
частина зсувається в часі на величину Tu/2 щодо дійсної (рис. 4.5).
Рис. 3.5 – Перевага технології OFDM / OQAM відносно OFDM / QAM

Важливою відмінністю OFDM/OQAM і класичної OFDM є те, що
швидкість передавання сигнальних символів подвоюється (τ0=Тu/2). Схема
формування сигналу OFDM / OQAM у передавачі базової станції мережі E-
UTRAN показана нижче на рис. 3.6 [3, с. 67–76].

рис. 3.6 – Схема формування сигналу OFDM / OQAM
у передавачі базової станції

Також важливою перевагою OFDM/OQAM над OFDM є використання
багатофазної фільтрації (фільтрувальна функція IOTA – g) після перетворення
IFFT, що виключає використання циклічних префіксів. Алгоритм
функціонування передавача і приймача сигналів OFDM/OQAM
наведено на рис. 4.7.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 55
23.03.2026
Рис. 3.7 – Алгоритм функціонування передавача
і приймача сигналів OFDM / OQAM

Одним зі спрощених варіантів багатофазної фільтрації (функції IOTA),
що забезпечує ортогональність сигналів, є гауссівська функція в часовій і
частотній областях. Завдяки функції IOTA відбувається локалізація спектра, в
результаті чого зменшуються інтерференційні і внутрішньосистемні перешкоди
в мережі. У табл. 1 наведено дані для вибору виду модуляції. Основними
параметрами, які розглядаються для прийняття рішення, є спектральна
ефективність, втрати у швидкості, втрати у відношенні сигнал/шум та
ймовірність бітових помилок. Розглянуто три способи розділення вхідного
потоку по ортогональних каналах, а саме: OFDM без захисного інтервалу, FDM
із захисним інтервалом, та запропонований в роботі варіант OFDM/OQAM.
Модуляція OFDM із захисним інтервалом відзначається високими значеннями
втрат, низькою спектральною ефективністю, тому вибір роблять між OFDM без
захисного інтервалу та OFDM/OQAM. Запропонований у роботі інноваційний
метод модуляції за рахунок високих енергетичних показників та відсутності
міжсимвольної інтерференції та інтерференції між несучими рекомендовано до
впровадження у технології LTE. Аналізуючи вищезазначені одержані
результати, запропоновано методику визначення сумарної ефективності
модуляційної схеми за формулою (4.1).

(4.1)

де χ – сумарна ефективність модуляції;
η – спектральна ефективність;
SNRloss – енергетичні втрати;
BWloss – втрати у швидкості;
BER – імовірність помилки.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 56
23.03.2026

3.5 Методика вибору модуляції

На рис. 3.8 подано зіставлення сумарної ефективності різних схем
модуляції. Аналізуючи одержані значення, варто відзначити, що OFDM/OQAM
є ефективнішою; це забезпечується відсутністю програшу в швидкості та
програшу у відношенні сигнал/шум, а також малі значення імовірності бітової
помилки дають змогу застосовувати саме цю схему модуляції для технології
LTE.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 57
23.03.2026

Рис 3.8 – Сумарна ефективність модуляційної схеми

3.6 Застосування технології множинних антен

Для підвищення швидкості передавання та далекості зв’язку
спроектованої мережі запропоновано застосовувати антенну систему MU- IMO
4 x 4 [1, 243-252] (рис. 4.9). При передаванні трафіку від терміналу до базової
станції буде задіяна схема, розрахована на багато користувачів (Multi-User
MIMO). Вона передбачає наявність єдиної передавальної антени на
абонентському терміналі, що дає змогу зменшити вартість останнього. У цій
конфігурації з одного й того самого радіоканалу може передаватися висхідний
трафік відразу від декількох абонентів, але до інтерференції це не призведе
завдяки застосуванню взаємно ортогональних початкових
комбінацій символів у потоках даних.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 58
23.03.2026

Рис. 3.9 – Запропонована схема побудови системи MU-MIMO 4 x 4
для спроектованої мережі LTE

Використання MIMO(multiple-input and multiple-output) систем у режимі
multi-user MIMO (MU-MIMO) 4 х 4 дає змогу [4, с. 81–102]:
· покращити відношення сигнал/шум;
· зменшити інтерференцію сигналів всередині комірки;
· знизити ймовірності бітових помилок.
Це досягається завдяки:
1. Попередньому кодуванню (pre-coding).
2. Використанню методу доступу з просторовим розділенням каналів(SDMA).
3. Застосуванню просторового мультиплексування.
4. Використанню просторово-часового кодування та обробки сигналів.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 59
23.03.2026
3.7 Макро та мікрокомірки

Вплив завад на поширення сигналу є одним з головних факторів, які
пояснюють перехід від LTE до LTE-Advanced (LTE-A).
На рисунку 3.10 зображено два типи комірок, макро та мікро. Даних
поділ необхідний для умовного поділу за кількістю користувачів у комірках
стільникового зв’язку з метою дослідження впливу кількості користувачів на
завантаженість мережі вцілому.

Рисунок 3.10 – Макро та мікрокмірки

У моделі з більшою кількістю користувачів зростають інтерференційні
завади між сусідніми каналами. Для мінімізації цього явища використовують
частотний план, який виключає використання однакових частот у сусідніх
комірках. Агрегація оператора (CA) дозволяє операторам мобільних мереж
(MNO) об'єднати багатокомпонентні носії (CC) у доступному спектрі, щоб
створити ширший канал пропускної здатності для збільшення пропускної
спроможності та загальної потужності мережевих даних. CA дозволяє MNO
підвищити швидкість передачі даних і може бути використаний для об'єднання
ліцензованого та неліцензованого спектру оператора, а також у низхідній,
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 60
23.03.2026
висхідній або обох реалістичний у своєму припущенні про постійно активних
користувачів і призводить до більш стабільних інтерференційних картин.

Рисунок 3.11 – Умовний поділ на ділянки в залежності від кількості активних
користувачів

Оцінка ефективності впровадження технології LTE може бути досягнута
завдяки використанню радіочастот у неліцензованому спектрі 5 ГГц. З точки
зору фізичної точки зору можливе збільшення потужності LTE може бути
виправдане наступною формулою Шеннона:

�� = ���� × log2(1 + �� �� )
Видно, що там, де знаходиться C, потужність каналу вимірюється в
мегабітах за секунду (Мбіт / с); а канал fпропускна здатність вимірюється в
мегагерцах (МГц); і сигнал ��/�� до співвідношення інтерференції виражається
в децибелах (дБ). Ефективна ємність множинного вхідного множинного виходу
(MIMO) визначається за такою формулою:
�� = �� × ���� × log2(1 + S/N)
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 61
23.03.2026

Рисунок 3.12 – Залежність швидкості передачі від навантаження на
мережу у макрокомірці

Рисунок 3.13 – Залежність швидкості передачі від навантаження на
мережу у мікрокомірці

LTE включає в себе мережу радіодоступу E-UTRAN (Evolved Universal
Terrestrial Radio AccessNetwork) і вдосконалене пакетне ядро EPC (Evolved
Packet Core). Що стосується мереж Wi-Fi, то доступ через ТД Wi-Fi може бути
довіреною (мережі Wi-Fi операторського класу з безпечним методом
аутентифікації) і недовірених.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 62
23.03.2026

Рисунок 3.14 – Залежність навантаження на мережу від середньї кліькості
користувачіву у макрокомірці

Рисунок 3.15 – Залежність навантаження на мережу від середньї кліькості
користувачіву у мікрокомірці

З графіків видно, що межа стабільної роботи мережі лежить у межах до
80 Мбіт/с навантаження на мережу (одну базову станцію).
Також, у LTE відстань між несучими частотами може становити 20 МГц,
це означає, що при використанні каналів із смугою ∆�� = 20 МГц можна
отримати до 23-х каналів, які не будуть перетинатись головними та бічними
пелюстками спектру та впливати один на одного, а при застосуванні ∆�� = 40
МГц, можна отримати до стабільних 12 каналів.
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 63
23.03.2026

Рисунок 3.16 – Вплив співвідношення сигнал/шум при різних умовних діялнках

Рисунок 3.14 – Коефіцієнт перешкод для різних умовних ділянок

Також використання частотного діапазону від 5,260ГГц до 5,725 ГГц
використовується для радіолокаційних систем, тому використання таких
каналів потребує наявність функції динамічного вибору частоти, яка надає
пріоритети для точки доступу та клієнтів. В такому випадку точка доступу
постійно сканує середовище передачі та при наявності випромінювання радарів
повинна автоматично змінити частотний канал на вільний. Також, у
Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 64
23.03.2026
майбутньому для частотного діапазону 5 ГГц можуть з'являтись системи
передачі інших стандартів, такі як LTE-U – мережі четвертого покоління у
неліцензованому частотному діапазоні, які в свою чергу для безпровідних
каналів 802.11 будуть являтись як додаткові шуми або системи із боротьбою за
частотний ресурс.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 65
23.03.2026
ВИСНОВКИ

Запропоновано концепцію побудови мультисервісної мережі доступу за
технологією LTE на основі існуючої мережі UMTS. Введенням удосконалених
модуляційної схеми і схеми кодування досягнуто підвищення швидкості та
надійності передавання інформації. Здійснено моделювання роботи одного з
каналів LTE з метою визначення оптимального способу декодування на основі
критерію найменшої імовірності помилки на виході декодера. Виконано
порівняльний аналіз трьох різних способів реалізації розділення вхідного
потоку по ортогональних каналах (без захисного інтервалу, із захисним
інтервалом і у разі використання запропонованої OQAM). Для аналізу було
введено параметр сумарної ефективності модуляційної схеми, на снові якого
доведено, що оптимальною для застосування в каналі “вниз” є OFDM/OQAM.
Доведено, що застосування модуляції OFDM/OQAM дає змогу досягти
підвищення швидкості передавання інформації за рахунок усунення циклічного
префіксу, характерного для традиційної OFDM. Це уможливилось за рахунок
введення квадратурної модуляції зі зсувом (OQAM). Досягнуто покращення
енергетичних характеристик систем радіодоступу та підвищення швидкості
передавання інформації на основі використання МU-MIMO системи.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 66
23.03.2026
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ІНФОРМАЦІНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Вишневский В.М., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Широкополосные
беспроводные сети передачи информации. − М.: «Техносфера», 2005. – 592 с.
2. Шварц М. Сети связи, протоколы, моделирование и анализ/ Пер. с англ.: в 2т. −
М.: Наука, 1992. − Т. 2. − 276 с.
3. Лазарев В.Г. Интеллектуальные цифровые сети. Справ./Под ред. Н.А. Кузнецова.
− М.: Финансы и статистика, 1996. −224 с.
4. IEEE 802.16e-2005 p. − 225 t. – 132 a.
5. Heffes H., Lucantoni D. A Markov Modulated Characterization of Voice and Data
Traffic and Related Statistical Multiplexer Performance/ IEEE Journal on Selected Areas in
Communications, September 1986. − vol. 4. − issue 6. − PP. 856 − 868.
6. Лагутин B.C., Степанов С.Н. Телетрафик мультисервисных сетей связи. − М.:
Радио и связь, 2000. – 320 c.
7. Tao Yang, Danny H.K. Tsang. A Novel Approach to Estimating the Cell Loss
Probability in an ATM Multiplexer Loaded with Homogeneous On-Off Sources / Proc.
IEEE Globecom'92. – vol 2. − PP. 391 – 407.
8. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. Вишневський В.М.,
М:. Техносфера, 2005.
9. Цифровая связь. Б.Скляр. Москва,Санкт-Петербург,Киев, 2003.
10. Цифровая связь. Прокис Джон. - М.: Радио и связь. 2000.
11. Цифровая обработка сигналов. А.Б.Сергиенко. СПб.: Питер, 2003.
12. Ивченко Г.И., Каштанов В.А., Коваленко И.Н. “Теория массового обслуживания”
– Москва: Высшая школа, 1982. – 256с.
13. А.В. Голышо, главный эксперт ЗАО «Компантя» МТУ-Информ», В.И Цыбаков,
технических директор по эксплуатации, В.А. Ершов, доктор техничических наук,
профессор ИПК МТУСИ, академик МАС Метод расчета емкости модемного пула
Интернет-провайдера/
Стеклов В.К., Беркман Л.Н. “Телекомунікаційні мережі” (підручник для студ. ВНЗ) –
Киів: Техніка, 2001. – 392 с.

Арк.
ТК006.021141.248 ПЗ
Зм. Арк. № документа Підпис Дата 67

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets