Handover GSM/WCDMA

Rosnąca w Europie liczba sieci komórkowych 3G oznacza elastyczne przejście z tradycyjnych przekazów głosowych oferowanych w sieciach GSM na usługi multimedialne, dostarczane w technologiach WCDMA. Efektywne i płynne przekazywanie połączeń radiowych między sieciami wykonanymi w różnych technologiach nabiera coraz większego znaczenia.

Rosnąca w Europie liczba komórkowych 3G oznacza elastyczne przejście z tradycyjnych przekazów głosowych oferowanych w sieciach GSM na usługi multimedialne, dostarczane w technologiach WCDMA. Efektywne i płynne przekazywanie połączeń radiowych między sieciami wykonanymi w różnych technologiach nabiera coraz większego znaczenia.

Sieci komórkowe GSM o globalnym zasięgu dostarczają usługi mobilne, w tym tradycyjny przekaz głosu wraz z obsługą PoC (Push to Talk over Cellular) oraz usługi niegłosowe, obejmujące transmisję danych z komutowaniem kanałów (HSCSD) lub przełączaniem pakietów (GPRS), a także przekaz krótkich komunikatów SMS i multimedialną komunikację MMS. Jednak sieci GSM - projektowane do komunikacji głosowej - nie zapewniają usług szerokopasmowych, w których dostawcy upatrują teraz największych zysków. Mimo kolejnych modyfikacji, nie są one w stanie sprostać nowym wymaganiom użytkowników, oczekujących coraz szybszej transmisji. Stopniowe zwiększanie zasięgu systemów komórkowych oraz ciągły przyrost ich użytkowników zwiększają zainteresowanie nowymi rodzajami usług mobilnych, takimi jak: szybka transmisja danych i usługi multimedialne, oferowanych w sieciach komórkowych 3G.

Ewolucyjnie w kierunku 3G

Nieefektywny sposób rezerwowania kanałów radiowych na pełny czas trwania transmisji przez sieć GSM (CSD, HSCSD) usuwa pakietowa technologia GPRS (General Packet Radio Service), w której transmisja zajmuje medium radiowe jedynie na czas rzeczywistego przekazywania pakietów przez sieć. Pakietowa transmisja danych GSM/GPRS nadaje się nie tylko do transportu ruchu o niejednorodnym (burst) i nieprzewidywalnym trafiku, ale także do obsługi strumieni o dużej asymetrii kierunków transportu. Ponadto protokoły transmisji GPRS, oparte na protokołach internetowych IP, łatwo dają się komponować z istniejącymi protokołami IP sieci stacjonarnej, stosowanymi zarówno do transportu głosu pakietowego (VoIP), jak i do transmisji danych. Praktycznie uzyskiwane szybkości w tej technologii nie przekraczają jednak kilkudziesięciu kb/s (53,6 kb/s) - co w wystarcza jedynie do przekazów głosowych, krótkich informacji tekstowych, niewielkich plików danych lub wolnozmiennych obrazów graficznych i prostego kontaktowania się z Internetem.

Dwa tryby pracy w standardzie WCDMA

Dwa tryby pracy w standardzie WCDMA

Istotnym etapem usprawniania technologii GSM, przybliżającym sieć do następnej generacji telefonii 3G, jest przekaz danych w technologii EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) umożliwiającej transmisje do szybkości 384 kb/s. Ta technologia, traktowana jako pomost między sieciami pochodzącymi z różnych rozwiązań stosowanych w GSM i TDMA, umożliwia operatorom podniesienie szybkości transmisji bez ponoszenia przez nich nadmiernych inwestycji w infrastrukturze komórkowej.

Obowiązujący w Europie standard komunikacji 3G UTRA (UMTS Terrestial Radio Access) zapewnia kilkakrotne zwiększenie pojemności całego systemu komórkowego, głównie dzięki wyższej efektywności wykorzystania pasm radiowych. Większość rozwiązań 3G korzysta z koncepcji interfejsu radiowego UTRA, który w zależności od środowiska operuje w dwóch trybach pracy dupleksowej: FDD (Frequency Division Duplex) i TDD (Time Division Duplex). Na terenach o wysokim trafiku bardziej odpowiednia jest technologia TD-CDMA, czyli rozpraszanie kodowe CDMA wzbogacone w podział czasowy TDD. Ten tryb efektywniej gospodaruje pasmem radiowym dzięki temu, że może on przydzielać różne ilościowo zakresy widma dla strumieni "w górę" i "w dół". Nadaje się więc dla użytkowników internetowych i sieci korporacyjnych o dużej asymetrii ruchu.

Przyjęte rozwiązania umożliwiają elastyczne konfigurowanie kanałów (różne przepływności dla odmiennych kierunków transmisji), jednoczesny przekaz o zmiennej szybkości w kilku kanałach, stosowanie bardziej efektywnej transmisji pakietowej oraz przenoszenie połączeń do innych systemów - ze szczególnym uwzględnieniem sieci GSM. Parametry interfejsu radiowego UTRA i sieci szkieletowej pozwalają na korzystanie z dotychczasowych zasobów sieci GSM, z rozwiązań pakietowych GSM/GPRS/EDGE oraz z dwusystemowych terminali GSM/UMTS, zapewniając w ten sposób ewolucyjny rozwój systemów komunikacji osobistej.

Nadal dwa systemy

Infrastruktura sieci GSM i WCDMA

Infrastruktura sieci GSM i WCDMA

Intensywnie wdrażane w ostatnich latach szerokopasmowe systemy radiowe UMTS, które wykorzystują metodę wielodostępu ze zwielokrotnieniem kodowym WCDMA (Wideband Code Division Multiplexing), stają się w Europie coraz bardziej powszechnym sposobem multimedialnej komunikacji komórkowej. Sieci trzeciej generacji wykonane w tej technologii są instalowane przede wszystkim w aglomeracjach miejskich oraz w miejscach o dużej gęstości abonentów, gdzie już od dawna operują wąskopasmowe sieci komórkowe klasy GSM. W tych lokalizacjach są więc dostępne zarówno tradycyjne usługi sieci GSM (głos, transmisja danych z niewielką szybkością), jak i nowe usługi szerokopasmowe, obejmujące szybki Internet mobilny, dostęp do stron WWW, strumieniowe usługi audio i wideo oraz multimedialne rozmowy z transmisją obrazu i przekazem filmowym.

Taki stan infrastruktury radiowej oznacza, że dwusystemowy terminal mobilny wyposażony w możliwość odbioru zarówno sygnałów GSM, jak i WCDMA może korzystać bądź z szerokopasmowej komunikacji dostarczanej w sieciach WCDMA w aglomeracjach, bądź jedynie z łączności komórkowej w węższym pasmie przenoszenia - ale na większym obszarze - oferowanej w zmodyfikowanych sieciach GSM (GPRS, EDGE). Narasta więc potrzeba efektywnego przekazywania połączeń komórkowych między sieciami różnego typu i operujących na tym samym obszarze, ale z zapewnieniem ciągłości przekazu komórkowego.

Roaming nie wystarcza

Możliwość korzystania z mobilnych usług komórkowych poza zasięgiem sieci macierzystej stanowi istotę działania wszelkich rozwiązań komórkowych. Problem współdziałania terminali komórkowych znajdujących się w sieciach tego samego typu (np. GSM), lecz będących w gestii różnych operatorów lub sieci znajdujących się w odrębnych (niespójnych) lokalizacjach został rozwiązany przez poszczególnych operatorów za pomocą usługi roamingu, czyli wzajemnych uzgodnień międzyoperatorskich. Obejmują one nie tylko niezbędne rozliczenia finansowe między operatorami, ale przede wszystkim wzajemną wymianę i dostęp do odpowiednich zasobów baz danych o komunikujących się abonentach.

Porozumienie roamingowe między operatorami jest niezbędne do nawiązywania łączności komórkowej przede wszystkim na obszarach, gdzie nie ma sygnału radiowego sieci macierzystej, co zwykle ma miejsce podczas łączności z/do obszarów znajdujących się poza granicami kraju. Jest ono potrzebne również w sytuacji, gdy w tej samej lokalizacji działają różni operatorzy sieci komórkowych tej samej klasy, ale terminal mobilny ma zablokowaną kartę SIM (Subscriber Identity Module), czyli przystosowaną do współpracy tylko z wcześniej ustaloną siecią jednego operatora.


TOP 200