Co se týká sítí 3G, Čína si pro své potřeby vytvořila vlastní specifikaci, TD-SCDMA (Time-Division and Synchronous Code Division Multiple Access), která byla přijata ITU-T jako jedno z technologických řešení 3G vedle WCDMA (Wideband CDMA; viz též článek Rychlost, výkonnost a propustnost sítí 3G) a CDMA2000.
Přestože se na udělení licencí pro 3G stále čeká, a zahájení komerčního provozu TD-SCDMA se proto odkládá, stojí za to podívat se ve stručnosti na vlastnosti této technologie. Už také proto, že se od ní odvíjí pravděpodobné charakteristiky budoucích generací mobilních sítí, označovaných jako B3G (Beyond 3G) nebo 4G.
TD-SCDMA
Specifikaci TD-SCDMA navrhla normalizační skupina CWTS (China Wireless Technology Standard) již v roce 1998 a následně ji přijalo ITU v roce 2000 spolu s dalšími dvěma variantami technologického řešení 3G. Specifikace byla také přijata 3GPP. O rozvoj sítí na bázi TD-SCDMA se stará TD-SCDMA Industry Association (členy TDIA jsou čínské společnosti včetně ZTE nebo Lenovo) a TD-SCDMA Forum (s mezinárodními členy zastoupenými společnostmi Motorola, Nortel či Philips), s kterým od loňska spolupracuje také GSM Association a které je také členem 3GPP.
TD-SCDMA používá TDD (Time Division Duplex), kdy se v dopředném i zpětném směru používá stejný kmitočet a přidělení kanálu se realizuje v čase. Zatímco WCDMA a CDMA2000 jsou založeny na FDD (pro směr od uživatele a k uživateli se používají různé kmitočty), pracuje TD-SCDMA na bázi TDD/TDMA v kombinaci se synchronní CDMA, která kombinuje výhody tří přístupových technologií jako CDMA, TDMA a FDMA. Výhody najdeme také v pružném přidělování spektra, nízkých nákladech na implementaci a snadném přechodu z GSM.
TDD nabízí vyšší spektrální výkonnost a kapacitu systému, protože vystačí s jedním kmitočtovým spektrem pro dopředný a zpětný směr, nepotřebuje párované spektrum jako FDD. Časové dělení je výhodné pro asymetrické služby, protože umožňuje flexibilně přidělit různé časové úseky pro dopředný a zpětný směr. Díky stejným charakteristikám šíření rádiového signálu pro oba směry TD-SCDMA může snadno využít chytrých antén a dalších mechanizmů (např. JD, Joint Detection), které vylepšují kapacitu systému. Proti rušení jak uvnitř buněk, tak mezi nimi se používají i další mechanizmy jako synchronizace ve zpětném směru a DCA (Dynamic Channel Allocation).
Každý rámec o trvání 5 ms je rozdělen na sedm časových úseků (slotů), které může pružně využívat jeden nebo více uživatelů podle potřeb. TD-SCDMA omezuje počet použitých kódů rozprostřeného spektra na jeden časový úsek na 16 (na rozdíl od WCDMA a CDMA2000), což snižuje rušení MAI (Multiple Access Interference) a zvyšuje kapacitu systému.
Tabulka: Porovnání odlišností vlastností tří technologií 3G
| CDMA2000 | WCDMA | TD-SCDMA | |
|---|---|---|---|
| pásmo | párované, 1,25/3,75 MHz | párované, 5 MHz | nepárované, 1,6 MHz |
| metoda mnohonásobného přístupu | DS-CDMA/MC-CDMA | DS-CDMA | TDMA/DS-CDMA |
| modulace | QPSK (dopředný směr), BPSK (zpětný směr) | QPSK (dopředný směr), BPSK (zpětný směr) | QPSK, 8-PSK (volitelně) |
| počet úseků na rámec | 16 | 16 | 7 |
| maximální rychlost | 2,4 Mbit/s | 2 Mbit/s | 2 Mbit/s |
Legenda: MC-CDMA=MultiCarrier CDMA; DS-CDMA=Direct-Sequence CDMA; TDMA=Time Division Multiple Access; QPSK=Quadrature Phase Shift Keying; BPSK=Binary Phase Shift Keying
3G v Číně
Přidělování licencí na 3G se opět odložilo, takže realizace gigantických 3G je hudbou budoucnosti. Přitom testování TD-SCDMA bylo ukončeno podle plánu v polovině letošního roku a vše je připraveno na spuštění komerční služby. Mezi výrobci zařízení, kteří se účastnili testovacího provozu, najdeme Si Datang Mobile, TD Tech, ZTE, Putian, ASB a Nortel. Telefony a další koncová zařízení s podporou TD-SCDMA by se měla ve velkém dostat na trh v příštím roce.
O licence budou mít zájem jak dominantní mobilní provozovatelé China Mobile (GSM síť) a China Unicom (GSM a CDMA síť), tak jejich „pevná“ konkurence v podobě China Netcom a China Telecom (viz též článek Čína, Internet a síť nové generace).
Mimochodem společnost China Netcom právě získala nominaci na jednu z cen 2005 World Communication Awards. Pro nás může být zajímavé, že podíl ve společnosti (tři procenta za 240 miliónů eur) v červnu koupila také Telefónica a hodlá jej zvýšit na pět procent.
V Číně se zřejmě uplatní všechny typy technologií 3G, nejen TD-SCDMA, a přechod z 2 a 2,5G sítí se odehraje podle různých schémat, viz obrázek. TD-SCDMA bude buď volbou nejméně jednoho provozovatele 3G, nebo bude souběžně implementovanou technologií vedle WCDMA, s níž může sdílet páteřní síť. Kombinace v druhém případě může být výhodná: TD-SCDMA v hustě osídlených oblastech a WCDMA pro rozšíření pokrytí v dalších oblastech.
zdroj: IEEE Communications Magazine, 1/05
Definice B3G/4G zatím v nedohlednu
Systémy B3G jsou zatím ve stádiu vývoje: ITU-R popisuje požadavky v doporučení M.1645 (Framework and overall objectives of the future development of IMT-2000 and systems beyond IMT-2000) z roku 2003, v Evropě se B3G věnuje řada projektů v rámci FP6 (např. WINNER) a v Číně se B3G od roku 2002 zabývá výzkumný program FuTURE (Future Technologies for Universal Radio Environment).
Budoucí generace mobilních sítí kompletně postavených na IP budou muset spolupracovat nejen s bezdrátovým přístupem, ale i s pevnými sítěmi, z čehož vyplývají zřejmé nároky na pevnější integrace různých typů sítí. Samozřejmostí 4G bude vysoká rychlost – pro vysoce mobilní uživatele nad 100 Mbit/s a pro stacionární až 1 Gbit/s – a podpora nejrůznějších typů provozu včetně videa v reálném čase.
Základní heslo, na němž budou systémy B3G pracovat, je jasné: optimální trvalý přístup kdykoli (v pohybu/v klidu) a kdekoli (uvnitř/vně budov). Nový, flexibilní a univerzální koncept bezdrátové komunikace bude zahrnovat jak rozlehlé sítě, tak hotspoty a bezdrátové lokální sítě. ITU plánuje přidělení kmitočtového spektra pro budoucí systémy v příštím roce.
Čínský program FuTURE mimo jiné definuje charakteristiky příštího mobilní systému následovně: šířka kanálu 20 MHz, flexibilní rádiové rozhraní, podpora pro multimediální služby na bázi IPv6 a podpora mobility koncových uživatelů do rychlosti 250 km/h. Budoucí systém bude potřebovat nové metody pro RRM (Radio Resource Management) a pro vylepšení spektrální výkonnosti, k čemuž se využijí technologie OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), MIMO (Multiple Input Multiple Output; viz článek WLAN může být rychlejší), STC (Space-Time Coding), JT (Joint Transmission) a LA (Link Adaptation).
Kde se poprvé objeví sítě 4G?
