ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ АЛОҚА, АХБОРОТЛАШТИРИШ ВА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ ДАВЛАТ ҚЎМИТАСИ

ТОШКЕНТ АХБОРОТ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ УНИВЕРСИТЕТИ

Мобил алоқа технологиялари

кафедраси

“Симсиз алоқа тизимлари”

фанидан маърузалар матни

Тошкент – 2014

№1 маъруза. Кириш. Кенг полосали симсиз уланиш технологияларнинг ривожланиш тарихи ва тавсифи

Кенг полосали симсиз уланиш (КСУ) технологиялари инфокоммуникацион технологияларнинг нимсинфи ҳисобланади ва бир-биридан олисдаги икки ва ундан ортиқ объектлар оралиғида симли уланишсиз ахборот узатиш учун ишлатилади. Симсиз алоқа учун радиотўлқинлар, инфрақизил, оптик ёки лазерли нурланишлар ишлатилиши мумкин. Ҳозирги вақтда фойдаланувчиларга Wi-Fi, WiMAX, Bluetooth, RFID, ZigBee каби “тижорат” номлари билан маълум бўлган кўплаб симсиз технологиялар мавжуд. Уларни ҳар бири ўзининг қўлланиш соҳасини аниқлайдиган маълум характеристикалар тўпламларига эга.

Кенг полосали симсиз уланиш технологиялари симсиз ва тармоқ технологиялари синергиясини[1] наъмунаси ҳисобланади ва жуда катта ривожланиш истиқболига эга. Шу сабаб кенг полосали симсиз технологиялар тариҳининг бошланиши деб, қайсидур маънода, илк радиоалоқа пайдо бўлишини ҳисоблаш мумкин. Маълумки, радиоалоқанинг биринчи омадли синовлари 1893 йилда серб олими Никола Тесла, кейинчалик 1895 йилда А. С. Попов ва Италиялик Гульельмо Маркони (Guglielmo Marconi) томонларидан бир-бирларидан мустақил равишда амалга оширилди. Бу кашфиётлар биринчи марта симсиз ахборот узатиш имкониятини кўрсатди ва бу билан алоқа ривожланиши тариҳида янги эрани бошлади. Кейин эса инсоният қадамма–қадам симсиз алоқа ва ахборот узатиш тизимларида янада катта ютуқларга эришди, ҳусусан:

· ХХ асрнинг 20 йилларида амплитудавий модуляциянинг биринчи тижорат радиоблоклари пайдо бўлди;

· 1933 йилда частотавий модуляцияли радио кашф қилинди ва телевидение пайдо бўлди;

· 1946 йилда АТ&Т ва Bell Systems (АҚШ) компаниялари бўлажак сотали тизимларнинг тимсоли бўлган ҳаракатдаги телефон алоқа тажриба тизимини (ингл. MTS) ишга туширишди;

· 70 йилларнинг охирларида сотали алоқанинг биринчи авлод - 1G тизимлари ишга туширилди;

· 1973 йилда локал компьютер тармоқларнинг биринчи протоколи - Ethernet ишлаб чиқилди (кейинчалик у IEEE 802.3 статусини олди);

· 80 йилларда маълумот узатиш бўйича харбий тизим - ARPANET дастлаб миллий, кейин эса ҳалқаро миқёсдаги умумий фойдаланиш тармоғи - INTERNET га айланди.

· ХХ асрнинг 90 йилларининг бошида маълумот узатиш тармоқларига кенг полосали симсиз уланиш усулининг биринчи ишланмалари пайдо бўлди.

Шундай қилиб, симсиз (аввалом бор, сотали) технологиялар симли (тармоқ) технологияларнинг шиддатли ривожланиши билан чамбарчас ҳолда, ҳамда компьютер ва Интернет технологияларининг оммабоплашиши туфайли хаётимизга узлуксиз ҳолда кириб келмоқда ва, тезкор ривожланиб, ўзлари ҳам янги ҳизматлар ва ускуналар яраталишига замин бўлмоқда.

Шу муносабат билан симсиз технологияларининг локал (WLAN), ўрта ва қисқа масофалардаги (WPAN) ва шаҳар ва туман қўламларидаги (WMAN) тармоқларини ривожланиши истиқболли ҳисобланади.

Симсиз технологиялар стандартларини ишлаб чиқишнинг бошланғич нуқтаси сифатида 1989 йилда IEEE (Электроника ва электротехника бўйича мухандислар институти) қошида 802.11 кўмитаси ташкил этилиши ҳисобланади. Кўмита биринчи навбатда кичик (локал) ўлчамлардаги симсиз тармоқларни ишлаб чиқиш билан шуғулланди ва шу асно Wi-Fi тизимлари пайдо бўлди. Ушбу ғоя аста-секин “сўнги миля” алоқаси ва шаҳар ҳамда ҳудудий тармоқлар учун ҳам қўллана бошлади ва бу ўтган асрнинг 90 йилларини охирларида IEEE 802.16 (WIMAX) стандартлар гурухини пайдо бўлишига олиб келди.

Ҳозирги вақтда Wi-Fi ва WiMAX тизимлари янада оммабоп бўлмоқда. Симсиз технологиялар фойдаланувчиларининг энг ўсувчи сегменти сифатида корпоратив мижозлар (яъни, ташкилот ишчилари) бўлмоқдалар. Маълумотларни симсиз узатиш ҳизмати муҳим сратегик восита бўлиб қолмоқда: у мехнат унумдорлигини оширмоқда (хизматчилар корпоратив ахборотларга ҳар доим ва ҳар жойда улана олишади, янгиликлар ҳақида тезроқ ҳабардор бўлишади), мижозларга кўрсатилаятган хизматлар сифатини оширмоқда (мижозлар талабларини тезроқ қабул қилиб, уларни тезроқ қондириш мумкин) ва рақобатли афзалликларни яратмоқда (ахборот алмашуви тезлигини ошириш ва шу билан қарор қабул қилиш тезлигини ҳам ошириш мумкин).

Симсиз технологияларнинг ривожланишида уй фойдаланувчилари ҳам катта роль ўйнашади. Уй тармоғида қанча кўп ускуна бўлса, уларни боғлайдиган симлар ҳам уйни шунчалик кучли ўраб олади. Ва бу симсиз технологияларга ўтишга сабаб бўлади. Замонавий уйнинг комфортлик (қулайлик) даражасини ошириш, яъни унинг барча тузилмалари ва объектларини (компьютерлар, телевизор, рақамли фотокамера, уй мусиқий маркази, қўриқлаш тизими, иқлим тизими, маиший техника ва бошқалар) бир тизимга бирлаштириш – бу “ақлли уй” ғоясининг асосидир ва бунда симсиз технологиялардан фойдаланиш кўзда тутилган.

Бу ерда шуни таъкидлаб кетиш зарурки, кенг полосали симсиз технологияларнинг ривожланиши ахборот хавфсизлигини таъминлаш масалаларини янада долзарб қилади. Симсиз тармоқлар ишлатилганда асосий таҳдидлар хабарларни, паролларни, кредит карточкалар номерларини илиб олиш, тўланган уланиш вақтини ўғирлаш, коммуникацион марказлар ишига аралашиш ва бошқалар ҳисобланади. Бу муаммолар алоқа стандартларини такомиллаштириш жараёнида ҳал қилинади.

Симсиз технологиялар назариясида уларни синфларга бўлишда турли ёндашувлар мавжуд. Жумладан, рақамли ва аналог, тор ва кенг полосали технологиялар ажратилади. Бу ажратишларга аниқлик киритиш учун бир қанча тушунтиришларни келтирамиз.

Рақамли технологиялар хақида гап кетганда кўпинча сигнал ҳам рақамли (дискрет) шаклга эга бўлиши тушунилади. Бу тушунча кўпроқ симли тармоқлар учун тўғри бўлади. Симсиз тармоқларда эса “ рақамли” белгиси радиоканал орқали узатиладиган ахборотларга тегишли, аммо радиосигнални ўзи эса ҳалиҳам гармоника шаклидаги модуляцияланган аналог сигнали бўлади.

Тор ва кенг полосали тизимлар орасидаги фарқни ҳам осон аниқлаб бўлмайди (улар орасидаги чегараҳам технологиялар ривожланган сари юқорига силжимоқда). Шунингдек, бу белгига нисбатан ҳам симли ва симсиз технологияларда қабул қилинган тушунчалар орасида фарқ кузатилади. Масалан, симли тармоқ технологияларида маълумотни тор полосада (ингл. baseband) узатиш деганда рақамли узатиш шакли тушунилади (яъни, дискрет электр ёки оптик импульслар воситаси билан). Ва аксинча, кенг полоса (англ. broadband) сифатида электрон ёки оптик тўлқинларни ишлатадиган аналог каналлар назарда тутилади. Симсиз тармоқларда назарий қабул қилинишича, ишчи полосасининг кенглиги F бу полосанинг марказий частотаси f_c дан анча кам (яъни, F/f_c<< 1) бўлган тизим тор полосали ҳисобланади. Акс ҳолда, тизим кенг полосали ҳисобланади. Амалда эса ҳозирги вақтда 1,25МГц дан 40МГц гача кенгликдаги каналларни ишлатадиган технологиялар кенг полосали тизимлар туркумига киритилади. Шунингдек, кенг полосали технологиялар юқори маълумот узатиш тезлигини (1Мбит/сек. дан паст эмас) таъминлайди.

Мазкур қўлланмада кенг полосали симсиз рақамли тизимлар синфига кирадиган технологиялар ёритилади ва уларни синфларга бўлишда кўпинча қуйидаги ёндашувлар ишлатилади:

1. Алоқанинг узоқлиги бўйича тармоқлар қуйидаги синфларга ажратилади:

· Бир неча дециметрлардан бир неча декаметрларгача радиоқамровга эга симсиз персонал тармоқлар (ингл. Wireless Рersonal Area Networks - WPAN). Периферия ускуналари, турли ҳисоблагичлар, хабарчилар (рус. датчик) ва бошқалар билан алоқа учун мўлжалланган. Бу технологиялар мисоллари: Bluetooth, RFID, ZigBee лардир.

· Бир неча юзлаб метрларгача таъсир этиш радиусили симсиз локал тармоқлар (ингл. Wireless Local Area Networks - WLAN). Улар офис (ташкилот) ичидаги (баъзан офислараро) алоқани ташкил этиш учун мўлжалланган. Улар қаторига Wi-Fi, DECT, Femto-сота каби технологияларни қўшиш мумкин.

· Бир неча, ҳатто ўнлаб километрларгача қамров радиусига эга шаҳар (ҳудуд) кўламидаги симсиз тармоқлар (ингл. Wireless Metropolitan Area Networks - WMAN). Йирик шаҳар атрофида ёки туманларда хизмат кўрсатадиган тармоқларни яратиш учун мўлжалланган тизимлар. Улар сифатида WiMAX ва WiBro технологиялари, сотали ва транкинг, шунингдек радио ва телеузатиш тизимлари мисол бўлиши мумкин (1-расмга қаранг).

1-расм. Алоқанинг узатиш бўйича симсиз технологияларнинг синфларга бўлиниши

Шунингдек, баъзан глобал кўламдаги симсиз тармоқлар (ингл. Wireles World wide Area Networs - WWAN) ҳам алоҳида ажратилади. Улар қаторига аввалом бор йўлдошли алоқа тизимлари, шунингдек глобал роуминг туфайли сотали алоқа тизимлари ҳам киритилади.

2. Тармоқлар топологияси бўйича қуйидаги уланиш режимлари ажратилади:

· тармоқнинг икки тугуни бевосита уланадиган “нуқта - нуқта” режими.

· бир уланиш нуқтаси (базавий станция) кўп сонли абонент ускуналари билан уланадиган “ нуқта – кўп нуқта” режими (2–расмга қаранг, мос равишда а) ва б)).

3. Қўлланиш тури бўйича симсиз тармоқлар қуйидагиларга бўлинади:

· ўз заруратлари учун ташкилотлар ва компаниялар томонидан яратиладиган корпоратив тармоқлар.

· тижорат хизматларини кўрсатиш учун алоқа операторлари томонидан яратиладиган тармоқлар.

4. Шунингдек қисқа ва сиғимли классификатор сифатида КСУ технологияларнинг икки энг мухим характеристикаларини бир вақтда таққослаб кўрсатиш ҳам мумкин. Булар қуйидагилардир:

· маълумот узатишнинг максимал тезлиги;

· максимал алоқа узоқлиги (3-расмга қаранг).

AP SM

б)

2–расм. Тармоқ топологияси бўйича симсиз технологияларнинг синфларга бўлиниши

3-расм. Маълумотларни узатиш тезлиги ва алоқанинг узоқлиги бўйича симсиз технологияларнинг синфларга бўлиниши

Хулоса қилиб шуни таъкидлаш лозимки, кенг полосали симсиз алоқа тизимларини синфларга бўлишга ёндашувларда (бошқа мураккаб ва ривожланаётган тизимлардаги каби) классификация мезонларининг ўзи ҳам бир хил эмаслигини ва ўзгарувчанлигини ҳисобга олиш зарур.

№2маъруза. Адаптив антенна тизимлари. Симсиз алоқада антенналарнинг ўзига хос хусусиятлари

Антенна – бу узатиш ҳолатида юқори частотали ток энергиясини радиотўлқинларни электромагнит энергиясига айлантириб, уларни эфирга нурлатиш учун, қабул қилиш ҳолатида эса, радиотўлқин электромагнит энергиясини юқори частотали ток энергиясига айлантириш учун қўлланиладиган қурилмадир. Узатиш ва қабул қилиш антенналари ўзаро алмашиниш принципига эга, яъни ихтиёрий узатиш антеннасини қабул қилиш антеннаси сифатида ишлатиш мумкин.

Энг содда антенна вибратор ҳисобланади. Вибратор елкасини узунлиги бўйича ярим тўлқинли, чорак тўлқинли ва ҳоказолар бўлади. Вибратор симметрик ва носимметрик бўлиши мумкин. Ярим тўлқинли вибратор бўйича токнинг тақсимланиши қуйидаги 1-расмда келтирилган.

1-расм.

Фазонинг ихтиёрий нуқтасидаги майдон кучланганлигини аниқлаш учун антеннани чексиз кўп элементар кесмаларга бўлинади. Натижавий майдон алоҳида кесмалардаги майдонлар йиғиндиси бўлади. 2l << l ўлчамли, токи текис тақсимланган вибратор элементар вибратор ёки Герц вибратори дейилади. Элементар вибратор йўналтириш характеристикаси қуйидагича бўлади:

2-расм.

Антенналар параметри:

Йўналтириш диаграммаси – фазода нурланиш қувватининг бурчак остида тақсимланишини характерлайди.

1. Фойдали иш коэффициенти (ФИК)

Юқоридаги ифодадан кўриниб турибдики, ФИК деб нурланаётган қувватни антеннага келтирилаётган қувватга бўлган нисбатига айтилади.

2. Антенна кириш қаршилиги:

бунда R_кир - қаршиликнинг актив ташкил этувчиси;

Х_кир - қаршиликнинг реактив (мавҳум) ташкил этувчиси.

бунда - циклик (доиравий) частота; L – индуктивлик; С – сиғим.

Параболали антенна

ПА фокусида нурлантиргич ва айланиш параболоидаси жойлашган акслантиргич (кўзгу)дан ташкил топган. Нурлантиргич муҳитга сферик тўлқинни нурлатади, параболали акслантиргич тўлқиннинг сферик фронтини яссига ту\ирлайди.

Дециметрли диапазонда нурлаткич сифатида коаксиал линиядан таъминланувчи вибраторлар қўлланилади. Сантиметрли диапазонда рупорлар ёки очиқ ўтазгичлар ишлатилади ва спиралли нурлаткичлар қўлланилиши ҳам мумкин (3-расм).

3-расм.

бу ерда - айланиш параболоидаси;

2- айланиш параболоидасининг фокуси;

3- радио тўлқинни ютувчи модда;

4- нурлатгич;

5- тўлқин ўтказгич;

6- цилиндрсимон экран;

7- нурлаткичнинг маҳкамлагичи.

3-расмдаги антеннанинг камчилиги бўлиб, соя эффектининг мавжудлиги ва токларни антеннанинг орқа томонига оқиб кетиш ҳодисалари ҳисобланади.

Параболик антеннанинг нурлаткичини атмосфера ёғингарчилигидан ҳимоя қилиш учун кичик сўндириш коэффициентига эга бўлган диэлектрик материалдан ясалган ғилоф билан ёпилади.

G_ақ35 дБ; ҲК₁₈₀₌45¸50 дБ га тенг бўлиши мумкин.

Икки кўзгули антенналар

Антенналарни фидер билан мослашувини яхшилаш учун гиперболали қайтанурлагичли антенналар ва эллипссимон қайтанурлагичли антенналар қўлланилади.

Бу антенналар қуйидагича кўринишга эга (4 ва 5-расм).

4-расм. Гипербола кўзгули икки кўзгули антенна.

1- параболик кўзгу;

2- гипербола кўзгунинг мавҳум фокуси;

3- рупорли нурлаткич;

4- гиперболали кўзгу;

5- параболали антеннанинг фокуси.

5-расм. Эллипссимон конусли икки кўзгули антенна.

1- параболик кўзгу;

2- рупор;

3- рупорнинг фаза маркази;

4- эллипссимон конус;

5- нурланмайдиган ҳажм;

F- эллипссимон конуснинг параболик акслантиргичларнинг

биргаликдаги фокуси;

d- эллипссимон конуснинг катта диаметри.

Ҳозирги вақтда антенна технологиялари радиотармоқларнинг сиғимини оширувчи “олтин калитга” айланди. Бу жараён 60º ва 120º йўналтириш диаграммаси (ЙД) га эга бўлган ва бир сота сифатида ишлаган секторли антенналардан бошланган эди. Масалан, GSM тармоқларининг сиғими учта 120-градусли секторли антенналар ишлатилиши туфайли уч мартага ошиши мумкин.

Янги панжарали адаптив антенна тизимлари тор ЙД – “нур”лардан фойдаланиб фазовий мультиплекслаш имкониятини кенгайтиради. Панжарали адаптив антенналар тизимларига сигналнинг келиш йўналиши - DoA (ингл. Direction of Arrival) ни аниқлаш ва мос равишда ўз ЙД ни созлаш имконияти билан фарқланадиган “ақлли” (интеллектуал) антенналар ҳам киради. Йўналтирилган антенналар, шунингдек, умумий нурлантириладиган қувватни хам сезиларли камайтиришга имкон бериб, каналлараро интерференцияни камайтиради. Абонент ускуналари билан тескари алоқа бор-йуқлигидан қатъий назар “ақлли” антенналар мустақил равишда АУ га йўналтирилган нурларни шакллантириши мумкин. Аммо, қўшимча, АУ билан тескари алоқа бўлса, мураккаб антенна панжараларини соддалаштириш имкони пайдо бўлади. Аксинча, MIMO тизимлари, одатда, АУ билан тескари алоқа мавжудлигини талаб қилади.

“Нурларни шакллантирилиш” - бу антенна панжарасининг нурсимон ЙД ни яратиш учун фойдаланиладиган усулдир. У барча антенна панжаралари тизимларида қўлланилиши мумкин. Буни ҳисобга олганда “ақлли” антенна тизимлари икки гуруҳга бўлиниши мумкин (6-расм):

· Олдиндан аниқланган қайд этилган (рус. фиксированный) ЙД ларнинг чекланган сонига эга фазалаштирилган антенна панжаралари тизимлари (ёки, нурларни турғун тарзда шакллантириш);

· Реал вақт режимида радиомуҳитнинг реал шароитларига мослаштирилган ЙД ларнинг чексиз сонига эга адаптив антенна тизимлари (ингл. Adaptive Antenna System, AAS) (ёки, нурларни адаптив (мослашувчан) тарзда шакллантириш).

6-расм. Нурларни турғун ва адаптив тарзда шакллантирилиши

Нурлар турғун тарзда шакллантирилганда DoA йўналиши ҳисобланади ва қўзғалмас сигнал нури ўрнатилади. Агар АУ бундай қайд этилган нурлар орасида ҳаракатланса у ҳолда сигнал джиттери (фазавий ёки частотавий тасодифий оғишлар) алоқанинг узилишига олиб келиши мумкин. Бошқача қилиб айтганда АУ фақат нурнинг марказида жойлашганида сигналнинг максимал кучига эга бўлади. Нурларни адаптив шакллантиришда эса бундай муаммо вужудга келмайди, чунки бунда нурни антенна АУ нинг реал вақтдаги ҳаракатланишига созлайди. Кўриниб турибдики, бу режим нурларни турғун тарзда шакллантиришга қараганда мураккаброқ ва қимматроқ бўлади.

Параграфнинг якунида шуни маълум қиламизки, ҳозирги кунда кўп элементли антенналар тизимлари (ингл. Multi Antenna System, MAS) ва AAS тизимлари жуда фаол равишда ривожланмоқда ва мураккаблашмоқда. Шунинг учун улар алоҳида чуқур ва батафсил ўрганишга лойиқ (7-расм).

File:MIMO communications.svg

7-расм. Кўп сонли антенналар тизимларининг ривожланиши

№3 маъруза. Сотали алоқа тизимларининг 1G дн 4G гача ривожланиши

Сотали алоқа тизимларида (ёки ҳозирги вақтда кўпинча мобил алоқа тизимлари дейиляпти) “авлодлар” алмашиши шахсий компьютерлар индустрияси ёки телевизион техникага нисбатан яққолроқ ва аниқрок бўлмокда. Мобил алоқа дунёсида кўп нарса ҳисоблидир: 1G (ингл. «First Generation»- биринчи авлод) – бу аналог алоқа тизимлари (NMT, AMPS стандартлари); иккинчи авлод - 2G, каналлар коммутацияланиши асосида ишлайдиган рақамли алоқа тизимлари (GSM, DAMPS ва сdmaOne стандартлари); учинчи авлод - 3G, каналлар коммутацияланиши билан бирга пакетлар коммутацияланишини ҳам кўзда тутади (UMTS ва CDMA-2000 стандартлари); ва, ниҳоят, тўртинчи авлод - 4G тармоқлари тўлиқ пакетли IP-коммутация асосида курилади (LTE Advanced, IEEE802.16m (WiMAX) ва IEEE802.11s (Wi-Fi) стандартлари). Шуниси диққатга сазоворки, мобил алоқа дунёсида авлодларнинг алмашиши мунтазам равишда ҳар ўн йилда бўлиб ўтмоқда.

Ҳозирги кун дунё миқёсида иккинчи авлод мобил алоқа тизимларидан учинчи авлод тизимларига ўтиш билан давридир. Хақиқатан, тарқалиши даражаси бўйича 3G тармоқлари мобил алоқанинг жаҳон бозорида 25 фоизини эгаллаган ҳолда, 2G тармоқларни қувлаб, босқичма-босқич етакчи позицияларга чиқиб бормоқда. Мобил қурилмалар яратувчилари глобал ассоциациясининг (ингл. Global mobile Suppliers Association, GSA) ва CDMA ривожланиш гуруҳининг (ингл. CDMA Development Group, CDG) ҳисоботларига кўра, 2011 йилнинг 11 майига келиб бутун дунёда 3G тармоклари сони 700 дан ошиб кетди, абонентлар сони эса 1,3 миллиардга етди. Бу жараёнда 3G технологияларининг функционал имкониятлари ҳам жойида турмаяпти ва 3,5G номини олган (яъни HSPA ва HSPA+ тизимлари) янги ишланмалар сари ривожланиб бормоқда. Аммо бизнинг кўз ўнгимизда қизиқарли бир жараён юз бермокда: саҳнага “4G” деб аталмиш мобил алоқанинг янги авлоди (LTE технологияси) чиқмоқда ва жиддий равишда “оилада ўз ўрнига” даъвогарлик қилмоқда.

Кўринадики, яқин вақтларда 3G тармоқлари тўлиқ куч билан ривожланмасдан туриб ўз ўрнини 4G тармоқларига бўшатиб беришига тўғри келмоқда. Лекин холислик билан шуни таъкидлаш керакки, мутахассислар орасида бошқа фикрлар ҳам мавжуд бўлиб, унга мувофиқ ҳолда 3G (аниқроғи 3,5G ва 3,75G) тармоқлари характеристикалари бўйича 4G талабларига яқинлашиб, ҳали узоқ вақтгача мобил алоқа бозорида асосий ўринга эга бўлади.

Параллел равишда кенг полосали симсиз уланиш (КСУ) тизимлари ўзининг кичик зонадаги стационар тармоқларидан (Wi-Fi) бир неча километрли ҳудудларни қоплайдиган мобил тармоқларига (WiMAX) қадар эволюциясида функционал имкониятлари ва характеристикалари жиҳатидан 4G технологиялари сари ривожланмоқдалар ва бу билан мобил алоқа тармоқларига яқинлашмоқдалар (1-расмга қаранг).

1-расм. Мобил ва кенг полосали тизимларнинг эволюцияси

Барча аналог стандартларда овозни узатиш учун частотавий модуляция (ЧМ) ёки фазавий модуляция (ФМ) ишлатилган, бошқариш сигналларини (ёки сигнализацияни) узатиш учун эса частотавий манипуляциядан фойдаланилган. Турли каналларда ахборот узатиш учун частота спектрининг турли қисмларидан фойдаланилган. Турли стандартларда 12,5кГцдан 30кГцгача бўлган полосаларда FDMA усулидан фойдаланилган. Аналог тизимларнинг асосий камчилиги ҳам айнан шу билан боғлиқ эди, яъни ажратилган полосада частота бўйича каналларни ажратиш частота ресурсларидан самарали фойдаланиш имконини бермас эди ва, шу билан бирга, абонент сиғими ҳам нисбатан кичик бўлишига сабаб бўлар эди. Кўп сонли ўзаро мос бўлмаган стандартларнинг мавжудлиги ҳам жаҳонда сотали алоқа хизматларини оммалашишига ҳалал берди. Бу камчиликлар ўтган аср 80-йилларининг ўрталаридаёқ, яъни жаҳоннинг етакчи давлатларида сотали алоқанинг кенг тарқалиши даврида яққол намоён бўлиб қолди, шу сабабли кўплаб тадқиқотчиларнинг асосий эътибори янги мукаммал техник ечимларни қидиришга йўналтирилди. Бу ҳаракатлар ва қидирувлар натижасида иккинчи авлод тизимлари – “2G” номини олган рақамли сотали тизимлар пайдо бўла бошлади. Рақамли сотали алоқа тизимларига ўтишга замин яратган омиллар ушбу рақамли техниканинг кенг жорий этилиши, паст тезликли кодлаш усулларининг ихтиро қилиниши ва сигналларга рақамли ишлов бериш учун жуда кичкина микросхемалар яратилиши кабилар бўлди.

Рақамли сотали алоқа тизимларининг илк лойиҳалари ўтган асрнинг 90-йиллари бошларида пайдо бўла бошлади. Бундай тизимларнинг олдинги аналог тизимлардан икки принципиал фарқи бор эди:

· аналог тизимлардаги каби каналларни частота бўйича тақсимлаш (FDMA) усули ўрнига вақт бўйича тақсимлаш (TDMA) ҳамда кодлар бўйича тақсимлаш (CDMA) усуллари билан бирга модуляциянинг спектрал самарадор усулларини ишлатиш;

· овоз ва маълумот узатишни интеграциялаш билан биргаликда маълумотларни шифрлаш (маҳфийлаштириш) ҳисобига фойдаланувчиларга кенг турдаги хизматлар спектрини тақдим этиш имкониятининг мавжудлиги.

Бироқ рақамли тизимларга ўтиш осон бўлмади. Масалан, АҚШда AMPS аналог стандарти ўз вақтида жуда кенг тарқалган ва уни тўғридан-тўғри рақамли тизим билан алмаштиришни имконияти амалда деярли мавжуд эмас эди. Ушбу муаммо бир частота диапазонида икки тизимнинг аралаш ҳолда ишлашини таъминлайдиган икки режимли аналог-рақам тизимини ишлаб чиқиш орқали ҳал қилинди. Мазкур стандарт бўйича ишлар 1988 йилда бошланиб, 1992 йилда тугатилди ва стандарт D-AMPS номини (Digital – ингл. “рақамли” олд қўшимчаси билан) ёки IS-54 белгисини олди. Стандартнинг амалда ишлатилиши 1993 йилда бошланди.

Европада ҳам кўплаб бир-бирига мос бўлмаган аналог стандартларнинг мавжудлиги туфайли аҳвол қийинлашди. Бу ерда вазиятдан чиқишнинг ягона ечими умумий Европа стандарти - GSM (GSM-900, 900МГц диапазони) нинг ишлаб чиқилиши бўлди. Стандарт устида ишлар 1982 йили бошланди ва 1987 йилга келиб, стандартнинг барча асосий характеристикалари аниқлаб олинди. 1988 йилда эса стандартнинг асосий ҳужжатлари қабул қилинди. GSM-900 нинг амалда қўлланилиши 1991 йилдан бошланди.

Мобил алоқа рақамли тизимларининг ривожланиши бу билан тўхтаб қолгани йўқ. D-AMPS стандарти каналларни бошқаришнинг янги усуллари яратилиши ҳисобига янада такомиллашиб борди. Гап шундаки, IS-54нинг рақамли версияси аналог AMPS стандартининг каналларни бошқариш тузилмасини ўзида сақлаб қолган, бу эса, ўз навбатида, тизимнинг имкониятларини чеклаб қўяр эди. Рақамли каналларни бошқаришнинг янги усули стандартнинг IS-136 версиясида (стандартнинг тижорат номланиши - TDMA) киритилди. Ушбу версия 1994 йилда ишлаб чиқилди ва 1996 йилдан бошлаб ишлатила бошлади. Бунда TDMA стандартининг AMPS/D-AMPS стандартлари билан мослашуви сақлаб қолинди, аммо бошқариш канали сиғими оширилди ҳамда тизимнинг функционал имкониятлари сезиларли даражада кенгайтирилди.

GSM стандарти техник такомиллаштиришни давом эттириб, (кетма-кет киритилган 1, 2 ва 2+ фазалар) 1989 йилда янги 1800МГц частота диапазонини ўзлаштира бошлади. GSM-1800 тизимининг аввалги GSM-900 тизимидан фарқи кўпроқ техник жиҳатдан эмас, балки техник ечимлар асосидаги маркетинг ютуқларидан иборат эди, яъни кичик ўлчамли ячейкалар (соталар) билан биргаликда, кенгроқ диапазондаги ишчи частоталар полосасида ишлаш натижасида анчагина катта сиғимли сотали тармоқлар қуриш имкониятини берди. Нисбатан ихчам (компакт), енгил, қулай ва арзон абонент терминалларини ишлаб чиқиш натижасида мобил алоқа тизимидан фойдаланиш оммавий тус олишига эришилди. GSM-1800 стандарти (асосан GSM-900 стандартига қўшимчалар кўринишда) 1990-91 йилларда Европада ишлаб чиқилди ва DCS-1800 (ингл. Digital Cellular System- “Рақамли сотали алоқа тизими”) номини олди. Стандарт дастлаб (1993 йилларда) PCN (ингл. Personal Communication Network - “Персонал алоқа тармоғи”) номи билан ҳам юритилди. Кейинчалик эса (1996 йилда) стандартни GSM-1800 деб номлаш тўғрисида қарор қабул қилинди.

Сигналларни рақамли узатиш тизимига ўтиш натижасида, бир томондан, радиоресурслардан фойдаланиш самарадорлигининг ошиши, бошқа томондан, маълумотларни юқори тезликда узатишга боғлиқ иловаларнинг оммавийлашиши ахборотларни узатиш усуллари ва мобил алоқа тизимларининг кейинги эволюциясига сабаб бўлди. Гарчи ўтган асрнинг 90-йиллар охирларига келиб, 3G тармоқларининг асосий спецификация (тавсифнома) лари аниқланган бўлса-да, қуйида келтириб ўтиладиган айрим сабабларга кўра реал тижорат тармоқларининг пайдо бўлиши бироз кечикди. Бошқа томондан, GSM тармоқлари бутун дунёда шундай кенг тарқалган эдики, уларнинг яқин орада 3G тармоқларига алмаштирилиши ҳақиқатдан йироқ эди. Шунинг учун ишлаб чиқарувчилар томонидан GSM тармоқларидан 3G тармоқларига босқичма-босқич ўтиш (яъни, эволюцион тарзда, технологияларни такомиллаштириб бориш йўли билан) варианти таклиф этилди. Бундай оралиқ босқич 2,5G[2] авлод мобил алоқа тизимлари номини олган, пакетли режимда ахборот узатиш технологиясининг яратилиши орқали амалга оширилди. Маълумки, каналларни коммутациялаш тармоқларида радиоресурслардан фойдаланиш самараси анча паст: узатиладиган ахборот сеанслар асосида узатилади ва маълумотларни узатиш оралиқларида каналлар бекор туради. Шу сабаб радиотармоқларда фойдаланиладиган маълумот юбориш бўйича иловалар ва хизматлар таҳлили ўтказилди ва унинг натижасида GPRS номини олган маълумотни пакетлар асосида узатадиган янги технология яратилди.

GPRS (ингл. General Packet Radio Servise - умумий фойдаланиш учун пакетли радиоалоқа хизмати) - GSM технологияси устидаги маълумотларни пакетлаб узатувчи қурилмадир. GPRS технологияси фойдаланувчиларга GSM тармоғи ичидаги бошқа қурилмалар билан, ёки ташқи тармоқлар билан, жумладан, Интернет тармоғи билан маълумот алмашиш имконини беради.

GSM тизимларининг маълумотларни пакетлаб узатишда тезликни ошириш йўналишидаги кейинги ривожланиши EDGE технологиясининг яратилишига олиб келди. Ушбу технология илк бор 2003 йилда АҚШда ишга туширилди. Технология айнан Шимолий Америка GSM-операторлари томонидан қўллаб-қувватланди, чунки у ерда кучли рақобатчи - CDMA-2000 стандарти пайдо бўлган эди. Ўша йиллари кўплаб GSM-операторлар (асосан Европа операторлари) навбатдаги йўналиш сифатида UMTS технологиясини ривожлантиришни кўзда тутган эдилар, шунинг учун дастлаб ЕDGE нинг жорий этилишини ўтказиб юборишни ёки фақат UMTS тармоқлари қамрай олмаган ҳудудлардагина ишлатишни маъқул кўришди. Бироқ UMTS технологиясини жорий этишнинг иқтисодий жиҳатдан мураккаблиги ҳамда ишлар ҳажмининг катталиги (амалда тасдиқланганидек) баъзи ғарбий европалик операторларни ЕDGEга нисбатан ўз қарашларини қайта кўриб чиқишга мажбур қилди ва ЕDGE ёрдамида босқичма-босқич ривожланиш мақсадга мувофиқлиги тан олинди.

ЕDGE (ингл. Enhanced Data rates for GSM Evolution) - 2G ва 2,5G тармоқларига устқурилма, яъни такомиллаштирилган вариант сифатида ишлаб чиқилган мобил алоқа рақамли технологиясидир. Ушбу технология GSM ва TDMA стандартлари асосида ишлайди ва уни жорий қилиш учун маълум бир модификациялар ва такомиллаштиришлар талаб қилинади. EDGE технологиясида GSM/GPRSларда ишлатилган GMSK (ингл. Gaussion Minimum-Shift Keying) бинар манипуляция усули кўп позицияли 8PSK (ингл. 8 Phase Shift Keying) усули билан алмаштирилиши ҳисобига GPRS технологиясига нисбатан маълумот узатиш тезлиги 3 мартага ошади (элтувчи фазасининг ҳар бир ўзгаришида GPRS даги 1бит ўрнига, 3 битли кетма-кетлик узатилади). Бу эса GSM/EDGE тармоғида тақдим этиладиган умумий тезликни сезиларли даражада ошириш имконини берди. Хусусан, ЕDGE технологияси 473,6кбит/сек..гача тезликда (ҳар бири 59,2кбит/сек.. дан 8та тайм-слот жалб этилганда) маълумот узатиш тезлигини таъминлайди. Бу эса ХТИ томонидан 3G тармоқларига қўйилган талабларга мос келди. Шу боис EDGE технологияси ХТИ томонидан IMT-2000 Дастурининг бир қисми сифатида қабул қилинди ва у асосида қурилган тармоқлар ҳам 2G, ҳам 3G авлодига кириши мумкин (ташкил қилинган тармоқнинг ўтказиш қобилиятидан келиб чиқиб) деб тан олинди[3].

Шундай қилиб, ўтган асрнинг охирида иккинчи авлод мобил алоқа тизимларининг асосий камчилиги уларнинг паст 9,6-14,4кбит/сек. тезликда малумот узатиши бўлди. Шу сабабли, юқорида кўрсатилганидек, IMT-2000 доирасида 3G тармоқларида кам ҳаракатланадиган абонентлар учун 2Мбит/сек. гача ва мобил абонентлар учун 384кбит/сек. гача маълумот оқими тезликларига эришиш бўйича ишлар олиб борилди. Маълумки, жаҳонда 3GРР ва 3GРР-2 номлари билан машҳур бўлган учинчи авлод стандартларини шакллантирувчи иккита глобал ҳамкорлик бирлашмалари мавжуд. 3GРР қатнашчилари частота (FDD) ва вақт (TDD) асосида дуплекслашдан фойдаланадиган кенг полосали W-CDMA (ингл. Wideband-CDMA) технологиялари учун хос ҳусусиятларни мувофиқлаштиришга эришдилар ва ХТИга тегишлича, IMT-DC ва IMT-TC лойиҳаларини тақдим этдилар. Радиоинтерфейсни ташкил этиш бўйича асос сифатида Европа таклифлари - UTRA (ингл. UMTS Terrestrial Radio Access - UMTS тизимига ер усти уланиш радиоинтерфейси) асосида UTRA FDD ва UTRA TDD вариантлари қўйилди. 3GPP-2 бирлашма аъзолари D-AMPS технологиясини UWC-136 технологиясигача ва cdmaOne технологиясини CDMA-2000 технологиясигача ривожлантириш бўйича эволюцион йўлларни таклиф этишди. Бу таклифлар ХТИга, тегишлича, IMT-SC ва IMT-MC лойиҳалари сифатида тақдим этилди.

Маълумот узатиш тезлигини ошириш ва маълумот узатилишининг кечикишини (маълумот пакети адресатга етиб бориб қайтиш вақтини, қисқача, “жавоб кечикиши вақтини”) камайтириш мақсадларида UMTS стандартининг навбатдаги ривожланиш босқичида кўп позицияли квадратура-амплитудавий модуляциялар, яъни 16-QAM, 64-QAM усуллари қўлланилган HSPA (ингл. High Speed Packet Access) технологияси ишлаб чиқилди. Бу технологияда жавоб кечикиши вақтини камайтириш мақсадида асосий эътибор МАС (ингл. Media Access Control) - муҳитга уланишнинг бошқарув протоколини модернизациялашга қаратилди. HSPA технологияси 3GPP лойиҳаси стандартларининг 6 Босқич спецификацияси (ингл. 3GPP Relеase 6) сифатида киритилган бўлиб, одатда 3,5G авлодига мансуб деб кўрсатилади.

Мобил алоқа дунёсини олдинда янги имкониятларга эга бўлган технологиялар ишланмалари кутмоқда. Ҳозирги кунда ўтказилаетган тажрибалар натижалари 4G технологиялари олдига ХТИ томонидан қўйилган талабларга эришиш мумкинлигини тасдиқламоқда. Масалан, Япониянинг NTT DoCoMo компанияси 2009 йилдаёқ мобил алоқа тармоқларини синаш жараёнида маълумотларни узатишда 5Гбит/сек. тезлигига эришди, ва бунда MIMO технологиясини 12х12 ажратиш схемасидан фойдаланди, мобил станция эса 10км/соат. тезликда ҳаракатланди.

Ҳозирги вақтда ХТИ томонидан “4G-тўртинчи авлод мобил алоқа тизимлари” таркиби аниқланмаган ва шу боис маълум бир алоқа технологиясига нисбатан 4G атамасини ишлатиш тўғри эмас. Лекин ўз функционал имкониятлари бўйича 4G талабларини қондирадиган технологиялар аниқланган бўлиб, улар кўпинча адабиётларда 4G технологиялари сифатида талқин этилмоқда. Улар қаторига LTE (ўзининг LTE Advanced версиясида), WiMAX (IEEE802.16m версияда) ва Wi-Fi (IEEE802.11s версияда) тизимлари киради. Ҳозирги вақтда уларнинг барчаси ишланиш ва характеристикаларини такомиллаштириш босқичларидан ўтмоқда.

1-жадвалда ўтказилган таҳлиллар якунидаги мобил алоқа тизимлари эволюцион ривожланишининг асосий кўрсаткичлари келтирилган. Айтиб ўтиш керакки, Qualcomm (АҚШ) компанияси томонидан CDMA-2000 (3GРР-2) тизимларининг 4G авлод даражасига номзод сифатида аввалига UMB (ингл. Ultra Mobile Broadband) технологияси таклиф этилган эди. Лекин 2008 йилнинг ноябрида компания UMB технологияси устидаги ишлар тугатилганлиги ва LTE технологиясини ривожлантиришга ўтилганлиги хақида маълумот берди.

1 – жадвал

Мобил алоқа тизимлари эволюцияси

Мобил алоқа авлодлари	1G	2G	2,5G	3G	3,5G	4G
Ишлар бошланиши йили	1970	1980	1985	1990	<2000	2000
Ишга тушириш йиллари	1984	1991	1999	2002	2006- 2007	2009- 2012
Кўрсатилаётган хизматлар	Аналог стандартлар	Рақамли стандарт, SMS, 9,6кбит/сек. маълумот узатиш тезлиги	Тармоқнинг катта ҳажми, маълумот-ларни пакетли узатиш	Тармоқнинг янада катта ҳажми, 2Мбит/сек.гача тезлик	3G тармоқла-ридаги тезлик-ларни ошириш	Катта ҳажмли, IP-асосидаги тармоқ, мультимедиа, юзлаб Мбит/сек. тезлик

3 миллиардга етди

№4 маъруза. Бошқа симсиз алоқа турларининг (пейджинг, рақамли ТВ ва радиоэшиттириш, транкинг, радиочастотавий идентификация ва бошқалар) ўзига хос хусусиятлари.

Пейджинг тизимининг структура схемаси.

Ҳар бир пейджинг тизими ўзаро бирга ишловчи қурилмалардан ташкил топади. Абонетлараро маълум ёрдам хизматларнинг кўрсатилганлиги учун. Пейджинг тизимининг текис структура схемаси 1-расмда кўрсатиш ва унда таянч хизматлар ва уларни ўзаро боғлиқлиги кўрсатилган.

1-расм. Пейджинг тизимининг типик структура схемаси

1-расмдан кўрсатилганидек ахборотларни жўнатишнинг асосий хизмати ҳар қандай пейджинг тизимининг муҳим хизмати ҳисобланади. Унинг вазифаси узатиш тизимини бошқариш (ёки уни териш) ва ахборотларни абонентларга бевосита жўнатишдан иборат. Ахборотларни жўнатишнинг асосий хизмати пейджинг тизимининг муҳим имкониятларини аниқлайди: абонентлар сони, қўлланиладиган протокол (ёки уларни териш), узатиш тезлиги, узатгичлар сони ва уларнинг иш усули ва ҳ.к.

Ахборотларни узатишнинг асосий хизмати роуминг (ахборотларни тарқатиш) хизмати билан яқин ҳамкорликда ишлайди. Унинг вазифаси ахборотларни пейджинг ёки федерал тизимга узатишдан иборат. Роуминг хизмати абонент ҳатто хизмат доирасидан ташқарида бўлганда ҳам ахборотларни қабул қилиш имконини беради. Масалан, абонент бошқа шаҳарда хизмат сафарида бўлганида, ахборот у яшаётган шаҳарнинг пейджинг тизимига жўнатилади. Бундай хизматни амалга ошириш турли пейджинг компаниялари ўзаро тегишли битимларни ишлаб чиққандагина амалга ошириши мумкин.

Ахборотларни жўнатиш асосий тизими ахборотларни тайёрлашнинг турли хил хизматларига боғлиқ. Қоидага асосан, тузилган пейджинг тизимида ахборотларни тайёрлаш хизматини биринчи амалга ошириш хизмати бўлиб операторлар ёрдамида ахборотларни тайёрлаш хизмати ҳисобланади. Унинг вазифаси абонент учун ахборотларни тайёрлаш ва уни ахборотларни жўнатишнинг асосий тизими ёки роуминг хизмати ёрдамида жўнатишдан иборат. Пейджинг тизими абонентига ахборот жўнатмоқчи бўлган ҳар бир шахс пейджинг компаниясига қўнғироқ қилади ва уни операторга узатади. Оператор ахборотни қабул қилади, уни тизимга киритади ва навбатдаги узатишга тайёрлайди.

Ахборотларни тайёрлаш хизматининг кейингиси узоқлаштирилган кириш хизмати ҳисобланади. У ажратиб чиқарилган оператор жойларини ташкил этиш ва компьютер алоқаларни жўнатиш имконини беради. Бу хизматга узоқлаштирилган киришнинг тегишли қисмларини амалга оширувчи икки турдаги хизмат: ажратиб чиқарилган оператор жойлари ва ахборотларни компьютерда жўнатиш хизматлари қарашлидир.

Ажратиб чиқарилган оператор жойлари хизмати пейджинг компаниясига бошқа компаниялар ва ташкилотлар учун ўзининг тизимига қулай кириш имконини беради. Масалан, ташкилотнинг кўпчилик ходимлари бирор бир пейджинг компанияси абонентлари дейлик, бундай ҳолатда ҳар сафар ахборот жўнатиш учун пейджинг компаниясига қўнғироқ қилиш кўп вақтни олади ва жуда ноқулай. Бундай муаммо бўлмаслиги учун ташкилотда ажратиб чиқарилган оператор жойлари ўрнатилади (ёки ҳатто ажратиб чиқарилган жойлар тармоғи) ва ундан ахборотлар бевосита жўнатилади.

Ахборотларни компьютерда жўнатиш хизмати ахборотларни жўнатувчи компьютер тармоғидан фойдаланиш, электрон почта ёрдамида келган хат тўғрисида ахборот жўнатиш хизматини бажаради. Бундай хизмат абонентлар учун жуда қулай бўлиб, уларни ўз почталарини доимо назорат қилиб туришдан озод қилади.

Навбатдаги ахборотларни тайёрлаш хизмати бу рақамли ахборотларни жўнатиш хизматидир. Бу хизмат пейджинг станциясига қўнғироқ қилинган ҳар бир шахснинг абонентга оператор ёрдамисиз мустақил равишда рақамли ахборот жўнатиш имконини беради ( қўнғироқ қилишда DTMF телефонидан фойдаланиш шарт).

Ахборотларни автоматик жўнатишдан фойдаланилганда ахборот матни қўнғироқ қилинган шахс томонидан телефон клавиатуралари ёрдамида терилади. Бу усул қисқа ахборотларни жўнатишда жуда қулай (масалан абонент қўнғироқ қилиши лозим бўлган телефон рақами), бутун жараён оператор ёрдамисиз амалга оширилгани учун жуда тез бўлади.

Рақамли ахборотларни автоматик жўнатиш хизмати билан расмий ахборотларни жўнатиш хизмати биргаликда ишлайди. Бу хизмат оператор ёрдамисиз фақат рақамли ахборотларнигина эмас, балки стандарт матнли ахборотларни ҳам жўнатиш имконини беради. Бу ахборотларни автоматик жўнатиш хизмати ривожланишининг навбатдаги поғонаси ҳисобланади. Бунда ҳар бир стандарт матнли ахборотга рақамли код қўйилади. Муайян ахборотни жўнатиш учун (DTMF телефонида терилади) пейджинг станциясига қўнғироқ қилинади ва ушбу ахборотнинг коди терилади. Жўнатилаётган ахборот сўнгида телефон рақами ёки бошқа қўшимча рақамли маълумотни жўнатиш мумкин.

Ниҳоят, ахборотни тайёрлаш хизматларидан яна бири овозли почта хизматидир. Овозли почта – телекоммуникациянинг янги соҳаси бўлиб, электрон почтанинг мантиқий давоми ҳисобланади. Электрон почтадан фойдаланилганда матнли, овозли почтадан фойдаланилганда эса овозли хатлар узатилади. Хат матни махсус кенгайтирувчи плата ёрдамида матнни рақамли ҳолатга келтирувчи компьютерга айтиб ёзилади. Кейин у компьютер тармоғи бўйича адресга узатилади. Қабул қилувчи компьютерда бу хатни яна овозли ҳолатга айлантиради ва адресат уни тинглайди.

Овозли почта хизмати овозли хатларни қабул қилади ва абонент пейджирига у тўғрисида ахборотни узатади. Хат тўғрисида ахборот олган абонент DTMF наборли телефонидан пейджинг станциясига қўнғироқ қилади, телефон клавиатурасидан ўз рақамини, келган хат рақами ва паролни теради. Шундан сўнг келиб тушган хат унинг телефонга узатилади. Шуни таъкидлаш лозимки, ҳар бир пейджинг тизими учун юқорида келтирилган хизматлардан ахборотларни жўнатиш асосий хизмати ва ахборотни тайёрлаш муҳимдир. Қолган барча хизматлар унча муҳим эмас ва қоидага асосан тизимдан фойдаланиш жараёнида унинг ривожланишини абонентга кўрсатиладиган қўшимча сервиссиз қўлланилади.

Пейджинг алоқа тармоғининг тузилиш схемаси ва ускуналар таркиби 2- расмда келтирилган.

2-расм. Пейджинг тизимининг умумий тузилиш схемаси ва қурилмалар таркиби.

Пейджинг терминали ҳар қандай пейджинг системасининг асосий воситаси бўлиб ҳисобланади. У ахборотларни йиғиш тизимидан абонентлар узатган хабарларни қабул қилади, қабул қилинган пейджинг протоколи асосида узатгичга паст частотали модуляция сигналини шакллантиради ва пейджинг узатгичи ёки уларнинг алоқа каналлари бўйича тизимини бошқаради.

Транкинг радиоалоқа тизимлари УҚТ да ишловчи радиал-зонали ҳаракатдаги радиоалоқа тизимлари бўлиб, улардаги ретрансляторлар алоқа каналларининг абонентлараро автоматик тақсимланиши амалга оширилади. Бундай тизимлар энг аввало турли хил муассаса ва корпоратив алоқа тармоқларни яратишга қаратилган бўлиб, уларда абонентларнинг гуруҳий актив алоқа режими қўлланилиши кўзда тутилган. Транкинг тизими турли мамлакатларнинг харбий кучлари, ҳуқуқини ҳимоя қилиш муассасалари, жамоа хавфсизлиги хизматлари, транспорт ва энергетик компаниялар томонидаги ҳаракатдаги абонентларнинг ўзаро, стационар ва телефон тармоғи абонентлари билан алоқа қилишини таъминлаш мақсадида кенг фойдаланилади.

Умумий фойдаланиш ҳаракатдаги транкинг радиоалоқа тизимнинг кўплаб, турли-хил стандартлари мавжуд. Улар бир-биридан нутқ ахборотини узатиш услуби (аналогли ва рақамли), каналларни частотавий (КЧАКФ), вақт бўйича (КВАКФ) ёки кодли (ККАКФ) ажратиш орқали кўп станцион фойдаланиш турлари, каналларни қидириш ва тайинлаш (марказлаштирилмаган ва марказлаштирилган бошқарув), бошқарув канали тури (ажратилган ва тақсимланган) ва бошқа характеристикалари билан фарқ қилади.

Транкинг тизими тузилиш архитектурасининг асосий тамойилларини тушунтириш учун транкинг тизимининг бир зонали умумлаштирилган структуравий схемасини кўриб чиқамиз. (3- расм).

Бу ерда радиочастота қурилма таркибига ретранслятор, антенна ва радиосигналларни бирлаштирувчи қурилма киради.

Ретранслятор. Ретранслятор деганда бир жуфт ташувчи частоталарга мўлжалланган қабул қилиб-узатувчи қурилмалар тўплами тушунилади. Анологли транкинг тизимларда бир жуфт ташувчи частоталар трафикнинг битта каналини билдиради. Вақт бўйича зичлаштирувчи рақамли транкинг тизимларда (TETRA, EDAS, ProtoCAL ва бошқа стандартлар) битта ретранслятор иккита ёки тўртта трафик каналини таъминлаши мумин.

Антенналар. Транкинг тизимларни қуришнинг муҳим тамойилларидан бири бу мумкин қадар кўлами катта бўлган қоплаш зонани яратишдан иборат. Шунинг учун таянч (база) станциянинг (BS) антенналари баланд миноралар ёки иншоотларга жойлаштирилиши ва улар доиравий йўналтириш диаграммасига эга бўлиши зарур. Таянч станция зона чеккасида жойлашган ҳолда йўналтирилган антенналар қўлланилади. Таянч станция битта қабул қилувчи-узатувчи антеннага ёки қабул қилиш ва узатиш учун алоҳида антенналарга эга бўлиши мумкин. Баъзи ҳолларда кўп нурли тарқалишдан келиб чиқувчи тинишлар билан курашиш учун бир таянч минорага бир нечта қабул қилувчи антенналар жойлаштирилиши мумкин.

3-расм. Бир зонали транкинг тизимининг умумлаштирилган структуравий схемаси.

Радиосигналларни бирлаштириш қурилмаси қабул қилгич ва узатгичларнинг бир неча частотавий каналларда бир вақтнинг ўзида баравар ишлаши учун битта антенна жиҳозидан фойдаланишга хизмат қилади. Транкинг тизим ретрансляторларида фақат дуплекс режимда ишлаш кўзда тутилади, қабул қилиш ва узатиш частоталарнинг тарқоқлиги 45 MHz дан 3 MHz гача фарқ қилади.

Коммутатор тармоқ ичида ва шунингдек ташқи тармоқлар билан уланишни таъминлайди. BS ҳамма қисмлари (узел) бирга ишлашини, бошқариш қурилмаси амалга оширади. Бундан ташқари у чақирувларни кўриб чиқади, чақирилувчи абонентларни идентификациялашни амалга оширади, чақирувлар навбатини ўрнатади, вақт бўйича тўловлар учун вақт ҳисобини юритади, шунингдек лозим бўлганда телефон тармоғи билан уланиш давомийлигини (бошқаради) созлайди. Транкинг тизимда УФТТ интерфейси ҳар хил усул билан амалга оширилади. Арзон тизимларда (масалан, SmarTrunk) уланиш икки симли коммутатор линия бўйича олиб борилади. Замонавий транкинг тизимлар УФТТ интерфейси таркибида АТСнинг стандарт рақамли номер териш DID (Direct Inward Dialing) рақамни тўғридан-тўғри терувчи аппаратурага эга.

Юқори сифатли хизмат кўрсатишга қодир қатор транкинг тизимлар АТС аппаратураси билан боғланишда рақамли ИКМ- дан фойдаланади.

УФТТ билан боғланиш транкинг тизимлари учун одатий ҳол ҳисобланади, лекин маълумот узатиш шартли бўлган иловалар сонининг ошиши сабабли, пакетлар коммутациясига эга бўлган тармоқ интерфейсининг мавжуд бўлиши зарур ҳисобланади.

Техник хизмат терминали. (ТХТ ва Э) таянч станцияда ўрнатилади ва тизим ҳолатини назорат қилиш, носозликларни ташҳислаш, тарификацияли ахборотларнинг ҳисобини юритиш, абонентлар маълумотлари базасига ўзгаришларни киритиш учун мўлжалланади. ТХТ ва Э уланиш учун қоидага кўра пакетларни коммунтациялаш тармоғидан фойдаланади.

Зарур бўлганда транкинг тизимларида диспетчерлик пульти (ДП) ўрнатилади, бундан кўпинча мудофа УФТФ ва ҳарбий кучлар ташкилотлари, тез тиббий ёрдам, ёнғинга курашувчи органлар ва бошқалар фойдаланадилар. Тизимга ДП ёки абонентлик радиосигнали орқали, ёки BS коммутаторига бевосита уланган ички линиялар билан уланади. Транкинг тизимида бир нечта мустақил тармоқни ташкил қилиш мумкин ва уларнинг ҳар бирида ҳар хил уланган ДП ишлаши мумкин.

Транкинг тизимида абонентлик қурилмалар тўплаш жуда хилма-хил. Улардан жуда кўпчилиги яримдуплексли радиостанциялар бўлиб, улар ёпиқ группалардан ишлаш учун жуда мос келади. Бундай радиостанциялар кўпинча чекланганлик функционал имконияти учун рақамли клавиатурага эга эмас. Ундан фойдаланувчиларга группа ичида абонентлар билан боғланиш ёки диспетчерга чақирув жўнатиш кифоя. Баъзан яримдуплексли радиостанцияларнинг кенг функционал имкониятлари мавжуд бўлиб, рақамли клавиатурага эга, лекин бунда улар сезиларли даражада қиммат туради.

Ҳозирги даврда транкинг тизимида кўпинча сотали терминалларга қараганда юқори функционалликка эга бўлган, УФТТга уланишга имкон берадиган, шунингдек ярим дуплекс тартиби (режими)да гуруҳий ишлашни таъминловчи дуплексли радиостанциялар қўлланилади.

Абонентлик қурилмалар ихчам (портатив) ва автомобилли ижрода чиқарилади. Автомобилга ўрнатилган қурилма узатгичининг чиқиш қуввати одатда юқори бўлади.

Радиоинтерфейснинг тегишли протоколига мослаштирилган радиомодеми, ва маълумотларни узатувчи терминаллар замонавий транкинг тизимидаги абонент жихозларнинг янги синфи ҳисобланади. ДПга уланиш учун мувофиқ стандарт радиостанциялар қўлланилади.

Ҳозирги вақтда транкинг тизимлар кўп зонали каби ишлаб чиқарилиб, уларнинг архитектураси иккита тамойил (принцип)га асосан қурилади:

- Зоналараро тарқатиладиган коммутация билан;

- Марказлаштирилган коммутация билан.

Биринчи тамойил (принцип) (4-расм) ускуналарнинг нархи муҳим омил(фактор) бўлганда қўлланилади. Бунда УФТТ га ҳар бир БС алоҳида уланиш имконига эга бўлади. Бир зонадан бошқа зонага чақириш телефон номерини териш поцедурасини қўллаган ҳолда УФТТ билан интерфейс орқали амалга оширилади. БС лараро уланиш физик ташқи алоқа линиялари ёрдамида каналлар ёки Интернет тармоғини коммутациялаш ёрдамида амалга оширилади. Мазкур коммутациялашни зоналар сони кам бўлган ва трансзонавий чақирувларнинг тезлигига талаб юқори бўлмаган тизимлар учун ишлатиш мумкин.

4-расм. Зоналараро тақсимланган коммутацияли транкинг тизимнинг умумлаштирилган структуравий схемаси

Марказлашган коммутацияли кўп зонали тизим хизмат кўрсатиш сифати юқори бўлган тизимларда қўлланилади. Бундай тизимнинг тузилиши 5- расмда келтирилган.

Бу схемада асосий бўғун-зоналараро чақириқларнинг барча турларига ишлов бериб ва уни марказлаштирилган диспетчерлик пунктига улашни тезлаштириш имконини берадиган марказий коммутатордир. Бундан ташқари абонентнинг қаердалиги тўғрисидаги ахборот бир жойда тўпланган бўлади, УФТТ ва СКПнинг тармоқ билан алоқаси марказий коммутатор орқали амалга оширилади, шунинг учун, биринчидан бутун трафик тўлиқ назоратда бўлади, иккинчидан эса тизим юқори бошқаришга эга бўлади. Лекин бундай коммутаторнинг нархи қимматдир.

Шундай қилиб, уяли алоқа тармоғидан фарқли равишда транкинг тизимининг ўзгача хусусияти бу – инфраструктуранинг чегараланмаганлиги ва БС хизмат кўрсатиш зонасининг кенг қамровлигидир. Буни шундай тушунтириш мумкин-ки, тизимнинг минимал нархида катта майдонларда гуруҳий ишлашга ёрдам беради.

Абонент жиҳозининг кенг тўплами транкинг тизимга корпоратив мижознинг ҳаракатдаги алоқага нисбатан деярли барча эҳтиёжлар спектрини қамраб олиш имконини беради. Турлича функционал вазифаларга эга бўлган қурилмаларга ягона тизимда хизмат кўрсатиш имконияти харажатлар камайишининг яна бир омили ҳисобланади.

5-расм. Марказлаштирилган зоналараро коммутацияли транкинг тизимнинг умумлаштирилган структуравий схемаси

Юқорида таъкидланганидек транкинг тизимлари ўз каналлари асосида мустақил ажратиб чиқарилган алоқалар тармоғи (шахсий виртуал тармоқ деб аталувчи)ни тузиш имкониятини беради. Бу эса бир нечта ташкилотларнинг биргаликдаги ҳаракатлари билан қалоҳида тизимларни ўрнатиш ўрнига ягона тизим яратиш имконини беради. Ўз навбатида радиочастоталар сезиларли даражада тежашга эришилади, шунингдек инфраструктуранинг нархи пасаяди.

№5 маъруза. Каналлар ва тўлқинларнинг тарқалиши.

Ҳар бир радиоалоқа линиясига маълум радио частота полосаси ажратилади. Бу полосанинг ўртача частотаси номинал частота ҳисобланади.

Радиоалоқани халқаро тартибланишига биноан радио частоталар 9та диапазонларга бўлинади ва 4дан 12гача номерланади. N номерли диапазон пастдан 0,3×10^N Гц ва юқоридан 3×10^N Гц частота билан чегараланган. Диапазон номери ошиши билан уни кенглиги (полосаси) кенгайишига эътибор қаратиш лозим, у қуйидагича бўлади: № 4 учун 30 – 3 = 27 кГц; № 12 учун 3000 – 300 = 2700 ГГц.

Янги радиоалоқа линиясини очиш учун, ҳар бир алоҳида ҳолат учун маълум талабларни ҳисобга олган ҳолда ишчи частота танланади.

Хабарни узатиш жойидан қабул қилиш жойига кўчириш учун танланган частота ишлатилади ва у ташувчи частота дейилади.

1-жадвал

Диапазон номери	Частота чегаралари	Диапазонлар номи	Диапзонлар- нинг қисқартма номлари	Русча қисқартма номлар
№ 4	f = 3 – 30 кГц	ўта узун тўлқинлар	ЎУТ	СДВ
№ 5	f = 30 – 300 кГц	узун тўлқинлар	УТ	ДВ
№ 6	f = 300 – 3000 кГц	ўрта тўлқинлар	ЎТ	СВ
№ 7	f = 3 – 30 МГц	қисқа тўлқинлар	ҚТ	КВ
№ 8	f = 30 – 300 МГц	метрли тўлқинлар	МТ	МВ
№ 9	f = 300 – 3000 МГц	дециметрли тўлқинлар	ДТ	ДМВ
№ 10	f = 3 – 30 ГГц	сантиметрли тўлқинлар	СТ	СМВ
№ 11	f = 30 – 300 ГГц	миллиметрли тўлқинлар	ММТ	ММВ
№ 12	f = 300 – 3000 ГГц	децимиллиметрли тўлқинлар	ДММТ	ДММВ

Радиотўлқинлар тарқалишиниг асосий қонунлари

1. Бир жинсли (изотроп) муҳитда тўлқин тўғри чизиқ бўйлаб ва ўзгармас тезлик билан тарқалади: V = const.

2. Ҳар хил диэлектрик дойимийликли муҳитларнинг, биридан иккинчисига радио тўлқин ўтаётганда муҳитлар чегара чизиғида тўлқин аксланиши ва унинг синиши юз беради (1-расм).

1-расм.

3. Ихтиёрий қабул қилиш жойига тўлқинлар икки йўл билан келиши мумкин: ер ёки сирт тўлкини ва фазовий ёки осмон тўлқини (2-расм).

2-расм.

4. Радиотўлқинлар дифракция қонунига бўйсунади, яъни тўлқин узунликлари ўлчамига яқин бўлган тўсиқларни айланиб ўтиши мумкин.

5. Радиотўлқинлар тарқалаётганда рефракция қонунига бўйсунади, яъни тўлқин ҳар хил диэлектрик сингдирувчанликка эга бўлган муҳитлардан ўтишида унинг траекторияси (изи) эгилиши юз беради.

6. Радиотўлқинлар тарқалаётганда, уларда интерференция юз бериши мумкин, яъни ҳар хил фазали тебранишлар бир-бирига қушилади.

7. Радиотўлқинлар ионосфера қатламидан сочилиб қисман қайтади, бунда энергияни маълум қисми нурланиш манбаига қайтади (Кабанов эффекти).

№ 4 ва № 5 диапазондаги радиотўлқинлар тарқалиши

Ўта узун тўлқин ва узун тўлқин (ЎУТ ва УТ) диапазондаги тўлқинлар учун ер сирти ўтказгич ҳисобланади. Ерни яхши айланиб ўтадиган сирт тўлқинининг алоқа ташкил қилиш мумкин бўлган масофа 1500-2000км ни ташкил қилади. №5 диапазонидаги тўлқинлар пастки ионлашган қатламдан яхши аксланади ва фазовий тўлқинни ҳосил қилади. Ионосфера қатламидан аксланган тўлқинлар жуда кўп ютилади, шунинг учун алоқани таъминлашда катта қувватли энергия зарур бўлади. Алоқани узоқлиги фақат радиоузаткич қувватига боғлиқ бўлади. Бу диапазонда алоқа жуда барқарор. Бу тўлқинлар денгиз алоқаси, йўналтириш (навигация), ҳамда радиоэшиттириш учун қўлланилади.

№6 диапазондаги радиотўлқинлар тарқалиши

Ўрта тўлқин (ЎТ) диапазондаги тўлқинлар учун ер сирти ярим ўтказгич ҳисобланади. Тўлқинлар сирт нури, фазовий нур, сирт ва фазовий нурлари биргаликда тарқалиши мумкин. Сирт тўлқинлари фақат кундузи D қатламида кучли ютилишлар бўлганида кузатилади, бунда алоқа узоқлиги 500-1500 км гача бўлади. Фазовий тўлқинлар кечаси ижобий шароитлар натижасида Е қатламидан аксланиши ва унда йўқотишлар кичиклиги ҳисобига ҳосил бўлади. Бу диапазонда қабул қилиш нуқтасидаги майдон фазовий тўлқинлар интеференцияси, ҳамда сирт ва фазовий тўлқинлар интерференцияси натижаси (йиғиндиси) бўлиши мумкин. Чунки, тўлқинлар ҳар хил фазалар билан келиб қўшилади, бунда қабул қилиш нуқтасида сигнал сатҳи тебраниши мумкин, яъни Фединг ёки сигнал сатҳини тартибсизланиши (замирания) юз беради. Сигнал сатҳини тартибсизланишига қарши қабул килгичларда кучайтиришни (сатҳни) автоматик бошқариш қўлланилади, узатиш томонида эса, Антифединг антенналари қўлланилади. Бу диапазонда радио эшиттириш станциялари, радиомаяклар, аниқ вақт хизматида ишлайдилар.

№7 диапазондаги радиотўлқинлар тарқалиши

Қисқа тўлқин (ҚТ) диапазондаги тўлқинлар учун ер сирти диэлектрик ҳисобланади. Тўлқинлар сирт нури, фазовий нур, сирт ва фазовий нур билан биргаликда тарқалиши мумкин. Сирт нури билан алоқа фақат яқин масофаларда амалга оширилиши мумкин.

Узоқ масофага бўлган алоқани фақат фазовий нур билан амалга ошириш мумкин. Бунда Е қатлам ютувчи ҳисобланади. Унинг концентрацияси +Т тўлқинларнинг аксланиши учун етарли эмас. Тўлқинлар кундузи F₁ қатламидан ва кечаси F₂ қатламидан аксланади (қайтади). Демак алоқа узоқлиги битта частотада кундузи ва кечаси ҳар хил бўлади. Доимий корреспондентлар (мухбирлар) билан ишончли алоқа учун бу диапазонда тўлқин жадвали бўйича ишлайдилар:

- кундузги тўлқинлар 14-25 м;

- оралиқ тўлқинлар 25-35 м;

- кечки (тунги) тўлқинлар 35-60 м.

3-расм.

Бу диапазон тўлқинлари учун яна қуйидаги хусусияталар мавжуд: сигнал сатҳининг тартибсизланиши, радио садо (акс садо), тунги вақтда радиостанциялар сони кўпайиши, жимжитлик зоналари, магнит бўронларининг таъсир қилиши.

№8 ва №9 диапазонидаги радиотўлқинлар тарқалиши

Ультра қисқа тўлқин диапазондаги тўлқинлар учун ер сирти диэлектрик ҳисобланади. Сирт тўлқинли алоқани узоқлиги жуда кичик, у Ер сиртини айланиб ўтиши қийин. Бошқа диапазонлардан фарқли УҚТ тўлқинлари ионосферадан аксланмайди ва Ерга қайтиб тушмайди, чунки F₁ ва F₂ қатламлар концентрацияси бу тўлқинларни қайтаришга етарли эмас. ЎҚТда радиоалоқа узоқлиги узаткични маълум бўлган қувватида узатиш ва қабул қилиш антеннасининг таянчини Ерга нисбатан баландлигига боғлиқ ва қуйидагича аниқланади:

бунда h₁ва h₂– антенна таянчининг баландлиги (1.5-расм).

R_т.т.к.- тўғридан-тўғри кўриниш масофаси

4-расм.

УҚТ диапазонидаги радио тўлқинлар тарқалишининг хусусияти

1. Ҳар хил омиллардан радио тўлқинлар тарқалишига боғлиқ (тўғридан-тўғри кўриниш).

2. Кенг полосали модуляция турларини қўллаш мумкин.

3. Кўп каналли радио алоқа ташкил қилиш мумкин.

4. Бошқа диапазонларга нисбатан алоқа маҳфийлиги (йўналтириш диаграммаси тор йўналтирилган антенналар).

5. Атмосфера халақитлар сатҳи катта эмас.

6. Кичик ўлчамли аппаратура, нисбатан арзон.

7. Радиостанциялар орасидаги масофа 100-200 км булганда,

бир неча радиостанциялар бита частотада ишлаши мумкин.

8. Тўғридан-тўғри кўринадиган масофадаги ҳудуд рельефини ҳисобга олиш (текис рельефли ҳудуд, бир тўсиқли ҳудуд, иккита ва бир неча тўсиқли ҳудуд, котлован).

Тропосферадаги рефракция ҳодисаси

УҚТ ҳар хил диэлектрик сингдирувчанликка эга бўлган тропосфера қатламида тарқалишини кўриб чиқамиз.

e қиймати бирдан озгина ошади, тропосферадаги йўқотишлар фақат сантиметрли ва ундан қисқа бўлган диапазонларга сезиларли таъсир кўрсатади.

Бир сантиметрдан катта бўлган тўлқинлар учун тропосферанинг синиш (синдириш) коэффициенти частотага боғлиқ эмас. Ҳавони комплекс диэлектрик сингдирувчанлик кириши ҳисобига, миллиметрли диапазон тўлқинлари учун йўқотишлар кўпаяди.

Амалиётда N = (n – 1) · 10⁶ катталикни кўп қўллашади ва тропосферанинг синдириш индекси дейилади, бунда - тропосферанинг синдириш коэффициенти.

Кўпинча Nнинг қиймати баландликка боғлиқ ҳолда чизиқли ўзгаради, ўрта кенгликларда Nнинг баландликка нисбатининг градиенти ўзгариши dN/dh = -40 1/км ни ташкил қилади.

N нинг градиентини баландлик бўйича боғлиқлиги dn/dh ёрдамида қуйидаги учрайдиган рефракциялар классификациясини келтириш мумкин:

1. Манфий тропосфера рефракцияси dn/dh > 0. Бу ҳолда синдириш кўрсаткичи баландлашган сари катталашади ва тўлқиннинг траекториясини қавариқлиги пастга қараган бўлади (5-расм).

5-расм.

Ернинг эквивалент радиуси аслидан (R₀) кичик бўлиб қолади. Бу қабул қилиш нуқтасида майдон кучланганлигининг камайишига олиб келади.

2. Мусбат тропосфера рефракцияси dn/dh<0. Синдириш коэффициенти баландлашгани сари кичиклашади ва траектория қавариқлиги юқорига қараган бўлади.

Бунда 3 та хусусий ҳол фарқланади:

а) нормал тропосфера рефракцияси

dn/dh=-40×10^-5 1/км ва R_экв=4/3R₀.

Қабул қилиш нуқтаси майдон кучланганлиги рефракция йўқлигидаги ҳолига нисбатан кўпроқ (6-расм).

6-расм.

б) критик тропосфера рефракцияси: dn/dh=-(1/R₀). Ернинг эквивалент радиуси чексизликка интилади, яъни эквивалент Ер сирти ясси (текислик) кўринишида бўлади. Тўлқин Ер сиртига паралел ўзгармас баландликда тарқалади (7-расм).

7-расм.

в) Ўта рефракция (сверхрефракция) dn/dh<1/R₀.

Тропосферада тўлқинни тўла ички аксланиши юз беради ва нур Ер сиртига қайтади. Ернинг эквивалент радиуси манфий бўлади ва шу сабабли эквивалент тўғри чизиқли траекторияга эга бўлган тўлқин Ер сирти билан учрашади. Бу учрашган жойдан тўлқин Ер сиртидан аксланади ва тропосфера ҳамда Ер сиртидан аксланиш кетма-кетлиги билан узоқ масофаларга тарқалиши мумкин (8-расм).

8-расм.

Ўта рефракциянинг пайдо бўлиши учун зарур шароитли метереологик режимга боғлиқ. Баландлашган сари синдириш коэффициентининг кескин пасайиши, кўпинча ҳароратни баландликка боғлиқ ўзгаришларини келтириб чиқаради.

№6 маъруза. Сотали ва кўп фойдаланувчили тизимлар. Сотали алоқа концепцияси.

Частоталарни сотали тақсимлаш асосида қурилган, қисқартирилганда сотали алоқа тизимлари деб номланган умумий фойдаланишга мўлжалланган радиоалоқа тизимларини, сўзсиз, МРТ таркибида энг муваффақиятлиси деб ҳисобласш мумкин. Ҳақиқатан ҳам, бор-йўғи қарийб 30 йил аввал пайдо бўлган алоқанинг бу тури ўзининг «акаларини» қувиб ўтиб, ўзининг учта авлодини алмаштириб жаҳондаги энг оммавий мулоқот воситаси бўлиб қолди. 2010 йилнинг июлига келиб жаҳондаги сотали алоқа абонентларининг сони тахминан 5 миллиард кишига етди, бу Ер юзи аҳолисининг салкам 70 фоизини ташкил этди. Бугунги кунда 4G технологиялари ҳақида сўз борганда, аввало, сотали алоқа тизимларининг эвалюциясини кўзда тутамиз. Шу боис, мазкур қўлланмада асосий эътибор айнан шу мобил радиоалоқа тизимларининг таҳлилига қаратилади, хусусан, навбатдаги параграфларда сотали алоқа тизимларининг ривожланиш эволюцияси, шунингдек, учинчи авлод (3G) тизимлари ҳақида алоҳида маълумот тақдим этилади.

Мобил радиоалоқа тизимларини ташкил этишнинг сотали принципи телефон ихтирочиси - Александр Грэхем Белл (Alexander Graham Bell) ташкил этган Bell Laboratories (АКШ) лабораторияси ходимлари Дуглас Ринг ва Рей Янг томонларидан 1947 йилда илгари сурилган. Бу каби алоқа тармоғи алоҳида базавий станциялар (БС) – соталарни, хизмат кўрсатиш зоналаридан иборат бўлиб, бу зоналарнинг кенглиги эса тармоқ абонентларининг ҳудудий зичлигига боғлиқ бўлар эди. Бир БС фойдаланадиган частота каналлари маълум бир ҳудудий интервал орасида шу тармоққа кирадиган бошқа БСлар томонидан ҳам такрорий фойдаланилиши мумкин бўлиши керак эди. Бунда турли ҳудудчаларда (соталарда) ўша бир частотани ўзаро халақитларсиз такрорий ишлатиш имкони пайдо булар эди. Афсуски, бу ғоя фақат 20 йилдан кейин тан олинди ва умумий фойдаланишдаги сотали алоқа тармоқларини жорий этиш фақатгина ўтган асрнинг 70-йиллари охиридагина бошланди. 1978 йилда Чикаго шаҳрида 2 минг абонентга мўлжалланган биринчи тажриба - сотали алоқа тизимининг синовлари бўлиб ўтди. Ўша йили Бахрейнда Batelco телефон компанияси биринчи симсиз телефон алоқаси тизимини тижорат хизматини бошлади. Шунинг учун 1978 йилни сотали алоқа турини амалий ишлатилишининг бошланиш йили деб ҳисоблаш мумкин. AMPS стандарти асосидаги биринчи тижорат сотали алоқа тизими яна Чикаго шаҳрида 1983 йилнинг октябр ойида ишга туширилди. NMT-450 стандарти асосидаги биринчи тижорат тармоқлари эса Саудия Арабистонида 1981 йилнинг 1 сентябрида ва роппа-роса 1 ойдан кейин Стокгольмда (Швеция) фаолият кўрсата бошлади [14].

1989 йилда ETSI институти доирасида ташкил этилган махсус мобил алоқа гуруҳи (ингл. Group Speciаl for Mobile - GSM) ташаббуси билан сотали алоқанинг GSМ номли рақамли стандарти ишлаб чиқилди ва у дастлаб 900 МГц диапазонида ишлаш учун мўлжалланди. GSM стандартида ишлайдиган биринчи тижорат тармоғи 1992 йилда Германияда ишга туширилди. Бу стандарт ривожланишни ва такомиллашишни давом эттирди ҳамда жаҳон миқёсида ҳам кенг қўлланила бошлади. Натижада GSM қисқартмаси «Global System for Mobile communications - Глобал мобил алоқа тизими» сифатида ёйиладиган бўлди. Ҳозирги кунда GSM стандарти Европада 1800МГц (GSM-1800) ва 450МГц (GSM-400), АҚШда эса 1900МГц (PCS) қўшимча частота диапазонларида ишлашга мослашган.

АҚШда рақамли технологиялар ривожланишининг бошланишига «IS-54[4]» стандарти (тижорат номланиши D-AMPS) асос қўйди. У АҚШда ишлаётган аналог AMPS тизимларининг сиғимини ошириш мақсадида ишлаб чиқилди ва TIA ассоциацияси томонидан 1989 йилда тасдиқланди. D-AMPS стандартида бир частота каналида (каналнинг кенглиги 30кГц) 3та нутқ каналини ишлатиш имкониятини берадиган янги техник ечимлар киритилди. Бу стандарт асосидаги биринчи тармоқлар 1992 йилда ишга туширилди. АҚШда D-AMPS стандарти (AMPS билан бирга) узоқ вақт асосий тизим бўлиб турди. 2000 йилда мамлакатда бу стандартлар абонентлари сони 50 млн. атрофида бўлган. Шу ерда айтиб ўтиш лозимки, D-AMPS стандартининг тарқалиши фақат Шимолий Америка билан чекланиб қолмай, дунёнинг бошка ҳудудларида ҳам, хусусан, Жанубий Америка, Жануби-Шарқий Осиё, Яқин Шарқ мамалакатларига ҳам тарқалди. Чунончи, AMPS/D-AMPS стандартлари МДҲ давлатларида ҳам, хусусан, бизнинг мамлакатимизда ҳам кенг оммалашган эди.

Сотали алоқанинг рақамли технологияларини ривожлантиришда Япония ҳам Европа ва АҚШдан колишмади ва ўзининг PDC (ингл. Personal Digital Cellular - Персонал рақамли сотали алока тизими) деб номланган рақамли стандартини ишлаб чиқди. Ушбу япон стандарти 1994 йилда тасдиқланди. PDC стандарти асосидаги тармоқлар асосан мамлакат миқёсида фойдаланиш учун ишлатилди ва жаҳон бозорига сезиларли таъсир кўрсатмади. Ўша йилларда Японияда PDC тармоғи мамлакат аҳолисининг деярли 99 фоизи яшайдиган ҳудудини қамраб олган эди.

Ахборотларни рақам асосида узатиш ва қайта ишлаш режимига ўтиш туфайли стандартларнинг сонини сезиларли камайтиришга эришилди. Шундай қилиб, 1995 йилга келиб жаҳонда асосан уч рақамли стандарт: GSM, D-AMPS (IS-54, кейинчалик IS-136 - TDMA) ва PDC тармоқлари ишлар эди.

Мобил алоқа тизимларининг ривожланишида 1989 йил ўта мазмунли бўлди, чунки бу йили Qualcomm (АКШ) компанияси каналларни кодли ажратиш (CDMA) технологияси асосида янги рақамли тизимни яратди. CDMA технологияси асосида биринчи тижорат сотали алоқа тармоғини ишлатиш 1995 йилнинг сентябрида Гонконгда бошланди. Бундан бироз аввалроқ, XТИ томонидан IS-95 (тижорат номи cdmaOne) стандарти тасдиқланди ва бу стандарт М.1073 МСЭ-R спецификациялар таркибига кирди. cdmaOne тизими Уолш функцияси, яъни 64та кодли псевдо тасодифий кетма-кетликлар ёрдамида спектрни тўғридан-тўғри кенгайтирилиши (ингл. Direct Spread CDMA - DS-CDMA) усули асосида қурилган эди. Бу тизимда 9,6кбит/сек. тезликка эга бўлган, шакллантирилган сигнал бутун полоса бўйлаб кенгайтирилиб, 1,2288Мчип/сек. чип тезлигида[5] узатилар эди. cdmaOne стандарти асосида қурилган, турғун ва ҳаракатдаги алоқа хизматларини кўрсатадиган сотали тармоқлар сони кескин орта бошлади ва 2000 йилга келиб дунёдаги сотали алоқа абонентлари умумий сонининг қарийб 15 фоизини ташкил қилди [16]. cdmaOne тизими асосан нутқни узатиш сифати ошириш ва катта сиғимли тармоқларни қуриш талаб этилган ҳолларда қўлланилди.

1990 йилдан бошлаб ХТИ ҳамда ETSI (Европа), ARIB (Япония), ANSI (АҚШ) минтақавий стандартлаштириш ташкилотлари томонидан бутун дунёда 3 авлодга (3G) мансуб сотали алоқа стандартини яратиш учун ягона (умумий) талабларни ишлаб чиқиш бўйича ишлар бошланди. Бу талаблар 3G тизимларининг минимал мезонлари тўплами сифатида киритилди ва кўп ваъдалар берувчи «IMT-2000 Дастури» (ингл. International Mobile Telecommunications –«Халқаро мобил алоқа») номини олди. Аммо учинчи авлод даражасида ягона алоқа стандартини яратиш мақсадига амалда эришиб бўлмади ва натижада “Учинчи авлод мобил алоқа тармоқларини ривожлантириш бўйича ҳамкорлик дастури” (3GPP) томонидан GSM тармоқларини 3G томонга эволюцион йўл билан ривожлантириш мақсадида UMTS стандарти ишлаб чиқилди. Параллел равишда бошқа - 3GPP-2 ҳамкорлик дастури томонидан cdmaOne стандартини 3 авлод сари ривожлантириш мақсадида CDMA-2000 стандарти яратилди ва бу стандарт, асосан, Америка бозори учун мўлжалланди. UMTS ва CDMAлардан ташқари 3G технологияларига FOMA (Япония) ва TD-SCDMA (Хитой) тизимлари, шунингдек, UMTS стандартининг вақтли дуплекс (TDD) асосидаги TD- CDMA версияси ҳам киритилди.

XXI аср бошларига келиб эса телекоммуникация саноатида янги –тўртинчи авлод технологияларини яратиш зарурати таъкидланди ва яна мобил алоқанинг ягона глобал стандартини яратиш ғояси илгари сурилди. Натижада, мутахассисларнинг фикрича, шу ғояни амалга ошириш учун етарлича салоҳиятга эга бўлган мобил алоқанинг LTE технологияси пайдо бўлди.

Шуни қўшимча қилиш лозимки, мобил тизимларининг ривожланиши макросотали тармоқлардан микросотали ва пикосота/фемтосотали тармоқлар тузилмаларига ўтиш йўлидан ҳам бормоқда. Бундай тармоқлардан фойдаланиш зич қурилишли ва ёпиқ зонали (офислар, ер ости автомобил турар жойларида ва бошқаларда) шаҳар туманларида абонентларга хизмат кўрсатишга имкон беради. Микросотали тизимларни қуриш принциплари макросотали тизимларникидан фарқланади: уларда частотавий режалаштириш мавжуд эмас, “хэндовер” таъминланмайди ва сигнал сатҳини ўлчаш амалга оширилмайди.

№7,8 маъруза. Кўп томонлама кира (фойдалана) олиш технологиялари (FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA, SDMA ва бошқалар).

Кўп сонли уланиш – бу базавий станциянинг (ретрансляторнинг) бир вақтнинг ўзида бир нечта абонент ускуналарининг (мобил станцияларнинг) сигналларини қабул қилиш ва узатиш қобилиятини ифодалайди. Кўп сонли уланиш (ёки каналларни ажратиш) технологиялари мобил алоқа технологиялари билан бирга чамбарчас ривожланиб келмоқда. Агар 1G ва 2G авлодларда, тақдим этилган классификацияга кўра, ҲРТ тизимлари асосан икки технология, яъни каналларни частота (FDMA) ва вақт асосида (TDMA) ажратиш асосида кўп сонли уланиш усуллари билан қурилган бўлса, 3G авлод тизимлари каналларни кодли ажратиш (CDMA) технологияси асосида қурилган. Тўртинчи авлод янги мобил технологиялари эса каналларни ортогонал частотавий ажратишли кўп сонли уланиш (OFDMA) усули асосида қурилмоқда.

1. FDMA усули (ингл. Frequency Division Multiple Access) аналог ҲРТ тизимларида анъанавий равишда, шунингдек, баъзи рақамли тизимларда, одатда, бошқа усуллар билан биргаликда ишлатилади. Частотали ажратиш усулида ҳар бир абонентга унинг тўлиқ сўзлашуви мобайнида мавжуд частоталар диапазонидан алоҳида бир канал (спектрнинг қисқа бўлаги) ажратиб берилади (1-расм).

1-расм. Каналларни частота бўйича ажратиш асосида кўп сонли уланиш усули

Персонал алоқа тизимларида частота канали кенглиги, одатда, 25-30кГц ни ташкил этади. Абонентларни ажратиш учун вақт фактори эмас, балки частота фактори ишлатилади. Бундай ёндашув қатор афзалликларга эга бўлиб, барча ахборотлар реал вақтларда узатилади, частоталарни ажратиш алоқани ташкил қилиш жиҳатидан ҳам қулайдир. FDMAнинг асосий камчилиги (кичик фаолликли) кўп сонли абонентларга хизмат кўрсатишда паст ўтказувчанлик қобилияти ҳисобланади.

2. TDMA (ингл. Time Division Multiple Access) усулидан кўплаб рақамли ҲРТ тизимларида фойдаланилади: GSM, D-AMPS, TDMA (IS-136), PDC, DECT, TETRA ва бошқалар. Частота асосида ажратувчи тизимлардан фарқли ўлароқ, бу усулда абонентлар кенг частота полосаларида ишлайдилар ва уларнинг ҳар бирига бу полосалар ичида вақт интерваллари (мантиқий каналлар) ажратилади ва маълум бир вақт мобайнида (ингл. Time slot) ахборот узатишга рухсат этилади (2-расм).

2- расм. Каналларни вақт бўйича ажратиш асосида кўп сонли уланиш усули

Масалан, GSM стандартида 200кГц кенгликдаги полоса 8та вақт интервалига (мантиқий каналларга) бўлинади, D-AMPSстандартида эса 30кГц ли полоса 3 мантиқий каналга бўлинади. Абонентга нисбатан трафик пульсацияланувчи характерга эга бўлади, яъни абонентлар сони кўпайган сари, уларнинг ахборот узатиш имкониятлари ҳам камаяверади. Алоқа каналининг ўтказувчанлик қобилиятини ошириш учун TDMA усули кўпинча FDMA усули билан биргаликда ишлатилади. Умуман олганда, TDMA усули FDMA усулига нисбатан тизимнинг канал сиғимини 3 мартагача (ярим тезликли кодлаш ишлатилса 6 мартагача) оширар экан.

3. CDMA (ингл. Code Division Multiple) технологияси иккинчи авлодга мансуб CDMAone (IS-95) стандартида ва деярли барча учинчи авлод стандартларида (10дан 8сида) ишлатилади. Эфирни бундай ажратиш усулида трафик каналлари уларга рақамли код бериш асосида яратилади ва улар бутун полоса кенглигида ёйилади, яъни частота ва вақт бўйича ажратилмайди, абонентлар бутун канал кенглигида ишлайдилар (3-расм).

3-расм. Каналларни код бўйича ажратиш асосида кўп сонли уланиш усули

Алоҳида каналнинг частота полосаси жуда кенг бўлиб, абонентларнинг узатмалари устма-уст тушади, лекин улар код бўйича фарқ қилганлиги сабабли, уларни бир-биридан ажратиш мумкин бўлади. CDMA усулининг асосий принципи физик каналларни кодли ажратиш билан биргаликда псевдо-тасодифий кетма-кетликларни (ПТК) модуляциялаш ҳисобига спектрни кенгайтириш ҳисобланади. Усулнинг афзалликларига юқори ҳалақитбардошликни, сигналнинг кўп нурли тарқалиш шароитларига яхши мослашувчанлигини, тизимнинг юқори сиғимлилигини ва ахборотларнинг яхши ҳимояланганлигини киритиш мумкин.

Техник нуқтаи назардан CDMA асосидаги тизим бошқа FDMA ва TDMA асосидаги тизимлардан фарқланадиган қатор ўзига хос ҳусусиятлари билан тавсифланади. Аввало, қабул қилинадиган сигналлар сатҳларини юқори аниқликда тенглаштириш (текислаш) зарур, шунингдек, тизимли вақт шкаласининг абсолют қийматигача аниқликда мобил станцияларнинг синхронлигини таъминлаш керак. Тизимнинг сиғими бўйича CDMA усули TDMA усулидан 3 марта самаралироқдир (лекин, TDMA да спектрал самарадорликни оширишнинг такомиллаштирилган усуллари қўлланилиши натижасида ушбу кўрсаткич бўйича CDMA усули билан тенглашиб олди).

4. OFDMA усули (ингл. Orthogonal Frequency Division Multiple Access) кўп сонли яқин жойлашган ортогонал қуйи-элтувчи часоталардан фойдаланган ҳолда кўпсонли уланишнинг рақамли схемаси ҳисобланади. Бунда бир мантиқий канал, одатда, бутун рухсат этилган частоталар диапазони бўйлаб тақсимланган қуйи-элтувчиларнинг маълум бир тўплами орқали ташкил этилади. Ҳар бир қуйи-элтувчи паст символли тезликда ишлайдиган оддий модуляция схемалари (масалан, квадратура-амплитудавий модуляция, QAM) асосида модулланади. Бунда ҳудди шундай ўтказиш полосасида бир элтувчи асосида ишлайдиган оддий модуляция схемаларидаги каби маълумот узатиш умумий тезлиги сақлаб қолинади. OFDMA-символи ўз ичига маълумот узатиш зонасини ва бу зонадан олдин турадиган символлараро интерференцияни олдини олувчи ҳимоя интервалини (яъни, символнинг бошланғич фрагментини такрорланиши) киритади (4-расм).

Бир элтувчили схемаларга нисбатан OFDMAнинг асосий афзаллиги унинг каналдаги мураккаб вазиятларга бардош бериш қобилияти ҳисобланади (масалан, мураккаб фильтр-эквалайзерлардан фойдаланмаган ҳолда тор полосали ҳалақитлар ва тўлқин тарқалишининг кўпнурлилигидан келиб чиқадиган частота-танловчанлик сўнишларга қарши курашиш кабилар). OFDM-сигнал битта тез модулланадиган кенг полосали сигнал сифатида эмас, балки кўплаб секин модулланадиган тор полосали сигналлар сифатида кўрилиши лозим. Символларнинг паст тезлиги улар орасида ҳимоя интервалидан фойдаланишга имкон беради, ва шу туфайли вақт бўйича сочилишларни тўғрилашга ва символлараро бузилишларни тузатишга хизмат қилади. Спектрал самарадорлик нуқтаи назаридан OFDMA усулини CDMA усулига нисбатан тахминан 10 карра юқорироқ деб хисоблаш мумкин.

4-расм. Каналларни ортогонал частотали ажратиш асосида кўп сонли уланиш усули

Дуплекслаш тушунчаси битта линия бўйича икки йўналишда ахборот алмашиш имкониятини англатади. Дуплексли узатишнинг частота (ингл. Frequency Division Duplex-FDD) ва вақт (ингл. Time Division Duplex-TDD) бўйича асосий ажратиш турлари мавжуд. Частота бўйича ажратилган дуплексда (FDD) “пастга” ва “юқорига” линиялари бўйича алоқа турли (одатда, симметрик) частотавий каналларда амалга оширилади. Вақт бўйича ажратилган дуплексда эса (TDD) абонентлар орасидаги икки томонлама алоқа узатиш ва қабул қилиш каналларини вақт асосида зичлаштириш ҳисобига битта элтувчи воситасида таъминланади. FDD режими катта соталарда (макросоталар) ҳамда абонент ускуналари (АУ) юқори тезликда ҳаракатланган ҳолларда самаралироқ бўлади. Ўз ўрнида TDD режими пико- ва микросоталарда, яъни АУни ҳаракатланиш тезлиги унча катта бўлмаган ҳолларда ишлатиш учун мўлжалланган. FDDдан фарқли равишда TDD режимида жуфт частоталар полосаси талаб қилинмайди, бу сотани қидириш жараёнини соддалаштиради ва соталар орасида каналларни самарали тақсимлаш имкониятини беради. TDD режимда тўғри ва акс каналларда трафик ҳам симметрик, ҳам асимметрик ҳолда бўлиши мумкин. TDDнинг яна бир афзаллиги – бу абонент терминалларини ясашни соддалаштиришдадир, чунки бунда дуплексер керак бўлмайди.

Ўз навбатида, FDD режими, TDD режимидан фарқли ўлароқ, узатиш ва қабул қилиш орасида ҳимоя интервали бўлишини; узатиш ва қабул қилиш учун алоқа сеансларининг узвийлигини (ингл. discontinuous transmission); ва, шунингдек, слотлараро[1] интерференцияни олдини олиш учун тармоқдаги БС ларни синхронлашни талаб қилмайди.

Шундай қилиб, иккала режим ҳам тармоқларнинг турлича ишлаш шароитларида муайян тарзда намоён бўладиган маълум бир афзалликларга эгадир. Шу боис кўпчилик анъанавий ҲРТ тармоқларида аввалига FDD режимидан фойдаланилади, кейин эса абонент сони ошгани сари ва частота ресурслари танқислашиши сабабли TDD режимига қизиқиш пайдо бўлади.

Ҳаракатдаги радиоалоқа тизимларининг аксарияти частотали дуплексдан фойдаланади. TDD режими DЕСТ ва Iridium тизимларида асосий режим сифатида, UMTS, CDMA-2000, Wi-Fi, WiMAX ва LTE тизимларида эса FDD билан бир қаторда ишлатилади. Алоқани ташкил этишда мослашувликни ва тармоқларнинг юқори спектрал ва ўтказувчанлик самарадорлилигини таъминлаш учун FDD ва TDD усулларидан комбинацион (яъни, аралаш) тарзда фойдаланиш мақсадга мувофиқ бўлади. Албатта, бунда икки режимли (FDD/TDD) абонент терминалларидан фойдаланиш керак бўлади, лекин бир хил микросхемалардан фойдаланиш натижасида бундай терминаллар бир режимли терминалларга қараганда унчалик мураккаб бўлмайди.

Сотали ва йўлдошли алоқа тизимларида абонент ускунаси (ёки мобил станция) бир сотадан бошқа сотага ёки бир сунъий йўлдошдан бошқа сунъий йўлдошга ўтганида чақирувни бошқа каналга автоматик тарзда қайта улаш усули муҳим роль ўйнайди. Бундай усул “хэндовер” (ингл. handover) деб аталади. Одатда қўшни сотали базавий станцияга ёки сунъий йўлдошнинг борт антеннасининг бошқа нурига уланишда элтувчи частота алмашади, бу ҳолат алоқа сифатининг пасайишига олиб келиши мумкин.

Хэндовернинг икки асосий тури мавжуд: “дағал” ва “юмшоқ” хэндовер. Дағал хэндоверда АУ сотадан сотага ўтган пайтда алоқанинг қисқа вақтли узилиши содир бўлади. Хэндовернинг бундай усулидан кўпинча иккинчи авлод сотали тизимларида ва ҳамда аралаш тармоқларда АУ эски тармоқ ҳудудига ўтганида фойдаланилган. Бунда алоқанинг узилиши ва қайта тикланиши телефон трубкасида абонент томонидан “шиқ” этилгандек қабул қилинар эди.

“Юмшоқ хэндовер” эса алоқа сифатини пастга туширмасдан амалга оширилади. У сота ичида базавий станция антеннасининг турли секторлари орасида (бир элтувчи частотада ёрдамида) амалга оширилади. “Юмшоқ хэндоверда” янги канал эскиси узилишидан олдинроқ уланади. Агар “юмшоқ хэндовер” ташкил этилганида узилиш бўлса, у ҳолда “дағал хэндовернинг” оддий алгоритми ишлатилади.

Микросотали тизимларни қуриш принциплари макросотали тизимлардан шу билан фарқ қиладики, уларда “хэндовер” бўйича қайта уланишлар тез-тезлиги анча юқорироқдир. Демак, каналларни тезкор қайта улаш алгоритмларини ишлатиш зарур. Бу масалада DECT симсиз телефония тизими анча самарали ташкил этилган бўлиб, унда абонентнинг мажбурий қайта улаш усулига асосланган ҳолда тақсимланган бошқариш алгоритмлари ишлатилади.

№9 маъруза. 3G алоқа тизимлари ва иловалари (хизматлари).

3G атамаси билан (ингл. third generation – «учинчи авлод») маълумот узатиш ва Интернет тармоқларига юқори тезликда мобил уланиш билан бирга, маълумот узатиш каналини яратувчи радиотехнология ёрдамида фойдаланувчиларга бир қатор хизматлар тўпламини тақдим этувчи сотали алоқа тизимлари номланади.

3G тизимлари мобил алоқанинг турли хизматлари, глобал роуминг ҳамда мультимедиянинг кенг имкониятларини, жумладан: видеотелефония ва видеоконференция хизматлари; Интернет ва интранетга (яъни, ички тармоқларга) юқори тезликда уланиш; турли хилдаги бизнес, кўнгилочар ва илмий хизматларга алоқадор маълумотларни узатиш кабиларни тақдим этади. Ушбу тизимлар абонентларнинг ҳаракатланиш тезлиги чекланмаган ҳолатида - 64кбит/сек., ҳаракатланиш тезлиги чекланган ҳолатда (пиёда юргандаги тезлик) - 384кбит/сек., абонент ҳаракатланмаган ҳолатида эса 2Мбит/сек.гача бўлган тезликларда маълумот узатиш иимконини беради. 3G тизимларининг иккинчи авлод (2G) тармоқларидан асосий фарқи хам катта ҳажмдаги маълумотларни юқори тезликда узатиш имкониятидадир. Бу эса ўз навбатида мобил алоқани сифат жиҳатдан янги даражага кўтаради: бир томондан абонент Интернетга тўлақонли уланиш, видеоалоқа хизматлари, юқори тезликда маълумот узатиш имкониятларига эга бўлса, иккинчи томондан - операторлар анъанавий алоқа хизматларидан даромад олиш билан бирга, турли хилдаги қўшимча хизматларини кўрсатиш ҳисобига янги даромад манбаларига эга бўладилар. 3G тизимлари - видеотелефон алоқасини ташкил этиш, мобил телефон ёрдамида фильмлар ҳамда турли теледастурларни томоша қилиш имконинихам беради.

3G тизимларининг имкониятлари яккахон мижозлар учун ҳам, жамоа бўлиб фойдаланувчи (корпоратив) мижозлар учун ҳам мобил алоқадан фойдаланишнинг янги қирраларини очади. Юқорида таъкидлаб ўтилган Интернетга уланиш ҳамда видеоалоқа хизматларидан ташқари, 3G абонентлари корпоратив тармоқларга масофадан туриб уланишлари хам мумкин. Ва бу билан мобил алоқанинг учинчи авлоди офисда ишлашнинг анъанавий тарзини тубдан ўзгартиради.

Учинчи авлод мобил алоқа тизимлари қуйидаги принциплар асосида қурилади:

· “умумқамров” алоқа, яъни «ҳамма жойда ва ҳар доим» мавжуд алоқа - бу принцип Ернинг исталган жойида умумий фойдаланиш тармоқларига уланиш имконияти мавжудлигини кўзда тутади. 3G тизимларини яратишда UPT (ингл. Universal Personal Telecommunications – “Универсал шахсий алоқа”) технологияси муҳим ўринни эгаллайди. Унга мувофиқ, ер юзида яшовчи ҳар бир шахс учун офис, шаҳар, минтақа ва глобал масштабдаги алоқа тармоқларига исталган жойда ва исталган вақтда улана олиши учун шахсий идентификация рақами ажратилади (1-расм);

· ягона ахборот майдони, яъни бутун дунё ахборот майдони ресурсларига мобил тарзда уланишнинг унификацияланган (яқинлаштирилган) услубларини ишлаб чиқишни кўзда тутади. Бу радиоуланиш ва Интернет тармоқларининг интеграциялаш (бирлаштириш) йўли билан амалга оширилади;

· ягона частота майдони, IMT-2000га мувофиқ 3G тизимларини ривожлантириш учун бутун дунё негизида 2ГГц диапазонида 230МГц кенгликдаги частоталар полосасини ажратилиш кўзда тутилади;

1-расм. IMT-2000 доирасида ер усти ва йўлдошли алоқа тармоқларининг бирлашиши

· мобил терминалларнинг оммабоплиги, 3G тармоқлардаги мобил терминаллар кўп функцияли, кўп режимли, фойдаланувчилар талабларига мос ва шу билан бирга ихчам ва арзон нархда бўлиши назарда тутилади;

· мобил ва турғун алоқа тизимларининг бирлаштирилиши - FMC (ингл. Fixed Mobile Convergence) – турғун ва мобил алоқа хизматларининг интеграциялаш ва конвергенциялаш (бир бирига сингиши) ҳамда «бир киши - бир телефон» принципини амалга ошириш кўзда тутилади;

· «рақамли тенгсизлик» (ингл. Digital Divide) муаммосини ечиш, яъни дунёнинг турли давлатлари ва минтақаларида алоқа ва ахборот технологиялари ривожланишида фарқни (номутаносибликни) қисқартириш. Шунга кўра, 3G тизимлари бу фарқни тузатиш мақсадида кўприк (ингл. Bridge the Telecommunications Gap) вазифасини ўташи лозим.

3G тизимларини ишлатиш учун мобил алоқа глобал унификацияланган стандартлари бўйича қуйидаги тавсиялар ишлаб чиқилган эди:

· овоз узатиш сифатини симли алоқа тармоқларидаги овоз узатиш сифати даражасига етказиш;

· ахборот хавфсизлигини таъминлашда симли тармоқлардаги хавфсизлик даражасига етказиш;

· миллий ва халқаро роумингни таъминлаш;

· бир неча маҳаллий ва халқаро операторлар тармоқларига улана олишни таъминлаш;

· частоталар спектридан самарали фойдаланиш;

· кўп сатҳли сотали тузилмалар (структуралар) ни қўллаб қувватлаш;

· пакетли ва каналли коммутация услубларини таъминлаш;

· йўлдошли алоқа тизимлари билан ўзаро ишлаш имкониятини таъминлаш;

· маълумот узатиш тезлигини босқичма-босқич 2Мбит/сек.гача етказиш.

UMTS стандарти (ингл. Universal Mobile Telecommunications System – “Мобил алоқа универсал тизими”) - учинчи авлод мобил алоқа тизимлари туркумига кирувчи сотали алоқа технологиясидир. Ушбу стандартда радиоэфир орқали маълумот узатиш услуби сифатида W-CDMA технологиясидан фойдаланилган. UMTS тизими 3GPP лойихасига мувофиқ стандартлаштирилган ва Европа ишлаб чиқувчилари томонидан ХТИнинг IMT-2000 Дастури бўйича талабларига жавоб беради. Рақобатдаги тизимлардан ажралиб туриши учун UMTS стандарти гохида 3GSM деб хам юритилади. Шу билан, бир томондан, уни 3G-учинчи авлод технологияларига тегишлилиги таъкидланса, иккинчи томондан, уни GSM тармоқларининг “кейинги авлодилиги” назарда тутилади.

Каналларни код асосида бўлиш (CDMA) технологиясининг кириб келиши мобил алоқа тизимларининг ривожланишига катта туртки бўлди ва 3G тармоқларида 2G тармоқларида эришилмаган имкониятларга эришишга замин яратди. Бунга ёрқин мисол - бу радиосигналининг қувватига нисбатан қабул қилгичнинг юқори сезгирлиги асосида сигнални нурланиш қувватини тезкор тарзда бошқариш имконияти пайдо бўлганидир. Шунингдек, UMTS технологиясининг ўзига хос ҳусусиятларига қуйидагиларнихам киритиш мумкин:

· RRС – тармоқ радиоресурсларини янада ихчамроқ бошқариш;

· хизматлар сифати (ингл. Quality of Service - QoS) ни «бошидан-охиригача» (яъни, “сўнги фойдаланувчидан – сўнги фойдаланувчигача” занжирида) бошқаришни қўлланилиши;

· янги - “транспорт” каналларини киритиш хисобига сигнал узатувчи физик муҳитдан фойдаланишнинг самарадорлигини ошириш;

· MGW ва SoftSwitch медиашлюзларини тадбиқ этиш йўли билан таянч тармоғи (ингл. Core Network) трафигини оптималлаштириш;

· тармоқда IP- протоколидан фойдаланишни максимал кенгайтириш;

· адаптив (мослашувчан) овоз кодекларининг хилма-хиллиги (AMR-NB, AMR-WB, AMR-WB+);

· турғун алоқа тармоқлари билан конвергенциялаш (SS7 сигнализацияси асосида);

· “IP асосидаги овоз” (ингл. VoIP) хизматидан фойдаланиш имкониятлари;

· интеллектуал антенна тизимлари (йўналтириш диаграммасини адаптив холда бошқарувчи «смарт–антенналар») дан фойдаланиш имкониятлари.

Бироқ, UMTS стандартининг (ва барча 3G стандартларининг) 2G стандартларига нисбатан асосий ажратиб турувчи ҳусусияти - бу маълумот узатиш тезлигини мумкин қадар оширилиши бўлса ажаб эмас. UMTS тизимининг асл даражасида маълумот узатиш тезлигини назарий 2Мбит/сек.гача етказиш имкони мавжуд. HSPA ва HSPA+ каби UMTS базасида қурилган янги технологияларнинг ишлатилиши натижасида, юқорида баён этилганидек, мувофиқ равишда 14Мбит/сек. ва 100Мбит/сек.гача тезликларни таъминлаш мумкин. Шу билан, UMTSнинг ҳатто асл вариантидаги тезлик кўрсаткичларихам GSMдаги 9,6кбит/сек., ёки хатто GPRSдаги 171кбит/сек. ва EDGEдаги 474кбит/сек. тезлик кўрсаткичларига нисбатан сўзсиз прогресс (ўсиш) хисобланади ва Интернет тармоқларига ва бошқа «тезкор» сервисларга мобил терминаллар орқали кенг полосали уланиш имкониятларини беради.

UMTS стандарти радиоинтерфейси технологияси[6]

UMTS тизими GSM тармоғининг «ядроси» (таянч тармоғи) га W-CDMA, TD-CDMA[7] ёки TD-SСDMA[8] радиоинтерфейс технологияларидан бирини тадбиқ этиш асосида қурилиши мумкин. Лекин, сўнги вақтда UMTS (ёки ўхшаш - FOMA) тармоқларини ишлатаётган кўплаб операторлар радиоинтерфейс технологияси сифатида айнан W-CDMA вариантини танлашмоқда.

W-CDMA (ингл. Wideband Code Division Multiple Access – “каналларни кодли бўлиш асосида кўп сонли кенг полосали уланиш”) - 3G хизматларини қўллаб-қувватлаш мақсадида кенг полосали радиоуланишни таъминлаш учун кўплаб сотали алоқа операторлари томонидан танлаган радиоинтерфейс технологиясидир. W-CDMA технологияси фойдаланувчиларга юқори тезликдаги мультимедиа хизматларини тақдим этиш учун оптималлаштирилган ва 2Мбит/сек.гача тезликда маълумот узатишни таъминлай олади. Маълумки, бундай тезликлар кенг частоталар полосасини талаб қилади, шунинг учун W-CDMAда полоса кенглиги 5МГцни ташкил этади. W-CDMA технологиясини мавжуд GSM ва PDC - иккинчи авлод тармоқларига қўшимча ўзгартиришлар киритиш йўли билан қуриш мумкинлиги уни тармоқ ресурсларидан фойдаланиш ва глобал мослаштириш нуқтаи назардан истиқболли эканлигидан дарак беради. W-CDMA дастлаб GSM тармоқларини алмаштирилиб, аста - секин 3G тармоқларига ўтиш технологияси деб қабул қилинган. Шунинг учун унинг тармоқ инфратузилмаси MAP/GSM[9] архитектураси билан мос келади, ва европадаги W-CDMA тармоқлари учун яратилган абонент терминаллар GSM тармоқларидаҳам ишлай олади. Бу эса операторларга, аввалига, аҳолиси зич жойларда W-CDMA «оролчаларини» яратиш (2G/2,5G тармоқлари билан ўзаро хизматда), кейин эса, босқичма-босқич уларни йирик тармоқларга айлантириш имкониятини беради. Бундан ташқари, W-CDMA технологияси пакетли коммутация протоколларини (IP, X.25) қўллаб-қувватлашга мўлжаллангани туфайли, бу уни умумий фойдаланишдаги бошқа тармоқлар билан ўзаро ишлашини соддалаштиради.

W-CDMA технологияси хар бир каналда 5МГцлик полосада спектрни тўғри кетма-кетликда кенгайтириш - DSSS (ингл. Direct-Sequence Spread Spectrum) услубига асосланган. Дастлаб белгиланган чиплар оқимининг тезлиги (4,096 Мчип/сек.) кейинчалик бошқа технологиялар билан мослашиш мақсадида бир оз камайтирилди (3,84Мчип/сек.гача). W-CDMA технологияси чекланган харакатдаги абонентлар учун талаб қилинган 2Мбит/сек.гача ва юқори харакатдаги абонентлар учун 384Мбит/сек.гача маълумот узатиш тезликларини қўллаб-қувватлаши мумкин.

Ишлаб чиқувчилар томонидан W-CDMA технологиясининг икки варианти таклиф этилган: частота ва вақт бўйича дуплекслаш асосидаги жуфтлик (ингл. муносиб равишда FDD W-CDMA ва TDD W-CDMA). Улар учун 2110-2170МГц ва 1920-1980МГц полосаларида пойлик частоталар хамда 1900-1920МГц ва 2020-2025МГц полосаларида 25МГцгача пойсиз частоталар ажратиш таклиф этилган. FDD W-CDMA технологиясини ташкил этиш принциплари кўп жиҳатдан cdmaOne технологиясиникига ўхшасада, лекин, табиийки, W-CDMA технологияси анча мураккаброқ. Принципиал фарқларидан бири - FDD W-CDMA асосидаги тармоқлар ҳам синхрон, ҳам асинхрон режимларда ишлаши мумкинлиги ҳисобланади. Жуфт каналларга 5МГц частотани ажратиш имконияти бўлмаган ҳоллар учун TDD W-CDMA версияси қўл келиши мумкин. Вақтли дуплекслаш принципи оддий бўлиб, бутун вақт диапазони тенг канал интерваллари (оралиқлари) кетма-кетликларига бўлинади. Ҳар бир канал интервали давомида ҳар бир мантиқий каналда (кодли тақсимлаш асосида) фақат бир йўналишда, ё «пастга» йўналишда, ёки “юқорига” йўналишда узатиш амалга оширилади. Шу асно, маълум вақт оралиқларида барча каналлар ёки чиқувчи, ёки кирувчи бўлади. Кирувчи/чиқувчи каналларнинг оралиқ интерваллари орасидаги муносабат ва кетма-кетлик икки томонга узатилаётган трафикнинг интенсивлигига (фаоллигига) боғлиқ равишда мослашувчан тарзда ўзгариши мумкин. Бу эса ассимметрик маълумот узатувчи кўплаб иловалар (масалан, Интернетга уланиш) учун ўта муҳим.

FDDдан фарқли равишда TDD режими W-CDMA тармоғидан синхронликни талаб қилади, қолган ҳолларда эса уларнинг параметрлари деярли бир бирига мос тушади.

UMTS тизим архитектураси уни GSM тармоқлари билан (биринчи навбатда GSM/GPRS жуфтлиги билан) ўзаро ишлашини таъминлаш мақсадида яратилган ва шунинг учун UMTS тизим архитектурасини ўрганишдан аввал, GSM тизими архитектурасини ҳамда унда GPRS қўлланилган вариантини ёдга олиш фойдадан холи эмас, деб хисобладик.

Маълумки, GSM тармоқлари уч асосий тузилма элементини ўз ичига олади (2-расмга қаранг):

· MS (ингл. Mobile Station) – мобил станция;

· BSS (ингл. Base Station Subsystem) – базавий станциялар нимтизими;

· NSS (ингл. Network and Switching Subsystem) – тармоқ ва коммутация нимтизими.

2-расм. GSM тармоғининг тузилиш схемаси

BSS нимтизими MS учун радиоуланишни бошқариш вазифасини бажаради, хусусан: овозни кодлаш/декодлаш, сигнални модуляциялаш/демодуляциялаш, «юқорига» ва “паст” йўналишлари бўйича узатиш тезлигини радиомуҳит шароитларига мослаштириш ва бошқалар.

BSS нимтизими қуйидаги қисмлардан ташкил топган:

· BTS (ингл. Base Transceiver Station) – базавий станция: сота деб аталувчи чекланган географик ҳудудда радиосигналларни узатиш ва қабул қилиш учун керак бўлган қурилмаларни ўз ичига олади.

· BSC (ингл. Base Station Controller) – базавий станция контроллери: радиоканалларни ва “хэндовер” процедурасини бошқариш вазифаларини амалга оширади.

NSS нимтизими деб радиоуланиш тармоғи ва ташқи умумий фойдаланиш алоқа тармоқлари орасида коммутацияни (уланишни) амалга оширувчи қисм ҳисобланади.

NSS ўз ичига қуйидаги қисмларни олади:

· MSC (ингл. Mobile Switching Center) - мобил коммутация маркази: радиоуланиш тармоғи ва PSTN, PDN ва ISDN каби турғун алоқа тармоқлари орасидаги ўзаро боғловчи қисм, хамда симли таянч тармоғи ҳисобланади. Мобил алоқа тармоғида MSC маркази BSC контроллерларини бир-бири билан улаш, хамда бошқа MSC марказлари билан уланиш вазифаларини бажаради.

· HLR (ингл. Home Location Register) - маҳаллий (мезбон) абонентлар регистри: тармоқда доимий рўйхатдан ўтган абонентлар ҳақида маълумот базаси ҳисобланади. HLRда абонентни танитадиган манзиллар (адреслар), рақамлар ва абонентларнинг ҳақиқийлигини билдирадиган ва тасдиқлайдиган параметрлар, шунингдек, абонентга кўрсатилаётган алоқа хизматлари таркиби, маршрутлаштириш ва роуминг бўйича маълумотлар сақланади.

· VLR (ингл. Visitor Location Register) - кўчма (меҳмон) абонентлар регистри: тегишли географик ҳудудда жойлашган фаол абонентлар ҳақидаги вақтинча сақланадиган маълумот базаси ҳисобланади. Аслида VLRда HLRдаги билан деярли бир хил маълумотлар жойлашган бўлади, лекин VLR бу маълумотларни фақатгина абонент унинг “жавобгарлик” ҳудудида бўлган даврдагина сақлайди.

· EIR (ингл. Equipment Identity Register) - қурилмаларни идентификациялаш регистри: тармоқ мобил станцияларининг халқаро идентификацион номерлари – IMEI (ингл. International Mobile Equipment Identities) бўйича маълумот базаси ҳисобланади. EIR шунингдек бир неча хавфсизлик вазифаларини ҳам бажаради (масалан, қўнғироқларни тақиқлаш).

· АuС (ингл. Authentication Center) – авторизация маркази: абонентни аутентификациялаш (асллигини тасдиқлаш) процедурасини бажаради.

GSM тармоқ архитектурасига GPRS технологиясини жорий этилиши билан тармоқнинг канал коммутацияси ҳамда пакет коммутацияси режимларида ишлаши натижасида ҳам товуш, ҳам маълумот трафикларини узатиш имконияти пайдо бўлди. GRPS технологияси маълумотларни юқорироқ тезликда узатиш ва пакет коммутацияли тармоқлар билан ўзаро ишлашини таъминлаш учун GSM технологиясини давомчиси сифатида ишлайди. GRPS технологиясини ишлатиш учун GSM тизими архитектурасига қуйидаги таркибий элементлар қўшимча тарзда киритилади (3-расм):

3-расм. GRPS тармоғининг тузилиш схемаси

· SGSN (ингл. Serving GPRS Support Node) - GPRSни қўллаб-қувватловчи хизмат тугуни: GPRS режимида ишлайдиган барча абонентларни фаолиятни, шу жумладан, абонентлар билан пакетли маълумотлар алмашиш, абонентларни мобил хизматларга уланиши, тармоқнинг хизмат доирасидаги абонентларни рўйхатга олиш кабиларни умумий бошқарувини таъминлайди.

· GGSN (ингл. Gateway GPRS Support Node) - GPRSни қўллаб-қувватловчи шлюз тугуни: GPRS тармоғини ташқи маълумот узатиш тармоқлари билан мослаштириш ва улаш вазифасини бажаради. Ҳар бир GPRS тармоғида ҳар доим бир ёки бир неча SGSN тугунлари билан боғлиқ битта GGSN тугуни бўлиши керак. GGSN тугунларининг иккиламчи вазифасига маълумотларни адреслаш (манзиллаш), IP-манзилларни динамик (тезкор) тарзда тақсимлаш, шунингдек, ташқи тармоқлар ва шахсий абонентлар ҳақида ахборотларни (шу жумладан хизматларни тарифлаштириш бўйича) кузатиб бориш кабилар киради.

· PCU (ингл. Packet Control Unit) - пакетли узатишни назорат ускунаси: базавий станция контроллери - BSCга ўрнатилади ва маълумот трафигини BSCдан SGSNга бевосита йўналтирилишига жавоб беради.

Шунингдек, GPRS технологиясини мавжуд GSM тармоқларига жорий этиш учун юқорида кўрсатилган ускуналардан ташқари, BTS, BSC, HLR ҳамда VLR регистрларида дастурий таъминотни янгилашхам талаб қилинади.

GSM стандартининг кейинги такомиллашуви - унинг GERAN (ингл. GSM/EDGE Radio Access Network) радиоуланиш тармоғига EDGE технологиясини жорий этиш билан боғлиқ бўлди. EDGE технологиясини тадбиқ этишда GSM/GPRS тизим архитектурасида ўзгартиришлар киритилмади, аксинча, мавжуд тармоқда фақат янги, тезкор модуляциялаш (8PSK) услубидан фойдаланилди.

№10 маъруза. Маълумотларни узатиш технологиялари (GPRS, EDGE, HSPA, HSPA+, ва бошқалар).

Сигналларни рақамли узатиш тизимига ўтиш натижасида, бир томондан, радиоресурслардан фойдаланиш самарадорлигининг ошиши, бошқа томондан, маълумотларни юқори тезликда узатишга боғлиқ иловаларнинг оммавийлашиши ахборотларни узатиш усуллари ва мобил алоқа тизимларининг кейинги эволюциясига сабаб бўлди. Гарчи ўтган асрнинг 90-йиллар охирларига келиб, 3G тармоқларининг асосий спецификация (тавсифнома) лари аниқланган бўлса-да, қуйида келтириб ўтиладиган айрим сабабларга кўра реал тижорат тармоқларининг пайдо бўлиши бироз кечикди. Бошқа томондан, GSM тармоқлари бутун дунёда шундай кенг тарқалган эдики, уларнинг яқин орада 3G тармоқларига алмаштирилиши ҳақиқатдан йироқ эди. Шунинг учун ишлаб чиқарувчилар томонидан GSM тармоқларидан 3G тармоқларига босқичма-босқич ўтиш (яъни, эволюцион тарзда, технологияларни такомиллаштириб бориш йўли билан) варианти таклиф этилди. Бундай оралиқ босқич 2,5G[10] авлод мобил алоқа тизимлари номини олган, пакетли режимда ахборот узатиш технологиясининг яратилиши орқали амалга оширилди. Маълумки, каналларни коммутациялаш тармоқларида радиоресурслардан фойдаланиш самараси анча паст: узатиладиган ахборот сеанслар асосида узатилади ва маълумотларни узатиш оралиқларида каналлар бекор туради. Шу сабаб радиотармоқларда фойдаланиладиган маълумот юбориш бўйича иловалар ва хизматлар таҳлили ўтказилди ва унинг натижасида GPRS номини олган маълумотни пакетлар асосида узатадиган янги технология яратилди.

GPRSдан фойдаланилганда, ахборот пакетларга бўлинади ва айни вақтда эгалланмаган овоз каналлари орқали узатилади. Бундай технология GSM тармоғида частота ресурсларидан самарали фойдаланиш имконини беради. Шунингдек, алоқа оператори овоз ва маълумот трафиклари орасида муҳимлик даражаси асосида приоритетларни (афзалликларни) ўрнатиши мумкин. Бирданига бир неча каналлардан фойдаланиш эвазига маълумот узатиш тезлигини анча юқори даражага етказиш мумкин. Жумладан, TDMA тайм-слотларининг барчасини ишлатган ҳолда назарий максимал тезлик 171,2 кбит/сек.гача етиши мумкин. Маълумот узатиш тезлиги ҳамда товуш ва маълумот трафикларини аралаштириб узатиш имконияти бўйича GPRS технологиясининг турли синфлари мавжуд.

Алоқа сессияси ўрнатилганда, тармоқнинг ҳар бир ускунасига уникал (ягона) адрес (IP-адрес) ажратилади. GPRS технологияси TCP/IP протоколлар стекини[11] қўллаб-қувватлайди ва шунинг учун унинг Интернет билан ишлаши фойдаланувчи учун “сезиларсиз” амалга ошади. GPRS хизмати маълумотларни ҳам юқори, ҳам паст тезликда узатиш, шунингдек, бошқариш сигналларини узатиш мақсадида ишлатилади ва шу билан тармоқлар ҳамда радиоресурслардан анча унумли фойдаланишни таъминлайди.

ЕDGE технологиясининг ўзига хос хусусиятларидан яна бири ҳалақитбардошли кодлашда “кўпаювчан ортиқчалик” (ингл. Ineremental Redundansy) усулини ишлатишдир. Бу усулда бузилган, яъни хатолик мавжуд пакетларни такрорий жўнатиш ўрнига қўшимча ортиқча маълумот (қўшимча “бит”) юборилади. Ушбу қўшимча маълумот қабул қилгичда йиғилиб туради ва бузилган пакетларни тўғри декодлаш имкониятини оширади. Шунингдек, GPRSдаги каби ЕDGE технологиясида маълумот узатиш тезлиги ва сифатига таъсир қилувчи, радиоканал ҳолатига мослаштирилган модуляция ва кодлаш схемасини адаптив созловчи MCS (ингл. Modulation and Coding Scheme) алгоритмидан фойдаланилган.

EDGE асосида қуйидаги технологиялар ишлаши мумкин:

• ECSD (ингл. Enhanced Circuit Switch Data) - CSD канали бўйича Интернетга тезкор уланиш;

• EHSCSD (ингл. Enhanced High Speed Circuit Data) - HSCSD канали бўйича уланиш;

• EGPRS (ингл. Enhanced General Packet Radio Service) - GPRS канали бўйича уланиш.

Шунга ўхшаш, оралиқ технологияларни ишлаб чиқиш иккинчи авлоднинг бошқа стандартлари учун ҳам пайдо бўлди. Хусусан, cdmaOne (IS-95) тармоқларида маълумот узатиш тезлигини ошириш учун модуляциянинг такомиллаштирилган усулларидан фойдаланиш таклиф этилди ва бунинг ҳисобига трафикнинг асосий 64та каналига ортогонал бўлган 64та қўшимча канал ҳосил қилинди.

HSDPA (ингл. High-Speed Downlink Packet Access – “пастга” йўналишида маълумотларни юқори тезликда пакетли узатиш) – мутахассислар томонидан тўртинчи авлод технологияларига ўтишда оралиқ босқичларидан бири сифатида бахоланаётган мобил алоқа технологиясидир. HSDPA технологиясида маълумот узатишнинг максимал назарий тезлиги 14,4Мбит/сек. гача етиши мумкин, мавжуд тармоқларда амалий эришилган тезлик эса 3Мбит/сек. ни ташкил этади.

HSDPA технологияси каби HSUPA (ингл. High-Speed Uplink Packet Access - “тепага” йўналишида маълумотларни юқори тезликда пакетли узатиш технологияси) такомиллашган модуляциялаш усуллари ҳисобига фойдаланувчининг W-CDMA АУсидан БСга маълумот узатишни тезлатишга имкон берадиган мобил алоқа технологияси ҳисобланади[13].

Назарий жиҳатдан HSUPA технологияси “юқорига” маълумотларни максимал 5,76Мбит/сек.гача бўлган тезликда узатишга мўлжалланган бўлиб, бу билан АУдан БСга маълумотларнинг катта оқимини талаб қилувчи учинчи авлод иловаларини (масалан, видеоконференция) ишга тушириш имконини беради.

3GРР доирасида HSPA технологиялари характеристикаларини яхшилаш бўйича ишлар давом этди ва натижада 2007 йилнинг охирида “Такомиллаштирилган HSPA” ёки HSPA+ (ингл. Evolved High-Speed Packet Access), деб номланган версия ишлаб чиқилди. Бу технология HSPA стандартининг кейинги босқичи ҳисобланади ва унга MIMO антенна технологиялари билан бир қаторда, мураккаброқ 64-QAM модуляция схемалари қўшилган. Шу боис HSPA+ тармоқларида назарий жиҳатдан “пастга” йўналишда 56Мбит/сек. гача ва “юқорига” йўналишда 22Мбит/сек. гача бўлган тезликларга эришиш мумкин бўлди. Ушбу технология маълумот узатиш тезлигини 168Мбит/сек. гача ошириш потенциал имкониятига эгалиги тахмин қилинмоқда. Технологияда бир неча элтувчи частоталарда (ҳар бири 5МГц дан) бир вақтда узатиш ва қабул қилиш принципи ҳам ишлатилиши мумкин, бу нарса тезликни бир неча марта ошириб бериши мумкин. Опционал равишда HSPA+ тармоқлари тўлиқ IP-архитектураси асосида (ингл. all-IP–architecture) қурилиши мумкин, бу БСларни IP-протоколлар асосида қурилган магистрал линияларга тўғридан-тўғри улаш имкониятини беради. HSPA+ технологиясида АУ лар аккумуляторлари тежамлироқ ишлатилади ва уларнинг “кутиш” режимидан “фаол” режимига ўтиш вақти сезиларли қисқаради.

HSPA+ технологияси 3GРР лойиҳаси стандартларининг 7- ва 8- босқичлари (релизлари)га (ингл. 3GРР Rel. 7 & 8) киради.

HSPA+ технологияси асосидаги биринчи тармоқ 2008 йилда Австралиянинг Telstra компанияси томонидан Ericsson (Швеция) ускуналари ёрдамида ишга туширилди. 2011 йилнинг май ойида жаҳоннинг 65 давлатида 123та HSPA+ тармоқлари бор эди.

№11 маъруза. Симсиз кенг полосали фойдалана (кира) олиш технологиялари (Wi-Fi, WiMAX ва бошқалар).

Wi-Fi технологияси ҳақида ахборотлар етарлича кўплигини ҳисобга олган ҳолда, мазкур қўлланмада у қисқача баён этилган. Шунингдек, WLAN синфидаги технологияларга алоҳида китоб бағишланиши режалаштирилган.

Wi-Fi (ингл. Wireles Fidelity – бошланишида “симсиз аниқлиқ” деб ифодаланган) технологияси деб Wi-Fi Alliаnse консорциуми томонидан ишлаб чиқилган WLAN синфига қарашли ва IEEE институтининг 802.11 стандартлар туркумига кирган тизим ҳисобланади. Ушбу технология юқори сифатли овоз ёзиш ва эшитириш стандарти Hi-Fi (ингл. High Fidelity - “юқори аниқлик”) га ўхшатиб номланган.

Wi-Fi тармоқларидан фойдаланиш симли тармоқлар қуриш мумкин бўлмаган ёки иқтисодий тарафдан мақсадга мувофиқ бўлмаган жойларда тавсия этилади. Ҳозирги вақтда Wi-Fi тармоқлари ҳам корпоратив, ҳам ҳусусий фойдаланувчилар томонидан кенг ишлатилмоқда. Замонавий Wi-Fi тизимларида маълумот узатиш тезлиги муайян шароитларда 600Мбит/сек. ларгача етади. Wi-Fi тармоқларида алоқанинг турғун ва мобил режимлари қўллаб-қувватланади. Абонент қабул қилгич / узаткич ускунаси – “Wi-Fi адаптери” билан жихозланган мобил терминаллар (КПК, смартфонлар ва ноутбуклар) локал тармоқларга ва уланиш нуқтаси ёки “хот-спот” деб номланган нуқталар орқали Интернетга уланиши мумкин.

Одатда, Wi-Fi тармоғининг тузилмаси камида битта уланиш нуқтаси (УН) ва камида битта абонент ускунаси – Wi-Fi адаптердан иборат бўлади. Шунингдек, УН ишлатилмаганда иккита адаптерни “нуқта-нуқта” режимида улаш мумкин ва бунда абонент ускуналари бир бири билан Wi-Fi-адаптерлар орқали “тўғридан – тўғри” уланади. Уланиш нуқтаси ўз тармоқ идентификаторини (ингл. Service Set Identifier, SSID) махсус сигналли пакетлар ёрдамида ҳар бир 100 мсек.да 0,1Мбит/сек. тезликда узатади (демак, Wi-Fi тизимлари учун маълумот узатиш тезлигининг энг кичик кўрсаткичи 0,1Мбит/сек. ҳисобланади ). Тармоқ SSID сини билган адаптер бу УН га уланиш мумкинлигини аниқлаши мумкин. Бир хил SSID ли иккита УН нинг таъсир этиш зонасига тушганда адаптер сигнал даражасига асосланиб улардан бирини танлаши мумкин. Wi-Fi стандарти абонент ускунасига УН билан уланиш ва роуминг учун мезонларни танлашда тўла эркинликни беради.

Тармоқнинг асосий элементлари

Симсиз тармоқни қуриш учун Wi-Fi-адаптерлар ва уланиш нуқталари ишлатилади.

Адаптер (1-расм) PCI, PCMCIA, Compact Flash кенгайтириш слотлари ва USB 2.0 порти орқали уланадиган ускуна ҳисобланади.Wi-Fi-адаптер симли тармоқдаги тармоқ картаси (рус. сетевая карта) каби функцияларни бажаради, яъни фойдаланувчи компьютерини симсиз тармоққа улаш учун хизмат қилади.

Intel нинг Centrino платформаси туфайли барча замонавий ноутбуклар кўплаб Wi-Fi стандартлари билан мослаша оладиган адаптерлар билан жихозланган. Wi-Fi-адаптерлари билан ҳозирги кунда барча замонавий КПК (чўнтак персонал компьютерлари) ва смартфонлар ҳам жиҳозланган ва бу ҳам ўз ўрнида технологияни оммавий бўлишига ҳизмат қилади.

Адаптеры

1-расм. Wi-Fi-адаптерлар

Симсиз тармоқ ташкил этиш учун Wi-Fi-адаптер бошқа адаптерлар билан тўғридан-тўғри алоқа ўрнатиши ҳам мумкин. Бундай тармоқ “бир даражали” ёки “Ad Hoc” (ингл-н.“ушбу ҳолат учун”) дейилади. Адаптер шунингдек, УН орқали алоқа ўрнатиши ҳам мумкин, у ҳолда бундай режим “инфратузилмали” дейилади. Улаш услубини танлаш учун адаптер Ad Нос ёки инфратузилмали режимлардан бирига созланиши керак.

Уланиш нуқтаси деб (2-расм) ичига ўрнатилган микрокомпьютер ва қабул қилгич/узаткичдан иборат бўлган автоном модуль номланади.

Уланиш нуқтаси орқали адаптерлар орасида симсиз ахборот алмашуви ва ўзаро ҳамкорлиги, шунингдек, тармоқнинг симли сегменти билан алоқа амалга оширилади. Шундай қилиб, уланиш нуқтаси коммутатор ролини ўйнайди. УН тармоқ интерфейсига (ингл. uplink port ) эга ва уни ёрдамида у оддий симли тармоқларга уланиши мумкин. Айнан мана шу интерфейс орқали УН ни созлаш ҳам мумкин. УН ҳам абонентлар (Wi-Fi-адаптер) билан уланиш учун (базавий режим), ҳам симсиз тақсимланган тармоқ - WDS (ингл-н Wireless Distributed System) яратиш мақсадида бошқа УН лар билан уланиш учун ишлатилиши мумкин. Ўз навбатида WDS режими “нуқта – нуқта”, “нуқта – кўп нуқта”, “симсиз клиент” ва “такрорлагич” турларидаги алоқани ташкил этиш учун ишлатилади.

Точка доступа

2-расм. Уланиш нуқтаси

Тармоққа уланиш эфирга кенг қамровли сигналларни узатиш йўли билан таъминланади. Бунда Wi-Fi-адаптер бир неча УН лар қамров зонасида бўлиб, улардан сигналлар олиши мумкин. Адаптер олинадиган сигналларни фильтрлаш ва улардан ўзига тегишли УН ни ажратиши учун хизмат кўрсатиш зонаси идентификатори SSID (ингл-н Service Set IDentification) дан фойдаланади. Хизмат кўрсатиш гуруҳи (ингл. Service Set - SS) деб симсиз тармоқда уланишни таъминлайдиган (одатда, Ad Hoc режимида) мантиқий гуруҳлантирилган ускуналар айтилади. Базавий хизмат кўрсатиш гуруҳи деб (ингл. Basic Service Set, BSS) УН лар орқали бир-бирлари билан боғланган абонент станциялари тўплами айтилади. Бунда икки режим ажратилади: бевосита BSS ва ESS (ингл. Extended Servise Set). BSS режимида барча тармоқ тугунлари фақат битта УН орқали ўзаро уланишлари мумкин. Бунда УН, шунингдек, ташқи тармоқлар билан кўприк ролини ҳам бажариши мумкин. Кенгайтирилган - ESS режимида эса симсиз тармоқ бир неча BSS-тармоқлар инфратузилмадан ташкил топган бўлиб, УН лар бир-бирлари билан ўзаро боғланишади ва бу бир BSS дан бошқасига трафик узатиш имкониятини беради. Бунда УН ларни ўзаро уланиши кабел линиялари ёки радиокўприклар орқали амалга оширилади.

WiMAX тизимининг Wireless MAN сизсиз тармоқлар тизимига киради. WiMAX атамаси инглизча “ Worldwide Interoperability for Microwave Access” номини қисқартиришдан келиб чиқади, бу сўзма сўз таржима қилганда “Микротўлқинли радиоалоқа (ЎЮЧ) асосидаги тармоқларга уланиш учун бутун дунё ўзаро таъсирлашиш” ни билдиради.

Мазкур технология ҳар хил турдаги ускуналар учун (автоматлаштирилган ишчи станциялари ва портатив компьютерлардан тортиб мобил телефонларгача) катта масофаларга юқори тезликли симсиз универсал алоқани тақдим этиш мақсадида ишлаб чиқилган. WiMAX атамаси IEEE 802.16 стандартлар атамасини оммалаштириш мақсадида 2001 йил июнида асос солинган соҳавий форум (WiMAX Forum) томонидан таклиф этилган [35].

IEEE 802.16 стандартларининг илк версияларида 10ГГц дан 66ГГц гача бўлган юқори частотали диапазонларда тўғри кўриниш ҳудудида (ингл. Line of Sight, LOS) ишлайдиган тизимлар тавсифланган. Кейинчалик 2ГГц дан 11ГГц гача диапазонларда тўғри кўриниш бўлмаган ҳудудлардаҳам (ингл. None Line of Sight, NLOS) ишлайдиган тизимларни қўллаб-қувватлайдиган стандартлар қўшимчаларини ишлаб чиқишга урғу берилган.

IEEE 802.16-2004 (шунингдек IEEE 802.16d ёки қисқаритириб “16d”) номи билан маълум бўлган стандартни яратишда стандартнинг аввалги версияларидаги барча ишланмалардан фойдаланилган. Бу тадбирлар бинолар ичида радиоқамровни яхшилашга имкон берди ва, ўз навбатида, стол устида ишлатиладган абонент ускуналарини яратишга имкон берди.

2005 йилнинг декабрида IEEE 802.16e (“мобил WiMAX” ёки “16e версияси”, баъзи ҳолларда “IEEE 802.16-2005”) сифатида маълум бўлган стандарт устида ишлар якунланди ва ҳозирги кунда у IEEE 802.16 стандартлар оиласида энг долзарб стандарт бўлиб қолди. Ҳозирда телекоммуникациялар бозорида юқорида кўрсатилган WiMAX стандартларининг асосан иккитаси, яьни фақат турғун терминаллар билан ишлайдиган IEEE 802.16d стандарти ва турғун, кўчма ва мобил абонентлар билан алоқа ўрната оладиган IEEE 802.16e стандарти намоён этилган. 2012 йилда WiMAX нинг янги стандарти – IEEE 802.16m тасдиқланиши кутилмоқда.

Эслатиб ўтиш керакки, WiMAX тизими аввалом бор маълумот узатишга асосланган кенг полосали симсиз уланиш технологияларининг ривожи ҳисобланади, аксинча, LTE тизими эса дастлаб овоз узатишга асосланган сотали алоқа технологияларига қарашлидир. Лекин бу жараёнда борган сари кенг полосали ва мобил алоқа тизимларининг конвергенцияси (бир-бирига яқинлашиши) янада яқол кузатилмоқда, хусусан, WiMAX технологияси катта мобилликка интилмоқда, LTE тизими эса ўта юқори тезликда маълумот узатиш имкониятлари томон ривожланмоқда (3-расм).

3-расм. Кенг полосали ва мобил алоқа тизимларининг конвергенцияси

WiMAX тизимларининг келгуси ривожи IEEE 802.16 гурухидаги янги стандартларнинг пайдо бўлиши билан боғлиқ деб ҳисобланмоқда. IEEE 802.16 ишчи гуруҳи доирасида стандартни такомиллаштириш бўйича кўп сонли тадқиқотлар ўтказилмоқда ва ҳозирги вақтда энг истиқболли деб IEEE 802.16m стандарти лойиҳаси кўрилмоқда. У кўзда тутилганидек, IMT Advanced сифатида маълум бўлган (яъни, IMT-2000 дан кейинги) тизимларни тавсифлайди. WiMAX форуми IEEE 802.16m стандартини WiMAX тизимларини бошқа мобил технологиялар билан конвергенциясининг (бирлашишининг) асоси сифатида баҳоламоқда. IEEE 802.16m стандартининг пайдо бўлиши 2012 йилда кутилмоқда.

IMT Advanced[14] дастури IMT-2000 тизимларида эришилмаган янада юқори маълумот узатиш тезлигига, янада катта мобилликка ва функционалликка эга тизимларни яратишга қаратилган. Бундан кўзда тутиладики, IMT Advanced технологиялари юқори мобилликда 100Мбит/сек гача ва паст мобилликда ва турғунликда 1Гбит/сек гача тезликларни таъминлайди ва шу сабаб бу технологияларни мобил алоқа тизимларининг тўртинчи авлоди - 4G га киритиш мумкин (4-расм).

4-расм. Кенг полосали ва мобил алоқа тизимлари эволюцияси

WiMAX тизимининг бош характеристикалари орасида жавоб кечикишининг кам вақти, юқори ахборот хавфсизлиги, юқори алоқа сифати - QoS ва радиочастота спектри уйғунлаштирилган ҳолда глобал роуминг имкониятлари таъкидланади. WiMAX форумининг роуминг бўйича ишчи гуруҳи ҳам WiMAX тармоқлари орасида, ҳам IMT-2000 стандартларига асосланган бошқа тармоқлар орасида роуминг ташкил этишни спецификацияларини ва бизнес-моделини эълон қилмоқчи. Шунингдек, WiMAX форуми симли ва симсиз интерфейслар базасида операторларга бир туркум ва сифат даражасида ҳизматлар таклиф этишга имкон берадиган WiMAX тармоқлари билан мавжуд маълумот узатиш тармоқлари ва IMS нинг янги архитектурасини қўллаб-қувватлашни таъминлашида ўзининг фаол ролини бажармоқда.

Кейинчалик эса, мобил ва кенг полосали симсиз алоқа тизимларининг конвергенция анъанаси давом этаверса, глобал миқёсда умумқамров алоқани таъминлашга қодир янги, чинакамига универсал стандарт пайдо бўлса ажаб эмас.

WiMAX ва Wi-Ғi тизимларининг таққосланиши янгилик эмас, шунинг учун атамаларнинг номланиши ўхшаш, бу технологиялар асосланган стандартларнинг номланиши ҳам ўхшаш (IEEE стандартлари, ҳар икккаласи 802 дан бошланади) шунингдек иккала технологиялар симсиз кенг полосали уланиш туркумига киради. Лекин шунга қарамасдан бу технология турли масалаларни ечишга йўналтирилган (1-жадвалга қаранг).

WiMAX – бу одатда провайдерга охирги фойдаланувчига Интернет тармоғига “нуқта-нуқта” тури ёрдамида уланишни таъминлаш учун фойдаланиладиган бўшлиқ масофаларни қамраб оладиган узоқ масофали ишлайдиган алоқа тизимидир. 802.16 оиласининг турли стандартлари, қайд этилган то мобилгача турли уланиш режимларини таъминлайди.

Wi-Ғi-бу Интернетга чиқиш ва Интернетга чиқмасдан қисқа масофаларда локал тармоқни ташкил этиш учун фойдаланиладиган тизимдир.

WiMAX ва Wi-Ғi тизимлари умуман турли QoS хизмат кўрсатиш механизмларига эга, WiMAX тизими база станция ва абонент ускунаси орасидаги ҳар бир боғланишга ягона QoS даражасини ўрнатишга асосланган механизмдан фойдаланади. WiMAX тизимида ҳар бир боғланиш учун юқори QoS даражасини кафолатлайдиган махсус режалаштириш алгоритмига асосланади. Wi-Ғi ўз навбатида ҳар бир пакет турли QoS даражасини оладиган Ethernet тармоқларида ишлатиладиган QoS механизмидан фойдаланади. Шундай қилиб, Wi-Ғi тизимида ҳар бир боғланиш учун бир хил QoS даражаси кафолатланмайди. Нисбатан паст нархи ва ўрнатишда соддалиги туфайли Wi-Ғi тизимлари мижозларга Интернетга тез уланишни тақдим этиш учун ишлатилади, масалан, кўплаб кафеларда, мехмонхоналарда, вокзаллар ва аэропортларда бепул Wi-Ғi уланиш нуқталарини учратиш мумкин.

1-жадвал

Кенг полосали симсиз алоқа стандартларини таққослаш жадвали

Технология	Стандарт	Синфи	Ўтказиш қобилияти	Қамров ҳудуди	Частота диапазони
Wi-Ғi	802.11 а	WLAN	54 Мбит/сек.	100 м гача	5 ГГц
Wi-Ғi	802.11 b	WLAN	11 Мбит/сек.	100 м гача	2.4 ГГц
Wi-Ғi	802.11 g	WLAN	54 Мбит/сек.	100 м гача	2.4 ГГц
WiMAX	802.16 d	WMAN	73 Мбит/сек.	6-10 км	1.5-11 ГГц
WiMAX	802.16 c	Мобил WMAN	30 Мбит/сек.	1-5 км	2-6 ГГц

№12 маъруза. Симсиз алоқада сигнални модуляциялаш турлари.

Модуляция — юқори частотали ташучи тебранишларнинг бир ёки бир неча параметрларини паст частотали ахборот сигнали қонуни бўйича ўзгартириш жарёни ҳисобланади.

Узатиладиган ахборот бошқарадиган (модуляцияланган) сигналга қўйилган, ахборотларни элтиш ролини эса ташувчи дейиладиган юқори частотали тебраниш бажаради. Модуляция натижасида бошқарарувчи модулцияловчи сигнал спектри юқори частоталар соҳасига ўтказилади. Бу узатишни (эшиттиришни) ташкил этишда барча қабуллаш-узатиш қурилмаларини турли частоталарда улар бир-бирларига “ҳалақит қилмаслиги” учун турли частоталарда ишлашга созлаш имкониятини беради.

Модуляция яна сигналнинг ўша бир частоталарда ҳалақитбардошлигини яратиш ва узатиладиган сигнални ошириш учун керак, бу ҳозирги частота ресурсининг танқислигида жуда муҳим. Ва яна, сигналнинг модуляцияланиши юқори частоталарга ўтишга имкон беради, бу ўз навбатида, антенна ўлчамларини камайтиришга имкон беради, ахир масалан, WiMax модуляцияланмаган сигнални узатилишида (у юзлаб килогерц частоталарда) антенналар ўлчамларини бир неча километрларгача оширишга тўғри келарди.

Фазовий модуляция —модуляция турларидан бири бўлиб, унда ташувчи тебраниш фазаси ахборот сигнали орқали бошқарилади. s(t) фаза модуляцияланган сигнал қуйидаги кўринишга эга:

S(t) = g(t)sin[2πf_сt + φ(t)], (1)

бу ерда g(t)сигнал эгувчиси; φ(t)модуляцияловчи сигнал; f_с-ташувчи сигнал частотаси; t-вақт.

Рақамли модуляциясининг оддий турларидан бири икки позицияли ёки иккилик фазавий модуляция ҳисобланади (BPSK). Бу модуляция турида ташувчи тебранишлар фазалари қийматлари 0 ва 180⁰қийматларни қабул қилади.

Модуляцияланган сигнал қуйидаги ифода орқали аниқланади:

S(t) = A_ccos[ω_ct + φ(t)] , (2)

бу ерда φ(t)–модуляцияловчи сигналга боғлиқ бўлган оний фаза; A_c– сигналнинг амплитудаси;

(2) ифодадан фойдаланиб, фазавий модуляциянинг икки усулда амалга ошириш мумкин. Фазанинг φ(t) бошланғич қиймати 0 ва 180⁰қийматларни қабул қилиши мумкин. Бу ҳолда фазавий модуляциянинг ишлатилиши учун иккита генератор керак бўлади. Ҳар иккала генераторлар турли бошланғич фазаларли бир частотани шаклантириши керак.

Иккинчи усулда фазавий модуляция актив паузали ва амплитудали вариант сифатида қаралади, бу ерда A_c сигнал амплитудаси –1 ва +1 қийматларни қабул қилади. Амплитуда қийматининг бундай ўзгариши фазанинг 180° га ўзгаришига эквивалент бўлади. Такое изменение значения амплитуды эквивалентно изменению фазы на 180°.

Бинобарин, сигнал амплитудаси –1 ва +1 қийматларини мантиқий ноль ва бирнинг алоҳида варианти сифатида қараш мумкин, у ҳолда BPSK бинар фазавий модуляциядан фойдаланиб оддий иккилик сигнални узатиш мумкин. Бу турдаги модуляциянинг символли тезлиги символга 1 битни ташкил этади.

Фазавий модулятор сифатида оддий кўпайтиргичнинг қўлланилиши имконияти 1-расмда келтирилган, бунда комплекс текисликда икки позицияли фазавий модуляция сигналининг шакллантирилишида комлекс сигналнинг I квадуратурали компоненти –1 ва +1 қийматларни қабул қилиши кўрсатилган.

Полярная диаграмма сигнала двоичной фазовой модуляции (BPSK)

1-расм. Иккилик фазавий модуляция (BPSK) сигналининг қутбий диаграммаси

Фазаси модуляцияланган сигналнинг вақт диаграммаси 2-расмда келтирилган. Бу расмда сигнал унинг фазасининг ўзгариши моментлари аниқ кўриниши учун етарлича паст оралиқ частотали кўрсатилган.

Временная диаграмма сигнала двоичной фазовой модуляции (BPSK)

2-расм. Иккилик фазавий модуляция (BPSK) сигналининг диаграммаси

BPSK дан фойдаланиб ахборотларни узатишда сигнални демодуляция қилиш учун кузатиш (следящие) тизимларининг қўлланилиши талаб қилинади. Бунда кўпинча узатиш томонида берадиган генератор билан фаза бўйича мослаштирилмаган ва мос равишда ±π/2 интервалдан чиқадиган тарқалиш натижасида фазанинг тасодифан бурилишини кузатиб боролмайдиган қабул қилиш нокогерент қурилмалари қўлланилади.

Ахборот сигналларини чалкаштирилишини тузатиш учун нисбий манипуляция ёки дифференциаланган BPSK (DBPSK) ишлатилади. Нисбий манипуляциянинг моҳияти шундан иборатки, ахборотлар битининг ўзи эмас, унинг ўзгариши кодланади. DBPSK дан фойдаланишли маълумотларни узатиш тизимининг тузилмаси 3-расмда келтирилган.

3-расм. DBPSK дан фойдаланишли маълумотларни узатиш тизимининг тузилмаси

b(t) дастлабки битли оқим дифференциал кодлашдан ўтади, ундан ейин BPSK модуляцияланади ва қабул қилиш томонида некогерент BPSK демодулятор орқали демодуляцияланади. Демодуляцияланган оқим дифференциал декодердан ўтади ва b'(t) қабул қилинган оқим олинади.

4-расмда тавирланган дифференциал кодерни кўриб чиқамиз.

4-расм. Дифференциал кодер

Қўшиб чиқиш 2 модуль бўйича амлга оширилади, бу мантиқий XOR га (инкор этувчи ЁКИ) мос келади. z¹ белгилаш ахборотларни бир битга кечикишини билдиради. Дифференциал кодлашга мисол 5-расмда келтирилган.

5-расм. Битли оқимни дифференциал кодлашга мисол

Дастлабки битли оқим 01110 0101 га тенг, дифференциал кодерни чиқишида биз 010111001 ни оламиз. Биринчи бит (келтирилган мисолда биринчи 0 кодланмайди), кейин биринчи бўлиб кодер чиқишидаги олдинги бит ва киришдаги жорий бит 2 модуль бўйича қўшиш бўлиб ўтади.

Дифференциал кодлаш учун 6расмда кўрсатилган схемага мувофиқ тескари процедурани амалга ошириш зарур.

6-расм. Битли оқимни дифференциал декодлашга мисол

Кодланган 010111001 битли оқимдан дастлабки 011100101 битли оқим олинганлиги кўриниб турибди. Энди, агар қабул қилиш томонида барча битларни чалкаштирилганда, яъни 010111001 ўрнига 101000110 қабул қилинганида дифференциал декодерни кўриб чиқамиз. Бу 7-расмда яққол тасвирланган.

7-расм. Қабул қилинган оқим инверсланишида дифференциал декодлашга мисол

7-расмда яққол келиб чиқадики, ахборотларнинг барча битлари чалкаштирилганда дифференциал декодернинг чиқишидаги ахборотлар бузилмайди (за исключением первого бита, показанного красным) ва сўзсиз DBPSK нинг авзаллиги шунда, бу узатиш ва қабул қилиш қурилмаларини сезиларли соддалаштиради. Лекин, дифференциал кодлашнинг камчиликлари ғақида ҳам айтиш керак. BPSK га қараганда DBPSK нинг асосий бош камчилиги паст ҳалақитбардошлик ҳисобланади, чунки қабул қилиш хатоликлари декодлш босқичида кўпаяди.

Алоқа назариясидан маълумки, энг юқори ҳалақитбардошликка BPSK иккилик фазавий модуляция эга. Лекин, қатор ҳолларда алоқа каналининг ҳалақитбардошлигини камайтириш ҳисобига унинг ўтказиш қобилиятини ошириш мумкин. Шу билан бирга, ҳалақитбардош кодлшни қўлланилишида мобил алоқа тизими қамраб оладиган зонани аниқроқ режалаштириш мумкин. Тўртта позицияли фазавий модуляцияда ташувчи тебранишлар фазаларининг тўртта қийматлари ишлатилади. Бу ҳолда (2) ифода билан тавсифланадиган φ(t) фаза тўртта 0°, 90°, 180° ва 270° қийматларни қабул қилиши керак. Лекин, кўпинча бошқа 45°, 135°, 225° и 315° фаза қийматлари ишлатилади. Квадратурали фазали модуляциянинг бундай тақдим этилиши кўриниши 8расмда тасвирланган.

8расм. QPSK тўртта позицияли фазавий модуляция сигналининг қутбли диаграммаси

Бу расмнинг ўзида ташувчи тебранишлар ҳар бир фазаси ҳолати билан узатиладиган битлар қийматлари келтирилган. Ҳар бир ҳолат бирданига икки бит фойдали ахборотни узатишни амалга оширади. Бунда битдаги маълумотлар қабул қилиш хатолиги ҳисобига қўшни тебранишлар ҳолати фазасига ўтиши битталик битли хатоликда кўп бўлмаган хатоликка олиб келиши тарзида танланган.

Одатда QPSK модуляция сигналларини шакллантириш учун квадратурали модулятор ишлатилади. Квадратурали модуляторни ишлатилиши учун иккита кўпайтиргич ва сумматор талаь қилинади. кўпайтиргичлар киришларига NRZ коддаги битли оқимларни тўғридантўғри кириш битли кетмакетликларини бериш мумкин. Бундай модуляторнинг тузилиш схемаси 9расмда келтирилган.

9расм. QPSK – NRZ модуляторнинг тузилиш схемаси

Бу модуляция турида бир символли интервал давомида бирданига кириш битли оқимининг икки бити узатилади, у ҳолда бу модуляция турининг символли тезлиги символга 2 битни ташкил этади. Бу модуляторнинг ишлатилишида кириш оқимини икки I синфаз ташкил этувчига ва Q квадратурали ташкил этувчига бўлиш кераклигини билдиради. Кейинги блокларни синхронлаштиришни символли тезликда олиб бориш керак бўлади.

№13 маъруза. OFDM технологияси.

OFDM (ингл. Ortogonal Frequency Division Multiplexing), ортогонал[15] частотавий мультиплекслаш технологияси - яқин жойлашган кўп сонли ортогонал нимэлтувчилардан фойдаланадиган модуляция ва каналларни ажратишнинг рақамли схемаси ҳисобланади. Ҳар бир нимэлтувчи оддий модуляция схемаси бўйича (масалан QAM – квадратура-амплитудавий модуляция) паст символ тезлигида модуляцияланади, лекин умуман олганда худди шундай ўтказиш полосасида бир нимэлтувчи асосидаги оддий модуляция схемаларига қараганда юқорироқ маълумот узатиш тезлигини таъминлайди. Яъни бу шуни билдирадики, маълумотлар канални ташкил этувчи кўплаб нимэлтувчи частоталар бўйича бир вақтни ўзида узатилади. OFDM сигналлари “Фурье тезкор ўзгартириш” (ФТЎ)[16] (ингл Fast Fourier Transform) математик механизмини ишлатиш йўли билан олинади.

Бир нимэлтувчили схемаларга қараганда OFDM нинг асосий афзаллиги бу унинг каналдаги мураккаб вазиятларга бардош бериш қобилятидир. Масалан юқори частоталардаги сўнишлар, радиосигналнинг кўп нурли тарқалиши туфайли келиб чиқувчи тор полосали ҳалақитлар ва айрим-частотавий сўнишлар билан мураккаб фильтр-эквалайзерлардан фойдаланмаган холда кураша олиши ҳисобланади. Сигнални қайта ишлаш соддалашади, чунки энди битта тез модуляцияланадиган кенг полосали сигнал билан эмас, балки кўплаб секин модуляцияланадиган тор полосали сигналлар билан ишланади. Паст тезликли символлар орасида ҳимоя интервали (циклик префикс - CP, англ. Cyclic Prefix) дан фойдаланиш имкониятини беради, бу вақтли тарқалишларни тўғрилашга ва символлар аро интерференцияни (СаИ) йўқотишга имкон беради.

OFDM сигналларининг ўзига хос хусусиятлари қуйидагилардир:

· Танланган усул асосида (QPSK, 16-QAM, 64-QAM) ахборот символлари билан модуляцияланган нимэлтувчи частоталарни мультиплекслаш;

· Нимэлтувчилар ортогонал (ўзаро корреляцион функцияси 0 га тенг) ёки ақалли квазиортогонал (амалда) асосда ажратилади;

· Ҳар бир OFDM–символ СаИ ни йўқотиш учун ҳимоя вақт интервалига эга. Бу ҳимоя интервалининг вақти алоқа линиясининг (радиосигналнинг физик тарқалиш муҳити) импульсли характеристикасини ҳисобга олиб танланади.

Бундан ташқари, OFDM нинг афзаллиги ҳимоя интервалларининг сонини камайтиришдадир. Кетма–кет сигналда ҳимоя интерваллари ҳар бир символлар орасига бўлиши керак, кўп частотали сигналда эса у фаыат символлар гуруҳлари (OFDM символлари) орасида бщлгани кифоя.

OFDM нинг камчиликларига доплер[17] бузилишларига сезгирлик, “пси -фактор”[18]деб аталадиган эффектнинг мавжудлиги, шунингдек электрон компонентлар сифатига юқори талаблар қўйилишини киритиш мумкин.

OFDM технологияси кўплаб нимэлтувчи частоталардан иборат бўлган S_k(t)=a_k·sin[2π(f₀+kDf)] (бу ерда f₀–диапазоннинг пастки частотаси, k – нимэлтувчининг тартиб рақами) кўринишга эга бўлган кўп-частотали сигнални шакллантиришга асосланган. Бу нимэлтувчилар бир биридан ортогоналлик асосида ажратилган бўлиб

(бу n-чи нимэлтувчининг радиал частотаси) кенгликдаги частотага фарқ қилади.

Ортогонал элтувчилар орқали маълумотлар модуляцияланганида частота каналида N нимэлтувчилар f_k = f_c + k∆f тенглама асосида ажратилади (бу ерда k –[-N/2, N/2] диапазонидаги бутун сон). Ҳар бир нимэлтувчи мустақил равишда квадратура-фазавий ёки квадратура-амплитудавий модуляция орқали ишланади. Танланган модуляция схемасидан (BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM) келиб чиққан холда, блок модуляцион символларга мос битлар гуруҳлари кетма-кетлиги (1, 2, 4, 6 бит) кўринишида тақдим этилади. Ҳар бир гуруҳга кейинчалик элтувчи тўғридан-тўғри модуляцияланганда ишлатиладиган Грей вектор диаграммасининг Q ва I қийматлари мос равишда қўйилади (1-расм).

1-расм. QPSK, 16-QAM ва 64-QAM учун Грей вектор диаграммалари (модуляцион символларни тақдим этиш)

Квадратурали символлар амплитудаларини ўртачалаштириш учун меъёрлаштирилган (яъни с коэффициентларга кўпайтирилган Q ва I қийматларидан фойдаланилади (масалан, QPSK учун c = 1/Ö2, 16-QAM учун c = 1/Ö10, 64-QAM учун c = 1/Ö42). Умумий сигнал “Тескари Фурье тезкор ўзгартириш” (ТФТЎ) усули (ингл. Inverse Fast Fourier Transform, IFFT) ёрдамида ҳисобланади. ТФТЎ орқали модуляцион символлар аниқланганидан кейин радиосигналнинг ўзи ҳисобланади ва узаткичга узатилади. Қабул қилишда барча процедуралар тескари тартибда, фақат тўғри “Фурье тезкор ўзгартириш” (ФТЎ) усули ишлатилиб амалга оширилади (2-расм).

Узаткич

Қабул қилгич

2-расм. OFDM сигналининг узаткичда ва қабул қилгичда шаклланиш принципи

Ортогонал элтувчилар орасидаги сурилиш ∆f символдаги маълумотларни узатиш давомийлиги (узунлиги) T_b қиймати билан боғлиқ: ∆f = 1/T_b. Вақт сатхида OFDM символидан олдин T_g ҳимоя интервали қўшилади, демак бир OFDM кетма-кетлигининг умумий вақти T_s = T_b+ T_g га тенг бўлади. Ҳимоя интервали олдинги символни охирги фрагментининг нусхаси ҳисобланади ва унинг вақти T_b нинг 1/4, 1/8, 1/16 ва 1/32 ни ташкил этиши мумкин.

ФТЎ/ТФТЎ алгоритмларининг ишлаши учун нуқталар сони 2^m га мос келиши мақсадга мувофиқ бўлади. Шунинг учун у элтувчилар сони N дан ортиқ минимал N_FTT= 2^m сонига тенг танланади. OFDM символининг вақти -T_b канал полосаси кенглиги - BW (ингл. bandwidth) ва тизимнинг такт частотаси (дискретлаш частотаси) - F_s билан боғлиқ: F_s= N_FFT/ T_b. Бунда n муносабати (F_s/ BW = n) меъёрлаштирилади ва канал полосасининг кенглигига қараб у 86/75 (1,5 МГц га каррали полоса), 144/125 (1,25 МГц га каррали полоса), 316/275 (2,75 МГц га каррали полоса), 57/50 (2 МГц га каррали полоса) ва 8/7 (1,75 МГц га каррали полоса ва барча бошқа ҳолларда) қийматларини қабул қилади.

OFDM технологияси деярли барча замонавий мобил алоқа стандартларида, кенг полосали уланиш ва телерадиоэшиттириш тизимларида 1-жадвалда кўрсатилганидек қўлланилади.

1-жадвал

Замонавий мобил алоқа, кенг полосали уланиш, теле- ва радиоузатиш тизимларида мультиплекслаш технологиялари

Стандартлар	Мультиплекслаш
Wi-Fi (IEEE802.11a.g.n)	OFDM
WiMAX (IEEE802.16d)	OFDM/OFDMA
WiMAX(IEEE802.16e)	OFDMA
3GPP 7-Релиз (HSPA)	W-CDMA
3GPP 8,9,10-Релизлар (LTE, LTE Advanced)	OFDMA
DVD (Рақамли телеузатиш)	OFDM
Eureka-147, DRM, IBOC (Рақамли радиоузатиш)	OFDM
IEEE802.20 (КСУ тизими: тезлик 800 Мбит/сек. дан юқори, диапазон 3.5 ГГц дан паст, мобиллик 250 км/соат)	OFDM
IEEE802.22 (КСУ, регионал масштабдаги корпоратив радио WRAN тизими, диапазони -телеузатиш каналлари)	OFDM

№14 маъруза. Радиореле ва сунъий йўлдошли алоқани ташкил этиш. Сунъий йўлдошли навигацион тизимлар.

Радиореле линиялари (РРЛ) антенналар баландликлари 60100 метрлар бўлганида тўғри кўриниш масофаларида ўрнатилган (68 ГГц гача частоталар диапазонида 4070 км ва 3050 ГГц частоталар диапазонларида бир неча ўнлаб километрлар) қабуллашузатиш станциялари (охирги, оралиқ, тугун) занжиридан иборат

1расм. Радиореле алоқа линияси бир йўналишининг тузилиш схемаси

ОхС лар алоқа линиясининг энг четдаги бўлимларига ўрнатилади ва сигналларни узатиш йўналишида модуляторлар ва узаткичларга, қабул қилиш йўналишида демодуляторлар ва қабуллагичларга эга бўлади. Қабул қилиш ва узатиш учун антенналар тармоқлагичи (дуплексерлар) ёрдамида уланган битта антенна ёки икки антенналар қўлланилади.

Сигналларни модуляция қилиш ва демодуляция қилиш стандарт оралиқ частоталардан бирида (70100 МГц) амалга оширилади. Бунда модемлар турли частота диапазонларини ишлатадиган қабуллагичузаткичлар билан ишлаши мумкин. Узаткичлар оралиқ частота частота сигналларини ЎЮЧ ишчи диапазонига ўзгартиришга,қабуллагичлар эса тескари ўзгартиришга ва оралиқ частота сигналларини кучайтиришга мўлжалланган.

Оралиқ станцияларда сигналларни қабул қилиш ва узатиш яқин жойлашган антенналар тескари нурлантириши таъсири ҳисобига қабуллагичузаткичлардаги паразит алоқаларни йўқотиш учун турли частоталарда амалга оширилиши керак. Қабул қилиш ва узатиш частоталари орасидаги фарқ сурилиш частотаси дейилади (f_сур).

Тугун станциялар ҳам оралиқ станциялар, ҳам ахборотларни киритиш ва чиқариш функцияларини бажаради. Шунинг учун улар йирик аҳоли яшаш жойларида ёки алоқа линияларининг кесишиш нуқталарида (тармоқланишларда) ўрнатилади.

Қабуллашузатиш блоклари бинода жойлашган модем қурилмаларибилан коксиал кабеллар орқали уланади. Замонавий модем қурилмалари бу марказий ёки маҳаллий компьютердан бошқарилиб ишлайдиган осон ўзгартириладиган комплекс ҳисобланади.

Модем қурилмалари 1дан 34 Мбит/с гача тезликларда рақамли оқимларни шакллантириш ва ишлов беришни таъминлаши, оқимларни мультиплексирлашни амалга ошириши ва исталган конфигурациядаги алоқа тармоқларини ташкил этиш режимларида ишлаши мумкин. Мисол учун 5расмда локал компьютер тармоқлари орасида алоқа тизимини ташкил этиш схемаси келтирилган. Бундай схема ҳаракатдаги алоқа базавий станциялари орасида алоқа учун қўлланилиши мумкин.

Йўлдошли алоқа тизимларини (ЙАТ) бошқа ҳаракатдаги алоқа тизимлардан (ҲРТ) ажратиб турадиган қатор ўзига хос характеристикалари бор. Масалан, йўлдошли алоқа аниқ бир жойга деярли боғланмаган ва ер сирти алоқа тизимларига таққосланганида жуда катта хизмат кўрсатиш ҳудудига эга. У олис, бориш қийин жойларда самарадор, баъзан эса, ягона алоқа тури бўлиб қолмоқда.

ЙАТ турли белгилар бўйича синфларга бўлинади. Вазифаси бўйича улар ҳарбий, фуқаровий, давлат ёки тижорат; ер усти (абонент) станциялари тури бўйича стационар ёки мобил бўлишлари мумкин.

Тақдим этиладиган хизматлар бўйича ЙАТ овоз (радиотелефон) алоқаси, маълумотларни пакетли узатиш ёки объектларнинг жойлашишини аниқлаш хизматлари билан ажратилади. Шунингдек, ЙАТ ўзларининг ишчи орбиталари баландлиги бўйича синфларга бўлинади. Ҳозирги вақтда қўлланилаётган ЙАТ тизимлари қуйидагилар: юқори орбитал (ёки геостационар[19], ингл. GEO) - 40 минг километр баландликдаги доиравий орбитали тизимлар, ўрта орбитал (ингл. MEO) - 5-15 минг километр баландликдаги тизимлар ва паст орбитал (ингл. LEO) - 700-1500 километр баландликдаги тизимлар.

ЙАТ ривожланиши ХХ асрнинг 70-йилларидан бошланиб, дастлаб орбитага Marisat геостационар коинот аппарати (КА) чиқарилгандан кейин авж олди. Дастлабки мобил ер станциялари (ЕС) махсус қўлланиш тизимлари сифатида (денгиз, ҳаво, автомобил, темир йўл транспортлари учун) ишлаб чиқилди ва фойдаланувчиларнинг чекланган сонига мўлжалланган эди. Алоқанинг ишончлилиги юқори бўлмади, чунки ҳаракатдаги объектларнинг энергия таъминоти паст эди ва мураккаб маҳаллий рельефларда ҳамда жойнинг кичик ишчи бурчакларида алоқанинг барқарорлигини таъминлаш қийин эди. Биринчи авлод ер станциялари (Inmarsat-A стандарти) махсус ва корпоратив тармоқларни яратиш учун мўлжалланди.

Ҳаракатдаги ЙАТ соҳасида революцион ўзгаришлар 90-йилларнинг бошларида бўлиб ўтди ва бундай ўзгаришларга қуйидаги учта омил сабаб бўлди:

· коинот дастурларининг тижоратлантирилиши;

· паст ва ўрта орбитал КАлардан фойдаланиш;

· рақамли сигнал процессорларидан фойдаланиб, рақамли алоқага оммавий ўтиш.

Конверсия жараёни илғор ҳарбий технологияларни тижорат дастурларга киритиш ва жалб қилиш билан боғлиқ бўлди. Натижада паст орбиталардаги (Iridium ва Globalstar) ва ўрта орбиталардаги (ICO) бир неча глобал йўлдошли алоқа тизимлари, шунингдек, иккита регионал (AСeS ва Thuraya) тизимлар ишга туширилди. Iridium шахсий йулдошли алоқа глобал тизими 1998 йилнинг охирида ишга туширилди ва бор-йўғи бир ярим йил атрофидагина ишлади. 2000 йилдан бошлаб учта: Globalstar шахсий йўлдошли алоқа глобал тизими ва нафақат товушли алоқа, балки маълумотларни ҳам узатишга мўлжалланган икки минтақавий - ACeS ва Thuraya, тизимларини ишлатиш бошланди. Бир йилдан сўнг ICO (Inmarsat-P) тизими ишга туширилди.

Ҳаракатдаги ЙАТ тизимларининг кейинги ривожланиши IMT-2000 ва IMT-Advanced лойиҳалари доирасида амалга оширилади.

№15 маъруза. Когнитив радиони ташкил этиш принциплари.

XXI аср бу компьютерлаштириш, шу жумладан телекоммуникациялар соҳасида янги технологиялар, инновациялар вақти ҳисобланади. Бутун дунёдаги каби Ўзбекистонда симсиз технологиялар ва қурилмалар кенг тарқалди, бу частота спектрига талабни ортишига олиб келди. Бўш частоталар полосасига талаб ҳар куни ўсмоқда. Демак, бу частота заҳирасининг етишмаслигига олиб келди. Юзага келган вазиятнинг ечими частота спектрини иккиламчи ишлатиш имкониятини берадиган янги технология Когнитив радио бўлиши мумкин, бу частота спектридан фойдаланиш самарадорлигини оширишга имкон беради. Бу технология туфайли иккиламчи фойдаланувчиларга бирламчи фойдаланувчилар частоталар дипазонларидан фойдаланмаган ҳолларда улардан фойдаланиш имкониятини тақдим этади.

Асосий фойдаланувчи канали бўш туриб қолганда диапазон бошқа абонент томонидан ишлатилиши мумкин. Бунинг учун иккиламчи абонентга частота спектри ҳолатини унда бошқа абонентлар бўлишига, шунингдек шовқин ҳолатига таҳлил қилиши керак. Интелектуал алгоритмларни талаб қиладиган диапазон ҳолатини таҳлил қилиш ва танлаш жараёнлари мураккаб ҳисобланади. Улар дастурий радио технологияси туфайли шлатилиши мумкин. Бундай радиотизимлар алоқа каналини ташкил этиш учун ҳалақит қилувчи омилларни тез ва аниқ аниқлашга имкон беради. Шунингдек, қабуллашузатиш трактини бошқа радиочастота каналида ишлашга қайта конфигурациялаш ва сигналларга рақамли ишлов бериш динамик ўзгарувчан алгоритмларини қўлланилиши ҳисобига ҳалақитлар таъсирини камайтиришга имкон беради. Бу тизимлар интелектуал радио номини олди.

Когнитив радио (КР) дастурий-реконфигурацияланган радионинг (software-defined radio) кейинги ривожланиши концепцияси бўлиб қолди. 2.1-расмда КР нинг анъанавий радиотизимлар ва дастурий-реконфигурацияланган радиодан (ДРР) сифат фарқлари кўрсатилган.

2.1расмдан кўриниб турибдики, ДРР каби КР дастурий-реконфигурацияланган платформага эга. КР нинг фарқли ўзига хос хусусияти интелектуал модулнинг мавжудлиги ҳисобланади.

Когнитивлик хоссаси (сўзмасўз билишга ва ўз ўрганишга қодирлик) радиотизимга нисбатан қуйидаги масалаларни ечишга қодирлигини билдирад:

а) спектрни мониторинг қилиш ва бу вақт моментидаги ишлатилмаётган частоталар полосасини аниқлаш;

б) радиоканалнинг параметрларини таҳлил қилиш, канал бўйича узатилаётган ахборотни баҳолаш, радиоканал ҳолатини тахмин қилиш;

в) нурлантириш қуввати даражасини назорат қилиш ва спектрга динамик уланиш жарёнини бошқариш. Бу функцияларни бажарадиган КР РЭТ нинг тузилиш схемаси 2.2расмда келтирилган.

1расм. Анъанавий радиотизимлар, дастурий-реконфигурацияланган радио ва Когнитив радионинг сифат фарқлари

2расм. КР РЭТ тузилиш схемаси

КР тизимини ишлаш принципини тузилмавиймантиқий тавсифлаш мақсадида билиш цикллари тушунчаси ишлатилади. Бундай цикл ООDА (Observeкузат, Orientмўлжалла, Decideеч, Actҳаракат қил) кибернетик модели кўринишида тақдим этилиши мумкин. Кўрсатилган модель тўртта кетмакет ўзаро таъсирлашадиган кузатиш, мўлжаллаш, ечиш ва таъсирни бошқариш жараёнлари билан шакллантирилган ҳаракатлар ҳалқасининг кўп марталик такрорланишини кўзда тутади.

Кузатиш (observation) бу ҳар бир конкрет ҳолда ечимни қабул қилиш учун зарур бўлган ахборотларни йиғиш жараёни ҳисобланади. Зарур бўлган ахборотлар ҳам ташқи, ҳам ички манбалардан олиниши мумкин. Ички ахборотлар манбалари деганда тескари алоқа ҳалқаси элементлари тушунилади. Ташқи ахборотлар манбалари сифатида КР датчиклари (сенсорлари) ва бошқа ахборотларни олиш каналлари ишлатилади.

Мўлжаллаш (oriеntation) бу ООDА бутун циклидаги когнитив нуқтаи назардан энг маъсулиятли ва қийин босқич ҳисобланади. Мўлжаллаш босқичи икки бузиш (destuction) ва яратиш (creation) кичик босқичларидан иборат. Бузиш (таҳлил қилиш) вазиятни осонроқ тушуниш учун майда элементар қисмларга бўлишга рухсат этади. Ечимни қабул қиладиган қурилмалар янги ҳосил бўлган масалалар стандарт вазиятларга (улар учун тизимда ечиш режаси мавжуд) яқин бўлиб қоладиган даражагача декомпозицияни (бўлаклашни) амалга оширишга интилади.

Когнитив модуль у таниш бўлган вазиятлар билан жорий вазиятни идентификациялайди ва жорий вазият учун олдиндан тайёрланган ҳаракатлар режасини қўллайди. Кейин бу элементар режалар “яратиш” (синтез) кичик босқичига мос умумий ҳаракатлар режасига бирлаштирилади. Ишлаб чиқилган режа кейинги ишлатилиши мумкинлиги мақсадида хотирада сақланади. Режалар ичида агар ечим таналаниши мумкин бўлган режа бўлмаса, у ҳолда жараён бу мўлжаллаш босқичида қолади ва масалани кейинги декомпозиция (бўлаклаш) қилиш амалга оширилади.

Ечимни қабул қилиш (decision) бу ООDА циклининг учинчи босқичи ҳисобланади. Агар бу босқичгача қурилма фақат битта режани шакллантира олган бўлса, у ҳолда бу режани бажариш ёки бажармаслик ечими қабул қилинади. Агар бир неча шакллантирилган альтернатив ҳаракатлар вариантлари бўлса, у ҳолда қурилма бу босқичда кейинги ишлатиш учун улардан энг яхшисини танлашни амалга оширади. Энг яхши режани танлаш, масалан, самарадорликнарх мезони бўйича амалга оширилиши мумкин.

Бошқариш таъсири (action) бу қабул қилинган ечимни амалий ишлатилишини кўзда тутадиган циклнинг якунловчи босқичи ҳисобланади.

Ҳаракатлар кейинги циклда кузатишлар натижаларини яхшилаш мақсадида тизимн6и бошқаришни кўзда тутади.

Эксплуатацион муҳитни билиш усуллари бўйича КР тизимлари иккига бўлинади:

а) эксплуатацион муҳитни пассив билишли CR тизимлар;

б) эксплуатацион муҳитни актив билишли CR тизимлар.

3-расм. Цикл

Митола англаш циклининг ООDА циклидан фарқи режалаштириш ва ўқиш босқичларини алоҳида босқичларга ажратиш ҳисобланади (3-расм).

Когнитив радиотизимларни синфларга бўлишни қуйидаги мезонлар бўйича амалга ошириш мумкин.

· ишлатиладиган англаш усуллари бўйича;

· функционал параметрлар бўйича;

· асосий бошқариш (ахборотларни алмашиш) каналлари турлари бўйича;

· сунъий интеллект технологияларидан фойдаланиш даражаси бўйича.

Пассив англаш. РЧС фойдаланувчилари орасида ахборотларни алмашиши асосидаги тизимларда бирламчи фойдаланувчилар радиотизимлари иккиламчи фойдаланувчилар тизимларига ажратилган частоталар ва ажратиш учун режалаштирилган частоталар ҳақидаги ахборотларни тақдим этади. Масалан, телевидение каби мавжуд (бирламчи) алоқа тизими узатиш станцияси иккиламчи фойдаланиш учун лицензияланган спектрнинг борлиги ҳақида эълон қилинадиган хабарни узатади. Бирламчи тизим спектрдан фойдалана олишга рухсат бериши ёки рухсат бермаслиги мумкин. Ахборотларни алмашиши техник параметрларни (узаткич қуввати, унинг жойлашган ўрни, частота, модуляция ва ҳ.к.), молиявий параметрларни (нархлар, тўлов вариантлари ва ҳ.к.) ва хизмат кўрсатиш сифатини (сигнал-шовқин нисбати, мухофаза муносабатдари ва ҳ.к.) ўз ичига олиши мумкин.

Актив англаш. Актив англаш эксплуатацион муҳитда спектрдан жорий фойдаланиш ҳақида ахборотларни олиш йўли ҳисобланади. Актив англаш усули бошқа тизимлар фойдаланадиган частоталар полсосасини аниқлаш учун спектрни мониторинг қилиш қўйилган усул янги бирламчи фойдаланувчилар ва бўлиши мумкин бўш каналлар ўз вақтида аниқланиши учун эклсплутацион муҳитни доимо мониторинг қилинишини талаб қилади.

Радиочастота спектрини мониторинг қилишни амалга оширилишида иккиламчи тизимдан асосий тизимнинг абонент терминалига ҳалақитлар мавжуд бўладиган (яширин терминал муаммоси) вазиятлар вужудга келиши мумкин. Бундай вазиятда иккиламчи фойдаланувчи бирламчи қабул қилувчига таъсир қилиши мумкин, чунки унинг ўзи ҳар доим ҳам асосий тизим узаткичининг сигналини аниқлай олмайди. Бу муаммони енгиб ўтиш учун ўлчашлар аниқлигини ошириш учун текшириб кўриш даврини ошириш зарур, бу ўз навбатида ахборот хабарларини узатиш учун фойдалана олинадиган вақтни қисқартиради.

Яширин терминал муаммосини енгиб ўтишнинг яна бир йўли иккиламчи фойдаланувчилар орасида текшириб кўриш натижалари ҳақида ахборотларни алмаштириш ҳисобланади. Бу ҳолда актив ва пассив англаш усулларнинг комбинацияси ишлатилади.

Ечимни қабул қилишда ҳисбга олинадиган функционал параметрлар тўпламларига боғлиқ равишда когнитив радиотизимларнинг (КРТ) қуйидаги турларини ажратиш мумкин:

· кузатиш учун барча бўлиши мумкин РЭТ ёки симсиз тармоқлар параметрлари эътиборга олинадиган тўлиқ когнитив радио (“Mitola radio”);

· фақат бир параметр бўлган радиочастота спектрининг бандлиги кўриб чиқиладиган спектрни текшириб кўриш асосидаги когнитив радио.

Кузатиш учун тўлиқ бўлмаган параметрлар тўпламини ишлатилишида когнитив радиотизим бу икки турлар орасидаги оралиқ ўринни эгаллайди.

Асосий бошқариш каналларининг (хизмат ахборотларини алмаштириш) турлари бўйича КР қуйидаги синфларга бўлинади:

· ажратилган бошқариш каналили (хизмат ахборотларини алмаштириш) КРС;

· тақсимланган бошқариш каналили (хизмат ахборотларини алмаштириш) КРС.

Бундай сифга бўлиш кўплаб радиотизимлар учун анъанвий ҳисобланади ва атрофлича кўриб чиқилмайди.

Ҳозирги вақтда тадқиқотчиларнинг бир қисми КР ни интеллектуал тизимларга киритади, бошқа қисми эса уларни алоҳида синфларга ажратади ва уларни дастурийреконфигурацияланадиган радио тизимлар ва интеллектуал радиотизимлар орасига жойлаштиради. Бу масалага ойдинлик киритиш учун сунъий интеллект ва интеллект тизими тушунчасини кўриб чиқиш зарур. “Сунъий интеллект” атамасининг муаллифи Жон Маккарти () 2007 йилда Стэнфорд университети () нашрларидан бирига берган интервьюсида қуйидаги тушунчани берди:

“Интеллект бу ўзўзидан ўрганишнинг боришида маълум мураккабликликдаги синфлардаги масалаларни ечиш учун тизимнинг дастурларни яратиши (биринчи навбатда эвристик) ва бу масалани ечиш қобилияти ҳисобланади.

Интеллектуал тизимнинг “Интеллектли тизим бу ўрганиш, ўзўзидан ўрганиш, мақсадларн мустақил қўйиш учун ўз потенциал воситаларига ва ўз мақсадларига эришиш учун усуллар ва воситаларга эга бўлган тизимдир” тушунчаси берилган.

Келтирилаган тушунчалардан келиб чиқиб қуйиаги хулосаларни чиқариш мумкин:

· агар англаш циклининг натижасида олинган билиш тизимнинг кейинги циклларида фақат таҳлил қилиш учун ишлатилса, у ҳолда у ноинтеллектуал КРС лар синфига киради;

· агар КРС олдин олинган билишларни ҳисобга олиб ишласа ва улардан вазиятни тахмин қилиш учун фойдаланса, у ҳолда у интеллектуал КРС лар синфига киради.

2012 йилда Бутунжаҳон радиоалоқа конференциясида 1В тадқиқот гуруҳи томонидан таклиф этилган когнитив радионинг “Когнитив радиоалоқа тизими бу тизимга қоидаларда ва унинг ички ҳолати орқали ўрнатилган ўз операцион ва географик муҳити ҳақида билишларни олишга ва олдиндан аниқланган мақсадларга эришиш учун у олган билишларга мувофиқ ўз операцион (ишчи) параметрларини динамик ва автоном тузатишга ва эришилган натижалар бўйича ўрганишга имкон берадиган технологиядан фойдаланадиган радиотизим ” тушунчаси кўриб чиқилган.

Бу тушунча КР нинг асосий функцияларини ва уларнинг ишлатилишини тавсифлайди. Шу билан бир вақтда у КР ни ўзўзини ташкил қилиш, спектрга динамик уланишни ишлатиши (), операцион (ишчи) муҳитга таъсир этиш, масалан, спектрнинг бўш оралиғини эгаллаш йўли билан мумкинлиги қобилиятини тўлиқ даражада акс эттиради. Шуни ҳисобга олганда қуйидаги КР тушунчаси таклиф этилади:

“Когнитив радиотизим бу ўз операцион ва географик муҳитини суриштири аниқлашга, унга ўз функционал параметрлари ва протоколларини мослаштиришга ёки ўрнатилган ростлаш сиёсати ва ўз функционал ҳолатини эътиборга олганда ўз эксплуатацион муҳитини билишларни шаклланиши жараёнида тўпланган ва ўзлаштирилган кўникмалар ҳисобига ўзгартиришга қодир бўлган радиочастота спектрига динамик уланишли ўзўзидан ташкил этилувчи радиотизим ҳисобланади.

№16 маъруза. Bluetooth, HomeRF, ZigBee, NFC алоқа технологиялари

Ҳозирги вақтда Bluetooth технологияси қисқа масофалардаги симсиз алоқа учун қаттиқ турган коммуникацион стандарт ҳисобланади. У кичик ишлаш радиусли бир универсал радиолиния воситасида бир қурилмадан бошқа қурилмага уланадиган бир қанча алоқа кабелларнинг ўрнига ишлатилади. Масалан, сотали телефон ва ноутбукда ўрнатилган Bluetooth радиотехнологияси ноутбукда сотали телефонга уланган кабелни алмаштиради. Принтерлар, персональ компьютерлар, факслар, клавиатурлар ва бошқа деярли барча рақамли қурилмалар Bluetooth тизимининг қисми ҳисобланиши мумкин.
Bluetooth радиотехнологияси, шунингдек, мавжуд маълумотларни узатиш тармоқлари, периферия қурилмаларига универсал кўприкни таъминлайди, шунингдек, тармоқ инфратузилмасидан ташқаридаги хусусий махсус уланадиган қурилмалар гуруҳи учун интерфейс механизмни таъминлайди. Bluetoothни ортиш бўйича ишни Ericsson Mobile Communication компанияси 1994 йилда бошлади. Дастлаб бу технология FLYWAY тизимида тизим ва саёҳатчилар орасидаги функционал интерфейс зарурати учун мўлжалланди. 1995 йил телекоммуникация ва ахборот технологиялари каби соҳалари таннарх бўйича арзон ва энергия истеъмоли бўйича тежамкор радиоалоқа ёки симсиз алоқа энди ишлатилиши аниқ ва эришса бўладиганлигини билашди. Шунинг учун у яқин масофаларда кабелли алоқани ўрнини босиши мумкин. Яратувчиларнинг мақсади технология бутун мобил компьютер ва коммуникацион қурилмалардан фойдаланишни оптималлаштирадиган спецификацияларга мос келишидан иборат бўлди ва қуйидагиларни таъминлайди:

1.Бутун дунё бўйича фойдаланиш;

2.Нутқ ва маълумотларни узатиш бўйича ишлаш;

3. ad hoc уланишларини ўрнатиш имконияти (махсус мақсадлар учун);

4.Очиқ полосада бошқа манбалардан ҳалақитларга қарши туриш имконияти;

5.Бошқа қурилмалар билан қулай интеграцияланишни таъминлаш учун жуда ихчам ўлчам;

6.Бундай мақсадлар учун мўлжалланган бошқа қурилмаларга қараганда кам энергия истеъмоли;

7.Очиқ интерфейс стандарти;

8.Арзон нарх.

Bluetooth технологияси нутқ ва маълумотларни узатишда ишлаш учун арзон, барқарор, самарадор, юқори сиғимли алоқани таъминлаш учун махсус ишлаб чиқилади ва қуйидаги характеристикаларига эга:

1. 1 Мбит/с узатиш/қабуллш тезлиги (каналнинг максимал полоса кенглигида).

2. Интерференциядан қочиш учун тезкор частотадан қайта уланиш.

3.Ҳалақитларни минималлаштириш учун адаптив чиқиш қуввати.

4. Ҳалақитлар вақтида қувватини минималлаштириш учун қисқа маълумотлар пакети.

5.Тез таниш (тасдиқлаш).

6. Битлар бўйича юқори хатоликлар частотасида ишлаш имконини берадиган CVSD (Continuous Variable Slope Delta Modulation) нутқли ифодалаш.

7. Иловалар кенг спектрини таъминлайдиган пакетларнинг ихчам турлари.

8.Алоқада элементар сигналларнинг интеграциялантиришни таъминлайдиган кучланмаган «алоқа бюджет».

9. Энергия истеъмолини минималлаштириш учун махсус мослаштирилган узатиш/қабуллш интерфейси.

Бу хусусиятлар Bluetooth технологиясига қайта жиддий ҳалақитлар бўлганда ҳам юқори маълумотларни узатиш тезлигили ихчам алоқани таъминлаш имкониятини беради. Сигналларни яхши узатилиш шароитларида ҳалақитлар кучайиши билан яхши қабул қилишда узатиладиган сигнал сифатининг пасайиши минимал ва стабил бўлади, бу стабил алоқанинг сақланиш имкониятини беради.

Bluetooth технологияси қисқа масофаларга нутқни ва маълумотни узатиш учун «нуқта-мультинуқта» RF (Radio Frequency) спецификациясига эга. Bluetooth қурилмаси қаттиқ метал бўлмаган объектлар орқали сигналларни узатиши мумкин. Унинг нормал диапазони 10 см дан 10 метргача, лекин узатиладиган сигналнинг қувватини оширилиш йўли билан 100 метрларгача узатилиши мумкин. Бу самара қисқа диапазондаги радиоалоқага асосланган, у стационар ва мобил коммуникацион атроф-муҳит учун махсус уланишларни яратишни осонлаштиради.

Bluetoothнинг асосий вазифаси ҳар хил турлардаги электрон қурилмалар орасида тежамкор (энергия истеъмоли нуқтаи назаридан) ва арзон радиоалоқани таъминлаш ҳисобланади, бунда катта аҳамият электрон компонентларнинг ихчамлигига берилади, бу соат ўлчамларига тенг кичик габаритли қурилмаларда Bluetoothни қўлланиши имкониятини беради. Бу технологиянинг оддийлиги сабабли кўплаб мутахассислар Bluetooth унча катта бўлмаган локал тармоқни ва қурилмаларни симсиз боғлашда яратишда рақобатчиларга эга эмас деб ҳисоблашади (масалан, уй, офис ёки автомобил чегарасида).

Bluetooth интерфейси ҳам товушни (64 Кбит/сек тезликкача) ҳам маълумотларни (бир йўналишда 721 Кбит/сек ва бошқасида 57,6 Кбит/сек тезликкача) узатилишига имкон беради. 2.4 ГГц частотада ишлайдиган қабуллагич/узатгич бўлган Bluetooth-чип қуввати даражасига боғлиқ равишда 10 ёки 100 метрларда алоқани ўрнатишга имкон беради. Масофалардаги фарқ сўзсиз катта, лекин 10 метрларда баҳоланиш (уланиш) паст энергия истеъмолини сақланиши, етарлича унча катта бўлмаган компонентлар нархларига ва компакт ўлчамларга имкон беради. Кичик қувватли узаткич ахборотларни алмаштиришда standby режимида 0.3 мА ва ўрта режимда 30 мА токни истеъмол қилади.

Bluetooth FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum) принципи бўйича ишлайди. Қисқача буни шундай тушунтириш мумкин:

Узаткич маълумотларини пакетларга бўлади ва частотани сакрашсимон псевдотасодифий алгоритми (секундига 1600марта) ёки 79 та нимчастоталардаги тузилган шаблон бўйича уларни узатади. Бир-бирларини "Тушуниш" фақат ўша бир узатиш шаблонига созланган қурилмалар учун узатилган ахборот оддий шовқин бўлади.

Bluetooth технологииясининг концепцияси ва асосий ҳолатлари

Bluetooth - бу ISM (Industry, Science and Medicine саноат, илмий ва медицина) диапазонида ишлайдиган юқори частотали (2.4 - 2.48 ГГц) қабуллагич/узатгич бўлган кичкина чип ҳисобланади. Бу частоталардан фойдаланиш учун лицензия талаб қилинмайди, уни қуйироқда кўриб чиқамиз. Стандартда кўзда тутилган маълумотларни узатиш тезлиги 720 Кбит/с асимметрик режимда ва 420 Кбит/с ни тўлиқ дуплек режимда ташкил этади. Энергия истеъмоли (узаткич қуввати) 10 мВт дан ортиб кетмаслиги керак. Дастлаб технология 10 метрдан ортиқ бўлмаган масофаларда алоқани қўллаб-қувватлашга қодир Bluetooth микросхемаларини таклиф қилмоқда. Радиотехнология сифатида Bluetooth тўсиқларни “айланиб ўтишга” қодир, шунинг учун уланадиган қурилмалар тўғри кўриш зонасидан ташқарида жойлашиши мумкин.

Bluetooth қурилма етарли чегараларда бўлиши билан уланиш автоматик амалга ошади. Бунда фақат нуқта-нуқта (иккита қурилма) принципи бўйича уланишдан ташқари, нуқта кўп нуқта принципи бўйича уланиш амалга ошади. Битта қурилма бир неча қурилмалар билан ишлаши мумкин. Табийки, амалда Bluetooth технологиясини ишлатиш учун маълум дастурий таъминот (ДТ) зарур. Дарвоқе, MS Windows Whistler операцион тизимининг янги версиясига Bluetoothни қўллаб-қувватлаш ўрнатилган. Bluetooth технологияси учта ҳимоя даражасини кўзда тутади:

1. Минимал - маълумотлар умумий калит билан кодланади ва исталган қурилма чеклашсиз қабул қилиши мумкин.

2. Қурилма даражасидаги ҳимоя - чипда рухсат этиш даражаси ёзилади, унга мувофиқ қурилма бошқа қурилмалардан маълум ахборотларни олиши мумкин.

3. Алоқа сеанси даражасидаги ҳимоя – аниқ бир алоқа сеансида қатнашадиган ҳар бир чиплар жуфтлигида сақланадиган 128-битли тасодифий номерлар билан кодланади.

1- расм. Bluetooth модуллари габаритларини таққослаш.

Bluetooth қурилмалар орасида уланишни ўрнатилишининг техник аспектлари

Bluetooth тизимининг функционал ташкил этувчилари қуйидагилар:

• радиоқурилма;

• алоқа каналини бошқариш қурилмаси;

•маълумотларни узатиш линияларини бошқариш;

• фойдаланувчи тавсифи дастурий таъминоти функцияси;

• Пиконет – «пикотармоқ» : махсус усулда Bluetooth технологияси орқали уланган қурилмалар тўплами; Пиконет портатив ПК ва сотали телефон каби иккита уланган қурилмалардан бошланади. ПК ва сотали телефон 8 тагача уланган қурилмаларгача уланиши мумкин. Мана шунинг учун талаб қилинидиган манзил бўшлиғи (фазаси) 3 бит билан чекланган. Барча Bluetooth қурилмалари бир рангли ҳисобланади ва ўхшаш ишлатишга эга бўлади. Лекин пиконет ўрнатилганда бир қурилма синхронлаштириш мақсадлари учун master сифатида, бошқалари эса пиконет-уланишни қўллаб-қувватлаш учун slave сифатида ишлайди.

• Scatternet – «қайта ташлаш тармоғи»: икки ва ундан ортиқ номустақил ва синхронланмаган ўзаро таъсирлашишадиган пиконет тармоқлари. Slave-қурилмасида кўрсатилганидаек, master-қурилмада ҳар бир пиконет тармоғида бошқа пиконет тармоғида slave бўлиб ўшандай алоқани ўрнатиш мумкин.

• Бошқа қурилмаларни синхронлаштириш учун master қурилмаси: синхронлаштириладиган сигналлар генерацияси ва сакрашлар кетма-кетлиги ишлатиладиган имкониятдаги қурилма

• slave қурилмаси: master қурилмаси ҳисоблашмаган пиконетдаги барча қурилмалар (masterдаги ҳар бир қурилмага 7 тагача фаол қурилма).

• MAC-манзил: пиконетга киритилган қурилмаларни фарқлаш учун ишлатиладиган 3-битли Media Access Control манзил.

• Парклаштирилаган қурилмалар: синхронлаштирилган, лекин MAC- манзилларга эга бўлмаган пиконетдаги қурилмалар.

• Sniff Mode ва Hold Mode: пиконетда синхронлаштирилган ва қурилманинг фаоллиги камайтирилган вақтинча киритилган энергияни сақлаш режимига эга бўлган қурилма.

• Ad-hoc network (махсус тармоқ) – уланиш нуқтаси ёки сервер ишлатилмасдан қоплаш соҳасида комплекс станциялар орасида ўзаро таъсирлашиш ўрнатиладиган оддий тармоқ.

• Link Manager Protocol – алоқани созлаш, ҳавфсизлик ва бошқариш учун ишлатиладиган LMP хабар.

Bluetooth технологиясининг топологияси:

1. Пиконет 8 та қурилма билан чекланади:

a) нуқта-нуқта ( ёки битта master ва битта slave)

b) мультиslave (битта masterли 7 та "slaveов" лар)

2. Scatternet 10 тагача пиконетини улаши мумкин

c) бир неча пиконет ўзаро таъсирлашишади.

Bluetooth топологиясининг фундаментал «қурилиш блоклари»– бу master ва slave қурилмалари бўлиб, бунда пиконетдаги master қурилмаси пиконетдаги бошқа қурилмаларни синхронлаштириш учун синхронлаштириш импульсларини генерациялаш ва сакрашлар кетма-кетлигини таъминлайди. Master шунингдек, алоқа каналларини номерлайди. Master пиконет тармоғидаги барча slave - қурилмалар ишлайдиган шаблонни аниқлайди ва унинг ишлашини синхронлаштиради. Bluetooth стандарти мустақил ва ҳатто синхронлаштирилмаган пиконетларни (10тагача) scatternet тармоғида уланишини кўзда тутади. Бунинг учун пикотармоқларнинг ҳар бир жуфтлиги бирида master, бошқасида slave бўладиган минемум битта умумий қурилмага эга бўлиши керак. Шундай қилиб, Bluetooth интерфейсли алоҳида scatternet чегараларига бир вақтда 71 та қурилма боғланиши мумкин, лекин олисдаги алоқа учун ўша интернетни ишлатадиган гейт- қурилмаларнинг қўлланишини ҳеч ким чеклай олмайди.

2-расм. Тармоқнинг схематик тасвирланиши

[1] Синергия - алоҳида компонентларнинг оддий жаъмидан кўра ошадиган умумий таъсири билан ифодаланувчи икки ёки кўпроқ факторларнинг бирлашмаси (яъни, 2+2>4 бўлган ҳол).

[2] Баъзи адабиётларда бу технологиялар авлоди 2G+ деб хам аталади.

[3] Масалан, EDGE тармоғида максимал тезлик қабулда 236,8 кбит/с.га етказилса, у 2Gга ҳам, 3Gга ҳам тааллуқли хисобланиши мумкин.

[4] IS - ингл. Interim Standard дан қисқартириш бўлиб, яъни «оралиқ стандарти» маъносини беради.

[5] Чипли деб кенгайтирилган спектрли сигналнинг (шовқинга ўхшаш сигнал) символларини узатилиш тезлиги айтилади. 2- бобда батафсилроқ кўринг.

[6] Қуйидаги маълумот UMTSдан фарқли, лекин W-CDMA радиоинтерфейсини ишлатадиган, (масалан FOMA) тармоқлари учун қўлланилмайди.

[7] TD-CDMA (ингл. Time Division – CDMA) каналларни кодли-вақтли ажратиш асосида кўп сонли уланиш.

[8] TD-SCDMA (ингл. Time Division - Synchronous CDMA) – каналларни синхрон кодли-вақтли бўлиш асосида кўп сонли уланиш.

[9] MAP – (ингл. Mobile Application Protocol) – мобил абонентларга хизмат кўрсатиш учун GSM таянч тармоғи қисмларининг иловалар сатҳида ўзаро ишини таъминлайдиган SS7 протоколи.

[10] Баъзи адабиётларда бу технологиялар авлоди 2G+ деб хам аталади.

[11] Протоколлар стеки - тармоқда тугунларни ўзаро хамкорлигини ташкил қилиш учун иерархик тарзда тузилган тармоқ протоколларининг тўплами. Энг таниқли протоколар стеклари: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, DECnet ва SNA лардир.

[12] Масалан, EDGE тармоғида максимал тезлик қабулда 236,8 кбит/с.га етказилса, у 2Gга ҳам, 3Gга ҳам тааллуқли хисобланиши мумкин.

[13] 3GРРда HSUPA технологиясини белгилаш учун EUL (ингл. Enhanced Uplink – “юқорига” йўналишда такомиллаштирилган узатиш) атамасидан ҳам фойдаланилади. HSUPA атамаси Nokia (Финланция) компанияси томонидан таклиф этилган.

[14] Эслатиб ўтиш керакки, “IMT-2000” ва “IMT Advanced” дастурлари ҳозирги вақтда ягона “IMT” дастурига бирлаштирилган.

[15] Ортогоналлик (грек. orthogonios - тўғри бурчакли, orthos – тўғри ва gonia - бурчак ) бу перпендикулярлик тушунчасининг умумлаштирилиши, кўпинча агар иккита вектор уч ўлчамли фазода перпендикуляр бўлса, у ҳолда уларнинг скаляр кўпайтмаси (бу векторларнинг узунликлари ва улар орасидаги бурчакнинг косинуси кўпайтмаси) нолга тенг бўлади.

[16] “Фурье Тез Ўзгартириш” (ФТЎ, FFT) схемаси бу “Фурье Дискрет Ўзгартириши” (ФДЎ) ни тез ҳисоблаш алгоритмидир. Баъзан ФТЎ деганда частота/вақт асосида яганалаш алгоритми ёки О(Nlog(N)) мураккабликка эга 2 га асос бўйича тезкор алгоритмлардан бири тушунилади. Умумий ҳолда ФДЎ алгоритми S(n) (n = 0.1…N-1, N) та комплекс сигнал саноғига S(k) (k = 0….N-1 N) та комплекс спектр саноғини мослаштиради.

[17] Доплер эффекти - бу узаткич ёки қабул қилгичнинг (ёки иккисини хам) ҳаракатига боғлиқ радиотўлқин тебранишининг частотасини ўзгариши. Мобил алоқа тизимларида базавий станцияга нисбатан абонент тез ҳаракатланганида сигналнинг бузилишларига олиб келиши мумкин.

[18] Пси–фактор – бу сигналнинг оний максимал амплитудасини унинг ўртача қийматига нисбати. OFDM модуляторини чиқишидан кучайтиргичга бир неча частотавий нимканаллар келади. Ҳар бир нимканалнинг сигнали фаза ва амплитуда бўйича модуляцияланган. Мос равишда йиғинди OFDM сигнали юқори-чизиқли кучайтиргичда кучайтирилиши керак ва умумий сигналнинг максимал ва чўққи қийматлари бузилишларсиз узатилиши керак. OFDM сигналнинг чўққи қиймати сигналнинг ўртача қиймати сатҳидан ўнлаб мартагача юқори. Чиқиш сигнали бузилса барча каналлар сигналлари у ёки бу даражада бузилади. Бундай бузилган сигнал демодуляцияланганда 16-QAM ёки 64-QAM канал детектори сигналнинг амплитуда-фазавий оний ҳолатини аниқлай олмайди, бу чиқиш рақамли оқимда хатоликларни келтириб чиқаради.

[19] Геостационар орбитада сунъий йўлдошнинг Ер атрофида айланиш даври 24 соатга тенг, шу сабабли сунъий йўлдош Ерга нисбатан мунтазам бир нуқтада бўлади. Учта геостационар сунъий йўлдошли тизим ёрдамида Ер юзини қамраб олиш мумкин.