GSM tinklų skleidžiami
trikdžiai gali stipriai įtakoti ir trečiosios
kartos (3G) mobiliojo ryšio sistemų
(UMTS) paleidimą ir tų sistemų teikiamų
paslaugų kokybę.
Tai, jog UMTS ir GSM tinklai privalės veikti vienu metu, kelia
nemažai problemų operatoriams, planuojantiems ir kuriantiems 3G
tinklus. Siekiant garantijų, kad naujieji mobiliojo ryšio tinklai tikrai
užtikrins žadamas dideles duomenų
perdavimo spartas ir geresnę ryšio kokybę,
svarbu išsiaiškinti ir laiku pašalinti bet
kokią potencialią GSM ir UMTS
sąveiką. Tinkamai neatsižvelgus į tinklų
sąveikos klausimus, nukentės ir tinklo aprėptis, ir jo pralaida, ir abonentų
aptarnavimo kokybė.
UMTS tinkluose bus naudojama bevielio ryšio sąsaja W-CDMA,
kurios konstrukcija leidžia pasiekti atsparumą tam tikriems
specifiškiems trikdžių tipams. Pavyzdžiui,
atskiri mobilūs terminalai mato visą
duomenų srautą W-CDMA ląstelėje
kaip tam tikrą trikdžių šaltinį ir stengiasi
jį eliminuoti. Kiti interferencijos
šaltiniai, tame tarpe ir GSM tinklai, reikalauja atidaus darbo planuojant
tinklus ir juos instaliuojant. Deja, operatoriai iki šiol neskyrė
pakankamai dėmesio šioms problemoms, nes jų
pagrindinės pastangos yra nukreiptos į tinklų įrangos optimizavimą ir
instaliavimo išlaidų mažinimą.
Operatoriaus nekontroliuojama interferencija gali atsirasti ir
dėl UMTS, ir dėl GSM tinklų kaltės.
Jos šaltiniai gali būti mobilieji UMTS
terminalai ar kitų tinklų, veikiančių
gretimuose dažnių diapazonuose,
bazinės stotys, o taip pat kanalų sąveika
ribiniuose plotuose, skiriančiuose operatorius, naudojančius tą pačią
dažnių juostą. Didžiausias GSM tinklų
keliamų trikdžių šaltinis yra signalai,
prasiskverbę iš DCS sistemos (1800 MHz) bazinių stočių.
Greta esančių kitų UMTS
tinklų operatorių sukelti trikdžiai gali
sukurti tinklo aprėpties skyles arba
"negyvąsias zonas", kurių dydis
priklausys nuo spektro paskirstymo ir operatorių tinklo planų. Šią problemą
operatoriams geriausia spręsti dirbant kartu bei tobulinant savo tinklų įrangą.
GSM tinkluose pakraštinės interferencijos problemos yra
sprendžiamos gana paprastai, nes 200 KHz pločio GSM sistemos kanalai leidžia
operatoriams kaitalioti dažnius nesibaiminant dėl ženklesnio tinklo
pralaidos sumažėjimo. Tačiau UMTS atveju
kanalo plotis jau yra 5 MHz, o tai sudarys pusę daugelio operatorių
valdomo spektro srities pločio, todėl
panašios dažnių planavimo procedūros
nebus efektyvios. Tačiau jeigu operatoriai bendradarbiaus, jie galės
kontroliuoti ribose atsirandančią tinklų
sąveiką. Europos Pašto ir
telekomunikacijų administracijų konferencijos
CEPT 2001 m. vasario mėnesį
paskelbtose rekomendacijose yra pasiūlyta
tam tikra tarptautinių kodų
priskyrimo schema. Ši schema leidžia
Europoje įsikūrusiems 3G operatoriams
naudotis tais pačiais dažniais, o
savuosius abonentus atskirti pagal skirtingus W-CDMA kodų rinkinius.
UMTS technologija tebėra kūrimo stadijoje, todėl
standartizavimu besirūpinančios institucijos gali
toliau ją tobulinti, stengiantis sumažinti
sąveiką ir tarp UMTS tinklų, ir
tarp UMTS bei GSM tinklų. GSM
įtaką UMTS tinklams pakeisti yra
sudėtingiau, nes GSM yra seniai
įsitvirtinusi technologija, kurią kuriant
nebuvo galvota apie galimybę, kad ji veiks
greta UMTS.
Į UMTS dažnių juostą
prasiskverbusių GSM signalų
interferencija gali įvykti, jei abiejų šių sistemų
tinklai veiks tame pačiame geografiniame regione. Situacija taps kritiška,
kai GSM ir UMTS bazinės stotys bus įkurdintos toje pat vietoje ar tame
pat bokšte, o ypač tuomet, kai GSM ir UMTS bazinės stotys naudos tą
pačią anteną.
Europoje tokia sąveika atskiruose geografiniuose regionuose yra
beveik garantuota, nes GSM jau yra aprėpusi viską. UMTS tikriausiai
bus įkurdinama jau egzistuojančiuose GSM statiniuose jau vien dėl
finansinių priežasčių. Todėl yra labai
svarbu, kad operatoriai laiku įsisąmonintų
galimą interferencijos pavojų ir
sukurtų strategiją, kaip tą pavojų sumažinti.
1992 m. ITU rekomendavo tam tikrą 3G/IMT-2000 sistemų
dažnių paskirstymą. 3G spektras yra padalijamas
dažnių ruože nuo 1710 iki 2170
MHz. Aukštynkryptę dažninio
sutankinimo duplekso (FDD - Frequency Division
Duplex) UMTS juostą nuo žemynkryptės DCS 1800 (GSM 1800)
juostos teskiria vos 40 MHz. FDD aukštynkryptė juosta yra skirta
mobiliųjų terminalų siunčiamų signalų
perdavimui bazinėms stotims; ši juosta
bus svarbiausia 3G operatoriams. Laikinio sutankinimo duplekso TDD
(Time Division Duplex) juosta, kurioje aukštynkrypčiai ir
žemynkrypčiai UMTS signalai bus to paties
dažnio, bet naudosis skirtingais laiko tarpsniais, yra netgi arčiau prie GSM
1800 naudojamų dažnių. Tikimasi,
jog TDD bus panaudota vėlesnėje 3G tinklų plėtros stadijoje, kai prireiks
nedideliu nuotoliu perduoti didelius duomenų srautus.
1 pav.
GSM ir UMTS juostų artumas reiškia, kad signalai, patenkantys
iš GSM-1800 siųstuvo į tame
pačiame bokšte esančią 3G bazinės stoties
anteną, pablogins tos stoties
sugebėjimą be klaidų priimti 3G mobiliųjų
telefonų siunčiamus signalus. Jeigu
dvi bazinės stotys naudojasi ta pačia
antena, nelieka jų siunčiamų signalų
atskyrimo dėl izoliacijos, todėl interferencija dar išaugs. Netgi ir tada,
kai bazinės stotys bus ne toje pat vietoje, o tik veiks toje pat vietovėje,
pakankamai dideli GSM-1800 signalai vis tiek prasiskverbs ir sugadins
UMTS stoties parametrus.
Du patys svarbiausi mechanizmai, per kuriuos pasireiškia
aptariamoji interferencija, yra dideli nuotėkio signalų lygmenys,
"blokuojantys" UMTS imtuvo stiprintuvus, ir
pašalinė spinduliuotė ar tarpusavio
moduliacijos metu atsiradę signalai, patenkantys į UMTS dažnių juostą.
Kuris iš šių dviejų mechanizmų
dominuos kiekvienu konkrečiu atveju,
priklausys nuo tikslios GSM filtrų, antenų
ir stiprintuvų konfigūracijos, o taip
pat nuo GSM dažnių paskirstymo plano.
Dėl tarpusavio moduliacijos atsiradę signalai, sukelti vieno GSM
operatoriaus stočių, daugiau paveiks
tik tuos 3G operatorius, kuriems priklausantis spektras yra žemadažnėje
FDD juostos dalyje. Tačiau tokia tarpusavio sąveika taip pat gali atsirasti,
kuomet vienoje vietoje yra įsikūrę du
GSM operatoriai. Pavyzdžiui, dėl
operatorių, turinčių 1810 MHz ir 1875
MHz dažnių įrangą, siųstuvų sąveikos
gali atsirasti 1940 MHz signalai, patenkantys į patį FDD juostos vidurį. Šiuo
atveju svarbu yra tai, kad tiktai operatoriams bendradarbiaujant
galima maksimaliai sumažinti GSM
signalų įtaką UMTS operatoriaus įrangai.
Europos telekomunikacinių standartų institutas ETSI pabandė
riboti šiuos interferencijos mechanizmus. 2000 m. lapkričio mėn. ETSI
paskelbė GSM specifikacijos papildymus (Release 99 of GSM TS
05.05). Naujoji specifikacija apibrėžia
gerokai mažesnius GSM-1800 bazinių
stočių spinduliuojamo signalo,
patenkančio į UMTS priskirtus dažnių
diapazonus, lygmenis (žr. 2 pav.).
2 pav.
Buvo nustatyti du skirtingi spinduliuotės lygmenys. Vienas yra
taikomas toje pačioje vietoje
įrengtoms GSM ir UMTS stotims, o kitas tuo atveju, kai abu tinklai veikia tame
pačiame geografiniame regione.Tada, kai bazinės stotys yra įrengtos toje
pačioje vietoje, reikalaujama, kad prasiskverbę GSM signalai būtų
papildomai slopinami ne mažiau kaip 50 dB. Naujai nustatytais spinduliuotės
lygmenimis yra siekiama juos sumažinti tiek, kad bet kokia sąveika
negalėtų pabloginti UMTS veikos žemiau
tam tikros ribos, panašiai kaip
anksčiau buvo padaryta su kitais galimos
interferencijos šaltiniais.
Anksčiau galiojančias
specifikacijas atitinkančią aparatūrinę
įrangą turinčios GSM bazinės stotys irgi
privalės tenkinti naujuosius reikalavimus, o tai reiškia, kad operatoriai
turės įrangą atnaujinti. Vienoje
vietoje įrengtoms GSM bazinėms stotims
prireiks naujų atšakiklių, filtrų bei
duplekso įrenginių. Tačiau visas šis
modifikavimas privalo būti atliekamas labai atsargiai, nesumažinant GSM
siųstuvų išvesties galios. Nemažai
techninių problemų kyla ir siekiant
atskirti signalus bendrose GSM ir 3G
bazinių stočių antenose.
3 pav.
GSM bazinėms stotims pasirenkamos apylinkėje dominuojančios
pozicijos irgi gali sukelti tam tikrų
problemų. Daug ankstyvųjų GSM
bazinių stočių, stengiantis aprėpti kuo
didesnį plotą, būdavo įrengiamos
iškiliose vietose, ant aukštų bokštų.
Jos netenkina UMTS, nes interferenciją galės sukelti ir toli esantys
mobilieji terminalai.
Nepaisant visų šių
problemų, praktinės aplinkybės, -
instaliavimo kaina, naujų vietų stotims
trūkumas, būtinybė užtikrinti patikimą abiejų
sistemų sąveiką - verčia GSM ir
UMTS bazines stotis įrengti tose pačiose
vietose. Norint nustatyti, kurios iš GSM stočių tinka ir UMTS įrengimui, o
kuriose reikia atnaujinti GSM
įrangą, būtina ištirti jose visus potencialios
interferencijos šaltinius.