Системы сотовой подвижной связи.

Главный принцип функционирования систем сотовой радио­связи заключается в том, что система обслуживает территорию, разделенную на много небольших зон, каждая из которых обслу­живается своим комплексом радиооборудования. Для разделения территории на зоны без перекрытия или пропусков участков наиболее оптимальной формой зоны является шестиугольник. Разделение территории на шестиугольные зоны, похожие на пче­линые сотовые ячейки, дало название радиотелефонной мобиль­ной связи — сотовая. Границы соты определяются зоной устойчи­вой радиосвязи и зависят от мощности приемно-передающего ра­диоустройства, топологии местности и частотного диапазона ра­боты системы. Чем выше полоса частот системы, тем меньше ра­диус соты, но тем лучше способность сигнала проникать через стены и другие препятствия и, что также важно, тем миниатюр­нее радиоаппаратура и выше возможности организации большего количества абонентских радиоканалов.

В состав оборудования системы сотовой связи входят базовые станции и центр коммутации, соединенные по выделенным про­водным или радиорелейным каналам.

Центр коммуникации — это автоматическая телефонная стан­ция системы сотовой связи, обеспечивающая все функции управ­ления сетью: слежение за подвижными абонентами, организация их эстафетной передачи, переключение рабочих каналов в соте при появлении помех, соединение абонента с абонентом обыч­ной телефонной сети.

Базовая станция представляет собой многоканальный приемо­передатчик, работающий в режиме приема и передачи сигнала и служащий своеобразным интерфейсом между сотовым телефоном и центром коммуникации подвижной связи.

Число каналов базовой станции обычно кратно 8: 8, 16, 32. Один из каналов является управляющим, или каналом вызова, поскольку именно на нем производится установление соедине­ния при вызове подвижного абонента сети, однако разговор про­исходит после переключения на другой канал, свободный в дан­ный момент. Сама идея сотовой сети мобильной связи заключается в том, что, еще не выйдя из зоны действия одной базовой стан­ции, телефон и его владелец попадают в зону действия следую­щей, и так вплоть до наружной границы всей зоны покрытия сети. При этом сотовая связь не обязательно подразумевает мобильность: сегодня во всем мире все большее распространение получа­ет так называемая «сотовая фиксированная связь». Антенны базовых станций устанавливаются в городе на высоте 15—100 м от поверхности земли на уже суще­ствующих постройках (общественных, производственных здани­ях, жилых домах, дымовых трубах), а за городом — на высоких мачтах.

Система сотовой связи функционирует по следующему алго­ритму.

1. В режиме ожидания (трубка положена) приемное устройство радиотелефона постоянно сканирует либо все каналы системы, либо только управляющие.

2. Для вызова соответствующего абонента всеми базовыми станциями системы связи по управляющим каналам передается сиг­нал вызова.

3. Сотовый телефон вызываемого абонента при получении этого сигнала отвечает по одному из свободных каналов управления.

4.Базовые станции, принявшие ответный сигнал, передают информацию о его параметрах в центр коммуникации, который, в свою очередь, переключает разговор на ту базовую станцию, где зафиксирован максимальный уровень сигнала сотового телефона
вызываемого абонента.

Число абонентов в каждой соте не постоянно, поскольку они перемещаются из соты в соту. При пересечении границы между сотами производится автоматическое переключение абонента на обслуживание в другой соте.

Важнейшей услугой сотовой связи является роуминг — возмож­ность использования одного и того же телефона в поездках. Для обеспечения роуминга необходимо выполнение следующих условий:

1) совместимость стандарта сотовой системы места пребывания со стандартом компании, у которой был приобретен радиотелефон;

2) наличие у регионов и компаний организационных и экономических соглашений о роуминговом обслуживании;

3) существование каналов связи между системами, обеспечивающими передачу информации для роуминговых абонентов.

Роуминг подразделяется на следующие виды: автоматический, позволяющий абоненту выйти на связь в любое время в любом регионе; полуавтоматический, когда абонент предварительно дол­жен оповестить оператора о желании пользоваться роумингом, и ручной, представляющий собой обмен одного радиотелефона на другой, подключенный к сотовой сети другого оператора, обслу­живающего зону предстоящей поездки.

Системы сотовой связи подразделяются на аналоговые и циф­ровые.

Аналоговые системы сотовой подвижной связи отно­сятся к первому поколению сотовых систем. В них используется аналоговый способ передачи информации с помощью частотной или фазовой модуляции, как в обычных радиостанциях. Недостат­ки применения аналогового способа связаны с возможностью про­слушивания разговоров другими абонентами, отсутствием эффек­тивных способов борьбы с затуханием сигналов под влиянием ланд­шафта и при перемещении абонентов.

Цифровые системы сотовой подвижной связи относятся к системам второго поколения. По сравнению с аналоговыми они предоставляют абоненту более широкий выбор услуг, обеспечи­вают высокое качество связи.

Стандарт обслуживается своими компаниями, называемыми обычно операторами сотовой связи.

При выборе оператора следует учитывать зону охвата террито­рии и возможный роуминг; качество сигнала; сервисные услуги и их доступность; качество обслуживания; стоимость предоставляе­мых услуг и возможность выбора схемы расчета за них.

В состав конструкции радиотелефона вне зависимости от моде­ли входят:

v передающее и приемное устройства;

v устройства преобразования и воспроизведения речи;

v устройства контроля и управления;

v антенна;

v звонок (зуммер);

v клавиатура;

v дисплей.

(Всего лишь 30 лет назад содержимое современного сотового телефона заняло бы целый этаж здания, а теперь телефон разме­щается на ладони.)

Все эти элементы обычно располагаются следующим образом: на передней крышке — клавиатура, дисплей, микрофон и гром­коговоритель; на задней крышке - антенна, а между ними - многослойная печатная плата. Благодаря оригинальным инженер­ным решениям вес телефонов постоянно снижается.

Воздействие на человеческий организм систем сотовой связи дис­кутируется в средствах массовой информации. Анализируются по­следствия облучения головного мозга при пользовании сотовым телефоном. Исследователи единодушны в том, что электромаг­нитное излучение влияет на ткани головного мозга.

Однако сотовый телефон может быть смертельно опасен для человека, что связано с проблемой электромагнитной совмести­мости радиоэлектронных устройств. В связи с этим сотовые теле­фоны не разрешается использовать в больницах и на борту авиа­лайнеров, чтобы не внести помехи в работу используемого слож­ного радиотехнического оборудования. Сотовые телефоны могут быть опасны для людей, которые пользуются электронными кар­диостимуляторами.