Сотовые системы связи

Сотовая связь основана на применении кабельных и беспроводных каналов на тех участках, где они могут проявить свои сильные стороны. Базовая структура сети создается на основе высокоскоростных кабельных каналов связи, а подключение абонентов производится по радиоканалам, что позволяет обеспечить их мобильность. Хотя основное применение сотовых систем до сих пор лежит в области телефонии, современные сотовые технологии позволяют передавать и произвольные цифровые данные. Различают три поколения систем сотовой связи: аналоговые системы, цифровые и универсальные цифровые системы. Во всех аналоговых системах использ. частотная модуляция и частотное разделение каналов (полоса, отводимая для одного абонента – от 12.5 до 30 кГц). Недостатки аналоговых систем – малая емкость (нерациональное использ. полосы частот), слабая защита от прослушивания, большие габариты абонентского оборудования. Аналоговый стандарт NMT 450 (“скандинавский стандарт”) - Российский федеральный стандарт сотовой связи. Цифровые системы используют временное разделение каналов (D-AMPS, GSM) или кодовое разделение каналов (CDMA). Напр, стандарт GSM 900 отводит под один канал полосу в 200 кГц, и в полном диапазоне умещается 124 канала. По каждому каналу передаются кадры, принадлежащие разным абонентам – за счет этого достигается временное разделение. При кодовом разделении используется метод расширения спектра-все абоненты используют общую полосу (около 1 МГц), но данные разных абонентов кодируются разными псевдослучайными последовательностями. Системы сотовой связи строятся в виде совокупностей ячеек(правильных шестиугольников, соприкасающихся ребрами), покрывающих обслуживаемую территорию. Схема напоминает пчелиные соты, отсюда термин “сотовая сеть”. В центре каждой ячейки располагается базовая станция (БС), с которой (по радиоканалам) связываются все абоненты, находящиеся в пределах данной ячейки. На БС расположены приемная и передающая антенны/пара приемных антенн, несколько приемников и передатчиков, контроллер и блок сопряжения с линией связи. Если абонент перемещается в другую ячейку, его начинает обслуживать другая БС. Все БС связаны с центром коммутации, у которого имеется подключение, например, к обычной городской телефонной сети. Если сеть достаточно крупная, то в ней может присутствовать несколько связанных между собой центров коммутации. Основным принципом сотовой связи явл. принцип повторного использования частот, позволяющий наращивать емкость системы. Суть: в рядом расположенных ячейках используются разные полосы частот, что позволяет соседним БС не конкурировать за общую полосу, а абонентскому оборудованию легко выбирать ближайшую к нему БС (по сигналу максимальной мощности).