6. Характеристики систем подвижной связи. Стандарт сотовых систем связи (ссс). Пути усовершенствования ссс.

Системы подвижной радиосвязи предназначены для связи между движущимся абонентом и абонентом ТФОП или между двумя движущимися абонентами.

Виды систем связи подвижной службы

К основным видам ССПС относятся: региональные мобильные системы наземной связи; глобальные мобильные системы спутниковой связи; системы персонального радиовызова (СПРВ). Региональные ССПС по способам организации радиосвязи разделяются на: транкинговые (пучковые) системы связи; территориальные (сотовые) системы связи; линейные системы индивидуальной связи.

Глобальные мобильные системы связи в зависимости от способа соединения различных зон обслуживания делятся на: системы с ретрансляцией в космосе; системы с ретрансляцией на земле.

Наиболее распространенным средством подвижной связи являются радиально-зоновые (транкинговые) системы и сотовые системы.

Сотовые системы (сспс).

Идея сотовой телефонной связи: площадь, подлежащая телефонизации, покрывается сетью базовых приемопере­датчиков (Base Transceiver Station - BTS). Обслуживаемая территория разбивается на небольшие участки, называемые сотами (cell). Каждая из ячеек об­служивается передатчиком с ограниченным радиусом действия и числом каналов. Это без помех позволяет повторно использовать те же самые частоты в другой ячейке, но удаленной на значительное расстояние. Однако, на практике зоны обслуживания сот могут перекрываться из-за различных факторов, например изменения условий распростра­нения радиоволн. В результате появляются взаимные помехи.

При этом чувствительность и излучаемая мощность базовой станции гораздо выше, чем чувствительность и мощность излучения мобильной станции (Mobile Station -MS), что позволяет сделать сами телефоны достаточно компактными и использовать источники питания ограниченной емкости.

Достоинством является большая пропускная способность за счет возможности повторного использования одних и тех же каналов (частот) в различных сотах. В реальных условиях, с целью избежать перекрестных помех между сотами их объединяют в кластеры – группы ячеек в зоне обслуживания с различными наборами каналов (частот). В одном кластере находится несколько ба­зовых станций, работающих в неповторяющихся диапазонах частот, каждая из BS обеспечивает некоторое количество каналов. Уменьшение размеров соты обеспе­чивает повышение эффективности использования спектра радио­частот, но повышает требование к обеспечению непрерывности связи с MS. Важным достоинством сотовых систем является возможность постепенного наращивания систем: принцип расщепления ячеек. Основным недостатком ССПС является повышенная сложность систем из-за проблемы обслуживания абонента при его переходе из соты в соту – эстафетной передачи (handover, handoff).

Состав систем сотовой связи. Каждая сота обслуживается многоканальным приемником. Все БС соединены с центром коммутации по выделенным проводным или радиорелейным каналам. Алгоритм: Тф.в режиме ожидания сканирует все каналы системы либо только управляющие. Д/вызова аб-та всеми БС по управляющим каналам передается сигнал вызова. Сот.тф. при получении сигнала вызова отвечает по 1му из свободных каналов упр-я. БС прин-т сигнал и перед-т инф-ю о его параметрах в центр коммутации, который переключает разговор на БС с макс-м уровнем сигнала вызываемого аб-та.

ЦК осуществляет слежение за подвижными станциями, эстафетную передачу, переключение рабочего канала при неисправности или помехе, адресацию.

Управление в сети бывает централизованным и децентрализованным.

Стандарты делятся на поколения:

1. Аналоговые стандарты NMT-450, AMPS, TACS

2. GSM, D-AMPS, CDMA

3. UWC-136, WCDMA, CDMA-2000, UMTS/UTRA

Стандарты отличаются принципами построения и разделения каналов и характеристиками.

Характеристики:

1. используемый частотный диапазон (900,1800, 2100МГц);

2. способы передачи речи и служебной информации (аналоговые, цифровые, смешанные);

3. уровень защищённости;

4. удельная ёмкость сети;

5. QoS (качество речи, временные задержки, потери вызовов и так далее);

6. количество и ассортимент сервисов.

Концептуальные основы сетей мобильной связи третьего поколения

Концепция IMT-2000 появилась в конце ХХ века. В ее основе лежит идея создания нового поколения семейства систем беспроводного доступа, сотовой и спутниковой связи.

Объединение систем 2 поколения и эволюция к третьему в этапах:

1 этап. Внедрение GPRS для GSM и IS-136+ для DMPS. Беспроводной доступ к Интернет и e-mail. GPRS имеет скорость до 115 кБит/с, реальную порядка 50-60 кБит/с.

2 этап. Стандарт Enchanced Data Rates for Global Evolution (EDGE) для GSM и IS-136 HS для DMPS. Скорость увеличивается до 384 кБит/с, реальная скорость – около 200-220 кбит/с.

3 этап: слияние GSM и DMPS. Скорость определяется подвижностью: 184 кБит/с – транспорт, 384 кБит/с пешеходы, 2 Мбит/с фиксированная.

4 этап: Объединение GSM, DMPS и CDMA. Увеличение скорости для пешеходов до 2 Мбит/с. Предпосылки слияния GSM и DMPS заложены технологией EDGE|UWC-136.

Пути усовершенствования систем подвижной связи

Повышение пропускной способности достигается за счёт снижения допустимого отношения сигнал/шум, помехоустойчивого кодирования, эффективной модуляции, секторного обслуживания сот. Также применяется:

1. использование «стокгольмского» плана расположения сот, где применяются антенны с разной шириной диаграммы направленности;

2. увеличение числа одновременно работающих абонентских станций за счёт динамического распределения частотно-временного ресурса;

3. применение методов доступа к каналу, эластичных к изменению нагрузки в канале (CDMA);

4. повышение надёжности обеспечивается кодированием и сложением лучей при интерференции;

5. применение дублирования при хэндовере.

Повышение скорости передачи обеспечивается параллельной передачей по нескольким радиоканалам, использованием многопозиционной передачи, применением технологий MIMO.

Для CDMAувеличение общего числа каналов не влияет на пропускную способность и помехоустойчивость.

7. Стандарт GSM: услуги, архитектура, назначение узлов MSC, кодирование и модуляция, интерфейсы, каналы сигнализации и трафика, хэндовер, протоколы, частотный план структура кадров трафика и управления, речевое кодирование.