ПРИНЦИП РАБОТЫ СОТОВЫХ СИСТЕМ

Система сотовой подвижной связи (GSM). Основные параметры. Функц. схема.

В 1982 г Евро­пейская конференция администраций почт и связи (СЕРТ) организо­вало рабочую группу под разработки общих технических условий первой цифровой мобильной сети. Название группы - Group Special Mobile дало аббревиатуру GSM. Позже GSM стало расшифровываться как Global System for Mobile Communications - глобальный стандарт цифровой мобильной сотовой связи, с разделением каналов по времени (TDMA) и частоте (FDMA). Внедрение стандарта началось в 1991 г.

ЧТО ТАКОЕ МОБИЛЬНАЯ СВЯЗЬ?

Мобильная радиосвязь означает радиосвязь между подвижными объектами (ПО), один из которых или оба движутся, либо занимают относительно друг друга случайное положение, при этом один из объектов может являться базовой станцией. Термин подвиж­ный объект применим к наземным объектам, судам, летательным аппаратам и спутникам связи. Системы мобильной связи могут вклю­чать некоторые или все эти типы подвижных оконечных станций. Системы мобильной радиосвязи разделяют на профессиональ­ные (частные) системы подвижной связи, системы персонального вызова, системы беспроводных телефонов и системы сотовой связи общего пользования (к ним относится GSM)

Первые системы мобильной телефонной связи использовались органами охраны правопорядка уже в 20-х годах прошлого века. Сразу же стала очевидна высокая эффективность данного средства обмена информацией. Однако, уровень развития радиотехники в первой половине XX века не позволял надеяться на появление недорогих и компактных терминалов. По этим причинам массового развития мобильной связи не ожидалось. К концу прошлого века развитие микроэлектроники и научные исследования в области эффективного построения мобильной связи позволило сформулировать принципы построения соответствующей сети общего пользования. Сначала эта сеть строилась на базе аналоговой техники передачи информации. Затем наступила эра цифровых технологий. Но неизменным остался базовый принцип построения системы мобильной связи – использование сотовой топологии сети доступа, предложенный в 70х XX века.

ПРИНЦИП РАБОТЫ СОТОВЫХ СИСТЕМ

Идея сотовой структуры в сети доступа была разработана вследствие ограничения частотного диапазона, доступного для мобильной связи. По мере роста численности пользователей доступный частотный диапазон тормозил дальнейшее развития сети.

Для преодоления ограничений на число каналов в условиях огра­ниченного частотного ресурса была предложена сотовая идеоло­гия построения сетей радиосвязи, позволяющая использовать одни и те же частоты в нескольких ячейках (сотах), отстоящих друг от друга на расстояние, зависящее от размеров соты. Ячейки имеют форму шестиугольника и напоминают по форме пчелиные соты. Отсюда и название систем и сетей подвижной радиосвязи - сотовые.

Зону обслуживания сети делили на сравнительно небольшие участки, называемые сотами. Каждая из сот обслуживается своим приемопередатчиком – базовойстанцией (БС).Приемопередатчик имеет невысокую выходную мощность и ограниченное количество выделенных частотных каналов. Это позволяет без помех многократно использовать эти же частотные каналы в других сотах, удаленных на определенное расстояние. Этим достигается эффективное использование выделенного (ограниченного) частотного ресурса при обеспечении заданной пропускной способности сети.

Но при этом чувствительность и мощность базо­вой станции гораздо выше мобильной - подвижной станции (ПС), что позволяет сделать телефоны достаточно компактными и использо­вать источники питания ограниченной емкости.

При перемещении ПС через границу зоны обслуживания БС (соты) должно обеспечиваться автоматическое (и незаметное для абонента) переключение обслу­живания с одной базовой станции на другую. Переключение осущест­вляет центр коммутации (ЦК) подвижной сети. Центр коммутации подвижной связи имеет выход на коммутируемую телефонную сеть общего пользования (ТфОП).

Ниже показан пример организации сотовой топологии при использовании трех различных частотных диапазонов – , и . Несложно убедиться, что в соседних сотах никогда не задействуются одинаковые частотные диапазоны.

 

 

 

Совокупность сот с разными частотными диапазонами образует кластер. Важным параметром кластера считается количество частотных диапазонов в соседних сотах. На рисунке выше исследуемый параметр равен трем. На практике эта величина может достигать пятнадцати.

 

Базовые станции, которые используют идентичные диапазоны частот, удалены друг от друга на расстояние D. Оно называется защитным интервалом. Величина D зависит от множества факторов, исследуемых в теории распространения радиоволн.

 

В одном кластере находится какое-то количество базовых станций (обозначим их буквой с), работающих в неповторяющихся диапазонах частот, каждая из BS обеспечивает «I»каналов. Общее число каналов в кла­стере равно с*/, а общая полоса, занимаемая этими каналами,

ΔF_s=cIAF_c,где ΔF_C - полоса пропускания одного канала.

 

Радиус соты определяет численность обслуживаемых пользователей . Снижение радиуса позволяет снизить мощность приемопередатчиков (как базовых станций, так и терминалов), но повышает стоимость сети. Это обусловлено ростом количества базовых станций.

 

Поиск по сайту: