<<
>>

Технология мобильных сетей Принципы построения цифровых сетей сотовой подвижной связи

Сотовые технологии обеспечивают связь между подвижными абонентами (ячейками) и стационарными серверами по радиоканалу. Поэтому сотовую связь и называют мобильной. Основой развития мобильных сетей являются сото­вые топологии.
Доступ к радиоканалу осуществляется одним из следующих способов: • случайный доступ (метод ALOHA). Применяют только при малых на­грузках. Его развитием стал метод МДКН/ОС, используемый в локальных сетях; • технология CDMA. За каждым абонентом закрепляют фиксированную частоту, на которой с помощью временного мультиплексирования выделяется фиксированный временный слот (здесь подробно не рассматривается). • технология TDMA (lime Division Multiple Access). Временное мультиплек­сирование с выделением слота по требованию. Требования отсылают в корот­кие интервалы времени (слоты запросов), при коллизиях запросы повторяют. Базовая станция выделяет свободные информационные слоты, сообщая их ис­точнику и получателю. К настоящему времени разработано три основных стандарта перспектив­ных цифровых сетей сотовой подвижной связи (ССПС) с макросотовой топо­логией сетей и радиусом соты, соответствующим максимальной дальности связи в радиальных системах (около 35 км): общеевропейский стандарт GSM; аме­риканский стандарт ADC (D-AMPS); японский стандарт JDC.
Хотя эти стан­дарты на цифровые ССПС и отличаются своими характеристиками, они пост­роены на единых принципах и концепциях, использованных в стандарте GSM, и отвечают требованиям современных информационных технологий (табл. 4.4).
Таблица 4.4. Характеристики стандартов ССПС

Окончание табл. 4.4

Американский стандарт ADC (D-AMPS) разрабатывался для отличных от Европы условий: диапазон частот 800 МГц и работа в общей с существующей аналоговой ССПС AMPS полосе частот.

В этом случае для цифровой ССЦС необходимо было сохранить частотный разнос каналов 30 кГц, используемый в AMPS, и обеспечить одновременную работу абонентских радиостанций как в аналоговом, так и в цифровом режимах. Применение специально разработанного речевого кодека (VSELP), имеющего скорость преобразования речевого сигнала 8 кбит/с, и цифровой дифференциальной квадратурной фазовой манипуляции со сдвигом л/4 позволило в режиме TDMA организовать три речевых канала на одну несущую с разносом канальных частот 30 кГц. Японский стандарт JDC во многом совпадает с американским. Основное отличие состоит в использовании другого частотного диапазона, дуплексного разноса полос частот приема и передачи - 55 МГц при разносе каналов 25 кГц. Стандарт JDC адаптирован также к диапазону 1500 МГц. Все рассмотренные стандарты обеспечивают взаимодействие цифровых ССПС с ISDN и PDN и гарантируют высокое качество передаваемых сообщений в режимах открытой или закрытой (засекреченной) передачи. Структура уровней в модели OSI применительно к стандарту GSM показана на рис. 4.20. Принципы построения цифровых ССПС позволили использовать при органи­зации сотовых сетей новые более эффективные модели повторного использо­вания частот, чем в аналоговых сетях. В результате, без увеличения общей полосы частот системы связи, значительно возросло число каналов на одну соту (ячейку). В первую очередь, это относится к стандарту GSM. Вид моду­ляции, способы кодирования и формирования сигналов в каналах связи, приня­тые в GSM, обеспечивают прием сигналов с отношением сигнал/интерферен- ция СЯ - 9 дБ, в то время как в аналоговых системах тот же показатель равен 18 дБ. Поэтому передатчики базовых станций (BTS), работающие на совпада­ющих частотах, могут находиться на более близких расстояниях без потери высокого качества приема сообщений.
Рнс. 4.20. Связь уровней GSM и OSI

Первыми моделями повторного использования частот, которые применя­лись в аналоговых ССПС, были модели с круговыми диаграммами направлен­ности (ДН) антенн BTS. В сетях цифровых ССПС для сот с круговой ДН ан­тенн применяют модель повторного использования частот, включающую 7 или 9 BTS.

На рис. 4.21. представлена модель повторного использования частот для семи BTS. Модель с круговой ДН антенн предполагает передачу сигнала одинаковой мощности по всем направлениям, что для абонентских станций эк­вивалентно приему помех со всех направлений.
Рис. 4.21. Модель повторного использования частот для семи BTS

Рис. 4.22. Модель повторного использования частот с трехсекторными сотами

Эффективным способом снижения уровня помех является использование секторных антенн. В секторе направленной антенны сигнал излучается в одну сторону, а уровень в противоположном направлении сокращается до миниму­ма. Разбиение сот на секторы позволяет более часто повторно применять ча­стоты в сотах. Общеизвестная модель повторного использования частот в раз­битых на секторы сотах включает три соты и три BTS. В таком случае задействуют три 120-градусные антенны BTS с формированием девяти групп частот (рис. 4.22). Самую высокую эффективность использования полосы частот, т. е. наи­большее число абонентов сети в выделенной полосе частот, обеспечивает раз­работанная фирмой Motorola (США) модель повторного использования частот, включающая две BTS. Как следует из схемы, изображенной на рис. 4.23,

Рис. 4.23. Модель повторного использования частот в двух соседних сотах

каждую частоту используют дважды в пределах модели, состоящей из четы­рех BTS. Благодаря этому каждая из четырех BTS в пределах действия шести 60-градусных антенн может работать на 12 группах частот. Например, в сети GSM с общей полосой 7,2 МГц (36 частот) модель по­вторного использования частот двумя BTS позволяет на одной BTS одновре­менно применять 18 частот (в модели с тремя BTS таких частот 12).

В любой ССПС емкость сетей зависит от числа каналов связи в соте: (4.3) где/’- полоса частот ССПС; f=Fk/n— эквивалентная полоса частот, прихо­дящаяся на один речевой канал (Fk - полоса канала связи; п - число времен­ных позиций в TDMA-кадре); F // - число каналов связи; к - коэффициент повторного использования частот. В соответствии с определениями ГГО-Т (International Telecommunication Union - Telecommunications Standardization Sector), сеть GSM предоставляет следую­щие виды услуг: • перенос информации (bearer services); • предоставление связи (teleservices); • дополнительные услуги (supplementary services). Кроме того, предоставляются разнообразные услуги передачи данных. Або­ненты GSM могут осуществлять обмен информацией с абонентами ISDN, обыч­ных телефонных сетей, сетей с коммутацией пакетов и сетей связи с коммута­цией каналов, используя различные методы и протоколы доступа, например X.2S. Возможна передача факсимильных сообщений, реализуемых при нали­чии соответствующего адаптера для факс-аппарата. Уникальной возможнос­тью GSM, которой не было в старых аналоговых системах, является дву­направленная передача коротких сообщений SMS (Short Message Service) до 160 байт, передаваемых в режиме с промежуточным хранением данных. Ад­ресату, являющемуся абонентом SMS, может быть послано сообщение, после которого отправителю посылается подтверждение о получении. Короткие со­общения можно использовать в режиме широковещания, например, для того, что­бы извещать абонентов об изменении условий дорожного движения в регионе.
<< | >>
Источник: В .А. Галкин, Ю .А. Григорьев. Телекоммуникации и сети. 2003

Еще по теме Технология мобильных сетей Принципы построения цифровых сетей сотовой подвижной связи:

  1. Раздел 16 - Уголовного Кодекса Украины Преступления в сфере использования электронно-вычислительных машин (компьютеров), систем и компьютерных сетей и сетей электросвязи
  2. Статья 361. Несанкционированное вмешательство в работу электронно-вычислительных машин (компьютеров), автоматизированных систем, компьютерных сетей или сетей электросвязи
  3. Статья 363-1. Препятствование работе электронно-вычислительных машин (компьютеров), автоматизированных систем, компьютерных сетей или сетей электросвязи путем массового распространение сообщений электросвязи
  4. Статья 363. Нарушение правил эксплуатации электронно-вычислительных машин (компьютеров), автоматизированных систем, компьютерных сетей или сетей электросвязи или порядка или правил защиты информации, которая в них обрабатывается
  5. Статья 188. Похищение путем демонтажа и иным способом электрических сетей, кабельных линий связи и их оборудования - Статья 188 исключена на основании Закона N 270-VI от 15.04.2008
  6. Степанов А. Н.. Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей, 2007
  7. Модель сетевого анализа коммуникационных сетей.
  8. 4.3.3. Информационные правоотношения, возникающие при создании и применении информационных систем, их сетей, средств обеспечения
  9. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. 54 Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд, 2006
  10. § 3. Принципы построения системы (классификации) гражданских договоров
  11. Основные принципы построения механизма власти во Франции
  12. Принцип "обратной связи".
  13. Принцип «обратной связи».
  14. Понятие коммуникации как методологический принцип построения гносеологической конструкции социокультурного пространства города
  15. 4. Аналог собственноручной подписи. Электронно-цифровая подпись
  16. 3. У любого дела есть своя технология. Педагогическая технология всегда духовна и не лжива
  17. 43. Виды мобильности
  18. СОДЕРЖАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ. УРОВНИ ОБРАЗОВАНИЯ
  19. Оставайтесь на связи, отключив средства связи