Предисловие

Сотовая мобильная связь, появившаяся на уровне идеи в проектах компании BellSystemв конце 40-х годов и к 1978 году реализованная в виде первой опытной сети (Chicago, 2000 абонен­тов), к 2004 году лавинообразно завоевала одну из ключевых позиций в области информа­ционных технологий: на 2004 год во всем мире сотовой мобильной связью было охвачено свыше 1,5 миллиарда пользователей.

Столь бурное развитие систем сотовой мобильной связи можно объяснить следующими причинами.
1.Развитие микроэлектроники позволило создать малогабаритные, универсальные, от­носительно дешевые устройства, обеспечивающие высокое качество, надежность и защи­щенность передаваемой информации.
2.Потребности широких слоев населения в использовании широкого набора услуг:
- высококачественная передача речи и компьютерных данных между абонентами, пере­мещающимися в пространстве, в том числе и с выходом на стационарные телефонные сети;
- поиск подвижных абонентов и установление с ними связи в пределах города, страны и в мировом масштабе;
- возможность подключения к сетям ISDN, PSTN, Интернет;
- идентификация подлинности абонента;
- автоматическая регистрация сеанса связи и начисление оплаты и т.п.

Согласно обобщенным прогнозам на ближайшие 10-15 лет обеспеченность населения планеты средствами мобильной телефонной связи в промышленноразвитых странах может достигнуть от 50 до 80%. Это значит, что мобильный телефон станет не менее распростра­ненным, чем обычный стационарный проводной телефонный аппарат.
При достаточно быстро расширяющемся рынке услуг сети сотовой мобильной связи в мире, библиографический рынок в Восточной

Европе сравнительно беден. До настоящего времени практически отсутствует простая и доступная книга для широкого круга читателей, интересующихся сотовой мобильной связью, особенно по стандарту GSM, который широко применяется в Европе.
В то же время в Западной Европе, США, Японии ежегодно появляются десятки книг, а также сотни статей и патентов в области систем мобильной связи.

Настоящая книга, написанная на основе конспекта лекций, которые автор читает в Риж­ском техническом университете по дисциплинам «Мобильные системы связи на железнодо­рожном транспорте», «Проектирование сотовых систем связи», в какой-то степени должна решить указанную выше проблему.

Автор намеренно ограничил рамки книги рассмотрением сотовой системы мобильной связи стандарта GSM по следующим причинам:
- во-первых, сети стандарта GSM- это одни из самых широко используемых в Европе (Pan European Cellular System) и в мире стандартов систем сотовой мобильной связи (GSM900/1800/1900);
- во-вторых, GSM- это функционально развивающаяся система сотовой мобильной связи, при этом в перспективе основные функциональные элементы GSM войдут в разрабатываемую сотовую международную систему мобильной связи 3-го поколе­ния - IMT-2000 (International Mobile Telecommunication ’2000) UMTS (Universal Mobile Telecommunication System- универсальная мобильная телекоммуникацион­ная система);
- в третьих, стандарт GSM широко внедряется в Европе в системах автоматизированно­го управления и передачи информации на высокоскоростных железных дорогах, так называемый стандарт GSM-Railway.

Первая глава книги посвящена краткой истории развития систем мобильной связи стандарта GSM, особенностям стандарта GSM, его общим и техническим характеристикам.

Во второй главе расматриваются принципы организации сотовой сети мобильной связи, структура сети стандарта GSM, интерфейсы и протоколы, методы множественного доступа (FDMA, TDMA), каналы связи стандарта GSM.

В третьей главе рассматриваются вопросы излучения электромагнитных волн, антен­ны и их параметры, антенны мобильных станций, особенности распространения радиоволн в системах сотовой мобильной связи, характеристики распространения, модели радиокана­лов в условиях многолучевого распространения радиоволн, приводятся расчеты электро­магнитного поля, излучаемого антеннами базовых приемо-передающих станций в пределах соты, уровней принимаемого радиосигнала в городских условиях, особенности распростра­нения радиоволн в лесных массивах и пр.

Четвертая глава посвящена мобильным станциям стандарта GSM, методам преобразо­вания речевых сигналов в цифровые, методам кодирования/декодирования, модуляции/де­модуляции, управления мощностями передатчиков и другим техническим особенностям функционирования мобильных станций.

В пятой главе достаточно сжато описаны особенности базовых станций, их антенных систем.

Шестая глава посвящена проблемам установления связи, аутентификации, идентифи­кации, передаче обслуживания, роумингу и другим проблемам, связанным с функциониро­ванием сотовой сети связи стандарта GSM.

В седьмой главе рассмотрены проблемы проектирования и мониторинга систем сото­вой мобильной связи.

В восьмой главе рассматриваются услуги, фрод и безопасность в системах сотовой мо­бильной связи.

Девятая глава посвящена управлению сетями связи в стандарте GSM(задачам систе­мы сетевого управления, принципам построения системы сетевого управления, распределе­нию функций сетевого управления в стандарте GSM, стандартным интерфейсам в системе сетевого управления).

В десятой главе рассматриваются перспективы развития систем сотовой мобильной связи, включая системы 3-го поколения и 21-го века.

Автор стремился найти компромисс между достаточной полнотой содержания и невоз­можностью чрезмерной детализации при сохранении доступности изложения, поэтому в представленном виде книга не может не иметь недостатков по полноте охвата, методике изложения и фактическому содержанию.

Автор будет признателен за любые критические замечания, конструктивные отклики, содержащие конкретные пожелания и предложения.

ПОПОВ Валентин Иванович