10. Перспективы развития систем сотовой мобильной связи.
data-ad-format="link">
10.1. Системы мобильной связи 2-го поколения.
Цифровые системы мобильной связи 2-го поколения появились в начале 90-х годов, при этом они отличались от аналоговых систем двумя принципиальными особенностями:
- возможностью использования спектрально-эффективных методов модуляции в сочетании с временным (TDMA) и кодовым (CDMA) разделением каналов вместо частотного разделения (FDMA), используемого в аналоговых системах;
- предоставлением пользователям широкого спектра услуг за счет интеграции передачи речи и данных с возможностью шифрования данных.
На рис. 10.1 показаны системы мобильной связи 2-го поколения, которые можно разделить на 4 основных класса:
1) системы сотовой мобильной связи с радиусом действия в пределах соты от 0,5 до 35 км (TDMA - FDD - [GSM, D-AMPS (IS-136), PDC]);
2) транкинговые системы радиосвязи с радиусом зоны обслуживания от 2 до 50 км в зависимости от высоты поднятия антенн (FDMA - FDD - [АРСО, Tetrapol, Digistar], TDMA -FDD - [TETRA, IDEN]);
3) системы беспроводного доступа с типовыми размерами соты до 0,3 км (FDMA - TDD -СТ2, TDMA - TDD - [DECT, PHS]);
4) спутниковые системы связи с зоной обслуживания в одном луче 400...800 км и глобальной зоной обслуживания для одного спутника 3000...8000 км в зависимости от высоты орбиты (FDMA - FDD - INMARSAT-M, TDMA - FDD - [ICO, AceS, Thuraya], TDMA -TDD - IRIDIUM, CDMA - FDD - [GLOBALSTAR, ELIPSO]).
Различия между системами разных классов 2-го поколения состоят в следующем:
- по организации связи: в сотовых системах и системах беспроводного доступа осуществляются индивидуальные вызовы между абонентами, средняя продолжительность разговора может достигать нескольких минут; в транкинговых системах передаются короткие сообщения (не более 1 минуты), при этом связи могут организовываться индивидуально и через диспетчера (время установления связи не превышает 0,3 с);
- по способу использования частотного ресурса: системы мобильной связи можно разделить на два класса: 1) системы с жестко закрепленными за абонентами каналами,
2) системы с предоставлением канала по требованию при нахождении абонентов в общей зоне обслуживания; при этом первый класс получил широкое распространение
в системах конвенциональной радиосвязи и в ряде транкинговых систем, а второй — в сотовых системах связи;
- по объемам трафика: в сотовых системах и системах беспроводного доступа возможно обслуживание с плотностью трафика до 10000 Эрл/км2, для транкинговых систем — объем не превышает 1...2 Эрланг/км2;
- по размерам сот: для сотовых систем размеры сот зависят от плотности абонентов, приходящихся на единицу зоны радиопокрытия, и от характера распределения абонентов в зоне обслуживания; при этом в местах с повышенной плотностью абонентов создаются пикосоты с радиусом до 100 м; в районах наиболее интенсивной застройки и с высокой плотностью населения организуются микросоты с радиусами от 100 до 500 м; радиус действия макросотовых зон, которые охватывают город и пригородные зоны, не превышает 30...35 км; при обслуживании абонентов в сельской местности, в удаленных и труднодоступных районах могут использоваться наземные макросоты и мегасоты (с радиусом до 400...800 км) космических систем мобильной связи;
- по составу и качеству предоставляемых услуг: наиболее высокое качество обеспечивают сотовые системы и системы беспроводного доступа, которые предоставляют дуплексную связь как для мобильных абонентов, так и для связи с сетями PSTN и ISDN, аналогичные услуги, но с меньшими возможностями, реализованы в космических системах, а в транкинговых используются в основном полудуплексная связь и групповой вызов абонентов.
Рис.10.1. Системы мобильной связи 2-го поколения:
TDMA — множественный доступ с временным разделением каналов (Time Division Multiple Access);
FDMA — многостанционный доступ с частотным разделением каналов (Frequency Division Multiple Access); FDD — дуплексная передача с частотным разделением (Frequency Division Duplex);
TDD — дуплексная передача с временным разделением (Time Division Duplex);
D-AMPS — стандарт сотовой связи на основе технологии TDMA (Digital Advanced Mobile Phone Service)
В табл. 10.1 приведены сравнительные характеристики основных систем земной мобильной связи 2-го поколения.
Таблица 10.1. Сравнительные характеристики основных систем земной мобильной связи 2-го поколения.
Из табл. 10.1 следует:
- перечисленные стандарты трех основных систем наземной мобильной связи имеют определенные различия по основным параметрам и прежде всего по методам доступа, методам дуплексирования каналов, числу каналов на несущую, скорости передачи, типам речевых кодеков, отношениям сигнал/шум и др.;
- данные различия привели к тому, что используемые стандарты оказались в принципе несовместимыми, что в свою очередь вызвало желание международного сообщества создать единый стандарт мобильной связи глобального характера;
- для совместимости европейских стандартов GSM 900, DCS 1800 и американского D-AMPS/1900 был создан стандарт GSM 900/1800/1900, в определенной степени позволивший объединить три стандарта и сделать его единым стандартом 2-го поколения цифровых наземных мобильных систем.
Анализ рынка систем мобильной связи [10.7] показывает, что распределение абонентов в мире по технологиям и стандартам систем мобильной связи по состоянию на 1998/1999 годы следующее (табл. 10.2):
- доминировал стандарт GSM (44%) (при этом GSM 900 — использовался во всем мире, GSM 1800 — в Европе и Африке, a GSM 1900 — в США и Канаде),
- второе место занимали аналоговые стандарты (30%),
- в цифровых системах второе место занимал стандарт D-AMPS (в основном в США),
- третье место занимал стандарт PDC (использовался только в Японии),
- четвертое место занимал стандарт CDMA (в основном в США).
Таблица 10.2. Рынок систем 2-го поколения.
Таким образом существование большого числа разобщенных сетей мобильной связи 2-го поколения на фоне общей тенденции стран мира к экономической интеграции потребовало создания единого стандарта, способного обеспечить абонентам свободу перемещения и сохранение обслуживания в любой сети вне зависимости от места ее развертывания.
Это послужило поводом для разработки концепции единого стандарта под названием «Перспективная сухопутная мобильная телекоммуникационная система общего пользования» — известного ранее как FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunications System).
Основы сотовой связи стандарта GSM.
1. ВВЕДЕНИЕ В СТАНДАРТ GSМ.
2. ОРГАНИЗАЦИЯ СОТОВОЙ СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSМ.
3. АНТЕННЫ И ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
4. МОБИЛЬНЫЕ СТАНЦИИ
5. БАЗОВЫЕ СТАНЦИИ.
6. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSM.
7. ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И МОНИТОРИНГА В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
8. УСЛУГИ, ФРОД И БЕЗОПАСНОСТЬ В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
9. УПРАВЛЕНИЕ СЕТЯМИ СВЯЗИ В СТАНДАРТЕ GSM.
10. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
10.1. Системы мобильной связи 2-го поколения.
10.2. Эволюция сетей GSМ к 3-му поколению систем мобильной связи.
10.3. Третье поколение систем мобильной связи.
10.4. Особенности услуг 3-го поколения систем мобильной связи.
10.5. Мобильная связь 21-го века.