Принципы построения сотовой связи

Введение

Возможность общаться в движении больше не является роскошью, это стало необходимостью в этом быстром мире. Услуга двусторонней голосовой связи для людей, находящихся в движении, стала очень популярной, и за последние четыре десятилетия технология значительно продвинулась вперед. Хотя все первоначальные системы были аналоговыми, в 1990-х цифровые системы сотовой связи сделали мобильную связь надежной, безопасной и, благодаря усилиям по стандартизации, менее дорогостоящей.

Принципы построения сотовой связи

Рост мобильной связи в течение последнего десятилетия двадцатого века был экспоненциальным. Во всем мире аналоговые сети мобильной связи постепенно заменяются цифровыми сетями мобильной связи. Хотя голосовая связь по-прежнему остается основным приложением в мобильных системах, услуги передачи данных, особенно доступ в Интернет, быстро набирают обороты, и технологические аналитики говорят, что в ближайшем будущем количество устройств беспроводного доступа в Интернет превысит количество устройств проводного доступа в Интернет.
В системах сотовой мобильной связи существует множество стандартов, главным образом потому, что системы произошли от аналоговых систем в разных странах. Системы сотовой связи в США, Японии и Европе основаны на разных стандартах. В этом разделе мы изучим общие принципы систем сотовой мобильной связи и изучим Глобальную систему мобильной связи (GSM), которая является широко признанным стандартом в Европе, Азии и Африке .
Хотя основным приложением в системах мобильной связи по-прежнему остается голосовая связь, приложения для передачи данных сейчас догоняют очень быстро.
Первые системы мобильной связи были похожи на системы телевизионного вещания. Базовая станция располагалась в самой высокой точке зоны обслуживания. Базовая станция имела очень мощный передатчик. Базовая станция обслуживала территорию в радиусе около 50 км. Мобильные терминалы, состоящие из антенны, радиопередатчика, приемника и соответствующей схемы управления, были установлены на автомобиле. Для связи с помощью одного мобильного терминала используется один канал. Канал состоит из двух частот: одной частоты для связи от базовой станции к мобильному терминалу (называемой нисходящей линией связи) и одной частоты для связи от мобильного терминала к базовой станции (называемой восходящей линией связи). Каждой базовой станции назначается определенное количество каналов в зависимости от плотности абонентов в регионе.
В системах с одной ячейкой вся зона обслуживания покрывается одной базовой станцией. Недостатками этого подхода являются необходимость использования мощных передатчиков, высокое энергопотребление мобильного телефона и сложность расширения системы.
Эти традиционные мобильные системы можно назвать системами с одной ячейкой, потому что вся зона покрытия составляет всего одну ячейку. Недостатками систем этого типа являются:
- На базовой станции и мобильных терминалах требуются очень мощные передатчики - передатчики высокой мощности стоят дорого.
- Пропускная способность системы будет очень низкой, поскольку в зоне обслуживания доступно только фиксированное количество каналов (из-за ограниченного радиочастотного спектра).
- Количество абонентов, которые могут совершать звонки одновременно, также будет ограничено.
- Размер мобильных терминалов будет большим из-за мощных передатчиков.
- Из-за мощных радиоустройств на мобильных устройствах энергопотребление будет очень высоким, что потребует частой подзарядки аккумуляторов мобильных устройств.
- Расширить систему для обслуживания большего числа абонентов будет очень сложно.

Заключение

В системах сотовой мобильной связи существует множество стандартов, главным образом потому, что системы произошли от аналоговых систем в разных странах. Системы сотовой связи в США, Японии и Европе основаны на разных стандартах. Хотя основным приложением в системах мобильной связи по-прежнему остается голосовая связь, приложения для передачи данных сейчас догоняют очень быстро.