29. Беспроводные сотовые сети.

Принцип организации сотовой связи состоит в использовании множества маломощных передатчиков (100 Вт и ниже). Поскольку диапазон действия таких передатчиков мал, зону обслуживания системы можно разбивать на ячейки (соты), каждая из которых будет обслуживаться собственной антенной. Каждой ячейке выделяется своя полоса частот и своя базовая станция. Базовая станция состоит из передатчика, приемника и модуля управления. Смежные ячейки используют разные частоты, чтобы избежать интерференции, а далекие друг от друга ячейки могут использовать одни и те же полосы частот.

Главный элемент системы сотовой связи – коммутатор мобильных телекоммуникаций MTSO (Mobile Telecommunications Switching Office). К такому коммутатору подключена каждая базовая станция. Один коммутатор обслуживает несколько базовых станций. Связь между MTSO и базовой станцией обычно проводная, хотя возможна и беспроводная.

Диаметры ячеек колеблются, как правило, от 6 до 13 км. Для увеличения пропускной способности сети ячейки можно расщеплять на микроячейки – диаметром от 0,2 до 2 км. Уменьшение размера ячейки позволяет уменьшить мощность передатчика, однако увеличивается частота переключений (передачи управления другой базовой станции) при передвижении абонента.

Функционирование сотовой системы

При соединении двух пользователей по сотовой связи происходит следующее: 1) Мобильный телефон сканирует сигналы всех доступных базовых станций и выбирает самый сильный сигнал управления (это, как правило, ближайшая станция). Затем телефон отправляет базовой станции номер вызываемого устройства. Базовая станция отправляет запрос на коммутатор MTSO. 2) Коммутатор MTSO отправляет вызов всем базовым станциям. Каждая станция передает сигналы вызова в своем настроечном канале. 3) Вызываемое мобильное устройство распознает свой номер в настроечном канале, за которым следит в данный момент, и отвечает своей базовой станции. Базовая станция отправляет ответ на коммутатор MTSO, который устанавливает канал связи между вызывающей и вызываемой станциями. Если мобильное устройство во время соединения переходит в другую ячейку, то управление принимает другая базовая станция, не прерывая связи.

Аналоговые системы первого поколения. Первые сотовые системы предоставляли для обмена информацией аналоговые каналы. Самая популярная технология первого поколения, которая была разработана в США – AMPS (Advanced Mobile Phone System). Эта технология все еще широко используется. Система AMPS использует две разные полосы частот: одну для передачи сигналов с базовой станции на мобильное устройство, другую – для передачи с мобильных устройств на базовую станцию.

Параметры системы AMPS:

Полоса частот для передачи с базовой станции	869-894 Мгц
Полоса частот для передачи с мобильного устройства	824-849 Мгц
Расстояние между прямым и обратным каналами	45 Мгц
Ширина канала	30 Кгц
Количество полнодуплексных голосовых каналов	790
Количество полнодуплексных каналов управления	42
Максимальная мощность мобильного устройства	3 Вт
Радиус ячейки	2-20 км
Вид модуляции	Частотная
Скорость передачи данных	10 Кбит/с