4.7.7 Пути совершенствования систем сотовой связи

Емкость систем сотовой связи, определяемая числом абонентов, которых она может обслужить, - очень важная характеристика, и значительная часть усилий при проектировании, создании и развитии системы в большинстве случаев направляется именно на обеспечение достаточно высокой емкости. Фактически и сама сотовая связь как таковая, основанная на принципе повторного использования частот, появилась в ответ на потребность в построении системы массовой подвижной связи при использовании жестко ограниченной полосы частот. В настоящем подразделе мы перечислим четыре основных пути повышения емкости, сознательно идя на некоторое повторение очевидных или уже упоминавшихся возможностей.

Первый - это совершенствование методов обработки сигналов, в частности, переход от аналоговой обработки к цифровой, сопровождаемый переходом к более совершенным методам множественного доступа - от FDMA к TDMA и, вероятно, к CDMA, а в пределах TDMA - переход от полноскоростного кодирования речи к полускоростному. Пределом на этом пути являются, по-видимому, достижимые характеристики CDMA - это коэффициент порядка 20 (по числу физических каналов) при переходе от FDMA к CDMA.

Второй путь - дробление ячеек, т.е. переход к меньшим ячейкам в районах с интенсивным трафиком при том же коэффициенте повторного использования частот (рис. 4.33); число базовых станций при этом соответственно увеличивается, а мощность излучения - как для базовых, так и для подвижных станций - снижается. Фактически тот же эффект достигается и при использовании на базовых станциях секторных антенн, например с разделением ячейки на три сектора (при 120-градусных секторах) и использованием в каждом из секторов своей полосы частот.

Рисунок 4.33. Использование ячеек меньших размеров в районах с интенсивным трафиком (в центре города).

Практически, ячейки с радиусом менее 300...500 м неудобны, так как чрезмерно возрастает число передач обслуживания. Выход просматривается в использовании многоуровневых (иерархических) схем построения сотовой сети с обслуживанием в крупных ячейках (макросотах) быстро перемещающихся абонентов (автомобилистов), а в более мелких (микросоты, пикосоты) - малоподвижных абонентов, например покупателей в пределах торгового центра.

Заметим попутно, что в некоторых случаях может оказаться необходимым не дробить, а наоборот - укрупнять ячейки, если трафик столь мал, что не обеспечивает достаточной загрузки базовой станции. Если при этом радиус ячейки превышает номинальную дальность действия передатчика базовой и/или подвижной станции, для обеспечения связи в удаленных частях ячейки приходится использовать повторители, выполняющие фактически роль ретрансляторов.

В качестве третьего пути повышения емкости отметим возможность использования адаптивного назначения каналов (Adaptive Channel Allocation - АСА) в методах FDMA и TDMA. До сих пор мы предполагали, что имеющийся частотный ресурс, т.е. все частотные каналы в пределах выделенной полосы частот, заранее определенным образом распределяются между ячейками кластера - равномерно или в соответствии с априорной информацией об интенсивности трафика. Возможен, однако, и иной подход: частотные каналы, все или частично, находятся в оперативном распоряжении центра коммутации, который выделяет их для пользования отдельным ячейкам (базовым станциям) по мере поступления заявок (вызовов), т.е. в соответствии с реальной интенсивностью трафика, но при соблюдении необходимого территориально-частотного разноса. Такой адаптивный алгоритм, конечно, сложнее, но он может обеспечить определенное повышение емкости за счет гибкого отслеживания флуктуации трафика.

Алгоритмы адаптивного назначения каналов используются в беспроводном телефоне, но в сотовой связи, более или менее широкого распространения они пока не получили. Адаптивным, по существу, является назначение физических каналов в методе CDMA, что позволяет в некоторых пределах перераспределять нагрузку между разными ячейками.

Наконец, четвертый путь - это тривиальное расширение выделяемой полосы частот. Разумеется, этот путь настолько очевиден, настолько же и мало полезен. Мы упоминаем о нем не в качестве рекомендации к непосредственному применению, а в виде примера преимуществ, например, GSM 1800 (или GSM 1900) по сравнению с GSM 900, которые имеют рабочие (аппаратные) полосы 75 МГц (или 60 МГц) и 25 МГц соответственно.

Борьба с многолучевостью. Используемые в сотовой связи дециметровые радиоволны слабо огибают препятствия, т.е. распространяются в основном по прямой, но испытывают многочисленные отражения от окружающих объектов и подстилающей поверхности. Одним из следствий такого многолучевого распространения является более быстрое, чем в свободном пространстве, убывание интенсивности принимаемого сигнала с расстоянием. Другое следствие - замирания и искажения результирующего сигнала. Именно эти эффекты мы и рассмотрим несколько подробнее.

Картина многолучевого распространения схематически иллюстрируется рисунком 4.34. Фактически, область существенных отражений ограничивается сравнительно небольшим участком в окрестности подвижной станции - порядка нескольких сотен длин волн, т.е. порядка нескольких десятков или сотен метров. При движении подвижной станции эта область перемещается вместе с ней таким образом, что подвижная станция все время остается вблизи центра области. При сложении нескольких сигналов, прошедших по разным путям и имеющим в точке приема, в общем случае, различные фазы, результирующий сигнал может быть как несколько выше среднего уровня, так и заметно ниже. Провалы, или замирания сигнала, образующиеся при взаимной компенсации сигналов вследствие неблагоприятного сочетания их фаз, могут быть достаточно глубокими. Искажения результирующего сигнала, или межсимвольная интерференция, имеют место в том случае, когда более или менее синфазные составляющие сигналы с соизмеримыми амплитудами настолько отличаются по разности хода, что символы одного сигнала «налезают» на соседние символы другого.

Рисунок 4.34. Схема многолучевого распространения в условиях плотной городской застройки.

Колебания уровня (замирания) принимаемого сигнала практически всегда имеют две составляющие - быструю и медленную. Быстрые замирания, являющиеся прямым следствием многолучевого распространения, описываются релеевским законом распределения, и потому их иногда называют релеевскими замираниями. Диапазон изменений уровня сигнала при быстрых замираниях может достигать 40 дБ, из которых примерно 10 дБ - превышение над средним уровнем, и 30 дБ - провалы ниже среднего уровня, причем более глубокие провалы встречаются реже, чем менее глубокие. При неподвижном абонентском аппарате интенсивность принимаемого сигнала, естественно, не меняется. При перемещении подвижной станции периодичность флуктуации в пространстве составляет около полуволны, т.е. порядка 10...15 см в линейной мере. Период флуктуации во времени зависит от скорости перемещения подвижной станции: например, при скорости 50 км/ч период флуктуации составляет около 10 мс, а при 100 км/ч - около 5 мс. Частота замираний глубиной 30...10 дБ при скорости порядка 50 км/ч составляет 5...50 провалов в секунду соответственно, а средняя длительность замираний ниже уровня 30...10 дБ при той же скорости - порядка 0,2...2 мс.

Медленные замирания обусловлены изменением условий затенения при перемещении подвижной станции и подчиняются логарифмически нормальному закону распределения. Интенсивность медленных флуктуации не превышает 5...10 дБ, а их периодичность соответствует перемещению подвижной станции на десятки метров. Фактически медленные замирания представляют собой изменение среднего уровня сигнала при перемещении подвижной станции, на которые накладываются быстрые замирания вследствие многолучевого распространения.

Основную неприятность при сотовой связи составляют быстрые замирания, поскольку они бывают достаточно глубокими, и при этом отношение сигнал/шум падает настолько сильно, что полезная информация может существенно искажаться шумами, вплоть до полной ее потери. Для борьбы с быстрыми замираниями используются два основных метода:

• разнесенный прием, т.е. одновременное использование двух или более приемных антенн;

• работа с расширением спектра - использование скачков по частоте, а также метода СDМА.

Межсимвольная интерференция, как уже упоминалось выше, может иметь место при значительных разностях хода между различными лучами в условиях многолучевого распространения. Практически разности хода в городских условиях могут достигать единиц микросекунд. В методе CDMA, при использовании широкополосных сигналов и рейк-приемников, наиболее сильные сигналы выравниваются по задержке и после этого складываются, так что проблема межсимвольной интерференции в значительной мере снимается. В относительно узкополосных системах сотовой связи, использующих метод TDMA, для борьбы с межсимвольными искажениями применяются эквалайзеры - адаптивные фильтры, устанавливаемые в приемном тракте цифровой обработки сигналов, которые позволяют в некоторой степени компенсировать межсимвольные искажения. Наконец, для борьбы с последствиями многолучевого распространения, а именно для устранения ошибок, обусловленных как замираниями сигналов, так и межсимвольной интерференцией, используется помехоустойчивое канальное кодирование: блочное и сверточное кодирование, а также перемежение. О канальном кодировании и методе CDMA речь уже шла ранее. В последующих разделах мы обсудим применение разнесенного приема, скачков по частоте и эквалайзеров.

Разнесенный прием. Идея разнесенного приема (английский термин - diversity reception, или просто diversity – разнесение) как меры борьбы с быстрыми замираниями заключается в совместном использовании нескольких сигналов, различающихся (разнесенных) по какому-либо параметру или координате. Разнесение должно выбираться таким образом, чтобы вероятность одновременных замираний всех используемых сигналов была много меньше, чем какого-либо одного из них. Иными словами, эффективность разнесенного приема тем выше, чем менее коррелированы замирания в составляющих сигналах. Кроме того, важны техническая реализуемость и простота используемого метода.

В принципе возможны как минимум пять вариантов разнесенного приема:

1) с разнесением во времени (time diversity); при этом используются сигналы, сдвинутые во времени один относительно другого; этот метод сравнительно легко реализуем лишь в цифровой форме, и улучшение качества приема разменивается на пропускную способность канала связи;

2) с разнесением по частоте (frequency diversity); при этом используются сигналы, передаваемые на нескольких частотах, т.е. платой является расширение используемой полосы частот;

3) с разнесением по углу, или по направлению (angle diversity, или direction diversity); при этом прием производится на несколько антенн с рассогласованными (не полностью перекрывающимися) диаграммами направленности; в этом случае сигналы с выходов разных антенн коррелированы тем слабее, чем меньше перекрытие диаграмм направленности, но при этом одновременно падает и эффективность приема (интенсивность принимаемого сигнала), по крайней мере, для всех антенн, кроме одной;

4) с разнесением по поляризации (polarization diversity), когда, например, две антенны принимают сигналы двух взаимно ортогональных поляризаций; практического значения этот вариант не имеет, поскольку в диапазоне СВЧ замирания на разных поляризациях сильно коррелированы;

5) с разносом в пространстве (space diversity), т.е. с приемом сигналов на несколько пространственно разнесенных антенн; это единственный метод, находящий практическое применение, и именно он обычно имеется в виду, когда говорят о разнесенном приеме.

Для метода пространственного разнесения, или, с учетом сказанного выше, для разнесенного приема, необходимы как минимум две приемные антенны, установленные с некоторым смещением одна относительно другой. Из общих соображений очевидно, что выигрыш от разнесенного приема тем больше, чем больше число используемых антенн, однако при этом возрастает и сложность технического решения. Поэтому практическое применение находит простейшая система с двумя приемными антеннами, и в основном в базовых станциях. В подвижных станциях сколько-нибудь широкого распространения разнесенный прием не получил. Существенными характеристиками системы разнесенного приема являются расстояние между антеннами и способ совместного использования сигналов с выходов двух антенн. Ограничимся краткими сведениями об этих характеристиках, не углубляясь в более подробный анализ. С ростом расстояния между антеннами корреляция между флуктуациями уровня принимаемых ими сигналов падает, и в этом смысле, чем больше разнос антенн, тем выше эффективность разнесенного приема. Но при этом возрастает и сложность технической реализации, так что практически разнос берется минимально возможным, при котором разнесенный прием уже достаточно эффективен. Реально с учетом, как аналитических оценок, так и эмпирических данных разнос обычно составляет около десятка длин волн, т.е. порядка нескольких метров.

Что касается способов объединения сигналов с выходов двух антенн, то в принципе возможно как использование одного (более сильного) из двух сигналов, так и суммирование обоих сигналов - додетекторное (когерентное) или последетекторное, - с равными весами или со взвешиванием, обеспечивающим получение максимума отношения сигнал/шум. В случае двух приемных антенн различие в эффективности этих способов относительно невелико, и на практике обычно применяется наиболее простой из них - выбор максимального из двух сигналов с коммутацией выхода соответствующего приемника на вход тракта последующей обработки.

Скачки по частоте. Использование скачков по частоте (frequency hopping), как мы уже упоминали ранее, является одним из методов расширения спектра, принципиально отличающимся от метода расширения спектра за счет модуляции прямой последовательностью (direct sequence), которая применяется в классическом методе CDMA.

Идея метода скачков по частоте состоит в том, что несущая частота для каждого физического канала периодически изменяется, т.е. каждый физический канал периодически переводится на новый частотный канал. Поскольку релеевские замирания являются частотно-селективными, то, если при работе на некоторой частоте имело место замирание, при изменении рабочей частоты на 100...300 кГц замирания с большой вероятностью не будет. Следовательно, при достаточно частых изменениях частоты существенно снижается вероятность длительных замираний, и соответственно в сочетании с перемежением снижается вероятность групповых ошибок, а с одиночными ошибками можно успешно бороться при помощи помехоустойчивого канального кодирования.

Различают медленные и быстрые скачки по частоте. При медленных скачках период изменения частоты много больше длительности символа передаваемого сообщения, а при быстрых скачках - много меньше длительности символа. В практике сотовой связи применение скачков по частоте предусмотрено стандартом GSM - используются медленные скачки с переключением частоты в каждом очередном кадре. Если учесть, что в кадре каждому физическому каналу соответствует один слот, то для любого из физических каналов такая частота скачков эквивалентна смене частотных каналов с частотой слотов.

Не рассматривая более подробных деталей технической реализации метода, отметим, что изменение частоты в пределах доступного диапазона может быть как регулярным (циклическим), так и нерегулярным (псевдослучайным), причем в последнем случае может быть выбран любой из имеющихся в наборе вариантов псевдослучайности. Режим работы со скачками по частоте не является обязательным и назначается по команде с центра коммутации.

Эквалайзинг. Рассмотрим эквалайзинг - метод, используемый в узкополосных TDMA-системах сотовой связи для компенсации межсимвольных искажений. Термин эквалайзинг заимствован из английского языка (equalizing - буквально выравнивание) и имеет в данном случае смысл компенсации той разности хода между составляющими лучами при многолучевом распространении, которая приводит к межсимвольной интерференции. Эквалайзер по своей сути - это адаптивный фильтр, настраиваемый таким образом, чтобы сигнал на его выходе был в возможно большей степени очищен от межсимвольных искажений, содержащихся во входном сигнале.

Простейшая реализация эквалайзера (рисунок 4.35 - трансверсальный фильтр, подобный тому, который может использоваться в кодере речи, но с принципиально иным алгоритмом настройки.

Предположим, что входной сигнал эквалайзера состоит из основного сигнала - некоторой последовательности однобитовых символов (единиц и нулей, первый график на рисунке 4.36, а) и его копии, ослабленной в три раза и сдвинутой во времени на длительность  одного символа (второй график на рисунке 4.36, а). Если дискрет линии задержки фильтра равен , а значение коэффициента в первом отводе с₁ = -1/3, то при сложении входного сигнала и сигнала с первого отвода получим следующее (рисунок 4.36, б): основной сигнал (первая составляющая входного сигнала) остается без изменений; вторая составляющая входного сигнала компенсируется первой составляющей, задержанной на  (сигнала с первого отвода линии задержки); вторая составляющая задержанного сигнала дает копию основного, но ослабленную уже в девять раз, задержанную на 2 и с обратным знаком. Если во втором отводе линии задержки коэффициент с₂ = 1/9, то при сложении трех сигналов - входного и двух задержанных - получим неизменный основной сигнал и его копию, задержанную на З и ослабленную в 27 раз. Таким образом, в рассматриваемом примере добавление каждого следующего элемента линии задержки с соответствующим значением коэффициента с; приводит к ослаблению искажающего сигнала втрое и к дополнительной задержке его во времени на .

Рисунок 4.35. Линейный эквалайзер на базе трансверсального фильтра с трехэлементной линией задержки.

Покажем на простом примере, что такая схема может, по крайней мере, в некоторых ситуациях, существенно ослабить межсимвольные искажения.

Рисунок 4.36. К пояснению работы схемы эквалайзера

В реальной жизни, разумеется, дело обстоит сложнее, чем в описанном примере: и число лучей может быть больше двух, и задержки едва ли будут кратны дискрету линии задержки, и амплитуды составляющих сигналов, так же как и их число и задержки, не будут заранее известны. Кроме того, при перемещении абонентского аппарата вся эта картина непрерывно изменяется. Поэтому настройка фильтра производится адаптивно, в соответствии с конкретно складывающейся ситуацией, в отдельности для каждого сегмента речи, передаваемого в одном слоте эфирного интерфейса, с использованием обучающей последовательности, передаваемой в каждом слоте.

Простейший алгоритм настройки фильтра, минимизирующий среднеквад-ратическую ошибку на его выходе - стохастический градиентный алгоритм, в соответствии с которым вектор С коэффициентов фильтра обновляется в результате последовательного применения рекуррентной процедуры:

C_k+1 = C_k + e_k Х_k , k=0,1,..., где

k - номер шага итерационного процесса настройки;

Х - вектор выборок входного сигнала фильтра;

е - сигнал ошибки (разность между переданным символом и его оценкой на выходе фильтра);

 - коэффициент пропорциональности (величина шага), определяющий скорость сходимости итерационного процесса и запас устойчивости.

Приведенный алгоритм обладает медленной сходимостью. Практически более удобен так называемый рекурсивный алгоритм минимума среднеквадратической ошибки, и в частности его эффективные в вычислительном отношении модификации, обеспечивающие более быструю сходимость. Помимо фильтра трансверсальной структуры, в эквалайзере может использоваться и фильтр решетчатой структуры, подобный применяемому в кодере речи, который в данном случае также должен настраиваться адаптивно по обучающей последовательности очередного слота. Приведенная на рисунке 4.38 схема эквалайзера на основе трансверсального фильтра является линейной, так же как и соответствующая ей схема с решетчатым фильтром. Линейный эквалайзер относительно прост по устройству, но имеет недостатки, проявляющиеся при больших искажениях сигналов. Более совершенными являются нелинейные эквалайзеры - схема с обратной связью по решению, схема максимально правдоподобного обнаружения символов (максимума апостериорной вероятности) и схема максимально правдоподобной оценки последовательности. В первой из этих схем могут использоваться трансверсальные или решетчатые фильтры, во второй и третьей - трансверсальные. Общая длина линии задержки фильтра должна соответствовать той разности хода лучей, для которой желательно компенсировать искажения, а дискрет линии задержки должен быть менее длительности символа.

Более подробное рассмотрение эквалайзеров выходит за рамки возможностей данной лекции, и мы вынуждены ограничиться изложенным, и добавив еще следующее замечание. Блок эквалайзера входит в состав приемного тракта, и его устройство никак не влияет на состав и форму представления информации, передаваемой по эфирному интерфейсу. Поэтому схема и характеристики эквалайзера не только не регламентируются никакими стандартами, но и вообще блок эквалайзера может не включаться в состав приемного тракта аппаратуры сотовой связи. Иными словами, как включение эквалайзера в состав аппаратуры, так и выбор его схемы являются исключительно делом компании-изготовителя.

4.7.8. Современные технологии в сотовой связи.

WAP - Wireless Access Protocol, то есть протокол для беспроводного доступа. Обычно к специальным WAP-сайтам в Internet.

В отличие от иных способов доступа, когда сотовый телефон лишь является посредником между компьютером того или иного вида, данный протокол разрабатывался, прежде всего, для доступа с самого мобильного телефона посредством встроенного (в ПО телефона или SIM-карту) Browser-а.

Особенность данного стандарта в его открытости и в том, что он учитывает (в отличие от традиционных протоколов типа HTTP) особенности устройства сотовых телефонов и PDA, а также беспроводного доступа:

• малый объем памяти устройства.

• малый размер экрана телефона, а также ограниченность его клавиатуры

• низкую скорость процессора

• низкую пропускную способность канала связи

• возможные большие таймауты.

В настоящее время WAP в коммерческом режиме поддерживают и МТС и Билайн. У МТС открыт ресурс wap.mts.ru, для просмотра которого можно воспользоваться в том числе и каким-либо WAPalizer-ом (программой просмотра WAP-страниц обычным Web-browser-ом, например, http://www.gelon.net/).

Совместно с ГУТАБАНК МТС ввели систему доступа к комплексу электронных платежей Телебанк  через WAP.

Из имеющихся на рынке сотовых телефонов поддерживают протокол WAP как минимум:  Nokia 7110, 6210, 6250; Siemens S25, S35; Ericsson R320, R380.

Однако с S25 все не так просто - он поддерживает только старый протокол WAP 1.0, а для реальной работы требуется 1.1 с S35 все в порядке.

Существует также более новая спецификация WAP версии 1.2, из поддерживающих ее аппаратов нам известен Nokia 3330.

Есть альтернативная возможность - существуют SIM-карты от Gemplus с встроенным в них WAP-browser-ом. Это ухудшает другие характеристика карты (объем оставшейся под записную книжку памяти и т.д.), но позволяет использовать WAP почти с любым телефоном, обладающим графическим дисплеем. Стоимость и доступность таких карт нам пока не известна.

Для создания WAP- документов используется специальный язык разметки страниц WML (Wireless Markup Language), при помощи которого и создаются страницы для WAP. Этот язык представляет собой специализированный тип документа XML, спецификацию которого можно найти на http://www.wapforum.org/ (точный URL файла с DFD для версии WAP 1.1 такой: http://www.wapforum.org/DTD/wml_1.1.xml), формальные спецификации XML можно найти на http://www.w3.org/.

Отметим некоторые важные его свойства:

- поддержка Unicode;

- зависимость от регистра символов в отличие от HTML (это типично для XML).

 Однако следует учесть следующие факторы:

- число реально информативных WAP-сайтов сейчас явно не превышает нескольких десятков;

- стоимость работы с WAP у МТС сейчас составляет 15 центов днем и 10 вечером + налоги, то есть нужно иметь весьма веские основания для того, чтобы "сидеть" в WAPе достаточно долго.

Важной возможностью использования этой технологии "здесь и сейчас" является оперативный просмотр электронной почты, когда для этого нет иных средств (то есть компьютера или PDA, к которому сотовый телефон можно было бы подключить в режиме эмуляции модема). Известны сервисы подобного рода -wap.mail.ru,  http://www.imail.ru/, но такую возможность будут предоставлять большинство он-лайновых e-mail служб в течение ближайшего времени.

GPRS. Одним из очень известных и часто критикуемых ограничений стандарта GSM является невозможность без специальных ухищрений передавать данные быстрее 14400 Бит/с, а подчас даже 9600 Бит/с.

Стандарт GPRS (General Packet Radio Service) позволяет увеличить эту скорость до 115200 Бит/с и более. В настоящий момент данная технология активно развивается, многие коммерческие варианты систем уже запущены.

Для получения достаточно высокой скорости необходимо "захватить" несколько тайм-слотов. Однако в условиях перегруженной сети такой возможности может и не представиться и, как следствие, вместо 30 мы увидим те же 8-9 Кбит/сек как и на "обычном" GSM.

Переход к оплате услуг с трафика на время работы увеличит привлекательность WAP и иных услуг такого рода. Неофициально представителями российских операторов называлась сумма в 1$ за мегабайт трафика, однако с запада поступают куда более тревожные цифры, как минимум в 10-15 раз больше. При таком раскладе пользоваться GPRS можно будет лишь для просмотра WAP-страниц, что заметно снизит его привлекательность именно как средства для мобильного доступа к обычному Internet. Разумным максимумом видится сумма в 2-3 доллара за Мегабайт.

На данный момент доступно всего несколько GPRS-аппаратов, однако массовое появление таких устройств ожидается к осени 2001 года, так как большинство из них уже анонсировано.

GPRS аппараты делятся на три класса: A, B, C. Первый умеет передавать данные и голос одновременно ( по всей видимости, используются разные тайм-слоты), второй - и то и другое, то не одновременно, третий - только данные. При передаче данных голосовые звонки на аппараты класса В завершаются неудачно - "абонент временно недоступен". Аппараты последнего типа, по всей видимости, будут представлять собой PC-карты (PCMCIA) или устройства совместимые с CompactFlash (для PocketPC устройств) для портативных устройств класса Notebook и PDA.

Bluetooth - это технология беспроводной связи на небольшие расстояния, которая должна прийти на смену инфракрасным портам. Основными преимуществами этой технологии следует считать:

- многоточечность, то есть в сети могут присутствовать не 2 устройства, как в случае IrDA, а несколько;

- не требуется прямой видимости (используются не лицензируемые частоты порядка 2.44 ГГц) (против всего 25-30 градусных секторов для IrDA);

- дальность от 10 м в текущих реализациях до нескольких десятков метров в перспективе (против 1-2 метров для IrDA).

К сожалению, повсеместное внедрение данной технологии идет крайне медленно по трем причинам:

- достаточно высокая цена чипсетов для поддержки;

- отсутствие однозначного взаимопонимания (толкования спецификаций и т.д.) между производителями;

- наличие конкурирующих, в чем-то более привлекательных технологий.

Передача данных и факсов через сотовый телефон. Задача распадается на две части: сопряжение телефона и компьютера и реализация модема или факс-модема для собственно обеспечения нужных функций передачи.

На настоящий момент существует три решения для первой задачи:

- специальный кабель, специфичный для модели телефона или группы моделей;

- инфракрасная передача данных;

- полноценный GSM-терминал (телефоном его назвать можно с некоей натяжкой, так как собственно для передачи голоса его можно использовать обычно лишь с помощью специальной гарнитуры, да и питаются они обычно прямо от PCMCIA-разъема) в виде PC-карты.

Последнее решение весьма специфично и недешево: из аппаратов этого типа известен только Nokia Card Phone. В то время как одно из двух первых могут быть применены практически к любому современному аппарату. Следует отметить плюсы и минусы каждого варианта:

- для работы с инфракрасной передачей данных компьютер должен быть оборудован соответствующим IR-портом и программным обеспечением. Стоимость такого устройства для настольного компьютера может достигать десятков долларов, а на материнской плате должен быть соответствующий разъем; на notebook-ах порт обычно встроенный;

- драйвера для поддержки IR-порта существуют не для всех ОС: стандартных (универсальных) драйверов нет для Windows NT всех известных версий, для MS DOS и т.д.

- телефоны, имеющие IR-порт достаточно дорогие и принадлежат, обычно, к высшему классу мобильных устройств: телефонов с IR-портом дешевле $150 практически нет;

- кабель для подключения к компьютеру может быть товаром достаточно редким для ряда моделей, в то же время цена на них может достигать десятков долларов.

IR-передачу данных должен вытеснить высокочастотный (2.44 ГГц) протокол Bluetooth, продвигаемый рядом производителей, либо какая-нибудь альтернативная ему технология.

Перейдем теперь ко второй составляющей: модему, точнее GSM-модему. Не совсем понятно, насколько корректно называть это устройство модемом в связи с отсутствием аналоговой составляющей, но такова традиция. Функции модема таковы – ответ на АТ -команды (то есть по сути вот тут эмуляция модема и наблюдается) и собственно передача данных или факсов со скоростью 9600 бод. Ряд моделей аппаратов (в частности, Nokia 6150, 6200 и 7110) поддерживает передачу данных и на 14400 бод, но это скорее исключение.

Итак, «модем» может находиться в одном из следующих мест:

- в самом телефоне;

- в устройстве сопряжения компьютер – телефон, это так называемые аппаратные GSM-модемы, обычно выполненные в виде РС-карт (PCMCIA);

- в компьютере. В этом случае это скорее «эмулятор модема», так как реализуется исключительно программным обеспечением.

Первое решение наиболее «правильное», так как позволяет использовать такой модем практически с любой платформой (аппаратурой и программным обеспечением, а не только с MS Windows 9x/NT/2000). Однако обычно это решение и наиболее дорогое – модели телефонов с модемом пока не очень распространены (в частности, из модельного ряда Nokia к ним относятся 7110, 62xx, 8210 и 8850) и относятся к наивысшей ценовой категории.

Второй вариант обычно применим только с Notebook-ами и тоже весьма недешев: аппаратные GSM-модемы стоят обычно от 120 долларов и больше, при этом их модели часто специфичны для конкретной серии телефонов, так как содержат и интерфейсный кабель.

Третий вариант наиболее простой с аппаратной точки зрения (никакой дополнительной аппаратуры кроме средств сопряжения не требуется), однако обладает следующими недостатками:

обычно работает только в среде MS Windows определенных версий, хотя известны реализации эмулятора для Windows CE (Pocket PC) и для Palm OS;

существует только для весьма ограниченного круга телефонов (наиболее известный пример – Nokia Cellular Data Suite позволяющий передавать данные и факсы для моделей Nokia 61xx);

если ПО не шло в комплекте с аппаратом, обычно оно весьма недешево; упомянутый выше NCDS стоит порядка 200 долларов, но комплектуется кабелем DAU-9P.

Таким образом, наиболее простым механизмом следует признать использование под управлением ОС Windows 98/2000 аппаратного модема в телефоне и IR-порта для связи; тогда как наиболее дешевым решением видимо является использование эмулятора модема и кабеля для соединения. В случае каких-либо затруднений (например, отсутствие COM-портов или эмулятора для нужной платформы) следует остановиться на промежуточных вариантах.