|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Особливості стільникового зв'язку. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Мобільний зв'язок Бурхливий розвиток нових телекомунікаційних технологій у 80 - 90-ті роки пов'язаний з активним використанням досягнень науки та техніки у галузях електрозв'язку, інформаційних технологій та електроніки. До однієї з пріоритетних технологій відноситься стільниковий зв'язок, який завойовує дедалі більшу популярність у населення та розвивається дуже швидкими темпами.
"Не відвертайся від можливого майбутнього, поки ти не впевнений, що там немає нічого, чого б ти зміг навчитися".
Світова першість Подібно до тих читачів, які воліють переглядати журнал з кінця, забіжимо далеко вперед і скажемо про головне: сьогодні немає такого виду електрозв'язку, який би розвивався настільки швидко, як бездротова радіотелефонія, і особливо стільниковий зв'язок, що обслуговує рухливих користувачів. Число таких користувачів щорічно збільшується десь на 40% і нещодавно впевнено переступило 350-мільйонний рубіж. Слід зазначити, що окремі різновиди мобільних мереж рухомого зв'язку показують ще більш вражаючі темпи зростання. У світі щорічний приріст абонентів мереж GSM становить приблизно 70% (gsmworld.com), а у мереж cdmaOne, відомих у нас як CDMA/IS-95, за останній рік він досяг майже 160% (cdg.org)! Очікується, що кількість абонентів стільникового зв'язку досягне 1 млрд десь у 2002-2003 роках. Хоча з моменту, коли стільникові мережі вийшли зі стадії науково-технічних розробок на комерційний ринок (кордон 70-80-х років), минуло не так багато часу, стільниковий телефон нині перестав бути символом престижу і став інструментом, що дозволяє більш ефективно використовувати робоче час, оперативно керувати технологічними, економічними та іншими процесами. Стільникові мережі при цьому не тільки ростуть вшир, але й неухильно збільшують кількість послуг, що надаються додатково. Якщо взяти щільність стільникових мереж, якої досягли багато розвинених країн (дані British Telecom Engineering), то безперечним лідером серед них є Фінляндія, де близько 70% населення мають мобільні телефони. Дещо відстають від неї сусіди по Скандинавії (від 50 до 60 %), між якими вклинився шматочок КНР (колишній Гонконг). Ще шість країн, включаючи Австралію та Японію, переступили 30%-ний рубіж, а ціла група країн, у тому числі Великобританія та США, впритул до нього наблизилася. Приблизно 20% показники мають Німеччина, Франція, Іспанія, Канада та ряд інших країн. Втім, можна ще довго перераховувати успіхи рухомого зв'язку, але вже наведеної інформації достатньо, щоб зробити деякі висновки. Усе сказане вище свідчить у тому, що у більшості країн щільність радіотелефонних ліній вже досягла рівня щільності ліній традиційної телефонії (приблизно 50- 60 %) чи становила від нього хоча б половину. Чимало з цих країн мають або дуже великі території, або дуже численне населення, або й те, й інше одночасно. Тому навіть 5% у Бразилії і 3% у КНР без урахування Гонконгу (яка маленька цифра і одночасно жахливо велика кількість користувачів) виявляються вагомішими, ніж, наприклад, 27% десь у Голландії. Загалом, стільниковий зв'язок вже став продуктом масового споживання та продовжує нарощувати темпи зростання. Вражають навіть найближчі прогнози (2003 р.): у частині охоплення населення ціла група країн впритул наблизиться до 90 %. а колишній Гонконг (нині особливий адміністративний район КНР) стане першою територією, де цей показник досягне 95%! Майже два десятки країн за показником щільності будуть в інтервалі 60...95%. Однак навіть дуже розвинені країни, які мають відносно великі території, просунуться не так далеко: США – 53%, Німеччина – 47%, Канада – 30%, Бразилія – 22%, КНР – 8%. Цікаво, що першопрохідники мобільного зв'язку в особі Великобританії та США опиняться за такими країнами, як Австрія, Ірландія та Греція. Можливо, за кілька років ми станемо свідками того, як групи користувачів традиційними та стільниковими телефонами практично зрівняються за чисельністю. До речі, сьогодні в усьому світі налічується близько 1 млрд. провідних телефонних ліній. Оскільки вже є достатньо підстав сумніватися у звичній першості провідного телефонного зв'язку, зарубіжні аналітики починають розглядати стільниковий зв'язок як послугу, рівну провідному, а деякі навіть віддають їй першість. світовий ринок послуг стільникового зв'язку, що бурхливо розвивається, привертає увагу багатьох компаній. Наприклад, лише у Росії цей бізнес залучено близько двохсот компаній-операторів. Всі темпи розвитку суспільства, що прискорюються, наполегливо вимагають отримання більш персоналізованих послуг, а саме: можливості телефонної розмови (і не тільки) з будь-яким абонентом, у будь-якому місці і в будь-який час. Зауважимо, що остання фраза воістину стала нині девізом стільникового зв'язку. І не лише її. Тепер докладніше зупинимося на компонентах ринку стільникового зв'язку та деяких історичних етапах як технічного, і організаційного її становлення. Але спочатку – невеликий ліричний відступ. Про початки Торкаючись великої теми, корисно починати з термінології, щоб трохи впорядкувати знання, які читачі встигли здобути раніше з інших джерел, а також окреслити межі оповіді. У зв'язку зі сказаним, перш за все відзначимо, що стільниковий зв'язок - це різновид високорухомого радіозв'язку, що відрізняється насамперед масовістю обслуговування абонентів на обмеженій території. У цьому історично склалося отже стільниковий зв'язок поступово розширила сферу обслуговування телефонної мережі загального користування (ТфОП). Взагалі, сам термін "стільниковий зв'язок" - це загальноприйняте скорочене найменування послуги, що отримується за допомогою розгорнутих стільникових мереж рухомого зв'язку, виконаних на базі відповідних систем. Таким чином, цей термін характеризує рухливий зв'язок. Такі довгі міркування необхідні, щоб не плутати стільникову мережу та стільниковий зв'язок, бо перша означає спосіб здійснення радіопокриття певної території (відповідно може використовуватися для надання послуг як рухомого, так і фіксованого зв'язку), а друга - послугу у вигляді передачі та прийому інформації виключно між рухомими абонентами стільникової мережі. Причому сьогодні це може бути не лише мова, а й дані, зрозуміло, й Інтернет. Слід пам'ятати, що будь-яка система радіозв'язку, що працює з абонентським радіотерміналом, що володіє ненаправленою антеною, є тією чи іншою мірою рухомою (і лише при жорсткій фіксації антени пересування абонента неможливе), тому що користувач може переміщатися в межах зони дії базової станції (БС) і при цьому обслуговуватись нею. Тому подібні системи зв'язку можна поділити на ті, які обслуговують малорухливих абонентів, які мають можливість переміщатися під час сеансу зв'язку тільки в межах зони обслуговування однієї БС (ці системи швидше можна назвати фіксованими), і на ті, які дозволяють високорухомому абоненту здійснювати безперервний сеанс зв'язку переміщенні (у тому числі дуже швидкому, навіть зі швидкістю 100 км/год і більше) із зони обслуговування однієї БС в зону іншої БС і далі в межах території, охопленої мережею. Ось це і є справжній стільниковий зв'язок. З усього вищесказаного можна зробити висновок, що поняття "фіксований зв'язок" тут часто застосовується неправильно, і якщо система радіозв'язку складається тільки з однієї базової станції з великим радіусом дії, то вона, як правило, може забезпечувати рухомий радіозв'язок у своїй зоні обслуговування. Якщо базову станцію розташувати на супутнику, ми зробимо важливий крок на шляху створення мережі глобальної (планетарної) супутникового зв'язку. Але спустимося на землю і тепер займемося "сотами". Свою назву стільникові мережі отримали відповідно до стільникового принципу організації зв'язку, який полягає в наступному. У зоні обслуговування стільникової мережі встановлюється необхідна кількість базових приймальних станцій (БС), що вже згадувалися, кожна з яких має свою відносно невелику зону радіопокриття, дещо перекриває зону обслуговування сусідніх БС (для забезпечення суцільного радіопокриття території). Відповідаючи на логічне питання, що виникає у читача: "Навіщо це потрібно?", - багато авторів робіт по стільниковому зв'язку часто наводять приблизно такі аргументи: "для забезпечення абонентам можливості переміщатися", "для здійснення електромагнітної сумісності сусідніх стільників "ними" для поліпшення якості зв'язку ". Все це, звичайно, вірно, але, по-перше, у хорошому радіопокритті зацікавлені і оператори мереж фіксованого зв'язку і, по-друге, об'єктивно будь-який оператор мережі завжди зацікавлений, щоб його мережа містила менше сот. А ще краще, щоб мережа взагалі складалася лише з однієї стільники, бо це найпростіше та дешево. Інша справа, що практично здійснити зазвичай це не вдається і при спробі одночасного обслуговування значної кількості абонентів, згрупованих на відносно невеликій території, неминуче виникає необхідність відповідної кількості радіоканалів зв'язку. А радіоспектр - це, як відомо, природний ресурс, який експлуатується багатьма користувачами, якого завжди всім не вистачає. У тому числі й тим, хто організує безліч радіоінтерфейсів між базовими станціями та абонентськими терміналами (стільниковими телефонами). Таким чином, головне завдання, яке вирішує будь-яка стільникова мережа - це економне багаторазове використання одного і того ж радіочастотного ресурсу, виділеного оператору мережі для охоплення якомога більшої кількості абонентів. Такий підхід дозволяє на серйозному комерційному рівні вирішувати завдання справді масового обслуговування абонентів. Про користь бджіл Тепер кілька слів про самі стільники або, як їх ще називають, осередки. Чому, до речі, стільники? Та тому, що зона радіопокриття навколо БС у загальному випадку є коло. А з рівносторонніх фігур, вписаних у коло (трикутники та квадрати не в рахунок), тільки шестикутники можуть без розривів покрити будь-яку поверхню. Тому вони використовуються як математична модель стільникової мережі. Зрозуміло також, що свого часу набагато раніше за радистів про це здогадалися бджоли. Розмір сот/осередків стільникової радіотелефонної мережі на практиці може становити від десятків метрів до десятків кілометрів, проте найменші їх різновиди, організовані в місцях особливого скупчення абонентів (наприклад, бізнес-центри), часто називаються за їх розмірами: піко-або мікростільники. З метою підвищення абонентської ємності стільники можуть виконуватися у багатосекторному виконанні (зазвичай з трьома або шістьма секторами), що еквівалентно економічній організації замість однієї стільники відповідно трьох чи шести. У цьому випадку БС є блоком з декількох приймачів, кожен з яких зі своєю спрямованою антеною обслуговує відповідний сектор стільника. Залишається додати, що одну комірку стільникової мережі разом із встановленою в ній БС зарубіжні фахівці називають зазвичай "cell site". Дуже важливе завдання, що стоїть перед оператором багатьох стільникових мереж будь-якого призначення, це радіочастотне планування сот. Дійсно, якщо технологія радіоінтерфейсу стільникової мережі передбачає поділ радіоканалів по частоті, то сусідні стільники не можуть працювати на тих самих радіочастотах, і повторно використовувати їх можна, тільки відступивши на певну відстань, що залежить від технічних характеристик БС. Ситуація ця дуже проста, але й дуже неприємна для оператора, оскільки необхідність організації нової стільники тягне у себе необхідність частотного перепланування великих мережевих фрагментів. Однак такі проблеми турбують не всіх. Про це розповімо дещо пізніше. У гонитву за абонентом Наступне дуже важливе в. скажімо навіть, визначальне поняття у стільниковому зв'язку - це так звана естафетна передача управління між стільниками при переміщенні абонента з однієї стільники в іншу. Саме ця здатність і відрізняє стільниковий зв'язок від бездротового зв'язку взагалі. Це управління забезпечується не БС, а спеціалізованим центром комутації, що є ядром мережі і якого підключені все БС, Одночасно цей центр, що у загальному випадку спеціалізовану АТС. включений до ТФОЛ. Перемикання управління пов'язане з організацією нового каналу зв'язку та переведенням на нього конкретного телефонного з'єднання. Воно може здійснюватися різними способами, званими "жорсткими" або "м'якими", які залежать від технологій, що застосовуються в мережі, і будуть розглянуті нижче. Ми ж поки що зупинимося тільки на назві. Історично склалося так, що в Європі вказаний процес перемикання найчастіше називають "hand-over", а в Північній Америці - "hand-off". Тому, зустрівши такі різночитання, не слід дивуватися. Розглядаючи hand-off (ми зупинимося на більш короткій назві), не можна залишити без уваги той випадок, коли абонент переміщається із зони обслуговування однієї мережі в зону обслуговування іншої. Але у різних мереж – різні господарі-оператори. Процес (а також можливість) здійснення передачі управління між стільниками/мережами різних власників не тільки отримав за кордоном назву "roaming" (бродяга), а й міцно влаштувався у російськомовному написанні як "роумінг". Звичайно, з одного боку, і hand-off - це ні що інше, як роумінг між сусідніми стільниками, проте зв'язківці мають на увазі під роумінгом набагато більше, а саме - міжоператорську взаємодію, для якої, зрозуміло, не тільки повинні збігатися технічні характеристики та стандарти мереж До того ж стільникові мережі можуть і не межувати одна з одною, що говорить про те, що роумінг - це взагалі здатність отримувати послуги в мережах інших операторів (з якими укладено договори на обслуговування) за допомогою одного і того ж мобільного телефону. Залишається додати, що роумінг може бути автоматичним, коли процес переходу від одного оператора до іншого абонент помітить лише за відповідною індикацією на абонентському терміналі та за отриманим рахунком. Неавтоматичний роумінг передбачає попереднє повідомлення оператора абонентом про можливість поїздки за межі мережі з усіма супутніми незручностями, ступінь яких залежить від розторопності та можливостей оператора. Ну а найуніверсальніший і ненав'язливіший, але й найнезручніший роумінг - це просто зміна стільникового телефону при виїзді за межі дії "своєї" мережі. Втім, якщо ми не можемо використовувати свій абонентський термінал, то це вже й не роумінг (хоча деякі оператори пропонують саме такий вид роумінгу!). Технології радіоінтерфейсу Стільниковий зв'язок характеризується можливістю мультидоступу, що передбачає одночасну передачу інформації через один пристрій багатьма користувачами в загальному каналі зв'язку. CDMA – Code Division Multiple Access). Особливості цих технологій наочно показані малюнку.
При частотному поділі спектр передачі ділиться на ділянки, що виділяються для різних користувачів. Тільки цей метод може бути використаний при аналоговому стільниковому зв'язку. Тому на ньому засновані всі відомі аналогові стандарти стільникового зв'язку: NMT, AMPS, TACS та ін. Недоліки аналогових систем зараз очевидні: погана схибленість і пов'язана з нею невисока якість передачі мови, неефективне використання дефіцитного радіоспектру, відсутність захисту від прослуховування і т.д. Слід також сказати, що пік свого розвитку аналогові системи пройшли ще в 1993 р., після якого спостерігається стійке зниження числа їх абонентів, а через кілька років вони повинні взагалі піти з ринку зв'язку через втрату інтересу з боку операторів та абонентів. аналоговим стандартом у світі був і поки що залишається AMPS. Два інших методи використовуються за цифрової технології і, як правило, у комбінації з частотним поділом. У разі мультидоступу з тимчасовим поділом каналів численні абоненти передають свої повідомлення на одній і тій же радіочастоті, але в різні часи, що дозволяє збільшити обсяг мовного трафіку і отримати ряд інших переваг, характерних для цифрових систем зв'язку. На цьому методі засновані такі відомі цифрові вузькосмугові стандарти стільникового зв'язку, як GSM і його різновид DCS, а також D-AMPS, який став логічним розвитком (удосконаленням) стандарту AMPS. Існують ще японські стандарти, але сфера їхнього застосування обмежена виключно національною територією. Принцип, що використовується в системах мультидоступу CDMA, полягає в розширенні спектра вихідного інформаційного сигналу (у нашому випадку мовного) за допомогою спеціального сигналу з унікальною формою, що огинає, яка і є своєрідним кодом. Як видно, в даному випадку всі абоненти працюють на тих самих радіочастотах, в результаті чого стільникової мережі CDMA немає необхідності витрачати багато зусиль на здійснення частотного планування. У приймачі отриманий з іншого боку сигнал обробляється з допомогою ідентичного коду, у результаті відновлюється вихідний інформаційний сигнал. У той же час сигнали інших користувачів для даного приймача продовжують залишатися розширеними і сприймаються ним лише як "білий шум", який є найбільш "м'якою" перешкодою, що найменше заважає нормальній роботі приймача. Зрозуміло. до цього ми ще повернемось. А щоби популярно пояснити принцип роботи такої системи, пошлемося на одну дуже вдалу алегорію "для експертів і не дуже", яку, пояснюючи основи технології CDMA, зазвичай пропонує компанія Motorola. Уявіть кімнату, в якій одночасно розмовляє один з одним багато пар людей, причому різними мовами. Кожен із них добре розуміє свого співрозмовника, а всі сторонні розмови сприймаються як якесь тло, яке не особливо заважає розмові. Ось, власне, весь принцип. Справа за технікою. Автор: О.Голишко, м.Москва
Штучна шкіра для емуляції дотиків
15.04.2024 Котячий унітаз Petgugu Global
15.04.2024 Привабливість дбайливих чоловіків
14.04.2024
▪ Надзвуковий літак без лобового скла ▪ Стрес змушує організм старіти швидше ▪ SSD 7,68 ТБ від Kingston Technology
▪ розділ сайту Електрик у будинку. Добірка статей ▪ стаття Дізнаюся, коли бачу. Крилатий вислів ▪ стаття Скільки років стоматології? Детальна відповідь ▪ стаття Шельфовий льодовик Росса. Диво природи ▪ стаття Нікелювання міді, заліза та сталі. Прості рецепти та поради ▪ стаття Синтезатор частоти діапазон 137 кГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page