Системы сотовой подвижной связи

Если ведомственные системы создавались (и создаются) в интересах небольшого числа абонентов, то сотовые системы подвижной связи стали использоваться в интересах широких слоев населения. Использование современных технологий позволяет обеспечить абонентам таких сетей высокое качество речевых сообщений, надежность и конфиденциальность связи, защиту от несанкционированного доступа в сеть, миниатюрность радиотелефонов, увеличенный интервал времени работы батареи между подзарядками. Имеется возможность обеспечения качественной телефонной и факсимильной связью офисов, коттеджей, пансионатов, больниц, дачных поселков и т.д.

В России сотовые сети развиваются на базе использования четырех основных стандартов: аналоговых - NMT-450, AMPS и цифровых - GSM-900/1800, D-AMPS, которые приняты во многих странах мира, в том числе и европейских. Вхождение этих сетей в европейскую сотовую связь позволяет абонентам пользоваться своим радиотелефоном не только в России, но и в других государствах.

Система сотовой связи – это система подвижной связи, построенные в соответствии с сотовым принципом распределения частот по территории обслуживания и предназначенные для обеспечения радиосвязью большого числа подвижных абонентов с выходом в телефонную сеть общего пользования.

Структура сотовой сети

Система сотовой связи строится в виде совокупности ячеек, или сот, покрывающих обслуживаемую территорию. Ячейки обычно схематически изображаются в виде правильных шестиугольников, что по сходству с пчелиными сотами и послужило поводом назвать систему сотовой. Ячеечная, или сотовая, структура системы непосредственно связана с принципом повторного использования частот.

Рисунок 37 – Структура сотовой сети

В центре каждой ячейки находится базовая станция, обслуживающая все подвижные станции в пределах своей ячейки. Реальные границы ячеек имеют вид неправильных кривых, зависящих от условий распространения и затухания радиоволн. Более того, границы ячеек вообще не являются чётко определёнными, так как рубеж передачи обслуживания подвижной станции из одной ячейки в соседнюю может в некоторых пределах смещаться с изменением условий распространения радиоволн и в зависимости от направления движения подвижной станции. Положение базовой станции лишь приближённо совпадает с центром ячейки.

Центр коммутации (MSC) является мозговым центром и одновременно диспетчерским пунктом системы сотовой связи, на который замыкаются потоки информации со всех базовых станций и на который осуществляется выход на другие сети связи – стационарную телефонную сеть, сети междугородней связи, спутниковой связи, другие сотовые сети.

Базовая станция (BS) служит своеобразным интерфейсом между сотовым телефоном и центром коммутации подвижной связи, где роль проводов обычной телефонной сети выполняют радиоволны. Число каналов BS обычно кратно 8. Радиоканалы базовой станции покрывают всю зону обслуживаемой соты.

MS – подвижная (мобильная станция).

Все базовые станции системы, в свою очередь, замыкаются на центр коммутации, с которого имеется выход на Взаимоувязанную сеть связи (ВСС) России.

При перемещении абонента из одной ячейки в другую происходит передача его обслуживания от одной базовой станции к другой (рисунок 38).

Рисунок 38 – Передача обслуживания из одной ячейки А в ячейку Б при пересечении MS границы ячеек

Этот процесс называется передачей обслуживания (эстафетная передача). Процедура передачи обслуживания имеет место только в том случае, когда подвижная станция пересекает границу ячеек во время сеанса связи.

Необходимость в передаче обслуживания возникает, когда качество канала связи, оцениваемое по уровню сигнала и/или частоте битовой ошибки, падает ниже допустимого предела. В стандарте GSM указанные параметры постоянно измеряются MS как для своей ячейки, так и для ряда смежных (до 16 ячеек), и результаты измерений передаются на BS. По результатам этих измерений центр коммутации выбирает ячейку, в которое должно быть передано обслуживание.

Обязательным условием передачи обслуживания из одной ячейки в другую является более высокое качество канала связи во второй ячейки по сравнению с первой. Т.е. обслуживание передаётся из ячейки с худшим качеством канала связи в ячейку с лучшим качеством, причём указанное различие должно быть не менее некоторой заранее заданной величины. Если не требовать выполнение этого условия, то возможна многократная передача обслуживания из первой ячейки во вторую и обратно.

Система коммутации может включать более одного центра коммутации, что зависит от эволюции развития системы или ограниченной ёмкости коммутатора.

В простейшей ситуации система содержит один центр коммутации, при котором имеется домашний регистр, и она обслуживает относительно небольшую замкнутую территорию («небольшой город»), с которой не граничат территории, обслуживаемые другими системами.

Если «город» большой, то система может содержать два или более центров коммутации, из которых только при «головном» имеется домашний регистр, а обслуживаемая территория не граничит с территориями других систем.

В обоих этих случаях при перемещении абонента между ячейками одной системы происходит передача обслуживания, а при перемещении на территорию другой системы – роуминг.

Роуминг – это функция или процедура предоставления услуг сотовой связи абоненту одного оператора в системе другого оператора. Для организации роуминга необходимо техническое обеспечение его осуществимости и наличие роумингого соглашения между соответствующими компаниями – операторами.

Когда MS перемещается из одной зоны связи в другую, она автоматически посылает MSC, где зарегистрирован абонент. В регистре, в который внесена MS на своём («домашнем») MSC, делается поправка, и все вызовы в адрес этой MS переадресовываются в зону действия MSC.

Виды роуминга:

– Автоматический;

– Полуавтоматический;

– Ручной;

– Внутрисистемный;

– Межсистемный.