Описание стандартов связи 1 g и 2 g

Виды систем мобильной связи

• Пейджинг – одна из наиболее примитивных систем, в которой текстовые закодированные сообщения поступают на пейджер абонента. При такой коммуникации обратный процесс передачи сообщений невозможен, она работает только в одну сторону;
• Твейджинг – более совершенная разновидность пейджинга, которая позволяет абонентам подтверждать, что они получили послание, и даже предполагает создание примитивного диалога;
• Сотовая телефонная связь – обеспечивает передачу голосовых данных между движущимися абонентами. Некоторые инновационные стандарты имеют расширенный набор функций, они позволяют обмениваться мультимедийными, текстовыми, голосовыми и даже видеосообщениями, а также обеспечивают выход в сеть Интернет.

Региональные операторы

1. Включение связи 4g на android-устройстве

   Вайнах Телеком. Компания, оказывающая телекоммуникационные услуги на территории Чеченской Республики. Были попытки проникновения на рынки сопредельных регионов, закончившиеся провалом. Особой конкуренции «большой четверке» составить не в состоянии, однако спектр услуг, кроме сотовой связи, включает стационарный и мобильный интернет, а также цифровое телевидение. Абонентская база не превышает 100 тысяч номеров, реально – еще меньше.

   Плюсы:Минусы:

   • Очень дорогие тарифы, особенно интернет.
   • Низкое качество оказываемых услуг.
   • Неудовлетворительная работа технической поддержки.

   Вывод

   : лучше не создавать себе проблем и подключиться к любому из операторов «большой четверки».

2. Мотив Телеком. Предоставляет услуги сотовой связи в четырех регионах УрФО: Свердловской и Курганской областях, ХМАО и ЯНАО. Входит в число старейших операторов, доживших до наших дней и не поглощенных акулами рынка аж с 90-х. Продает под собственным брендом телекоммуникационное оборудование. Имеет проблемы из-за отсутствия лицензий на 3G интернет.

   Плюсы:

   • Низкое число случаев навязывания платных услуг без ведома абонента.
   • Достаточно выгодные тарифы.
   • Возможность приобрести фирменные модемы и роутеры.
   • Достаточно большая абонентская база.

   Минусы:

   • Проблемы с 3G интернетом: абонентам доступны только технологии EDGE и LTE.
   • Не слишком высокое качество фирменного оборудования: пусть делают его в Китае, но за выбор OEM-поставщика отвечает оператор.
   • Не слишком высокое качество связи, особенно интернета.

   Вывод

   : для жителей регионов присутствия может представлять интерес, однако из-за проблем с интернетом стоит поискать другие варианты.

3. Таттелеком. Как ясно из названия, основным регионом присутствия является Татарстан. Попытки экспансии в соседние области оказались неуспешными. Абонентская база достаточно внушительная – более полумиллиона человек, но постепенно их число уменьшается. В числе прочих услуг – домашний интернет под маркой «Летай», однако его качество оставляет желать лучшего. Интересно, что оператор полностью находится в собственности республики.

   Плюсы:Минусы:

   • Не слишком высокое качество связи.
   • Отношение к мобильной связи «постольку поскольку»: главный упор делается на домашний интернет.
   • Сомнительная политика по отношению к абонентам, как с юридической, так и с этической стороны.

   Вывод

   : связываться явно не стоит, лучше подключиться к кому-то из «большой четверки».

4. АСВТ. Агонизирующий оператор транкинговой связи, в настоящее время считающейся устаревшей. Географически опирается на Москву, однако GSM сетью не располагает, MVNO не является, и даже с точки зрения пользователей стационарных телефонов, способных использовать ресурсы оператора через стандарт DECT, интереса не представляет.

   Плюсы:Минусы:

   • Используется морально и технически устаревшее оборудование.
   • Нет GSM связи.

   Вывод

   : оператора как такового уже фактически нет, а значит, и говорить о подключении нет смысла.

5. Ufanet. Крупная региональная телекоммуникационная компания, основными регионами присутствия являются Республика Башкортостан и Республика Татарстан. В последние годы сумела проникнуть на рынки еще двух областей. Специализируется на домашнем интернете, телевидении. С рынка сотовой связи ушла несколько лет назад.

   Плюсы:Минусы:Вывод: подключаться уже некуда, потому – R.I.P.

6. NetByNet. С 2011 года – «дочка» МегаФона. Штаб квартира располагается в Москве, основная специализация – широкополосный доступ в интернет, цифровое телевидение, виртуальный хостинг, системная интеграция. К мобильной связи имеет отношение постольку поскольку, предоставляет только мобильный интернет в нескольких областях.

   Плюсы:Минусы:

   • Не слишком привлекательные тарифы.
   • Покрытие, ограниченное несколькими регионами.

   Вывод

   : подключаться смысла нет, у того же МегаФона, владеющего компанией, тарифы куда интереснее.

Сотовая связь будущего

Стандарт 4G заточен на непрерывную передачу гигабайтов
информации, в нем даже отсутствует канал для передачи голоса. За счет
чрезвычайно эффективных схем мультиплексирования загрузка фильма высокого
разрешения в такой сети займет у пользователя 10-15 минут. Однако даже его
возможности уже считаются ограниченными.

В 2020 году ожидается официальный запуск нового поколения
связи стандарта 5G, который позволит передачу больших объемов данных на
сверхвысоких скоростях до 10 Гбит/сек. Кроме этого, стандарт позволит
подключить к высокоскоростному интернету до 100 миллиардов устройств.

Именно 5G позволит появиться настоящему интернету вещей — миллиарды
устройств будут обмениваться информацией в реальном времени. По оценке
экспертов, сетевой трафик скоро вырастет
на 400%. Например, автомобили начнут постоянно находиться в глобальной Сети и получать
данные о дорожной обстановке.

Низкая степень задержки обеспечит связь между транспортными
средствами и инфраструктурой в режиме реального времени. Ожидается, что надежное
и постоянно действующее соединение впервые откроет возможность для запуска на
дорогах полностью автономных транспортных средств.

Российские операторы уже экспериментируют с новыми спецификациями
— например, работы в этом направлении ведет «Ростелеком». Компания подписала
соглашение о строительстве сетей 5G в инновационном центре «Сколково». Реализация
проекта входит в государственную программу «Цифровая экономика», недавно
утвержденную правительством.

Структура GSM

Система GSM состоит из трёх основных подсистем:

• подсистема коммутации (NSS — Network Switching Subsystem),
• центр технического обслуживания (OMC — Operation and Maintenance Centre).

Подсистема базовых станций

Базовая станция (BTS) обеспечивает приём/передачу сигнала между MS и контроллером базовых станций. BTS является автономной и строится по модульному принципу. Направленные антенны базовых станций могут располагаться на вышках, крышах зданий и т. д.

Контроллер базовых станций (BSC) контролирует соединения между BTS и подсистемой коммутации. В его полномочия также входит управление очерёдностью соединений, скоростью передачи данных, распределение радиоканалов, сбор статистики, контроль различных радиоизмерений, назначение и управление процедурой Handover.

Подсистема коммутации

NSS построена из следующих компонентов:

Домашний реестр местоположения (HLR — Home Location Registry)

Содержит базу данных абонентов, приписанных к нему. Здесь содержится информация о предоставляемых данному абоненту услугах, информация о состоянии каждого абонента, необходимая в случае его вызова, а также Международный Идентификатор Мобильного Абонента (IMSI — International Mobile Subscriber Identity), который используется для аутентификации абонента (при помощи AUC). Каждый абонент приписан к одному HLR. К данным HLR имеют доступ все MSC и VLR в данной GSM-сети, а в случае межсетевого роуминга — и MSC других сетей.

Гостевой реестр местоположения (VLR — Visitor Location Registry)

VLR обеспечивает мониторинг передвижения MS из одной зоны в другую и содержит базу данных о перемещающихся абонентах, находящихся в данный момент в этой зоне, в том числе абонентах других систем GSM — так называемых роумерах. Данные об абоненте удаляются из VLR в том случае, если абонент переместился в другую зону. Такая схема позволяет сократить количество запросов на HLR данного абонента и, следовательно, время обслуживания вызова.

Реестр идентификации оборудования (EIR — Equipment Identification Registry)

Содержит базу данных, необходимую для установления подлинности MS по IMEI (International Mobile Equipment Identity). Формирует три списка: белый (допущен к использованию), серый (некоторые проблемы с идентификацией MS) и чёрный (MS, запрещённые к применению).
У российских операторов (и большей части операторов стран СНГ) используются только белые списки, что не позволяет раз и навсегда решить проблему кражи мобильных телефонов. В случае занесения владельцем своего, но уже украденного у него, телефона в чёрный список — он перестаёт работать и, следовательно, не представляет для воров никакого коммерческого интереса.

Центр аутентификации (AUC — Authentication Centre)

Здесь производится аутентификация абонента, а точнее — SIM (Subscriber Identity Module). Доступ к сети разрешается только после прохождения SIM процедуры проверки подлинности, в процессе которой с AUC на MS приходит случайное число RAND, после чего на AUC и MS параллельно происходит шифрование числа RAND ключом Ki для данной SIM при помощи специального алгоритма. Затем с MS и AUC на MSC возвращаются «подписанные отклики» — SRES (Signed Response), являющиеся результатом данного шифрования. На MSC отклики сравниваются, и в случае их совпадения аутентификация считается успешной.

Соединена с остальными компонентами сети и обеспечивает контроль качества работы и управление всей сетью. Обрабатывает аварийные сигналы, при которых требуется вмешательство персонала. Обеспечивает проверку состояния сети, возможность прохождения вызова. Производит обновление программного обеспечения на всех элементах сети и ряд других функций.

Навигация

Варианты
expanded
collapsed

Ещё
expanded
collapsed

В других проектах

• Викисклад
• Медиавики
• Мета-вики
• Многоязычная Викитека
• Викивиды
• Викиучебник
• Викиданные
• Викимания
• Викиновости
• Викицитатник
• Викитека
• Викиверситет
• Викигид
• Викисловарь

На других языках

• العربية
• Azərbaycanca
• Башҡортса
• Беларуская
• Беларуская (тарашкевіца)
• Български
• Нохчийн
• Čeština
• Чӑвашла
• Dansk
• Deutsch
• Ελληνικά
• English
• Español
• Eesti
• فارسی
• Suomi
• Français
• עברית
• Magyar
• Հայերեն
• Italiano
• 日本語
• ქართული
• Қазақша
• 한국어
• Lietuvių
• Latviešu
• Nederlands
• Norsk bokmål
• Ирон
• Polski
• Português
• Română
• Саха тыла
• Српски / srpski
• Svenska
• Türkçe
• Татарча/tatarça
• Українська
• Tiếng Việt
• 中文

Канальный уровень

Телеметрия

Каждый КА, по стандартам CCSDS должен иметь свой уникальный идентификатор, по которому можно, имея кадр, определить, какому аппарату он принадлежит. Формально необходимо подавать заявку на регистрацию аппарата, и его название, вместе с идентификатором, будет опубликовано в открытых источниках. Однако часто Российские производители игнорируют данную процедуру, присваивая аппарату произвольный идентификатор. Номер версии кадра помогает определить какая версия стандартов используется, чтобы правильно прочитать кадр. Здесь мы рассмотрим только самый консервативный стандарт с версией «0».Очень часто возникает необходимость мультиплексировать передаваемые данные. Для этого существует механизм виртуальных каналов. Например, спутник Метеор-М2 передаёт цветное изображение в видимом диапазоне, разделяя его на три чёрно-белых – каждый цвет передаётся в своём виртуальном канале отдельным пакетом, хотя в структуре его кадров есть некоторое отклонение от стандартов.Счётчики кадров главного и виртуального канала – это поля, увеличиваемые на единицу при отправке каждого кадра. Служат индикатором того, что ни один кадр не был потерян.При желании можно добавить к каждому кадру дополнительный заголовок и размещать там любые данные на своё усмотрение.То есть пакет может, предположим, начинаться в середине 4-го кадра, и заканчиваться в начале 20-го. Чтобы найти его начало, как раз служит это поле. У пакетов тоже есть заголовок, в котором прописана его длина, поэтому при нахождении указателя на первый заголовок обработчик канального уровня должен его прочитать, тем самым определив, где закончится пакет.

Телекоманды

1. Другая структура заголовков
2. Динамическая длина. Это значит, что длина кадра не задана жёстко, как это сделано в телеметрии, а может изменяться в зависимости от передаваемых пакетов.
3. Механизм гарантии доставки пакетов. То есть КА должен после получения подтвердить корректность приёма кадров, либо запросить пересылку с того кадра, который мог быть принят с некорректируемой ошибкой.

Этот флаг информирует приёмник, нужно ли использовать механизм подтверждения доставки кадров, который называется FARM — Frame Acceptance and Reporting Mechanism.FARM представляет собой конечный автомат, параметры которого можно настраивать.Похоже, у CCSDS есть на них планы в будущем, и для обратной совместимости версий протокола они зарезервировали эти биты уже в нынешних версиях стандарта.

• целое число октетов пользовательских данных
• заголовок сегмента и следующие за ним целое число октетов пользовательских данных

• «01» — если первая часть данных находится в блоке данных
• «00» — если средняя часть данных находится в блоке данных
• «10» — если последняя часть данных находится в блоке данных
• «11» — если нет деления и в блоке данных помещается целиком один или несколько пакетов.

Иногда 6 бит, отведённых на виртуальные каналы, бывает недостаточно. И если необходимо мультиплексировать данные на большее число каналов, в ход идут ещё 6 бит из заголовка сегмента.

Частотные диапазоны российских операторов связи

Распределение полос радиочастот между операторами и радиослужбами указано в Постановлении Правительства РФ №1203-47 от 18.09.2019г.

Для своей деятельности российские операторы используют абонентские и технические диапазоны частот. К последним относятся радиорелейные линии, с помощью которых базовые станции сотовых операторов передают информацию между собой. Для этого выделяют частоты в диапазоне 5-80 ГГц. Ваши мобильные устройства работают на других каналах, поэтому радиорелейные линии с ними не взаимодействуют.

Абонентские диапазоны делятся на всем известные: GSM-900/1800 (2G), UTMS (3G), LTE (4G), 5G и промежуточные технологии типа GPRS (2,5G), EDGE (2,75G) и HDSPA (3,5G). Они используют диапазоны частот от 790 до 2700 МГц. Чем ниже частота, тем больше зона покрытия передатчика, чем выше частота, тем лучше радиоволны огибают препятствия и проникают сквозь стены.

Рассмотрим подробнее стандарты и протоколы передачи данных сотовых операторов России.

Частоты GSM (2G) в России

Первую цифровая, а не аналоговую, технологию передачи данных 2G запустили в 1991 году в Финляндии. В Россию она пришла лишь в конце 90-ых. Сейчас GSM в России делится на два вида:

• GSM-900 работает в двух диапазонах:
  • базовые станции мобильных операторов используют частоты 925-960 МГц;
  • абонентские устройства используют частот 890-915 МГц;
• GSM-1800:
  • базовые станции мобильных операторов используют частоты 1805-1880 МГц;
  • абонентские устройства используют частот 1710-1785 МГц.

GSM-1800 чаще использую в городских условиях, радиоволны лучше проникают в квартиры и огибают постройки.

GSM-900 актуальнее для сельских поселений и загородных трасс потому что передатчик покрывает большую зону.

Частоты UMTS (3G) в России

В 2007 году сотовые операторы большой тройки получили лицензии на использование технологии UMTS (3G) в России. Сейчас они работают в 2 диапазонах частот:

• 2110-2170 МГц для базовых станций и 1920-1980 МГц для абонентских устройств. Этот диапазон появился первым и получил наибольшее распространение в России. Для некоторых операторов он остается единственным для населенных пунктов с населением до миллиона человек.
• 925-960 МГц для базовых станций и 880-915 МГц для абонентских устройств. Этот диапазон начали использовать позже, чтобы увеличить зону покрытия и минимизировать воздействие других РЭС. На этих частотах также работает GSM-900. Частоты регистрируются через ФГУП «Главный радиочастотный центр» так, чтобы технологии и операторы не могли помешать друг другу. UMTS-900 в основном использует ПАО «Вымпел-Коммуникации» (Билайн).

Частоты LTE (4G) в России

Несмотря на то, что о создании 4G в Европе заговорили 11 лет назад, в Российских регионах стандарт закрепился лишь 5 лет назад. Всего в России разрешено использовать 4 диапазона для технологии LTE (4G):

• 2600-2700 МГц для базовых станций и 2500-2600 МГц для абонентских устройств. Диапазон появился первым для 4G в России и до сих пор наиболее распространен. Его используют все операторы федеральной четверки.
• 790-820 МГц для базовых станций и 820-880 МГц для абонентских устройств. Второй по распространенности диапазон. Его активно используют ПАО «МегаФон», ООО «Т2 Мобайл» и ПАО «Вымпел-Коммуникации» (Билайн)
• 1800-1880 МГц для базовых станций и 1710-1785 МГц для абонентских устройств. Этим диапазоном пользуются все операторы связи, но особенно его предпочитает ПАО «Мобильные ТелеСистемы».
• 450-457 МГц для базовых станций и 460-467 МГц для абонентских устройств. Диапазон запущен для развития сетей беспроводного широкополосного доступа в РФ, его использует ООО «Т2-Мобайл».

Частоты 5G в России

Технология 5G уже работает в нескольких странах мира. В России она находится на стадии тестирования. Для этого Государственная комиссия по радиочастотам выделила диапазон 25-29,5 ГГц. Указанные частоты не пригодны для коммерческого использования и будут использоваться только в тестовом режиме.

Вокруг постоянных частот 5G в России до сих пор ходят споры. Во всем мире для этой технологии выделен диапазон 3,4-3,8 ГГц. В нашей стране это невозможно, потому что тогда 5G будет мешать стратегическим предприятиям и государственным ведомствам Российской Федерации. По данным СМИ, Президент России согласился с письмом Совета Безопасности РФ о том, что диапазон 3,4-3,8 ГГц следует оставить за государством.

В качестве альтернативы закрытому правительственному диапазону, Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации предложило другой – 4,4-4,99 ГГц. Даже если какое-то конкретное решение по этому поводу уже принято, никаких официальных заявлений и документов до сих пор нет.

История возникновения связи РФ: частоты

В 1983 году начата разработка европейского стандарта цифровой связи. Напоминаем, первое поколение 1G использовало аналоговую передачу. Таким образом, инженеры заранее развивали стандарт, упреждая историю развития техники. Цифровая связь рождена Второй мировой войной, точнее, системой шифрованной передачи Зелёный шершень. Военные отлично понимали: грядёт эпоха цифровых технологий. Гражданская промышленность ловила движение ветра.

Частота сотовой связи

900 МГц

Европейская организация CEPT создала комитет GSM (Groupe Special Mobile). Европейская комиссия предложила использовать спектр 900 МГц. Разработчики засели в Париже. Пять лет спустя (1987) 13 стран ЕС подали Копенгагену меморандум необходимости создания единой сети сотовой связи. Сообщество решило запросить помощи GSM. В феврале вышла первая техническая спецификация. Политики четырёх стран (май 1987) поддержали проект боннской декларацией. Следующий короткий период (38 недель) наполнен всеобщей суетой, управляемой четырьмя назначенными персонами:

1. Армин Зильберхорн (Германия).
2. Филипп Дупулис (Франция).
3. Ренцо Фаилли (Италия).
4. Стефен Темпл (Великобритания).

В 1989 комиссия GSM оставляет попечительство CEPT, становясь частью ETSI. 1 июля 1991 года бывший премьер-министр Финляндии, Гарри Холкери, совершил первый звонок абоненту (Каарина Суонио), пользуясь услугами провайдера Радиолиния.

Параллельно внедрению 2G шли работу, призванные задействовать область 1800 МГц. Первая сеть накрыла Великобританию (1993). Одновременно задвигался австралийский оператор Телеком.

1900 МГц

Частота 1900 МГц введена США (1995). Создана ассоциация GSM, мировое число абонентов достигло цифры 10 млн. человек. Годом позже цифра возросла десятикратно. Использование 1900 МГц помешало внедрению европейской версии UMTS.

4G

2010-е годы. Мобильные данные: от 300 Мбит/с до 3 Гбит/с

Сети четвертого поколения работают приблизительно в том же диапазоне частот, что и 3G и даже 2G (от 800 до 2600 МГц). Но если в начале 1990-х все наши мобильные данные сводились к эсэмэскам, то сегодня мы на лету смотрим видео высокого разрешения. Стандарты 4G выжали все соки из эфирного пространства, которое эксплуатировалось десятилетиями. Не зря четвертое поколение ассоциируется с аббревиатурой LTE — ​Long Term Evolution, или долговременное развитие.

Скрыть текст

iPhone 5

Радиоволны, подобно волнам на поверхности воды, могут взаимодействовать с окружающими предметами и друг с другом. Они отражаются от зданий, рассеиваются, проходя сквозь стены, и даже искажают соседние волны. Чтобы волны соседних полос не мешали друг другу, в технологиях FDMA и CDMA между ними оставляли защитный диапазон. Создателям 4G удалось использовать эти пустоты и дополнительно уплотнить эфир с помощью технологий MIMO и OFDMA.

MIMO расшифровывается как Multiple Input Multiple Output — ​«множественные входы и множественные выходы». Базовая станция посылает сигнал сразу с двух или более антенн, а мобильный телефон принимает соответственно двумя или более антеннами (да, все они помещаются в компактном корпусе). Несколько версий радиосигнала проходят разные пути в пространстве и искажаются каждый по-своему, но затем компьютер восстанавливает из них качественный исходный сигнал.

За технологией OFDMA (O здесь означает «ортогональный») стоит сложная математика. Но вкратце суть ее в том, что отведенная одному абоненту полоса частот (несущая) разбивается на множество (до 256) поднесущих. Их частотные спектры пересекаются, и они непременно мешали бы друг другу, если бы не были филигранно синхронизированы по времени. В тот момент, когда поднесущая достигает пика мощности, ее ближайшие соседки всегда слабы.

В сетях 4G ресурсы сети используются максимально гибко. Система постоянно варьирует ширину полос, временные слоты и количество поднесущих в зависимости от аппетитов конкретных пользователей и качества радиосигнала.

История сотовой связи.

Работы по созданию гражданских систем мобильной связи начались в 1970-х. К этому моменту развитие обычных телефонных сетей в европейских странах достигло такого уровня, что следующим шагом в эволюции коммуникаций могла стать только доступность телефонной связи везде и всюду.

Сети на первом гражданском стандарте сотовой связи – NMT-450 – появились в 1981. Хотя наименование стандарта представляет собой сокращение слов Nordic Mobile Telephony («мобильная телефония северных стран»), первая на планете сотовая сеть была развернута в Саудовской Аравии. В Швеции, Норвегии, Финляндии (и других странах Северной Европы) сети NMT заработали на несколько месяцев позднее.

Через два года – в 1983 – на территории США была запущена первая сеть стандарта AMPS (Advanced Mobile Phone Service), созданного в исследовательском центре Bell Laboratories.

Стандарты NMT и AMPS, которые принято относить к первому поколению систем сотовой связи, предусматривали передачу данных в аналоговой форме, что не позволяло обеспечить должный уровень помехоустойчивости и защиты от несанкционированных подключений. Впоследствии у них появились усовершенствованные за счет использования цифровых технологий модификации, например, DAMPS (первая буква аббревиатуры своим появлением обязана слову Digital – «цифровой»).

Стандарты второго поколения (так называемого 2G) – GSM, IS-95, IMT-MC-450 и др., изначально созданные на основе цифровых технологий, превосходили стандарты первого поколения по качеству звука и защищенности, а также, как выяснилось впоследствии, по заложенному в стандарт потенциалу развития.

Уже в 1982 Европейская Конференция Администраций Почт и Электросвязи (CEPT) создала группу для разработки единого стандарта цифровой сотовой связи. Детищем этой группы стал GSM (Global System for Mobile Communications).

Первая сеть GSM была запущена в эксплуатацию в Германии в 1992. Сегодня GSM является господствующим стандартом сотовой связи как в России, так и во всем мире. В 2004 в нашей стране GSM-сети обслуживали свыше 90% абонентов сотовой связи; в мире GSM использовало 72% абонентов.

Для работы оборудования стандарта GSM выделено несколько диапазонов частот – на них указывают числа в названиях. В европейском регионе в основном используются GSM 900 и GSM 1800, в Америке – GSM 950 и GSM 1900 (на момент утверждения стандарта в США «европейские» частоты там оказались заняты другими службами).

Популярность стандарту GSM обеспечили его значимые для абонентов особенности:

– высокое качество передачи голоса;

– защищенность от помех, перехвата и «двойников»;

– наличие большого числа дополнительных сервисов;

– возможность при наличии «надстроек» (таких, как GPRS, EDGE и др.) обеспечивать передачу данных с высокими скоростями;

– присутствие на рынке большого количества телефонных аппаратов, работающих в сетях стандарта GSM;

– простота процедуры смены одного аппарата на другой.

В процессе развития сотовые сети стандарта GSM приобрели возможности расширения за счет некоторых «надстроек» над действующей инфраструктурой, обеспечивающих скоростную передачу данных. GSM-сети с поддержкой GPRS (General Packet Radio Service) получили название 2,5G, а GSM-сети с поддержкой стандарта EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) иногда называют сетями 2,75G.

В конце 1990-х в Японии и Южной Корее появились сети третьего поколения (3G). Основное отличие стандартов, на которых построены сети 3G, от предшественников – расширенные возможности скоростной передачи данных, что позволяет реализовывать в таких сетях новые сервисы, в частности, видеотелефонию. В 2002–2003 первые коммерческие сети 3G начали работать и в некоторых странах Западной Европы.

Хотя в настоящее время сети 3G существуют лишь в ряде регионов мира, в инженерно-технических лабораториях крупнейших компаний уже ведутся работы по созданию стандартов сотовой связи четвертого поколения. Во главу угла при этом ставится не только дальнейшее увеличение скорости передачи данных, но и повышение эффективности использования пропускной способности частотных диапазонов, выделенных для мобильной связи, чтобы получать доступ к сервисам могло большое количество абонентов, находящихся на ограниченной территории (что особенно актуально для мегаполисов).

Теория работа

Важнейшими причинами повышенного затухания сигналов являются теневые зоны, создаваемые зданиями или естественными возвышенностями на местности. Исследования условий применения подвижной радиосвязи в городах показали, что даже на очень близких расстояниях теневые зоны дают затухание до 20дБ

Другой важной причиной затухания является листва деревьев. Например, на частоте 836МГц в летнее время, когда деревья покрыты листвой, уровень принимаемого сигнала оказывается приблизительно на 10дБ ниже, чем в том же месте зимой, при отсутствии листьев

Замирания сигналов от теневых зон иногда называют медленными с точки зрения условий их приема в движении при пересечении такой зоны.

Важное явление, которое приходится учитывать при создании сотовых систем подвижной радиосвязи — отражение радиоволн, и, как следствие, их многолучевое распространение. С одной стороны, это явление полезно, так как оно позволяет радиоволнам огибать препятствия и распространяться за зданиями, в подземных гаражах и тоннелях

Но с другой стороны, многолучевое распространение порождает такие трудные для радиосвязи проблемы, как растягивание задержки сигнала, релеевские замирания и усугубление эффекта Доплера.

Растягивание задержки сигнала получается из-за того, что сигнал, проходящий по нескольким независимым путям разной протяженности, принимается несколько раз. Поэтому повторяющийся импульс может выйти за пределы отведенного для него интервала времени и исказить следующий символ. Искажения, возникающие за счет растянутой задержки, называются межсимвольной интерференцией. При небольших расстояниях растянутая задержка не опасна, но если соту окружают горы, задержка может растянуться на многие микросекунды (иногда 50-100 мкс).

Релеевские замирания вызываются случайными фазами, с которыми поступают отраженные сигналы. Если, например, прямой и отраженный сигналы принимаются и противофазе (со сдвигом фазы на 180°), то суммарный сигнал может быть ослаблен почти до нуля. Релеевские замирания для данного передатчика и заданной частоты представляют собой нечто вроде амплитудных «провалов», имеющих разную глубину и распределенных случайным образом. В этом случае при стационарном приемнике избежать замираний можно просто переставив антенну. При движении же транспортного средства такие «провалы» проходятся ежесекундно тысячами, отчего происходящие при этом замирания называются быстрыми.

Эффект Доплера проявляется при движении приемника относительно передатчика и состоит в изменении частоты принимаемого колебания. Подобно тому, как тон шума движущегося поезда или автомобиля кажется неподвижному наблюдателю несколько выше при приближении транспортного средства и несколько ниже при его удалении, частота радиопередачи смещается при движении приемопередатчика. Более того, при многолучевом распространении сигнала отдельные лучи могут давать смещение частоты в ту или другую сторону одновременно. В результате, за счет эффекта Доплера получается случайная частотная модуляция передаваемого сигнала подобно тому, как за счет релеевских замираний происходит случайная амплитудная модуляция. Таким образом, в целом многолучевое распространение создает большие трудности в организации сотовой связи, в особенности для подвижных абонентов, что связано с медленными и быстрыми замираниями амплитуды сигнала в движущемся приемнике. Преодолеть эти трудности удалось с помощью цифровой техники, которая позволила создать новые методы кодирования, модуляции и выравнивания характеристик каналов.