Сеть мобильной связи
Наиболее важным примером сотовой сети является мобильная сеть . Мобильный телефон — это портативный телефон, который принимает или устанавливает соединение через ( базовую станцию ) или вышку передачи. Радиоволны используются для связи с мобильным телефоном .
Современные мобильные сети используют сотовую архитектуру, поскольку радиочастоты являются ограниченным общим ресурсом. Базовые станции и телефоны изменяют частоту в соответствии с компьютерными командами и используют маломощные передатчики, поэтому ограниченное количество радиочастот может использоваться одновременно многими вызывающими абонентами с меньшими помехами.
Оператор мобильной связи использует сотовую сеть для обеспечения покрытия и необходимой пропускной способности для своих абонентов. Подробнее о сотовых операторах и тарифах можно узнать на сайте http://telephongid.ru/ Большие географические области разделены на более мелкие ячейки, чтобы предотвратить потерю сигнала, который не выходит слишком далеко за пределы прямой видимости, и позволить более активным телефонам работать в этом районе. Все базовые станции подключены к мобильной телефонной станции , которая обеспечивает подключение к телефонной сети общего пользования.
В крупных городах ячейки имеют размер до 1 км, а в сельской местности — до 10 км. На не застроенных открытых территориях пользователь может подключаться к базовым станциям на расстоянии до 40 км.
Поскольку почти все сотовые телефоны используют сотовые технологии, включая GSM , CDMA2000 и AMPS (аналоговые), термин «сотовый телефон» эквивалентен термину «сотовый телефон» в некоторых странах, например в США. Спутниковые телефоны, которые связываются с наземной базовой станцией не напрямую, а косвенно через спутник, также являются мобильными телефонами.
Наиболее распространенные технологии цифровых сотовых сетей включают:
Глобальная система мобильной связи (GSM)
Служба пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS)
Множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA)
Оптимизация данных для эволюции (EV-DO)
Повышенная скорость передачи данных для развития GSM (EDGE)
3GSM
Улучшенная цифровая беспроводная связь (DECT)
Цифровой AMPS (IS-136 / TDMA)
Интегрированная цифровая расширенная сеть (iDEN).
Структура сети мобильной сотовой связи
Основными элементами сотовой мобильной радиосети являются:
Сеть базовых радиостанций , создающая систему базовых станций .
базовая сеть с коммутацией каналов для передачи телефонных звонков и текстовых сообщений
сеть с коммутацией пакетов для мобильной передачи данных
Телефонная сеть общего пользования для подключения абонентов к более крупной телефонной сети
Эта сеть является основой сети GSM . Многие функции, которые выполняет сеть для предоставления абоненту требуемых услуг, включая управление мобильностью, регистрацию, перевод вызова и передачу обслуживания от ячейки к ячейке .
Любой телефон подключается к сети через RBS ( Radio Base Station ) через базовую станцию, которая обеспечивает связь с мобильной телефонной станцией ( English Mobile Switching Center , MSC ). MSC обеспечивает подключение к коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN). Направление от телефона к RBS называется восходящим каналом , противоположным направлением нисходящего канала .
Следующие схемы мультиплексирования и доступа используются для эффективного использования радиоканалов: мультиплексирование с частотным разделением (FDMA), мультиплексирование с временным разделением (TDMA), мультиплексирование с кодовым разделением (CDMA) и пространственное мультиплексирование (SDMA).
Сотовый хендовер в мобильных сетях
Когда пользователь перемещается с телефоном во время разговора из одной области соты в другую, мобильная станция начинает поиск нового канала, чтобы присоединиться к ней, а не прерывать вызов. Как только он находит новый канал, сеть дает мобильному устройству команду переключиться на новый канал сигнализации и голоса.
С CDMA несколько телефонов используют один радиоканал. Сигналы различаются псевдослучайным кодом (PN-кодом), который различен для каждого телефона. Когда абонент перемещается между сотами, телефон устанавливает радиосвязь с несколькими базовыми станциями (или секторами одной станции) одновременно. Это называется «мягкой передачей обслуживания», потому что, в отличие от традиционной сотовой технологии, нет определенной точки, где телефон переключается на новую ячейку.
Для IS-95 и более старых аналоговых систем, таких как NMT, невозможно проверить будущий канал во время связи перед переключением между частотами. В этом случае должны использоваться другие методы, такие как пилотные радиомаяки в IS-95. Это означает, что при поиске нового канала связи почти всегда бывает короткий перерыв, за которым следует опасность неожиданного возврата к старому каналу.
Если связь не выполняется или может быть прервана, мобильный объект может переключиться с одной соты на другую и затем уведомить базовую станцию более сильным сигналом.
Выбор частоты в мобильных сетях
Влияние частоты на размер ячейки означает, что определенные частоты лучше подходят для определенных целей. Более низкие частоты, такие как 450 МГц NMT, очень хорошо подходят для покрытия в сельской местности. GSM 900 (900 МГц) подходит для малонаселенных городских территорий. Частоты GSM 1800 (1,8 ГГц) ограничены строительными конструкциями. UMTS с частотой 2,1 ГГц имеет функции, очень похожие на GSM 1800.
Более высокие частоты невыгодны с точки зрения покрытия, но выгодны с точки зрения пропускной способности. Таким образом, можно использовать пикосоты, покрывающие, например, один этаж здания, и одни и те же частоты могут использоваться почти для соседних сот.
Площадь соты также может измениться из-за помех от других передатчиков внутри и вне соты. Это особенно верно для систем CDMA. Приемник требует определенного отношения сигнал / шум , передатчик не должен передавать слишком большую мощность, чтобы не создавать помех другим передатчикам. Когда приемник удаляется от передатчика, принимаемая мощность уменьшается, так что алгоритм управления мощностью (управление мощностью) передатчика увеличивает мощность передачи для достижения желаемого уровня принимаемого сигнала. Когда шум превышает сигнал, полученный от передатчика, и мощность передатчика больше не может быть увеличена, сигнал искажается и в конечном итоге становится непригодным для использования. В системах, использующих CDMA, влияние помех от других мобильных передатчиков в той же соте в зоне покрытия очень заметно и имеет специальное название для « дыхания клетки»..
Покрытие сотовой связи можно увидеть на картах покрытия, которые предоставляют реальные операторы на своих сайтах. В одних случаях на них отмечается местоположение передатчика, в других — по местоположению самого сильного сигнала.