Объясните принципы и способы организации связи в сотовых системах связи.

Территориальные (сотовые) системы являются результатом дальнейшего развития транкинговых сетей и, прежде всего, с точки зрения коммерческого использования. Основное внимание при проектировании уделяется обеспечению индивидуального вызова любого подвижного абонента системы на выделенной рабочей частоте. Основным принципом организации связи в сотовых системах является создание радионаправлений с

ретрансляцией сигналов. Радионаправления формируются между двумя любыми MS зоны обслуживания, а также между любой MS и телефонным аппаратом абонента стационарной телефонной сети связи.

Основным способом улучшения качества радиоканалов является устранение теневых зон путем деление всей зоны обслуживания на более мелкие субзоны за счет введения множества базовых станций.

Для централизованного управления системой все BS субзон соединяются с помощью соединительных линий со специальной диспетчерской станцией – центром коммутации подвижной службы. Каждая BS обслуживает свою территорию, поэтому такие системы называются территориальными. Зона обслуживания системы представляет мозаичную картину, составленную из субзон и напоминает сотовую структуру, поэтому территориальные мобильные системы часто называются сотовыми системами. Наращивание количества сот позволяет теоретически неограниченно расширять площадь зоны обслуживания, причем качество радиоканалов будет высоким независимо от расположения MS в любой точке зоны.

Базовая станция представляет собой многоканальный приемопередатчик и служит своеобразным интерфейсом между сотовым телефоном и центром коммутации подвижной связи, где роль проводов обычной телефонной сети выполняют радиоволны. Число каналов базовой станции обычно кратно 8, например, 8, 16, 32 и т. д. Один из каналов является управляющим (control channel). В некоторых ситуациях он может называться также каналом вызова (calling channel). На этом канале происходит непосредственное установление соединения при вызове подвижного абонента сети, а сам разговор начинается только после того, как будет найден свободный в данный момент канал и произойдет переключение на него. Все эти процессы происходят очень быстро и незаметно для абонента, который лишь набирает нужный ему телефонный номер и разговаривает, как по обычному телефону. Любой из каналов сотовой связи представляет собой пару частот для дуплексной связи, т. е. частоты базовой и подвижной станций разнесены. Это делается для улучшения фильтрации сигналов и исключения взаимного влияния передатчика на приемник одного и того же устройства при их одновременной работе.

Как уже отмечалось выше, все базовые станции соединены с центром коммутации подвижной связи (коммутатором) выделенными проводными или радиорелейными каналами связи – рис. 1.4.

Центр коммутации мобильной связи (MSC) представляет собой автоматическую телефонную станцию системы сотовой связи, обеспечивающую все функции управления сетью. Он осуществляет постоянное слежение за подвижными станциями, организуя эстафетную передачу, в процессе которой достигается непрерывность связи при перемещении абонентов из одной соты в другую; переключение рабочих каналов в соте

при появлении помех или неисправностей; производит соединение подвижного абонента с тем, кто ему необходим в обычной телефонной или мобильной сетях.

Рис. 1.4. Основные составляющие систем сотовой связи.

Центр коммутации мобильной связи осуществляет выход абонентов сети на телефонные аналоговые сети общего назначения (PSTN), цифровые сети пакетной передачи (PDH), цифровые сети с интеграцией служб (ISDN), широкополосные цифровые сети связи (BSDN и ATM), а также каскадное соединение с аналогичными коммутаторами своей сети.

В пределах каждой соты соблюдается условие связности, т. е. каждая BS устанавливается в точку, обеспечивающую устойчивую связь (при наличии определенных помех) с любой MS, находящейся в пределах площади соты.

Достоинствами сотовой системы мобильной связи являются высокое качество каналов с мобильными абонентами независимо от того, в какой точке территории они находятся, а также возможность создания больших зон обслуживания.

К недостаткам сотовых систем относятся существенное увеличение количества каналов радиосвязи и сложности оборудования и инфраструктуры, обеспечивающей связь системы со стационарной телефонной сетью. Поскольку все коммутации в сотовых системах связи обеспечиваются с помощью ЦКПС, то надежность его работы будет определять надежность работы всей системы.