Невдяев Л.М. Мобильная связь третьего поколения (2000) (1151875), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Он уже адаптирован для работы в частотном диапазоне 1800 МГц (ОБМ-! 800) и 450 МГц(ОБМ-400) в Европе и ! 900 МГц (РСБ) в США. Начало разработки цифровых технологий в США положил стандарт 18-54, который разрабатывался с целью понышення емкости действующих в США аналоговых систем АМРБ, и был одобрен в !989 г.
подкомитетом ТЕ45.3 Т!А. В системе ТРМА(Р-АМРБ) заложены современные технические решения, позволиншие реализовать 3 речевых канала в одном Позднее была предложена другая расшифровка названия стандарта ОБМ (СйоЬа1 Буззшп Рог МоЬ11е Сопиппп1сабопа). Новое обозначение стандарта СьАМРБ(15-136). 10 МОБИЛЬНАЯ СВЯЗЬ 3-го ПОКОЛЕНИЯ частотном канале системы АМРБ (ширина канала 30 кГц). Первые системы на базе этого стандарта были введены в эксплуатацию в 1992 г. В США стандарт ТОМА является базовым — им пользуются более 40% абонентов.
Распространение технологии ТОМА не ограничивается Северной Америкой. Сегодня в мире действует более 100 сетей, развернутых в 36 странах мира (табл. 1,1). Таблица 1.1. Рынок систем 2-го поколения (по состоянию на июнь 1999 г.) В развитии цифровой сотовой связи от Европы и США не отставала и Япония, разработавшая собственный стандарт РОС (Регзопа! О!я!га1 Сейл!аг)' — персональная цифровая система сотовой связи.
Японский стандарт подвижной связи был утвержден в 1994 г. Сети на базе РОС развертываются в основном для национального использования и не оказывают существенного влияния на мировой рынок, В Японии сеть РОС обеспечивает покрытие практически всей территории, на которой проживает около 99% ее населения. Эксплуатация первой коммерческой сотовой системы подвижной связи на базе технологии СОМА была начата в сентябре ! 995 г, в Гонконге. До этого момента стандарт 15-95 получил одобрение 1Т() и вошел в состав Рекомендации М.1073 !Т()-К. Число сотовых сетей, построенных на базе СОМА (1Б-95) и предоставляющих услуги как фиксированной, так и подвижной связи, неуклонно растет, Система СОМА применяется в основном в тех случаях, когда требуется построить сеть повышенной емкости или с более высоким качеством передачи речи 17].
Следующий важный шаг в развитии сотовых систем после введения цифровых технологий — переход к микросотовой и пикосотовой структуре сетей. Использование таких сетей позволяет обслуживать абонентов в городских районах с интенсивной застройкой и закрытых зонах (офисы, подземные гвражи и др.). Принципы построения микросотовых систем отличаются от макросотовых систем.
В них отсутствует частотное планирования, не обеспечивается хэндовер, не осуществляется измерение уровня сигнала. В 1992 г, был утвержден европейский стандарт ОЕСТ (О1я!!а! Ецгореап Сота!еьа Те!есогппшпюабопз) реализующий технологию радиодоступа с малой мощностью излучения (10-25 мВт) и обеспечиваоший очень высокую плотность расположения абонентских устройств.
Широкое внедрение технологии началось с ! 995 г., когда было продано около 2 млн. терминалов. В те годы мало кто верил, что через 5 лет ОЕСТ фактически монополизирует рынок беспроводной офисной связи и ФЬЬ. По прогнозу в 2001 г, число цифровых беспроводных телефонов достигнет 50 млн., превзойдя аналоговые (45 млн.). Исторически так сложилось, что профессиональные системы радиосвязи (в последние годы они чаще называются транкинговыми) начали создаваться задолго до появления сотовых. К профессиональным системам, как известно, относятся различные ведомственные и корпоративные радиосети для скорой помощи, служб охраны порядка и др. Развитие таких сетей идет в направлении улучшения качества и конфиденциальности связи, Многие виды прежнее название стандарта - лзс ()арепезе !з1В1зе1 сейшег) СИСТЕМЫ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ 2-го ПОКОЛЕНИЯ современных услуг не могли в полной мере предоставить системы первого поколения (БшшЗТгцпк П, 1.ТК, Мцй)-Ыей Ассеьвпей Вгпаг!пей ЕОАСБ, МРТ ! 327).
Отличительная особенность транкинговых систем — возможность эффективного использования полосы частот за счет организации свободного доступа к общему частотному ресурсу ретрансляционного пункта, содержащего обычно несколько ретрансляторов, связанных друг с другом с помощью общей шины управления. Гибкая архитектура транкинговых систем позволяет передавать как индивидуальные вызовы, так и вызовы абонентов нескольких групп или сразу всех абонентов сети.
Работа станции на излучение в таких системах обычно осуществляется не непрерывно, а лишь по нажатию тангенты радиотелефона, что уменьшает перегруженность эфира. Однако существующие сети профессиональной связи первого поколения не гарантируют высокой конфиденциальности и надежной защиты от несанкционированного доступа, и, что особенно существенно, не обеспечивают аутентификацию абонентов и идентификацию абонентского оборудования [В!. Эти задачи намечено решить прн создании цифровых систем профессиональной связи второго поколения (АРСО, ТЕТКА), которые призваны заменить огромное число несовместимых друг с другом аналоговых стандартов.
Стандарт на цифровую систему транкинговой связи АРСО 25 разработан в США. Его реализацию намечено осуществить в два этапа с целью плавного перехода от существующих аналоговых сетей к цифровым. С технической точки зрения переход ко второму этапу связан со снижением в 2 раза шага сетки частот (до б,25 кГц) и использованием спектрально эффективной модуляции СОРБК. Под влиянием впечатляющих успехов стандарта сотовой связи ОБМ в ЕТБ1 был разработан общеевропейский стандарт цифровой транкинговой системы радиосвязи ТЕТКА (ТгапзЕцгореап Тгцп!сед Кайо).
В ТЕТКА заложены универсальные технические решения, которые позволяет с минимальными затратами реализовывать систему в разных диапазонах частот и с отличающимися протоколами связи. Наряду с экономией частотного ресурса система ТЕТКА обеспечивает большие возможности в части наращивания технических возможностей, предусматривая в перспективе предоставление услуг 3-го поколения и реализацию разных сценариев внедрения. Системы подвижной спутниковой связи появились около 30 лет назад, когда на орбиту был выведен геостационарный космический аппарат (КА) Мапза!. Первоначально мобильные земные станции (ЗС) разрабатывались как системы специального назначения (морские, воздушные, автомобильные, железнодорожные) и были ориентированы на ограниченное число пользователей. Надежность связи была невысокой, что связано с низкой энерговооруженностью подвижных обьектов и проблемами обеспечения устойчивости связи при сложном рельефе местности и малых рабочих углах места.
Земные станции первого поколения (стандарт 1пшагваг-А) предназначались в основном для создания ведомственных и корпоративных сетей с радиальной (нлн радиально-узловой) структурой с большими центральными станциями !9). Революционные преобразования в области мобильной спутниковой связи произошли в начале 90-х и были обусловлены тремя факторами: коммерциализацией космических программ, использованием низкоорбитальных и средневысотных КА и повсеместным переходом на цифровую связь с использованием цифровых сигнальных процессоров (РБР). Процесс конверсии сопровождался заимствованием и переносом передовых военных технологий в коммерческие программы.
В результате были реализованы несколько проектов глобальных систем спутниковой связи с КА на низких орбитах (1г!б!цш, О!оЬа!з!аг), средневысотных (1СО), а также две региональные системы (Асеб и ТЬцгауа). МОБИЛЬНАЯ СВЯЗЬ 3-го ПОКОЛЕНИЯ Глобальная система персональной спутниковой связи !пйшп была введена в эксплуатацию в конце 1998 г. Проработав около полутора лет, она прекратила свое сушествование'. Детальный анализ случившегося еше предстоит, однако уже сейчас ясно, что великолепно задуманный и реализованный технический проект оказался не востребованным массовым рынком. Главные причины — низкий спрос на услуги голосовой связи и просчеты в маркетинговой политике. На этапе формирования концепции системы (1987 г.), идея портативных спутниковых телефонов и пейджеров выглядела привлекательной и вполне конкурентоспособной.
Одно- режимные (спутниковые) и двухрежимные (спутниковые/сотовые) абонентские терминалы должны были обеспечить гибкую стратегию предоставления услуг и развертывания системы 1пйшп. Однако разработчики проекта!пйшп не учли те серьезные изменения, которые произошли в мире за последние годы. Они прежде всего связаны с успехами наземной связи. Новые модификации сотовых телефонов легче и удобнее, а тарифы более привлекательные, чем в спутниковой связи. Кроме того, время работы без подзарядки аккумуляторных батарей в спутниковой связи меньше, а возможности работы из зданий ограничены.
Что же касается обслуживания труднодоступных районов и океанов, в которых спутниковая связь не имеет себе альтернативы, то оказалось, что желаюцтих обшаться по объявленным тарифам не так уж и много, чтобы окупить эксплуатационные затраты. В 2000 году планируется начать эксплуатация трех систем: глобальной системы персональной спутниковой связи О1оЬаатаг и региональных систем АСеБ и ТЬцгауа, ориентированных не только на голосовую связь, но и передачу данных. В следуюшем 2001 г.
должна быть введена в эксплуатацию система !СО. Дальнейшее развитие систем подвижной спутниковой связи будет осуществляться в рамках реализации проектов систем 3-го поколения. 1.2. Классификация систем 2-го поколения В основу предлагаемой классификации систем подвижной радиотелефонной связи 2-го поколения положены три основных признака: назначение системы, метод многостанционного доступа и схема дуплексировання каналов !10). В зависимости от назначения и размеров зоны обслуживания все системы подвижной связи могут быть разделены на 4 класса (рис. ! .1): — сну~пиковые системы связи с зоной обслуживания в одном луче 400-800 км и глобальной зоной обслуживания для одного спутника 3000-8000 км в зависимости от высоты орбиты; — системы сотовой подвижной радиосвязи с радиусом действия от 0,3 до 35 км; — транкингояые (профессинальные) системы радиосвязи с радиусом зоны обслуживания от 2 до 50 км в зависимости от высоты подъема антенны; — системы беспроводного доступа с типовыми размерами соты до 0,3 км, Различна между системами разных классов, прежде всего, состоят в составе и качестве предоставляемых услуг.
Наиболее высокое качество обеспечивают сотовые сети и системы беспроводного доступа, предоставляющие услуги двусторонней радиосвязи в интересах как мобильных, так и стационарных абонентов (телефонные сети обшего пользования, 1ВЕ))ч! и др.). Аналогичные услуги, но с меньшими возможностями, реализованы в спутниковых системах. Что же касается транкинговых сне~ем, то в них основным видом обслуживания является полудуплексная связь и групповой вызов абонентов.