В настоящее время доминирующее положение на рынке подвижной
радиосвязи занимают:
• профессиональные (частные) системы подвижной связи;
• системы беспроводных телефонов;
• системы персонального радиовызова;
• системы сотовой связи общего пользования.
Сети подвижной радиосвязи строятся по аналогии с вещательными сетями: мощный передатчик работает через высоко подвешенную антенну, территория охвата 40...60 км имеют, радиальную или радиально - зоновую структуру, а в густонаселенных районах - по сотовому принципу.
Радиальные системы основаны на использовании одной центральной наземной радиостанции, имеющей значительный радиус действия (до 50-100 км). При радиально – зоновой структуре сети область обслуживания делится на зоны, в каждой из которых используется радиальный принцип передачи сигналов. Радиальным системам присущ ряд недостатков, основным из которых является ограниченность зоны обслуживания, нерациональное использование частотного ресурса, невозможность существенного увеличения числа абонентов из-за появления взаимных помех. Системы сотовой связи строятся в виде совокупности ячеек (сот), покрывающих обслуживаемую территорию. Сети сотовой связи стремительно развиваются и получили большое распространение. Их внедрение позволило решить проблему экономичного использования выделенной полосы радиуса частот путем передачи на одних и тех же частотах, увеличить пропускную способность телекоммуникационных сетей, обеспечить высокое качество передачи информации, расширить спектр предоставляемых услуг.
Профессиональные системы подвижной радиосвязи подразделяются на:
- системы с закрепленным каналом, когда каждый канал закреплялся за небольшой группой абонентов. Если число абонентов превышало возможности одного канала, образовывали другую группу, за которой закрепляли другой радиоканал;
- системы с общедоступным пучком каналов получивших название транкинговых(от анг.Trunk - ствол, который содержит несколько физических каналов, каждый из которых может быть предоставлен любому из абонентов системы).
Современные транкинговые системы работают в диапазонах частот 136... 174, 330…380, 403...480, 806..825, 851...870, 896...901, 935...940 МГц: ширина каналов может составлять 12,5 или 25 кГц. При этом абоненты имеют равный доступ к общему выделенному пучку каналов, при поступлении вызова свободный канал закрепляется за парой абонентов, после отбоя предоставляется любой другой паре абонентов.
Существует несколько видов транкинговых систем:
- системы с последовательным поиском радиостанцией свободного канала (например, по специальному маркерному сигналу незанятости абонентская станция сама ищет свободный канал). В таких системах время установления соединения увеличивается, и они могут применяться лишь при небольшом количестве каналов (до 5... 8);
- системы со специально выделенным общим каналом сигнализации, на который настроены все радиостанции сети в режиме дежурного приема и такие системы являются наиболее распространенными;
- системы с совмещенным каналом управления, когда для передачи сигналов управления используется частотный диапазон спектра, лежащий ниже спектра речевого сигнала - в полосе до 0,15 кГц. Для передачи речевых сообщений в цифровой форме, передачи данных разработан общеевропейский стандарт транкинговых систем TETRA, который обеспечивает прямую связь абонентов без участия базовых станций.
Системы беспроводных телефонов (СТ – Cordless Telephony) общего пользования - это системы передачи, осуществляющие связь между абонентами по радиоканалу и телефонным линиям связи через АТС. Иногда эти устройства называют радио удлинителями телефонных линий.
Беспроводной телефон - это мобильная телефонная связь, но с ограниченной подвижностью абонентов, причем ограничения относятся как к дальности (десятки - сотни метров), так и к скорости передвижения (скорость пешехода). Он рассчитан на применение в первую очередь внутри помещений, при малых расстояниях, при малых задержках сигнала и при весьма сложных прохождениях сигнала. Первый стандарт СТ1 был предложен в 1985 г., системы беспроводных телефонов работали в полосе частот 900 МГц с 40 дуплексными каналами с ЧРК.
Низкое качество связи и отсутствие секретности передачи, жесткая привязанность к каналам явилось основанием к разработке новых стандартов. Был создан новый стандарт СТ2, позволяющий использовать диапазон частот 864...868 МГц, организовать дуплексные каналы с ВРК. Стандарт был принят за основу и предназначен для общего доступа абонентов через радиопорты, установленных в городе, к телефонным сетям общего пользования. Позже, в 1992 г. был принят общеевропейский стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications).
Система DECT - наиболее совершенная цифровая система, использующая методы АДИКМ (адаптивно дифференциальной импульсно - кодовой модуляции) для преобразования речи со скоростью передачи 32 кбит/с. Системы стандарта DECT работают в диапазоне 1880...1900 МГц, который разбит на 10 частотных каналов. Для разделения каналов используется принцип ВРК. Цикл передачи строится из 24 канальных интервалов, в первой половине осуществляется, передача от базовой станции, а во второй половине - в обратном направлении.
Системы персонального радиовызова или пейджинговые системы -это системы мобильной связи, обеспечивающие одностороннюю беспроводную передачу информации пределах обслуживаемой зоны из центра системы на миниатюрные абонентские приемники (пейджеры). В настоящее время это самый дешевый и практичный вид мобильной связи. С технической точки зрения системы персонального радиовызова требуют меньших затрат на организацию сетей, более эффективно используют радиоспектр, имеют меньшее энергопотребление и габариты оконечных устройств.
В простейшем случае система персонального радиовызова состоит из пейджингового терминала, базовой станции и пейджеров. Терминал, включающий пульт оператора вызова и контроллер системы, выполняет все функции управления системой. Базовая станция состоит из радиопередатчика и антенно-фидерного устройства и обеспечивает передачу сигналов на всю зону действия системы, радиус которой может составлять до 100 км. В таких системах могут передаваться сообщения четырех типов: тональные, цифровые, буквенно-цифровые (текст до 100...200 символов), речевые.
Длинные сообщения отображаются по частям. Вызов абонента может осуществляться индивидуально - по его индивидуальному номеру, группе абонентов, когда групповой вызов адресуется одновременно группе абонентов или нескольким абонентам - общий вызов.
Системы сотовой связи общего пользования. Как уже отмечалось, свое название системы сотовой связи (ССС) получили в соответствии с сотовым принципом организации связи, согласно которому зона обслуживания делится на ячейки (соты) шестиугольной формы. Под сотой понимают зону обслуживания одной базовой станцией (БС), находящейся в центре каждой ячейки и обслуживающей все подвижные станции (ПС - абонентские радиотелефоны), так как антенна с круговой диаграммой направленности будет покрывать почти всю площадь шестиугольной ячейки. В сотовых сетях радиосвязь БС с абонентской ПС осуществляется в пределах малой рабочей зоны, что позволяет многократно использовать одни и те же частоты в зоне обслуживания. Типовые значения радиуса соты R = 2 - 35 км, это - макросоты. Микросоты (радиус - сотни метров), в которых базовые станции берут на себя нагрузку от медленно передвигающихся абонентов, и пикосоты (R = 10 - 60 м) - используются в городах с высокой плотностью населения и в закрытых зонах (учреждениях, вокзалах, жилых помещениях).
Количество сот, находящихся в зоне обслуживания одного центра коммутации, зависит от площади этой зоны и площади соты. Соты группируются в кластеры. В одном кластере находится несколько базовых станций, работающих в неповторяющихся диапазонах частот. План расположения номеров БС составляется по определенной системе, с целью экономии радио спектра, и предусматривает разнос на защитный интервал D, который превышает дальность распространения сигналов с целью защиты от переходных помех между сотами (рисунок 1.17). Основной потенциал сотовой идеи заключается в том, что уровень взаимных помех не зависит от расстояния между ячейками, а зависит от отношения между ячейками к их радиусу. Радиус ячейки зависит от мощности передатчика и определяется разработчиком в процессе проектирования. С уменьшением радиуса ячейки возрастает количество базовых станций. Чем меньше радиус, тем чаще можно повторно использовать частоты, уже задействованные в других сотах. Таким образом, одну частоту можно повторять много раз, что обеспечивает высокую пропускную способность системы без расширения занятой ею полосы частот. Количество базовых станций, работающих в кластере равно: Nбc=(D/R)2/3,