Характеристики среды распространения радиоволн в сотовой радиосвязи

3. ХАРАКТЕРИСТИКИСРЕДЫРАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛНВСОТОВОЙРАДИОСВЯЗИ

3.1. Регламентациярадиочастотногоспектра

идиапазоныволн, используемыевмобильнойсвязи

Радиоканал является неотъемлемым и критически важным компонентом любой системы беспроводной связи. В свою очередь, характеристики радиоканала как среды распространения радиоволн зависят от длины последних, т.е. от занимаемого системой диапазона частот. Выбор частотного диапазона является одним из наиболее ответственных этапов системного проектирования и должен учитывать целый ряд факторов технического, экономического и организационного плана:

•  возможность выделения необходимого числа частотных каналов;

•  условия распространения радиоволн на трассе;

•  проницаемость зданий и сооружений;

•  интенсивность помех естественного и искусственного происхождения в данном участке спектра;

•  электромагнитная совместимость с другими системами, работающими на близких частотах;

•  возможность построения абонентской аппаратуры с требуемыми экономическими, эргономическими и эксплуатационными  характеристиками и т.д.

В табл. 3.1 приведены полосы частот, используемые в основных существующих системах сотовой радиосвязи [6,13].

Первая СМР была реализована в 1921 г. в США для передачи информации от диспетчера на полицейские автомобили. Система работала в диапазоне частот 2 МГц и использовала амплитудную модуляцию [19].

В дальнейшем развитии СМР просматривается общая тенденция постепенного перехода к более высокочастотным диапазонам (при этом в 1940 г. начала применяться частотная модуляция, которая полностью вытеснила амплитудную к 1946 г.):

•  1938 г. - Федеральная комиссия связи (ФКС) США приняла решение об использовании диапазона 30...40 МГц;

•  1946 г. - начало использования диапазона 150 МГц (первая общественная система мобильной радиотелефонной связи);

•  1956 г. - ФКС выделила 12 новых каналов в диапазоне 450 МГц;

•  1974 г. - выделена полоса шириной 40 МГц в диапазоне 850 МГц для новой сотовой системы радиосвязи, развитие которой привело к созданию в 1983 г. стандарта AMPS.

Аналогичным путем развивалась системы мобильной радиосвязи и в Европе (с естественным запаздыванием по времени, связанным, в немалой степени, со Второй мировой войной).

Переход к более высокочастотным диапазонам, который обеспечивался постепенным развитием технологии и схемотехники, связан, в первую очередь, с необходимостью увеличения абонентской емкости СМР в условиях постоянно растущего спроса и повышения требований к качеству предлагаемых услуг. Очевидно, что при таком переходе облегчается выделение необходимого числа частотных каналов.

Существует практическое ограничение на использование высоких частот, связанное с сильным затуханием радиосигналов в атмосфере при длине волны менее 10... 12 см. Тем самым верхняя граница частот, которые могут быть использованы в мобильной связи, лежит в районе 2500...3000 МГц.

Не следует, однако, думать, что повышение несущей частоты однозначно улучшает все характеристики системы мобильной связи. В частности, определенные преимущества имеет спектральная полоса 400...500 МГц. В этом диапазоне хорошее прохождение сигнала позволяет увеличить зону покрытия в малонаселенных районах.

Несмотря на важность технических аспектов выбора частотного диапазона, все большее значение приобретают организационные трудности, связанные с ограниченностью частотных ресурсов. Эта проблема, возникнув впервые в США в середине 30-х годов XX века, стала весьма острой вскоре