Проектирование сотовых систем связи и сети абонентского доступа

известно, сети сотовой связи получили свое название в соответствии с территориальным принципом распределения малых рабочих зон (сот) . В центре каждой рабочей зоны расположена базовая станция (БС или BTS ), осуществляющая связь по радиоканалам с многими абонентскими станциями, установленными на подвижных объектах (автомобилях, у Вас в кармане ) и находящихся в ее рабочей зоне. Для каждой соты в рамках всей сети при проектировании проводится комплекс специальных мероприятий , в том числе и частотное планирование , которое учитывает условия распространения радиоволн и общую частотную обстановку ( средний уровень промышленных помех, сигналы от смежных базовых станций, и т.п). Необходимо заметить, что проектирование сети сотовой связи - весьма трудоемкий и кропотливый процесс, несмотря даже на использование компьютерных систем. Учет всех параметров (количество каналов в выделенном частотном диапазоне, расчетная нагрузка на одного абонента, допустимая интенсивность потерь, минимальная приемлемая напряженность поля) и их топографическая привязка к планируемой зоне обслуживания, опять же, с учетом типа местности, существующих сооружений - все это требует больших трудовых затрат (не говоря уже о финансовой стороне дела). К тому же проектирование сети - это процесс бесконечный. Действующие сегменты сети выдают информацию о распределении трафика и приросте числа абонентов, и эта информация, в свою очередь, может влиять на составленные раньше проекты, дополняя и расширяя сеть.

Базовые станции сети через контроллеры (BSC) соединены проводными телефонными (или радиорелейными) линиями связи с центральной станцией данного региона ( города, области) - MSC (Центр коммутации подвижной связи), которая обеспечивает соединение мобильных абонентов с абонентами телефонной сети общего пользования (ТФОП, или PSTN) с помощью коммутационных устройств. Таким образом каждый MSC обслуживает группу сот, осуществляя при этом переключение каналов в соте, эстафетную передачу абонентов между сотами, формирует данные, необходимые для выписки счетов за предоставленные сетью услуги связи, накапливает данные по состоявшимся разговорам и передает их в центр расчетов (биллинг-центр). MSC составляет также статистические данные, необходимые для контроля работы и оптимизации сети. MSC не только участвует в управлении вызовами, но также управляет процедурами регистрации местоположения и передачи управления. Регистрация местоположения подвижных станций необходима для обеспечения доставки вызова перемещающимся подвижным абонентам от абонентов телефонной сети общего пользования или других подвижных абонентов. Процедура передачи вызова позволяет сохранять соединения и обеспечивать ведение разговора, когда подвижная станция перемещается из одной зоны обслуживания в другую. Передача вызовов в сотах, управляемых одним контроллером базовых станций (BSC), осуществляется этим BSC. Когда передача вызовов осуществляется между двумя сетями, управляемыми разными BSC, то первичное управление осуществляется в MSC. Таким образом, иерархию управления в пределах одного MSC можно представить как взаимодействие подсистемы базовых станций (BSS), включающей в себя BSC c несколькими BTS, и MSC . Кроме основных линий связи, соединяющих базовые станции с MSC, обязательно присутствуют резервные, принимающие абонентскую нагрузку в случае аварии на себя. Также резервированию подлежит и все основное оборудование сети (коммутаторы, каналообразующие системы, сигнализация).

Обзор существующих стандартов сотовых сетей.

Оборудование фиксированной связи не способно обеспечить абонентам возможность иметь услуги в мобильном варианте. Это связано с тем, что в этих системах отсутствует автоматическая эстафетная передача абонента при его перемещении по обслуживаемой территории (т.е. такие системно-сетевые функции, как hand-off и роуминг), оборудованием не обеспечивается сплошное радиопокрытие территории (часто используются направленные антенны), а также габариты и вес терминалов могут быть значительными, так как они не имеют принципиального значения из-за условий их работы в сетях фиксированной связи.

С развитием техники системы радиотелефонной связи совершенствовались: уменьшались габариты устройств, осваивались новые частотные диапазоны, улучшалось базовое и коммутационное оборудование, в частности, появилась функция автоматического выбора свободного канала (trunking). Но при огромной потребности в услугах радиотелефонной связи возникали и проблемы.

Стандарт NMT-450.Разработка системы сотовой связи стандарта NMT-450 была закончена в 1978г., а  эксплуатация первых систем сотовой подвижной радио телефонии связи общего пользования этого стандарта началась в 1981 г.,а рост их числа составлял 5 тыс.в месяц.

Изначально системы стандарта NMT были предназначены для 5 североамериканских стран .Это были аналоговые системы первого поколения ,которые работали в диапазоне 450-467МГц и имели 180 каналов связи шириной по 35 кГц каждый .За счет многократногоиспользования частот эффективное число каналов составляло 5568.Среднее число каналов ,выделянмое базовыми станциями,было равно 30.Ячейки с радиусом находящимся в диапазоне 5-25 км,покрывали территории этих стран .Сети на основе модификиций данного стандарта находят применение во вногих странах мира и в настоящее время благодаря большой зоне обслуживания низкой цене и запуска ,наращиваемости и простоте технического обслуживания.

Характеной особенностью стандарта является то ,что все подвижные