Стандарты сотовой связи 1-го и 2-го поколений. Организация хэндовера

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»

кафедра Сетей и устройств телекоммуникаций

РЕФЕРАТ

На тему:

«Стандарты сотовой связи 1-го и 2-го поколений. Организация хэндовера»

МИНСК, 2008

Стандарты сотовой связи 1-го поколения.

Первые системы двусторонней радиотелефонной связи между подвижными объектами поя­вились более 50 лет назад. Связь осуществлялась на фиксированных частотах, а передавае­мые сигналы занимали в эфире широкую полосу частот. С развитием техники традицион­ной (конвенциональной) радиосвязи возникли проблемы, связанные с ограниченным час­тотным ресурсом и низкой пропускной способностью таких систем.

Идея создания сотовых систем была основана на разбиении обслуживаемой территории на небольшие зоны (соты), в каждой из которых размещена, как правило, одна базовая станция. Такой принцип организации связи позволяет увеличить число абонентов и повы­сить качество связи за счет повторного использования одних и тех же частот в различных сотах.

Однако прошло много лет, прежде чем такие системы были реализованы на практике. Лишь в начале 80-х годов в ряде стран были развернуты коммерческие системы сотовой связи, использующие для передачи речи аналоговую частотную модуляцию. Одной из пер­вых начала предоставлять услуги система NMT-450 (NordicMobileTelephone), созданная в 1981 г. рядом Скандинавских стран. Вскоре появились и другие системы, работающие в диапазоне частот 400-500 МГц. Это были системы стандарта С-450 (Германия), Radiocom-2000 (Франция), RTMS-101Н (Италия).

Наиболее мощный толчок к разработке новых систем сотовой и транкинговой радио­связи был дан, когда началось интенсивное освоение диапазона частот 800-900 МГц. С по­явлением таких систем как AMPS (США), NMT-900 (Скандинавские страны), TACS и ETACS (Англия), HCMTS, J-TACS (Япония) началась эра систем подвижной сотовой связи (СПСС). Все перечисленные стандарты являются аналоговыми и относятся к первому поко­лению систем сотовой связи.

По своим характеристикам СПСС первого поколения выгодно отличались от исполь­зуемых ранее систем двусторонней речевой связи. Благодаря сотовому принципу террито­риально-частотного планирования удалось добиться лучшего качества связи при более вы­сокой эффективности использования частотного спектра.

Стандарт NMT-450 особенно удобен при обеспечении связи на больших территориях с относительно малой плотностью населения. Этот стандарт до сих пор занимает прочную позицию на рынке подвижной связи. В России на долю NMT-450 приходится около 10% всех абонентов сотовых сетей, и он принят наряду с GSM в качестве федерального.

Первый опыт эксплуатации аналоговых систем позволил выявить также и ряд прису­щих им недостатков: возможность прослушивания переговоров, наличие двойников, пере­груженность частотного диапазона вследствие его неэффективного использования, ограни­ченность зоны действия. Кроме того, распространение радиоволн в условиях интенсивных городских застроек связано с возникновением глубоких селективных замираний, вызванных многолучевым распространением радиоволн. Наличие замираний приводит к ухудшению отношения сигнал/шум на выходе ЧМ приемника на 10-20 дБ. Таким образом, с точки зрения качества передачи речи системы первого поколения не оправдали возлагавшихся на них ожиданий.

Начиная с середины 80-х годов, в мире начался интенсивный рост числа подвижных або­нентов, который превзошел все самые смелые прогнозы. Стало ясно, что существующие ана­логовые системы, базирующиеся на большом числе несовместимых друг с другом стандартов, не отвечают современным требованиям, и переход от действующих аналоговых сетей к циф­ровым технологиям является неизбежным. Число абонентов аналоговых сетей с каждым го­дом стремительно уменьшается, а в некоторых странах наметился полный отказ от них.

Стандарты 2-го поколения

Первые проекты цифровых систем сотовой связи, которые сейчас принято относить ко вто­рому поколению, появились в начале 90-х годов. Они отличаются от аналоговых систем двумя принципиальными отличиями [6]:

а)возможностью использования спектрально-эффективных методов модуляции в сочетании с временным (TDMA) и кодовым (CDMA) разделением каналов вместо тради­ционно используемого в аналоговых системах частотного разделения каналов (FDMA);

б)предоставлением пользователям широкого спектра услуг за счет интеграции переда­чи речи и данных с возможностью шифрования (засекречивания) данных.

Переход на цифровые способы передачи и обработки информации позволил сущест­венно сократить число стандартов. К 1995 г. в мире действовали цифровые системы трех стандартов - GSM, D-AMPS (IS-54, впоследствии IS-136) и РDС.

Широкое распространение получил общеевропейский стандарт GSM, который был соз­дан по инициативе специальной группы подвижной связи GroupSpecialMobile, GSM (позднее была предложена другая расшифровка названия стандарта GSM - GlobalSystemforMobileCommunications), ор­ганизованной в рамках ETSI. Первая коммерческая сеть, работающая в стандарте GSM, бы­ла развернута в 1992 г. в Германии. С тех пор стандарт непрерывно развивается и совер­шенствуется. Он уже адаптирован для работы в частотном диапазоне 1800 МГц (GSM-1800) и 450 МГц (GSM-400) в Европе и 190