Доклад: Мобильная связь

В России системы по стандарту EIA/TIA-553 уста­новлены в более чем 40 городах (Архангельск, Астра­хань, Владивосток, Владимир, Воронеж, Мурманск, Нижний Новгород, Омск, Петропавловск, Ростов-на-Дону, Саратов, Сочи, Тюмень, Хабаровск, Челябинск и другие). Однако можно полагать, что в крупных го­родах он постепенно будет )изменяться цифровыми. Например, в Москве в диапазонах выше 450 МГц теперь применяются только цифровые системы — D-AMPS и GSM. В районах же с невысокой плотностью населения с ними вполне могут конкурировать систе­мы в стандарте NMT-450, а в ближайшем будущем и системы персональной спутниковой связи. Поэтому сохранять в России требование обязательной его под­держки цифровыми системами пакета американских стандартов в достаточно далекой перспективе может быть и нецелесообразно. В этой связи все же следует отметить, что для систем по стандартам IS-54 и IS-136 не следует переоценивать при этом возможный выиг­рыш: число выделенных для аналоговой связи каналов невелико, а никаких иных изменений локально для России сделать нельзя.

2.2 СИСТЕМА N - AMPS ПО СТАНДАРТУ IS -88

Система N-AMPS является удешевленной версией аналоговой системы AMPS, причем удешевление до­стигается за счет комфорта пользователя. В этом отно­шении система N-AMPS в некотором смысле пошла «против течения» общего эволюционного процесса в сотовой связи и даже связи вообще. Общая тенден­ция для сотовой связи — движение в сторону увеличе­ния комфорта при умеренном увеличении капиталь­ных вложений и сохранении или снижении стоимости минуты графика. Та же тенденция наблюдается для транкинговых систем, которые в их современной фор­ме почти сливаются с сотовыми, главным образом от­личаясь выбором иных критериев для оптимизации показателя стоимость/комфорт в соответствии с их назначением для корпоративной и профессиональной связи. Система N-AMPS оказалась зажатой между этими группами и не имеет, по-видимому, достаточ­ной экологической ниши для развития.

Это, конечно, не значит, что N-AMPS вообще не имеет своей ниши, где она может долгое время суще­ствовать, но, продолжая аналогию, — это, несомнен­но, эндемическое животное, вроде сумчатого волка. Эволюционировать она не будет и в достаточно долго­временной перспективе обречена.

Тем не менее как временная мера с последующим переходом к перспективным цифровым системам, применение ее вместо AMPS может быть вполне оп­равданно, поскольку переход от N-AMPS к D-AMPS, вероятно, не сложнее. При этом вполне возможно, что «немодное» оборудованиеN-AMPS может быть не­пропорционально дешево.

В России система установлена в Санкт-Петербурге и Новосибирске. И все же система N-AMPS, по-види­мому не имеет шансов быть интегрированной в систе­му персональной связи или войти в общероссийскую международную систему сотовой связи, когда она бу­дет реализована.

В техническом плане система N-AMPS отличается от AMPS более узким частотным каналом — 10 вместо 30 кГц. Это оказалось возможным потому, что речевой сигнал в аналоговой форме занимает всего 4 кГц и для его достаточно помехоустойчивой передачи полоса в 10 кГц достаточна (в AMPS для передачи голоса ис­пользуется частотная модуляция с амплитудой всего ±3 кГц). Однако трехкратного увеличения емкости си­стемы при этом не происходит, так как интерферен­ция между частотными каналами определяется не столько шириной канала, сколько расстоянием между ними. Поэтому частотный план в системе N-AMPS выбран 1:36 на сектор против 1:21 для AMPS. Соответ­ственно спектральная эффективность улучшилась не в 3. а только в 1.75 раза. Обратная спектральная эф­фективность для N-AMPS 120 кГц/сеанс связи (в среднем на 3-секторную БС) против 210 для AMPS. Но и такое изменение частотного плана, по-видимому, не обеспечивает сохранения того же уровня отноше­ния сигнала к интерференции (параметр Carrier/Interference — C/I), как в AMPS, так что каче­ство передачи голоса ухудшилось, хотя и не вследствие частотных искажении. Кроме того. система неизбеж­но испытывает трудности при передаче сигналов уп­равления. В AMPS эти сигналы передаются с темпом 10 кБит/с. что невозможно в канале N-AMPS при той же помехоустойчивости. Таким образом, как уже было отмечено, увеличение спектральной эффективности системы (и. следовательно, экономических характе­ристик) достигается за счет комфорта. Трудно оце­нить. насколько обоснован сделанный выбор и в ка­ких ситуациях он оправдан, но то. что увеличение спе­ктральной эффективности достигнуто недаром, со­мнений не вызывает.

Относительно системы N-AMPS данных немного, так что вышеприведенный анализ в значительной ме­ре основан на экстраполяции.

2.3 СИСТЕМА DAMPS ПО СТАНДАРТУ IS -54, 1 S -136

Цифровая система D-AMPS по технологии множе­ственного доступа TDMA — в настоящее время самая распространенная из цифровых сотовых систем в ми­ре. Коммерческая эксплуатация оборудования в США

ведется с 1991 года. Из-за необходимости обеспечить преемственность с аналоговым стандартом в США стандарт применяет неоптимальный выбор некоторых параметров (в основном малая ширина частотного ка­нала — 30 кГц по сравнению с 200 кГц в аналогичном по назначению стандарте GSM900). Стандарт непре­рывно развивается и по основным характеристикам практически не уступает стандарту GSM.

Намечено введение прогрессивных алгоритмов динамического назначения каналов в зависимости от ре­альной обстановки, учета голосовой активности и бо­лее тонкой регулировки мощности подвижных терми­налов, что в комплексе должно привести к многократ­ному увеличению спектральной эффективности (на­пример, в технологии E-TDMA). Система D-AMPS является одним из фаворитов при формировании Ми­ровой системы персональной связи. Существует вер­сия стандарта в перспективном диапазоне 1900 МГц.

С действующей версией стандарта IS-54 система имеет обратную -спектральную эффективность 70 кГц/сеанс связи (в среднем на 3-секторную БС).

Вариант IS-136 D-AMPS представляет собой цифровую технологию, основанную на схеме многостанционного доступа с временным разделением каналов. Эта система была разработана для использования того же самого участка спектра, схемы повторного использования частоты и структуры сети. что используется в аналоговой сотовой системе AMPS. IS-136 позволяет организацию сотовых систем, систем персональной связи (PCS) и стационарного абонентского ралиолоступа (WLL).

Стандарт радиоинтефейса IS-136 представляет собой дальнейшее развитие стандартов IS-54 TDMA. В IS-136 D-AMPS используется Цифровой канал управления (DCCH) 48.6 кбит/с. который обладает возможностями сигнализации и передачи сообщений, позволяющими обеспечить выполнение широкого набора функций, таких как служба кратких текстовых сообщений.

IS-136 использует частотные каналы 30 кГц в дуплексной схеме 45 МГц FDD для прямого и обратного каналов связи. Каждый 30 кГц радиочастотный канал поддерживает три полномасштабных абонента. В настоящее время технология D-AMPS обеспечивает немедленное трехкратное повышение пропускной способности по сравнению с AMPS.

Как и в случае системы AMPS, D-AMPS требует значительного частотного планирования с использованием схемы N=7. Отношение сигнал-помеха (SIR) в 18 дБ необходимо для удовлетворительного качества работы системы. Для того. чтобы удовлетворить растущий спрос на обслуживание, используется сложная секторизация и деление сот, что позволяет повысить пропускную способность от зоны к зоне. Типичная сеть D-AMPS планируется с использованием иерархической структуры с макросотами (для обеспечения зоны охвата), микросотами (для обеспечения пропускной способности, изолированных групп пользователей, частных сотовых систем) и пикосотами (для обеспечения зон охвата на уровне отдельных зданий и жилья).

В России система D-AMPS принята как региональ­ный стандарт. Системы по стандарту IS-54 созданы в Москве, (заканчивается внедрение следующей вер­сии — 1S-136), Омске, Иркутске, Оренбурге.

2.4 УСЛУГИ

В конечном итоге объем и качество предоставля­емых услуг определяют перспективность и совре­менность любой системы связи. Расширение ус­луг — это в конечном счете увеличение прибыли , это то, что двигает технику вперед.

Вот далеко не полный перечень разрабатывае­мых и частично уже внедряемых современных услуг связи.

· Передача сообщенйй. До сих пор ис­пользовались в основном голосовая почта и пейджинговые сообщения. Но есть и другие возможные опции, такие как оповещение абонента о получе­нии голосового сообщения в любой момент, под­ключение к разговору в момент получения голосо­вого сообщения, а не после, передача коротких со­общений с отображением непосредственно на дис­плее радиотелефона, в том числе и широковеща­тельных, и др. Разрабатываются алгоритмы перево­да сообщений из одной среды в другую (например, из Е-почты в короткое сообщение или факс и т.д.), алгоритмы распознавания и конвертирования текс­тов в речь или наоборот, автоматизированная пере­сылка сообщения на Е-почту, если абонент в дан­ный момент занят, и др.

· Передача данных которая не ограничи­вается только передачей приемом данных, а пре­дусматривает возможность ПЕРЕДАЧИ И ПРИ­ЕМА МУЛЬТИМЕДИА.

· Роуминг. Согласно предусматриваемой концепции развития абонент должен всегда и везде без проблем пользоваться своим радиотелефоном неза­висимо от используемого в системах стандарта и диапазона частот.

· Индификация вызывающего абонента . Это либо высвечивание но­мера вызывающего на сотовом радиотелефоне, ли­бо сообщение номера радиотелефона вызывающего абонента его собственным голосом.

· Оплата вызовов за счет вызывающего або­нента.

· Доступ через радиотелефонный аппарат к СВОЕМУ ДОМАШНЕМУ КОМПЬЮТЕРУ (RemoteControlofCallWaiting).

· Использование «интеллектуальных» карт для идентификации абонента.

* Персональный единый номер. С рас­ширением объема индивидуальных услуг телефон­ные номера становятся связанными с личностью, а не с местом пребывания. Попросту говоря, ПЕР­СОНАЛЬНЫЙ ЕДИНЫЙ НОМЕР является тем ушком, по которому абонент может получить услу­гу, где бы он ни находился. В США все больше и больше номеров выделяется для услуги ПЕРСО-НАЛЬНОЕО ЕДИНОГО НОМЕРА. Предоставление услуги ПЕРСОНАЛЬНОГО ЕДИНОГО НОМЕРА предусматривает создание платформ, которые будут автоматически направлять вызов на сотовый телефон, если он включен, или же на «интеллектуальную погрузочную станцию», ко­торая направит вызов либо на офисный, либо на до­машний телефон. Абонент может также обозначить номер, по которому будут перенаправляться все вы­зовы. Можно будет МАРШРУТИЗИРОВАТЬ вызо­вы, например, направив сигнал вызова домой или в офис, затем на сотовый телефон и, в конце кон­цов, на голосовую почту. Приходящие факсы можно будет отображать на экранах компьютеров.

Маршрутизирование вызовов — это первый этап ввода услуги персонального единого номера. Одна­ко программирование информации о маршрутизировании вызова громоздко и зачастую требует учас­тия в этом процессе самого абонента. В перспекти­ве предполагается полная автоматизация процесса.

3 ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНДАРТОВ

AMPS И D - AMPS

3.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНДАРТА AMPS