Сотовая сеть
-
Сотовая сеть
- Беспроводная телекоммуникационная сеть, распределенная по наземным участкам (сотам)
- Каждая сота обслуживается базовой станцией
- Обеспечивает покрытие для передачи голоса, данных и других видов контента
-
Преимущества сотовой сети
- Большая пропускная способность по сравнению с одним передатчиком
- Меньшее энергопотребление мобильных устройств
- Большая зона покрытия
- Возможность использования высокочастотных сигналов
-
Концепция сотовой сети
- Наземный участок делится на ячейки в соответствии с рельефом местности
- Каждая ячейка имеет несколько частот, которые могут быть повторно использованы
- Система коммутации мобильной связи позволяет нескольким абонентам использовать одну частоту
-
История сотовой связи
- Идея предложена Дугласом Х. Рингом в 1947 году
- Первая коммерческая сеть 1G запущена в Японии в 1979 году
- Переход от аналоговых к цифровым сетям начался в 1990-х годах
-
Кодирование сигнала
- Используется множественный доступ с частотным разделением (FDMA)
- Множественный доступ с временным разделением (TDMA)
- Множественный доступ с кодовым разделением (CDMA)
-
Современные технологии
- MIMO обеспечивает более широкое повторное использование каналов
- MIMO увеличивает пропускную способность и количество абонентов на узел сотовой связи
-
Модемы с QAM и пропускная способность
- QAM увеличивает количество битов на символ, что позволяет большему числу пользователей использовать полосу пропускания.
- Это увеличивает пропускную способность данных на одного пользователя или их комбинацию.
-
Повторное использование частоты
- Соседние соты могут использовать разные частоты, если они расположены на достаточном расстоянии друг от друга.
- Расстояние повторного использования и коэффициент повторного использования определяют, как часто одна и та же частота может использоваться.
- Коэффициент повторного использования может быть 1/3, 1/4, 1/7, 1/9 или 1/12.
-
Системы множественного доступа
- Системы множественного доступа с кодовым разделением используют более широкую полосу частот для достижения той же скорости передачи.
- Системы множественного доступа на основе ортогонального частотного разделения, такие как LTE, также используют повторное использование частоты, равное 1.
-
Направленные антенны
- Вышки сотовой связи используют направленные антенны для улучшения приема в местах с интенсивным движением транспорта.
- В США FCC ограничивает мощность всенаправленных сигналов до 100 Вт, а направленных антенн до 500 Вт.
-
Широковещательные сообщения и подкачка по страницам
- Практически каждая сотовая система имеет механизм вещания для настройки каналов.
- Подкачка по страницам используется для передачи информации на мобильные телефоны.
-
Перемещение из камеры в камеру и передача
- В сотовой системе переключение с частоты одной ячейки на другую осуществляется электронным способом без перерыва.
- Это называется передачей или handoff.
-
Сеть мобильной связи
- Сотовая сеть используется для обеспечения покрытия и пропускной способности абонентов.
- Большие географические области разделены на более мелкие ячейки для избежания потери сигнала.
- Все узлы сотовой связи подключены к телефонным станциям, которые подключены к телефонной сети общего пользования.
-
Технологии сотовой связи
- Почти все мобильные телефоны используют технологии сотовой связи, включая GSM, CDMA и AMPS.
- Существует множество цифровых сотовых технологий, таких как GSM, GPRS, CDMA2000 и UMTS.
- Переход от аналогового стандарта к цифровому в Европе и США происходил по-разному.
-
Сеть базовых радиостанций
- Основная сеть с коммутацией каналов для обработки голосовых вызовов и текстовых сообщений
- Сеть с коммутацией пакетов для обработки мобильных данных
- Коммутируемая телефонная сеть общего пользования для подключения абонентов
-
Функции сети
- Управление мобильностью, регистрация, настройка звонков и передача обслуживания
- Подключение телефонов через RBS к MSC
- Связь между телефоном и RBS называется восходящей линией
-
Радиоканалы и мультиплексирование
- Использование схем мультиплексирования: FDMA, TDMA, CDMA, SDMA
- Микроэлементы, пикоэлементы, фемтосоты и высота ячейки
-
Передача сотовой связи
- Поиск нового канала при перемещении пользователя
- Использование псевдошумового кода в CDMA
- «Мягкая передача» при переходе между ячейками
-
Выбор частоты сотовой связи
- Влияние частоты на покрытие и пропускную способность
- Пикоячейки для размещения на одном этаже здания
- Влияние помех на зону обслуживания
-
Ретрансляторы сотовой связи
- Расширение зоны действия сотовой связи
- Типы ретрансляторов: широкополосные, интеллектуальные, цифровые
-
Размер ячейки и покрытие
- Зависимость зоны покрытия от частоты сети CDMA2000
- Примеры покрытия сотовой связью
-
Дополнительные ресурсы
- Списки и техническая информация
- Оборудование: сотовый ретранслятор, сотовый маршрутизатор, PMR
- Разнесение антенн, трафик сотовой связи, MIMO, передовые мобильные вычисления
- Излучение мобильных телефонов и здоровье, сетевое моделирование, управление радиоресурсами
- Маршрутизация в сотовых сетях, уровень сигнала, раздел 47 Кодекса федеральных нормативных актов
- Рекомендации и дальнейшее чтение