Системы и устройства сотовой связи

Введение

Мобильной системой связи является сеть, обладающая разными вариантами мобильности. Терминальной мобильностью называется возможность получения услуг связи при передвижении и возможность сети осуществлять идентификацию, определение местоположения и сопровождение терминала.

Транкинговыми системами называются радиально-зоновые системы связи, которые осуществляют в автоматическом режиме разделение каналов связи среди абонентов. Термин «транкинг» определяет методику доступа абонентов к общей выделенной совокупности каналов, при которой свободные каналы связи предоставляются абонентам на время выполнения сеанса связи.

Системами персональных радиовызовов называются такие системы, которые предназначаются для оперативной трансляции ограниченного по объёму сообщения перемещающемуся абоненту, расположенному в зоне обслуживания системы связи.

Спутниковой системой связи называется один из типов космической радиосвязи, который базируется на применении искусственных спутников земли, выполняющих функции ретрансляторов. Спутниковая связь может быть реализована среди земных станций стационарного или подвижного типа.

Сотовой системой связи является один из вариантов мобильной связи, базирующейся на так называемых ячейках (сотах), определяющих зоны обслуживания всех базовых станций. Соты должны отчасти перекрываться, что и позволяет образовать сеть. Такая сеть позволяет её абоненту осуществлять голосовые звонки, отсылать сообщения и иметь доступ в интернет, естественно, если он находится в зоне работы сети. В качестве примера систем сотовой связи можно привести Tele2, Beeline, МТС, МегаФон. Данные организации считаются сотовыми операторами, предоставляющими своим абонентам полный набор услуг, за который они получают оплату, в соответствии с тарифом абонента.

Системы и устройства сотовой связи

Как указывалось выше, системы сотовой связи реализуются как набор ячеек, то есть сот, которые покрывают определённую территорию. Соты, как правило, на схеме изображаются как равновеликие правильные шестиугольники, как показано на рисунке ниже.

Рисунок 1. Соты. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Сотовая организация системы прямо сопряжена с методом повторного применения частот, который является главным принципом сотовых систем, предопределяющим высокую эффективность использования предоставленного частотного диапазона и значительную ёмкость системы. Центром любой ячейки является базовая станция, которая обслуживает все подвижные станции, то есть, абонентов, в зоне действия данной ячейки. Когда абонент перемещается из зоны действия одной соты в зону действия другой, выполняется передача обслуживания абонента базовой станции новой соты. Весь комплекс базовых станций системы также замыкается на общий коммуникационный центр, имеющий выход в стандартную городскую проводную телефонную сеть.

Стандарт GSM использует определение системы базовой станции (СБС), которая состоит из контроллера базовой станции (КБС) и определённый набор базовых приёмопередающих станций (БППС). На рисунке ниже изображена структурная схема базовой станции стандарта GSM.

Рисунок 2. Структурная схема базовой станции стандарта GSM. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

На рисунке ниже представлена структурная схема подвижной станции.

Рисунок 3. Структурная схема подвижной станции. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В состав подвижной станции входят следующие устройства:

1. Модуль управления.
2. Модуль приёма и передачи.
3. Антенный модуль.

В состав модуля управления входят микрофон и динамик, дисплей и клавиатура (для смартфонов все процедуры выполняются через дисплей). Модуль приёма и передачи состоит из передатчика, приёмника, синтезатора частот и логического блока. В состав антенного модуля входит собственно антенна и коммутатор приёма и передачи.

Передатчик состоит из следующих функциональных узлов:

1. Аналого-цифровой преобразователь, который выполняет преобразование в цифровой формат сигнала с микрофона. Все последующие операции по обработке и передаче сигнала выполняются в цифровом формате.
2. Узел кодирования речи, который выполняет кодировку речевого сигнала в цифровом формате по заданным правилам для сокращения информационного объёма, транслируемого по каналам связи.
3. Канальный кодировщик выполняет добавку к цифровому сигналу, поступающему с выхода кодировщика речевого сигнала, некую добавочную информацию, которая предназначена для исключения ошибок при трансляции сигнала по линии связи.
4. Узел модулятора переносит информационные данные закодированного видеосигнала на несущую частоту.

Узел приёмника аналогичен в основном по структуре узлу передатчика, но модули, входящие в его состав, выполняют обратные функции:

1. Блок демодулятора осуществляет выделение из модулированного радиосигнала закодированный видеосигнал, который несёт информацию.
2. Блок декодера канала осуществляет выделение из входного потока управляющей информации и посылает её в логический модуль. Полученная информация проходит проверку на ошибки и найденные ошибки, если это возможно, корректируются.
3. Блок декодера речи выполняет восстановление поступившего к нему с канального кодера речевого сигнала, преобразуя его к естественному формату, с присущей ему избыточностью, однако в цифровом формате.
4. Блок цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) выполняет преобразование принятого речевого сигнала в аналоговый формат и отправляет его на динамик.
5. Блок эквалайзера предназначен для того, чтобы частично компенсировать искажения сигнала, возникающие как следствие многолучевого распространения. По сути это адаптивный фильтр, настаиваемый согласно обучающему набору символов, входящему в передаваемую информацию.