Рис. 7.2.1. Карманный сотовый телефон.

В традиционных радиотелефонных системах для расширения зоны обслуживания и увеличения числа абонентов использовался чисто силовой подход. Региональные станции увеличивали число радиоканалов и мощности передатчиков до максимумов, которые еще допускала ФКС. Это привело к тому, что зоны обслуживания располагались небольшими островкам, отделенными друг от друга существенными расстояниями, поскольку в противном случае, из-за использования одних и тех же частотных каналов, между соседними зонами могли возникнуть недопустимые помехи. Увеличение мощности станций и выделение ФКС более широкой полосы частот не решало проблемы. Поэтому пришлось переосмыслить заново сам подход к мобильной телефонной связи.

Компания AT&T стала первой, кто занялся реконструкцией радиотелефонной связи, и разработала новую систему AMPS (Advanced Mobile Phone Service), известную сегодня просто как сотовая связь.

Истории развития сотовой связи

Первые радиотелефоны использовали обычные фиксированные каналы, и если один из них был занят, абонент вручную переключался на другой. В 1946 г, в городе Сант-Луис (США) впервые заработала подобная система радиотелефонной связи.

С развитием техники системы радиотелефонии совершенствовались:

¨ уменьшались габариты устройств

¨ осваивались новые частотные диапазоны

¨ улучшалось базовое и коммутационное оборудование

¨ появилась функция автоматического выбора свободного канала.

Оставалась главная проблема: - ограниченность частотного ресурса при огромной потребности в предоставлении услуг.

В середине 40-х годов исследовательский центр Bell Laboratories американской компании AT&T предложил идею разбиения территории на небольшие участки (Рис. 7.2.2), называемые сотами (от английского слова cell – ячейка, сота). В основу был положен следующий принципы:

- Каждая из ячеек обслуживается передатчиком с ограниченным радиусом действия и числом каналов. Это без помех позволило бы повторно использовать те же самые частоты в другой ячейке.

Теоретически их можно использовать в соседней ячейке. Но на практике зоны обслуживания сот могут перекрываться из-за различных факторов, например, изменения условий распространения радиоволн. В результате появляются взаимные помехи, что недопустимо. Поэтому в соседних ячейках используются отличные от первой частоты. Группа ячеек с различными наборами частот называется кластером. На (Рис. 7.2.2) размерность кластера равна трем, но на практике это число может достигать пятнадцати.

Рис. 7.2.2.

Этот принцип организации связи был реализован в 70 годы.

В Америке в 1983 году вступила в коммерческую эксплуатацию сеть стандарта AMPS (Advanced Mobile Phone Service).

В 1981 г., началась эксплуатация первых систем сотовой связи стандарта NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) диапазона 450 МГц.

Несколько позже, в 1985 г., на базе NMT-450 был разработан стандарт NMT диапазона 900 МГц, позволивший значительно увеличить емкость системы за счет использования большего, частотного ресурса и расширить ее функциональные возможности.

В 1985 г. Великобритания приняла в качестве национального стандарт TACS (Total Access Communications System), разработанный на основе AMPS.

Все названные здесь стандарты являются аналоговыми и относятся к первому поколению систем сотовой связи. Их основные характеристики приведены в (Табл. 7.2.1.).

Аналоговые стандарты сотовой связи

Табл. 7.2.1

Примечание:

* AMPS - Advanced Mobile Phone Service (Передовые Услуга Подвижной Связи)

* CDMA - Code Division Multiple Access (Много - станционный Доступ с Кодовым Разделением каналов)

* СЕРТ - Conference of European Postal and Telecommunications Administrations (Европейская Конференция Администраций Почт и Электросвязи)

* DQPSK - Differential Quadrature Phase Shift Keying (Дифференциальная квадратурная Фазовая Манипуляция)

* FSK - Frequency Shift Keying (Частотная Манипуляция)

* FFSK • Fast Frequency Shift Keying (Частотная Манипуляция с минимальным сдвигом)