GSM -- как это работает
В системах сотовой связи вся обслуживаемая территория делится на небольшие зоны - соты.
Каждая из них обслуживается многоканальным приемопередатчиком - базовой станцией (БС). Она служит своеобразным интерфейсом между сотовым телефоном и центром коммутации подвижной связи (ЦКП), а роль проводов обычной телефонной сети выполняют радиоволны. Число каналов БС обычно кратно «8» - 8, 16, 32, причем один из каналов может быть управляющим (control channel), в некоторых случаях называемый также каналом вызова (calling channel). На нем происходит непосредственное установление соединения при вызове подвижного абонента сети, а сам разговор можно начинать после того, как будет найден свободный канал и соединение будет переключено на него. Любой из каналов представляет собой пару частот для дуплексной связи. Все БС системы соединены с ЦКП по выделенным проводным (оптическими) или радиорелейным каналам связи. Центр коммутации - это АТС системы сотовой связи, обеспечивающая все функции управления сетью и соединение подвижного абонента с тем, кто ему необходим в обычной телефонной сети общего пользования.
В различных стандартах сотовой связи, естественно, имеются свои особенности. Но алгоритмы их работы в основе своей очень похожи. Если абоненту сотовой сети нужно позвонить, он нажимает соответствующую клавишу на своем телефоне, что аналогично снятию трубки. Когда «трубка положена», терминал постоянно сканирует либо все каналы системы, либо только управляющие. Во время набора номера радиотелефон занимает тот свободный канал, уровень сигнала в котором особенно велик. По мере удаления абонента от данной базовой станции и перемещения его в зону действия другой БС, уровень сигнала падает и качество разговора ухудшается. Специальная процедура, называемая передачей управления вызовом или «эстафетной передачей» (в иностранной технической литературе - handover или handoff), позволяет переключить разговор на свободный канал другой БС, в зоне действия которой оказался абонент. Для осуществления «эстафетной передачи» БС снабжена специальным приемником, периодически измеряющим уровень сигнала сотового телефона и сравнивающего его с допустимым пределом. Если сигнал слишком мал, информация об этом автоматически передается на коммутатор. ЦКП выдает команду об измерении уровня сигнала на ближайшие к нему базовые станции. После чего разговор переключается на ту из них, где величина измеренного сигнала оказалась наибольшей. Все занимает доли секунды.
Может оказаться и так, что ни на одной из близко расположенных БС не оказалось свободного канала. В качестве временной меры используется эстафетная передача внутри соты, т.е. переключение каналов в пределах одной и той же базовой станции.
Несколько иначе выглядит процесс вызова самого подвижного абонента. В этом случае всеми базовыми станциями системы по управляющим каналам передается «широковещательный» сигнал вызова. Сотовый телефон, который постоянно сканирует каналы (обычно управляющие), отвечает на одном из них. Базовые станции, принявшие ответный сигнал, передают информацию на коммутатор, который, в свою очередь, переключает разговор на ту БС. Где после измерения уровень сигнала оказался наибольшим.
Одна из важных услуг сотовой сети - возможность использования телефона при поездке в другой город или, даже, заграницу. Причем сотовая сеть позволяет не только самому абоненту звонить из этого города (страны), но и получать звонки от тех, кто не успел застать вас дома. В сотовой сети такая возможность называется «роуминг» (от англ. roam - скитаться, блуждать). Обязательным, правда, условием при этом является то, чтобы сотовые сети были одного стандарта. ЦКП сетей единого стандарта соединяются специальными каналами связи для обмена данными о местонахождении абонента, хранящимися в специальном регистре. При перемещении абонента в другую, «визитную», сеть ее коммутатор запрашивает информацию в «домашней» сети, и все поступившие вызовы он автоматически переадресует в ту сеть, где в этот момент находится абонент.
В
Российской Федерации действуют следующие стандарты системы сотовой радиосвязи:
- Аналоговый NMT-450
-рабочий частотный диапазон БС: 463-467,5 МГц;
-рабочий частотный диапазон РТ: 453-457,5 МГц. - Цифровой D-AMPS
(IS-136)
- рабочий частотный диапазон БС: 869-894 МГц;
- рабочий частотный диапазон РТ: 824-849 МГц. - Цифровой CDMA
- рабочий частотный диапазон БС: 869-894 МГц;
- рабочий частотный диапазон РТ: 824-849 МГц. - Цифровой GSM-900
- рабочий частотный диапазон БС: 925-965 МГц;
- рабочий частотный диапазон РТ: 890-915 МГц. - Цифровой DCS (GSM-1800)
- рабочий частотный диапазон БС: 1805-1880 МГц;
- рабочий частотный диапазон РТ: 1710-1785 МГц.
