и их характеристики.
5.1. Развитие ССС.
Перечислим основные достоинства радиотелефонной системы общего пользования с малыми зонами по сравнению с системами с большими зонами: большие капиталовложения для создания системы с большой емкостью; меньшая стоимость в пересчете на один ПО и при использовании большого числа ПО; меньшая мощность передатчиков. Поэтому не случайно сотовые системы планируются для охвата больших территорий и большого числа абонентов.
В настоящее время ССС получили широкое распространение в большинстве зарубежных стран. К 1985 г. они функционировали в США, Скандинавских странах (Швеция, Норвегия, Дания и Финляндия) и Японии. В 1985 г. ССС TACS была введена в эксплуатацию в Лондоне. В ФРГ была развернута система CD 450 в диапазоне 450 МГц, а в 1987 г. начала действовать цифровая ССПР второго поколения CD 900, работающая в диапазоне 900 МГц. В Скандинавских странах к 1985 г. было зарегистрировано более 180 тыс. абонентов, а темпы роста опережают ранее сделанные прогнозы. Самые высокие показатели степени охвата этими системами населения достигнуты в Норвегии, где на 100 жителей приходится 24 абонента сотовых систем.
В США ССС развернуты к настоящему времени в 72 городах. Число пользователей этих систем на сентябрь 1985 г. составило 190 тыс. Самая большая система эксплуатируется в Лос-Анжелесе (30 тыс. пользователей). Подобные системы развернуты также в Чикаго (28 тыс.), Далласе (18 тыс.) и ряде других городов страны. Число абонентов в процентном отношении от населения составляет для крупных городов 0,29-0,64%, для мелких примерно 0,1%. По прогнозам к 1990 г. в США будет 1,5 млн. абонентов, а к 1993 г. - 3,8 млн.
В январе 1985г. введена в эксплуатацию ССПС в Великобритании (г.Лондон). Таким образом, Великобритания стала четвертым регионом мира, в котором действует ССПС. Именно поэтому опыт эксплуатации английской ССПС TACS привлек особое внимание специалистов.
В Великобритании две фирмы Cellnet и Racal-Vodafone участвуют во внедрении ССПС. К концу 1985г. планировалось ввести ССПС на той части территории, где проживает 60% населения, а к середине 1986г. охватить территорию с 80% населения.
Кроме ССПС общего пользования, в Великобитании существует большое число ВСПС. На сентябрь 1985г. в Великобритании в обращении находилось 293 тыс. мобильных и 81 тыс. портативных радиостанций, принадлежащих к различным ВСПС.
Отметим также, что в Великобритании к 1986г. действовало 400 тыс. малогабаритных (карманных) радиоприемников персонального вызова СПРВ для местного поиска и 250 тыс. радиоприемников СПРВ, предназначенных для поиска на больших территориях. Таким образом, в суммарное число абонентов ВСПС и число абонентов СПРВ превышало очень быстро растущее число абонентов ССПС (примерно по 400 абонентов в неделю).
Первоначальный опыт эксплуатации ССПС в Великобритании позволил выявить недостатки, присущие внедренным системам. В редакционных заметках журнала Communications отмечается, что в ЧНН (16.00-17.00) вероятность канала абонентом равна 50-70%. Фирма Racal-Vodafone считает, что 30% абонентов в ЧНН не могут получить канал для связи, фирма Cellnet утверждает, что 20% абонентов не получают канал из-за автомобильных пробок. Принято решение построить в Лондоне еще одну АТС для ССПС (АТС-П). Вместе с тем можно предположить, что каналов в ЧНН не хватает не только потому, что их недостаточно, но и потому, что повторные вызовы приводят к росту помех, которые ухудшают функционирование ССПС.
В 1990 г. 90% населения Великобритании имело доступ к ССС, а число абонентов достигло 250 тыс.
Имеются данные о внедрении ССПР в Нидерландах, Испании, Швейцарии, Люксембурге, Тунисе, Омане, Саудовской Аравии, Малайзии, Таиланде, КНР, Исландии и др.
Характерной особенностью современного развития ССПР является быстрый рост числа их пользователей. Так, с мая 1986 г. по май 1987 г. количество пользователей ССС во всем мире удвоилось и составило 1,5 млн., из которых 763 тыс. - в США, 550 тыс. - в северных европейских странах (Дания, Финляндия, Исландия, Швеция и Норвегия).
Рассмотрим некоторые ССС.
5.2. Система АМРS.
Введена в эксплуатацию в США в 1979 г. Система работает в диапазоне 825-890 МГц и имеет 666 дуплексных каналов при ширине канала 30 кГц. Мощность передатчика для БС составляет 45 Вт, для АС - 12 Вт (в случае переносного аппарата - 1 Вт). В системе применяются антенны с шириной диаграммы направленности 120 град., устанавливаемые в углах ячеек. БС подключены к ЦС с помощью проводных линий, по которым передаются речевые сигналы и служебная информация. ЦС сконструирована с использованием электронной АТС ЕSSI/А. БС состоит из блоков типовых конструкций и содержит несколько стоек приемопередающего тракта, процессоров и аппаратуры управления и контроля. Каждая стойка рассчитана на 16 каналов, а всего полностью укомплектованная БС может обслуживать 144 рабочих канала.
В системе используется разнесенный прием сообщений, поэтому входные цепи БС содержат две антенны и полосовые фильтры. Приемник является двухканальным с двойным преобразованием частоты в каждом канале. Блок контроля выполняет функции контроля и диагностики состояния станции.
Для принятия решения на переключение каналов в системе осуществляется периодический контроль качества каждого канала путем измерения интенсивности принимаемого сигнала с помощью специального приемника. Информация об уровне сигнала в измеряемом канале передается на ЦС, где производится сравнение принятой информации с аналогичными данными соседних БС и, в случае необходимости, принимается решение о переключении.
Абонентский комплект включает три блока: приемопередатчик с синтезатором частоты на 666 каналов; блок управления, состоящий из наборного поля и панели индикации, и блок логики, построенный с использованием микропроцессора INTEL-8080.
5.3. Система ТАСS.
По принципу построения, сопряжению между станциями и организации управления почти полностью идентична системе AMPS. Отличие состоит в ширине каналов и пиковой девиации частоты: в системе АМРS ширина канала равна 30 кГц и пиковая девиация частоты 12 кГц, а в системе ТАСS - 25 и 9,5 кГц соответственно. В рассматриваемой системе используются 1000 дуплексных каналов, из которых 956 являются речевыми и две группы по 21 каналу используются как каналы сигнализации. В речевых каналах применяется ЧМ, а в канале сигнализации - двоичная частотная манипуляция.
В сельской местности радиусы рабочих зон (ячеек сотовой сети) достигает 30 км, в городе - 200 м. Используются ненаправленные антенны. Коэффициент повторения частот С=7. Предусмотрена автоматическая регулировка мощности: для автомобильного СРТ на 32 дБ, для портативного СРТ на 20 дБ.
Сигналы сигнализации служат для организации дуплексного канала связи между базовой и абонентской станциями. Сигналы сигнализации имеют коэффициент повторения Супр=7*3=21, причем используются частоты 5970, 6000, 6030 Гц. Сигнал сигнализации с частотой 800 Гц является ответным сигналом и передается абонентской станцией.
Ниже приведены эксплуатационные характеристики ССПС TACS фирмы Cellnet на март 1985г.
Число вызовов на одного абонента в день 2,5
Час наибольшей нагрузки (ЧНН) 16.00-17.00 ч
Число вызовов в ЧНН 2500
Доля исходящего вызова подвижного абонента, % 80
Среднее время разговора по местным линиям, с 120
Среднее время разговора по международным линиям, с 240
Время переключения, с 0,33
5.4. Система NMT.
Развернута в Скандинавских странах. В настоящее время является одной из наиболее разветвленных. Разработка ССС NMT 450 была закончена в 1978 г., а эксплуатация начата в 1981 г. К 1985 г. число абонентов системы достигло 180 тыс., а рост их числа составлял 5 тыс. в месяц.
Система работает в диапазоне 450-467 МГц, имеет 180 каналов шириной 25 кГц. За счет многократного использования эффективное число каналов составляло 5568. Среднее число каналов, выделяемое БС, равно 30. Мощность передатчика БС 50 Вт, а АС - 15 Вт. Время переключения каналов составляет примерно 500 мс. Ячейки с радиусом, выбираемым в пределах от 5 до 25 км, покрывают территорию всех четырех стран. В перспективе система будет содержать более 900 БС, а число пользователей превысит 200 тыс.
ЦС создана на базе типовой электронной коммуникационной системы АХЕ/10 с добавлением необходимых для функционирования ССПР узлов. На БС применяется модульная структура, позволяющая наращивать количество канальных блоков и тем самым число абонентов. К антенне станции подключаются, как правило, 10-12 приемопередатчиков.
АС выполняется с применением микропроцессоров. Наиболее совершенная из них MD 25-Combi имеет встроенную память на 50 номеров. Кроме того, предусмотрено ведение переговоров с помощью выносного переговорного устройства. В системе обеспечивается возможность переключения в процессе разговора при неизменном местоположении абонента на освободившийся канал, характеризуемый более низким уровнем помех.
В настоящее время осуществляется внедрение нового варианта системы, работающего на частоте 900 МГц - NMT-900. Функции ЦС в ней выполняет электронная АТС типа DX-210 или DX-220, обеспечивающая от 12 до 100 тыс. вызовов в час. Станции специально модернизированы с целью применения в ССПР, имеют программное управление, предназначенное для перевода АС подвижного объекта из одной ячейки в другую. Для этого по команде ЦС соответствующий БС выполняют измерение отношения сигнал/шум. По результатам измерений ЦС выбирает зону с лучшим качеством связи.
В системе применяются БС нового поколения, предназначенные для работы в ячейках малого радиуса (R = 2 км). Максимальная выходная мощность станций не превышает 15 Вт, при этом возможно ее оперативное уменьшение. В системе может использоваться также переносной абонентский аппарат с элементами питания напряжением 12 В, рассчитанным на работу в течение 8 - 10 ч. Выходная мощность аппарата заключена в пределах 3 - 7 Вт с числом уровней регулировки мощности, равным 8.
5.5. Система NEC
Система NEC стала использоваться в декабре 1979 г. Она содержит 13 ячеек, периферийные пригородные зоны содержат более 25 ячеек. Установлено, что предельное число обслуживаемых абонентов будет 100 тысяч ( около 6000 квадратных километров) с использованием в системе 1000 каналов, трафик в часы пик составил 0,01 Эрл на абонента.