Grande Encyclopédie du Pétrole et du Gaz

Communications mobiles par satellite  - ceci est une vue communications par satelliteCette opération est effectuée de manière à ce que la session de communication ne soit pas interrompue lors du déplacement de la station et de la réception du signal du satellite.

Aujourd'hui, l'idée de communications mobiles par satellite est pratiquement mise en œuvre dans les systèmes Iridium et Globalstar (par l'intermédiaire d'un groupe de satellites volant à basse altitude), ainsi qu'Inmarsat et Turaja (via des satellites en orbite géostationnaire). Les communications mobiles par satellite sont actuellement utilisées pour fournir des services téléphoniques, ainsi que l’accès à Internet dans pratiquement tout le monde. Mais il est économiquement justifié de l’utiliser principalement dans des régions éloignées et / ou peu peuplées.

Technologie mobile par satellite

Les communications par satellite techniquement mobiles sont organisées comme suit. Un téléphone satellite, qui est dans ce cas une station satellite au sol (terminal), échange des signaux radio avec l'un des satellites. Selon le système auquel le terminal d'abonné appartient (à un système avec un segment spatial géostationnaire ou avec une constellation de satellites volant à basse altitude), il possède ses propres caractéristiques de conception. Dans systèmes Globalstar  et les téléphones Iridium ne sont pas très différents des téléphones communication cellulaire. En cas de systèmes Inmarsat  et Turaya, les téléphones par satellite sont équipés d’antennes assez grandes vous permettant d’organiser des liaisons radio à faible vitesse entre eux et des satellites géostationnaires. Le satellite, recevant un signal du terminal d'abonné, envoie un signal aux réseaux terrestres publics via une station passerelle (station passerelle). Au détriment des services, les communications mobiles par satellite cèdent généralement aux communications fixes par satellite. D'autre part, l'avantage des téléphones par satellite est que, d'une part, ils fonctionnent lorsque l'abonné est en déplacement, et d'autre part, ils peuvent être emmenés avec eux dans des endroits où, même en voiture, il est impossible de s'y rendre.

Communications mobiles par satellite et fixes

Les communications mobiles par satellite présentent donc des avantages et des inconvénients par rapport aux communications fixes par satellite. Comment la technologie des satellites fixes est-elle organisée? Dans le cadre de la technologie VSAT, qui est une communication fixe par satellite, la station de communication par satellite terrestre est connectée à un répéteur situé sur un satellite géostationnaire. Le répéteur, à son tour, redirige le signal radio vers une autre station satellite terrestre.

Une station satellite terrestre est une antenne parabolique (qui, rappelons-le, est une antenne directive), un complexe émetteur-récepteur et du matériel spécialisé. Habituellement, les stations satellites sont divisées en abonné et opérateur. Les premiers sont aussi appelés petites stations terriennes de communications par satellite (MHSS). La seconde - les stations terriennes centrales de communications par satellite (CZSSS). Les stations satellite d'abonnés sont équipées d'une antenne parabolique de petit diamètre (en réalité, d'antennes VSAT, d'une longueur maximale de 2,4 mètres), d'un émetteur-récepteur et d'un modem satellite de la taille d'un livre. Les stations satellites des opérateurs sont, quant à elles, équipées d'une grande antenne parabolique (5-12 mètres), d'un émetteur-récepteur et d'équipements spécialisés. Les stations satellites centrales (opérateurs) gèrent leur réseau VSAT, répartissent le trafic entre les stations d'abonnés, coordonnent leur travail et facturent les services fournis.

Dans le contexte de la comparaison avec les communications mobiles par satellite, il est important de noter que les communications fixes par satellite sont également mobiles. Quelle est la différence entre les communications mobiles fixes par satellite et les communications mobiles par satellite? Lorsqu'une communication satellite fixe mobile est utilisée, une station satellite au sol peut se déplacer d'un endroit à l'autre. Toutefois, la communication ne peut être établie que «aux arrêts de bus». Les communications mobiles fixes par satellite sur les voitures et les navires ont presque été utilisées.

Le VSAT automobile a trouvé une application dans le travail des groupes de reportage: une antenne parabolique est installée sur le véhicule, à son arrivée sur le site, l’antenne est rapidement syntonisée, une session de communication est effectuée. Les VSAT sur les véhicules à moteur sont technologiquement plus difficiles que les VSAT à l'arrêt et sont donc 40 fois plus chers. Mais c'est très pratique et facile à utiliser.

Plus difficile encore est techniquement organisé "VSAT" "mer": généralement, l'antenne a une stabilisation sur trois axes, réalisée par un système de gyroscopes. En outre, il est protégé contre les éclaboussures avec un boîtier spécial. Il vous permet de fournir aux abonnés des communications tout en voyageant sur un navire.

Si nous comparons l'utilisation des communications mobiles par satellite et des communications mobiles par satellite, nous pouvons dire ce qui suit. Il est plus facile à utiliser pour une session de communication unique. téléphone satellitesi on suppose que le besoin d’Internet et de la téléphonie sera constant, il est logique d’acheter un VSAT mobile: dans un avenir proche, cet investissement sera rentable en raison du coût moins élevé des services de communication. D'autre part, même en voiture et en bateau, vous ne pouvez pas atteindre toutes les régions du monde. Par conséquent, dans les endroits difficiles d'accès et accessibles, un téléphone satellite que vous pouvez emporter avec vous sera toujours utile.

Communications mobiles par satellite et cellulaires

Choisissez entre utiliser satellite et téléphone portable  assez simple: s'il y a une couverture à l'endroit où vous avez l'intention de communiquer opérateurs cellulaires, il est conseillé de choisir une connexion cellulaire. S'il n'y a pas de couverture et qu'il n'y a pas de possibilité d'utiliser un terminal VSAT, vous devriez penser à un téléphone satellite.

En général, les calculs économiques montrent que dans les zones à faible densité de population, la construction de réseaux cellulaires n’est pas toujours rentable. Dans un avenir prévisible, cela ouvre de vastes perspectives aux opérateurs de satellites, tant mobiles que fixes.

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Mobile: / - anneau d'espacement; 2 - manchon de soudure; 3 - couverture; 4 - communication.

La liaison mobile entre les ions de zinc et l'eau affecte l'énergie d'échange du processus de corrosion et joue un rôle dans la détermination du potentiel de corrosion.

L'ordre de la connexion mobile entre deux atomes voisins est égal à la somme des poids de toutes les structures ayant une double liaison entre les atomes en question. L'ordre des communications mobiles est égal à l'ordre des communications moins un.

Le centre de commutation mobile fournit toutes les sortes de connexions dont une station mobile a besoin pendant son fonctionnement.

Dans ce cas, l'interaction des opérateurs de téléphonie mobile avec les opérateurs de réseaux de communication locaux et intra-zone est réalisée à l'aide de codes de passerelle empruntés dans la plage de codes des opérateurs de communication locaux et intra-zone.

Pour le polystyrène, l’intervalle de liaison mobile C - H est le stade qui limite le taux d’absorption d’oxygène à des températures élevées. À la suite de la rupture des chaînes, des polystyrènes contenant du carbonyle sont formés à des endroits répartis de manière aléatoire. Une destruction notable est observée à des températures supérieures à 200 ° C. L'oxygène a un effet relativement faible sur son évolution. La formation d'acide formique, qui accélère ensuite catalytiquement la dégradation, est caractéristique de l'oxyde de polyméthylène lors de l'oxydation du formaldéhyde séparé lors de la dipolymérisation thermique. Les polyamides présentent différentes tendances à la destruction en fonction de la teneur en eau.

Dans le domaine des services de communication mobile, TatAISneft offre aux entreprises qui envisagent de remplacer leur flotte de systèmes de radiocommunications mobiles obsolètes une opportunité d’organiser des communications mobiles et de production-expédition de haute qualité sur une vaste zone.

Passez maintenant directement à la comptabilité des communications mobiles. Nous avons des informations sur la direction et la nature de l'effort perçu dans les articulations, si ces articulations ne sont pas complètement rigides.

Lecture numéro 16

Systèmes de radiocommunications mobiles modernes

Les communications mobiles, qui utilisent à la fois des systèmes de communication radio terrestres et par satellite, constituent l’un des secteurs des télécommunications qui connaissent la plus forte croissance. Le développement des réseaux de radio cellulaire est en cours à un rythme particulièrement rapide dans le monde et ici en Russie. En 2008, le nombre d'utilisateurs de téléphones mobiles a dépassé les 850 millions. communications mobiles il est déjà possible de juger du niveau et de la qualité de la vie dans un pays donné. Jusqu'ici, la part de la population utilisant la communication cellulaire en Russie est d'environ 7 ... 10%, en Finlande, à titre comparatif - 75%. Cependant, le taux de croissance du nombre d'abonnés mobiles en Russie (près de 200% par an) est encourageant. Selon la classification de l'UIT, les systèmes de communication mobile sont des systèmes d'accès sans fil à une ligne d'abonné. Une caractéristique de tout système d'accès sans fil à des lignes d'abonné est la présence d'un canal radio sur la station d'abonné. Au début du développement de l’ingénierie radio au début du XXe siècle. communications radio développées en tant que communications mobiles maritimes. À cette époque, ce type de communication était le seul moyen possible d’organiser la connexion des navires entre eux et avec la côte. La société Marconi au Royaume-Uni, puis dans les entreprises d'autres pays (Russie, États-Unis, France et Allemagne) a organisé la production de stations de radio à étincelles pour navires. En particulier, même avant 1904, plus de cinquante navires de la marine russe étaient équipés de stations de radio de navire. Il convient de noter que le fonctionnement normal d’un système de communication implique l’échange d’informations dans tous les services de télécommunication (la télécommunication est la transmission de messages au moyen de signaux électriques), qui doit être effectué conformément à certaines règles (normes) prédéterminées. Ces règles sont à présent mises au point par plusieurs organisations internationales de télécommunication. L’introduction généralisée des communications mobiles à bord des navires, augmentant considérablement la sécurité de la navigation, a nécessité l’adoption de réglementations et de normes internationales des radiocommunications pour les radiocommunications maritimes. Ces règles et normes ont été adoptées lors de la première Conférence internationale des radiocommunications à Berlin en 1903. Les exigences en matière de communications mobiles au sol pour la gestion opérationnelle des actions de police ont conduit en 1921 à la création aux États-Unis du premier système de communication mobile par télégraphe de dispatching. En fait, il s’agissait d’un système de communication de radiomessagerie, car il exerçait une action unidirectionnelle et permettait de transférer les ordres aux brigades de service de la police. Au stade initial de développement des systèmes de communications mobiles terrestres, ils utilisaient les modes de fonctionnement télégraphique, et plus tard les modes téléphoniques, utilisant la modulation d'amplitude pour transmettre des messages. En 1940, le premier système de communication mobile utilisant la modulation de fréquence (FM; voir le chapitre 2) a été créé aux États-Unis dans la bande VHF. En 1948, le premier système de radiotéléphone de téléphonie mobile entièrement automatique a été créé aux États-Unis. En URSS, la production en série des premiers systèmes de radio mobile a été établie en 1952. (Il est à noter que l'histoire de la communication cellulaire existe depuis plus de 40 ans et que, bien que la Fédération de Russie connaisse actuellement des développements occidentaux, le premier téléphone portable a été conçu au début des années 70 par le Voronezh Research Institute of Communications - VNIIS). L'efficacité des systèmes mobiles terrestres pour la gestion des services de sécurité (police, services d'incendie, ambulances, etc.), pour la gestion des opérations de transport et dans d'autres domaines conduit à des progrès rapides dans ce domaine. Les systèmes de communication radio (DSS) mobiles (souvent appelés mobiles, faisant référence à des systèmes de communication cellulaires) fournissent simultanément un grand nombre d'abonnés mobiles dont l'emplacement dans une certaine zone est arbitraire. Par conséquent, presque tous les SSD sont construits selon la méthode de l'accès multiple (dans la littérature de langue anglaise et dans d'autres publications souvent multiples). Les principes d'organisation de l'accès multiple ressemblent aux principes de l'étanchéité des canaux. Dans la théorie de la communication, le multi-accès (MD) fait référence à la possibilité d'accéder à un émetteur-récepteur de base (BPS; anglais - Base Transceiver Station - BTS) ou à un répéteur satellite de plusieurs stations mobiles (MS; terminal d'abonné; radiotéléphone; téléphone mobile; téléphone anglais; Station mobile (MS), dans laquelle cette dernière peut simultanément transmettre et recevoir des informations par son intermédiaire. L'efficacité des méthodes de MD est principalement évaluée par la capacité (capacité), la vitesse, la fréquence utilisée et par quelques autres indicateurs des systèmes de communication. Dans ce cas, la capacité de tout système de communication est le nombre de canaux différents - communication radio, téléphone, télévision, transmission de données numériques, etc., ou, plus généralement, pour les systèmes numériques, le nombre de bits par seconde pouvant être transmis ce réseau . Le problème du choix de la meilleure méthode MD consiste à trouver la base (ensemble) des signaux orthogonaux, qui fournissent les paramètres et les caractéristiques optimales d’un système de radiocommunication mobile. En ingénierie radio et en théorie du transfert d'informations, la formation de bases de signaux orthogonaux repose sur la séparation des signaux en fréquence, en temps et en forme. Conformément aux méthodes de formation de bases de signaux orthogonaux, il existe trois méthodes principales pour organiser la MD. L'accès multiple par répartition en fréquence (FDMA; Eng. - Accès multiple par répartition en fréquence - FDMA; FRC analogique) est le moyen le plus simple d'organiser le travail, dans lequel chaque station mobile fonctionne dans une certaine bande de fréquence dans une partie désignée de la plage spectrale. Entre les bandes de travail des canaux adjacents, de petits intervalles de fréquence de protection sont fournis, permettant de séparer les signaux reçus de différentes stations mobiles avec la précision requise. Cependant, quel que soit le pays, le spectre de fréquence utilisé constitue une réserve stratégique unique et ne constitue pas une ressource d'État renouvelable. Un accès multiple avec multiplexage par répartition dans le temps (TDMA; accès multiple par répartition dans le temps - AMRT; analogue du WRC) a été utilisé dans les systèmes de communication mobiles en raison des limitations du spectre de fréquences spécialement attribué aux pays et aux régions. Avec cet accès, l'orthogonalité des signaux dans les stations mobiles est obtenue en affectant à chacune d'entre elles l'émission ou la réception de signaux provenant d'un intervalle de temps spécifique répété périodiquement - une trame TDMA. La durée de la trame est principalement déterminée par le trafic réseau. Les intervalles d'émission du BPS et des stations mobiles sont synchronisés entre eux, ce qui exclut leur chevauchement temporaire. La première spécification de la technologie TDMA a été mise au point par les experts de l’American Telecommunications Industry Association (Association de l’industrie des télécommunications - TIA) en 1988, conformément au document intitulé "Technical Requirements of Users" (UPR) - document publié par la Cell Industry Association (CTIA), qui définit les spécifications techniques. maintenance des systèmes de communication mobile des années 90 XX siècle. Cette spécification a été publiée la même année que la norme IS-54 pour les accès multiples avec division temporelle des canaux du système de communication. Pour augmenter la bande passante d'un réseau de communication TDMA, il est généralement utilisé conjointement avec le multiplexage par division de fréquence. Plusieurs canaux à division de code d'accès (mdcr; Eng. - CDMA) - basés sur l'utilisation de signaux à large bande ou pseudo-parasites (pseudonoise) (les deux variantes du terme correspondent à l'abréviation de PSS). Dans les systèmes de radio mobile CDMA, tous les avantages de la répartition fréquentielle et temporelle sont utilisés. Premièrement, le signal a une durée plus longue, est réparti dans le temps et, par conséquent, la puissance rayonnée maximale est bien inférieure à celle obtenue avec FDMA et TDMA, bien que la puissance moyenne soit la même. Deuxièmement, avec des signaux de longue durée, il n’ya pas de fronts raides et puissants d’impulsions de rayonnement. Le troisième avantage est que les systèmes CDMA vous permettent de saisir une multitude de combinaisons de codes, offrant un secret presque parfait des négociations et une immunité au bruit. Cependant, la mise en oeuvre de la méthode du code d’accès multiple au canal radio est associée à certaines difficultés techniques liées au problème de synchronisation dans le fonctionnement de toutes les stations d’abonné et à la mise à niveau de puissance des signaux reçus par la station de base afin d’éviter la suppression d’un signal faible par un signal fort. Notez que les méthodes de séparation des signaux unidimensionnels ont déjà été considérées. Dans les systèmes d’information par satellite et par radio, diverses méthodes d’accès multiple avec séparation spatiale (MDPR; Accès multiple par division spatiale - SDMA) sont utilisées dans la direction d’arrivée des ondes radioélectriques (une antenne de réception à deux faisceaux est notamment utilisée, à laquelle sont connectés deux récepteurs de même bande de fréquences). , qui permet un accès simultané au satellite depuis deux points différents de la Terre) et leur polarisation spatiale (accès par division de polarisation - PDMA).

Les systèmes de communication mobiles existants peuvent être divisés en cinq grands groupes:

Systèmes de communications mobiles cellulaires (JCSS);

Systèmes de communications mobiles professionnels (SPS);

Systèmes d’appel radio personnel (SPRV), ou pagination (de

pagination - message écrit) système;

Systèmes de communication mobiles par satellite (SPSS);

Systèmes téléphoniques sans fil (SBT).

Tous les systèmes mobiles ci-dessus sont basés sur le concept cellulaire et travaillent sur des protocoles spécifiques.

Systèmes de communication cellulaire mobile (mobile)

En 1946, le laboratoire de recherche des laboratoires Bell (AT & T, St. Louis, Missouri, États-Unis) a créé le premier réseau de communication mobile. Il s’agissait du système de communication à six canaux (c’est-à-dire avec six fréquences porteuses) le plus simple avec une station émetteur-récepteur de base pour l’émission et la réception de messages d’abonné. Ce réseau de communication reposait sur le principe dit de l'inévitabilité ou de la fatalité: une antenne était montée sur le plus haut gratte-ciel de la ville, à laquelle un émetteur de grande puissance était connecté. La masse du premier radiotéléphone était de 30 kg et, pour pouvoir fonctionner, l'abonné mobile devait disposer d'une batterie haute capacité et d'un générateur de courant continu. Les «téléphones cellulaires» étaient donc installés dans les voitures. La commutation de l'abonné entre les canaux de communication, à la recherche de libre, a été effectuée manuellement. L'émetteur radio permettait aux passagers ou au conducteur de contacter le PBX et ainsi effectuer l'appel. Dans le même temps, la communication téléphonique était difficile (simplex) - il était impossible d'écouter et de parler en même temps. Donc, pour transmettre votre message à l'interlocuteur, vous deviez appuyer sur le bouton du combiné et le maintenir enfoncé, et pour entendre la réponse, vous deviez relâcher le bouton. Pour appeler le radiotéléphone, il fallait d'abord appeler le central téléphonique, puis signaler le numéro à l'opérateur. Au total, un tel système de communication «primitif» supportait 23 utilisateurs simultanément et était destiné aux hommes d’affaires se déplaçant de New York à Boston. Mais l’idée novatrice de Bell Laboratories n’a pas pris racine: l’utilisation des services mobiles était trop chère. Cependant, le grain a été semé. Étant donné que ce système de communication s'est vu attribuer une ressource de fréquence limitée, l'augmentation du nombre d'abonnés desservis a nécessité une augmentation proportionnelle du nombre de fréquences porteuses de la station de base. Et pour la communication, une plage avec des canaux de fréquence fixes a été attribuée. Si des canaux de communication proches en fréquence sont utilisés simultanément, il est presque impossible de communiquer à l'aide de téléphones.

La première tâche a été résolue avec succès par le développement rapide de la base d'éléments, en particulier la création de transistors bipolaires. Le problème de l'efficacité d'utilisation d'une ressource de fréquence limitée a été résolu en développant le concept cellulaire d'un système de communication. L'idée du principe cellulaire de l'organisation des réseaux de communication mobiles a été avancée en 1947 par un employé du laboratoire des Belllaboratories D. Ring. Le concept de communication cellulaire était simple. Toute la zone desservie (territoire) de communication est divisée en cellules - cellules (idéalement, hexagones réguliers; la topologie d’un tel réseau ressemble à des cellules d’abeille - de la cellule anglaise - d'où provient le nom actuel des téléphones cellulaires) avec réutilisation de fréquence chacun d'eux (Fig. 1.38).

Fig. 1,38. Construction d'un système cellulaire mobile

Cela a considérablement augmenté l'efficacité de la gamme de fréquences, ce qui a augmenté la capacité du système. Au centre de chaque cellule, une station émettrice-réceptrice de base de faible puissance est installée avec un ou plusieurs ensembles spécifiques de fréquences porteuses (canaux de communication) suffisants pour établir une communication d'abonné en fonction du trafic prévu. Les stations d’émetteur-récepteur de base utilisant une ligne de communication filaire, radio ou fibre optique connectée à la sortie du terminal cellulaire, qui est connecté au réseau téléphonique public. Vingt ans plus tard, cette idée a été concrétisée dans les réseaux de radio mobile publics. L'introduction des réseaux de radio mobile commence dans les années 1970. au 20e siècle, d'abord aux États-Unis, puis dans les pays d'Europe occidentale, au Japon et dans d'autres régions du monde. Grâce à leur création, de nouveaux services de radio mobile sont désormais disponibles pour des centaines de millions de personnes dans le monde. Notez que physiquement, dans les réseaux de communication cellulaires, la couverture radioélectrique de tout territoire est assurée par des cellules,

tennes BPS qui ont un motif circulaire. Néanmoins, la communication proprement dite est effectivement réalisée sur un modèle cellulaire. Le fait est que l'intersection des cercles voisins se produit le long d'accords qui forment idéalement des cellules hexagonales (voir cercles et hexagones sur la figure 1.38). En raison du fait que toute cellule de fig. 1,38. La construction d'un système cellulaire mobile, une station de base de faible puissance desservira déjà une zone plus petite, ce qui permet de réduire considérablement sa puissance (ainsi que celle de la station mobile). En réalité, la puissance de chaque station de base peut être réduite de dizaines et de centaines de fois, mais leur

la magnitude, naturellement, est grande et à la mesure de la puissance d’un seul grand système de protection des frontières, qui desservirait le même territoire. Notez que, parallèlement aux signaux informatifs, BPS émet des signaux dits pilotes - oscillations modulées spéciales ou autres. En mesurant et en comparant les signaux pilotes de différents BPS, le MS choisit le plus grand. BTS avec un diagramme d'antenne circulaire des antennes émet un signal de même puissance presque en cercle, ce qui pour des stations d'abonné situées dans des cellules voisines revient à recevoir des interférences de toutes les directions. Dans ce cas, les signaux brouilleurs sur des canaux de fréquence coïncidents - les brouillons interfèrent en particulier avec la réception du signal. Pour éviter l'exposition aux interférences dans le même canal, les cellules ayant le même ensemble de fréquences porteuses sont entrelacées avec des cellules tampons ayant un autre ensemble de fréquences. Le groupe de cellules dans la zone de service avec différents ensembles de fréquences est appelé un cluster, et le nombre de fréquences dans l'ensemble est appelé la dimension du cluster. Sur la fig. 1.38 Les lignes en gras indiquent une structure cellulaire avec une taille de cluster de n = 7. Pour réduire le niveau global de brouillage causé par les cellules et les abonnés voisins, ainsi que par les bruits de sources de rayonnement électromagnétique parasites, les stations de base utilisent une antenne directionnelle à plusieurs sections permettant de diviser la totalité de la couverture radio en secteurs. L'antenne BPS avec un secteur DN émet presque toute l'énergie du signal transmis dans une direction donnée et le niveau de rayonnement latéral est réduit au minimum. La construction sectorielle des antennes BPS permet une utilisation multiple d'un ensemble de fréquences tout en réduisant le niveau de brouillage dans le même canal. En fonction du nombre d'abonnés opérant dans la cellule, de la charge et de la situation électromagnétique au sol, des antennes de différentes configurations et tailles sont utilisées. La plus grande capacité est fournie par le modèle cellulaire d'un réseau de radiocommunications contenant quatre BPS avec six antennes à 60 degrés (Fig. 1.39).

Fig. 1.39. Le modèle JCSS avec douze bandes de fréquences

Il ressort du schéma de principe du système de ce modèle que chaque fréquence est utilisée deux fois dans la zone composée de quatre BPS (quatre cellules sont marquées d’une ligne en gras). Grâce à ce modèle de construction, chacun des quatre BPS situés dans les zones de couverture de six antennes à 60 degrés dans une cellule peut fonctionner sur douze groupes de fréquences (n = 12). Tous les systèmes cellulaires La communication avec la réutilisation d'un ensemble de fréquences a été développée en tenant compte d'une exigence importante: les coordonnées de la localisation de l'abonné mobile sont inconnues à l'avance et imprévisibles dans la zone de service spécifiée de ce réseau. Grâce au contrôle automatique de gain de haute précision des amplificateurs de puissance de sortie des émetteurs BPS, l'efficacité du chevauchement de secteur est proche de 100%. L'un des principaux problèmes du développement des systèmes de communication cellulaires est d'assurer une communication ininterrompue pendant le mouvement de l'abonné dans la zone de service. Pour le résoudre, le concept cellulaire comprend le principe de la «transmission relais» (transfert sans escorte ou transfert; transfert - transfert - handover) de signaux de négociation de cellule à cellule, permettant à l’abonné d’avoir une conversation, franchissant librement les limites des cellules, passant automatiquement d’un BPS à un autre. un autre. Il existe deux types de transferts modernes:

Externe - lorsque la BTS change, par laquelle la connexion au réseau est établie;

Interne - lorsque le canal de réception / transmission change pendant un appel.

En règle générale, l’introduction d’un réseau de communication cellulaire commence par le déploiement d’un petit nombre de grandes cellules d’une portée de 1 à 35 km, appelées macrocellules. Lorsque la charge dans la cellule atteint un niveau pour lequel le nombre de canaux existant est insuffisant (la probabilité de ne pas fournir de canal à l'abonné devient supérieure à 5%), cette cellule est divisée en cellules plus petites avec une puissance réduite d'émetteurs BPS et MS. Dans le même temps, la structure des macrocellules se transforme progressivement en un réseau avec des cellules plus petites (micro-cellules) avec un grand nombre et une portée pouvant aller jusqu'à 1 000 mètres, et la capacité du réseau sur le territoire de la cellule régionale augmente d'un nombre de fois égal au nombre de cellules nouvellement créées. Cette méthode de conversion de réseaux cellulaires est appelée division. Dans ce cas, la puissance des émetteurs radio de la station de base diminue encore plus. Cette méthode de séparation est répétée jusqu'à ce que le réseau atteigne la valeur de débit calculée. Le vieil équipement de division reste complètement, seule la puissance des sources de rayonnement change. Les micro-cellules sont destinées au trafic, reflétant les mouvements lents sur de courtes distances ou des abonnés debout situés dans la rue, dans des bâtiments, des gares de chemin de fer, des aéroports. Les principes de construction des réseaux microcellulaires et macrocellulaires sont très différents. La création de petites cellules pose un problème complexe lorsqu'un abonné d'un véhicule en mouvement rapide traverse plusieurs cellules au cours d'une même session de communication. Cela entraîne une augmentation du nombre de commutations entre BPS et donc la nécessité de développer des algorithmes de commutation à grande vitesse pour la "transmission relais" de l'abonné. Dans ce cas, la continuité de la communication est assurée par la capacité du système MS à transmettre une communication à ces BPS dans les zones où il se trouve actuellement. Le centre de commutation système, basé sur des mesures en continu des signaux BPS les plus proches de l’abonné mobile en mouvement, détermine le moment où il franchit la frontière des deux cents. Après cela, le centre bascule le canal de conversation de la première cellule à la seconde en un temps si court que la continuité de la conversation reste. Toutefois, cela nécessite un algorithme complexe pour déterminer le numéro de la cellule à partir de plusieurs voisins, où un véhicule en mouvement (une personne pénètre), et des solutions de circuit complexes. Le même algorithme libère le canal dans la première cellule et recherche le canal et établit une communication sur celle-ci dans la seconde cellule voisine. La deuxième différence est liée aux difficultés de prévision des conditions de propagation des ondes radio dans les petits territoires desservis par le système de communication. Cela nécessite des cartes électroniques, la topographie des rues, des bâtiments, etc. Si, dans une cellule ou un groupe de cellules, le trafic commence à dépasser de manière significative la valeur calculée, il est divisé en un certain nombre de cellules plus petites - picosotes - avec un rayon de service de 10 ... Emetteurs 100 m et basse puissance BPS. Dans le même temps, la capacité du réseau augmente d'un nombre de fois égal au nombre de pico cellules nouvellement formées. En règle générale, avec les structures de construction de réseaux micro et picocellules, la nécessité de recourir à la transmission par relais d'abonné et à la réutilisation des fréquences est éliminée. Le développement rapide des technologies radioélectroniques modernes et "connectées" leur a permis de maîtriser un nouveau concept de construction d'un système JSN associé à l'utilisation de systèmes d'antenne intelligents dans BPS, qui réalignent automatiquement leurs diagrammes de rayonnement sur des stations mobiles. En pratique, cela est devenu possible avec l'introduction de phares et d'antennes adaptatives (intelligentes), conçues spécifiquement pour les systèmes de communication mobiles numériques. Le plus efficace s'est révélé être un réseau adaptatif en phase, réalisant le gain d'antenne maximal dans la direction de l'abonné mobile en cours de négociation et fournissant le niveau minimal de brouillage cocanal dans le récepteur. Le réseau phasé intelligent consiste en une série d'émetteurs élémentaires combinés par un microprocesseur avec des analyseurs d'amplitude et de phase des signaux radio reçus. En fonction des résultats de l'analyse des relations d'amplitude et de phase des signaux arrivant des radiateurs élémentaires depuis la station mobile, le processeur de signal détermine le sens de réception optimale et forme le diagramme de rayonnement requis du réseau. Initialement, le développement de systèmes analogiques (standards) de communication cellulaire: la première génération, ou IG (de l'anglais. First Generation). Il s'agit notamment de la norme nord-américaine AMPS, de la norme scandinave NMT-450 (le premier réseau mis en place en Fédération de Russie; Moscou et Saint-Pétersbourg - 1991) et de plusieurs autres. La prochaine étape du développement du JCSS a été la création de systèmes numériques de deuxième génération (2G): USA - D-AMPS et norme GSM paneuropéenne.

L'année 1989 a été une étape importante dans le développement des systèmes de communications mobiles cellulaires lorsque Qualcomm (États-Unis) a achevé le développement d'un nouveau système numérique de deuxième génération utilisant la technologie CDMA. Cette technologie a plusieurs fois augmenté l'efficacité de l'utilisation du spectre dans la communication cellulaire et a permis de créer des réseaux de très grande capacité. Dans les pays d'Europe occidentale où la répartition des bandes de fréquences entre différents services diffère considérablement de celle des pays des Amériques, aucun réseau basé sur cette technologie n'a été créé. Il y avait là un développement intensif des réseaux cellulaires de la norme GSM. En Russie, en 1997, des réseaux d’accès abonnés ont commencé à être créés sur la base de la technologie CDMA. De nos jours, en Russie, on applique principalement des normes étrangères de quatre normes (les nombres indiquent la plage de fréquences de fonctionnement):

NMT-450 et NMT-900 analogiques (téléphone mobile nordique - système de téléphonie mobile scandinave, bandes de 450 MHz et 900 MHz);

AMPS analogique (Système de téléphonie mobile évolué - Système de téléphonie mobile évolué, bande 800 MHz);

GSM-900 numérique, GSM-1800 et ses deux versions - DCS-1800 (Système cellulaire numérique) et PCS-1900 (Service de communication personnelle); GSM - du nom du groupe Groupe Special Mobile - Système mondial de communications mobiles; en 1991, l'abréviation GSM a acquis une interprétation différente - Global Standart for Mobile Communications - Global Standard for Mobile Communications;

D-AMPS numériques (bandes D-digital-digital-IS-54; 900, 1800 et 1900 MHz) et réseau CDMA de Qualcomm (bandes 800 et 1 900 MHz).

Le CDMA, comparé au GSM, offre une qualité de communication supérieure, des coûts énergétiques réduits, mais difficile à construire. Les deux premiers systèmes de radiocommunications mobiles numériques reposent sur la combinaison de la méthode d’accès en fréquence avec division de fréquence des canaux et de la méthode d’accès multiple avec division temporelle des canaux avec espacement duplex fréquence-canaux radioélectriques en aval et en retour, le dernier système (CDMA) - en accès multiple avec division des canaux en code. La norme NMT-450 est largement utilisée en Europe du Nord et en Europe centrale (Suède, Finlande, Belgique, Fédération de Russie, Autriche, Hongrie, Turquie et autres pays), mais sa mise en œuvre a été pratiquement gelée ces dernières années. Tous ces systèmes de communication mobiles utilisent des modèles de cellules avec une plage de 0,1 à 35 km.

Systèmes cellulaires GSM

Le système GSM appartient à la deuxième génération de réseaux cellulaires, qui utilisait une combinaison de méthodes d’accès multiples avec séparation fréquentielle et temporelle (c’est la méthode principale) (par ailleurs, cela est rarement mentionné). Il s’agit d’un système de communication numérique avec contrôle de programme. Il utilise un modèle BOC multiniveau, un système de signalisation par paquets et les principes de la construction d'un réseau intelligent, et en particulier la séparation des fonctions de commutation d'appel de la fourniture de services. Les éléments du système sont capables de contrôler toutes les caractéristiques principales du signal pendant sa transmission, d’éliminer les défauts détectés et d’assumer de nombreuses fonctions de maintenance du réseau (modification de la configuration, suivi de la localisation d’un objet, fourniture d’une fonction de relais, protection des informations transmises, estimation de la puissance de la porteuse contre les brouillages). ). La norme GSM comporte un certain nombre de services cellulaires spécifiques. Ceux-ci incluent:

Utilisation d’une carte SIM (module d’identité d’abonné) pour accéder au canal et aux services de communication;

Fermé pour écoute interface radio;

Cryptage des messages transmis;

Authentification des abonnés et identification des équipements des abonnés à l'aide d'algorithmes cryptographiques;

Itinérance automatique (Itinérance - «errant»; connexion automatique des abonnés au réseau de communication GSM local lorsqu’il est déplacé vers une autre zone de service; généralement lorsqu’il déménage dans un autre pays);

Application de «Short Message Service» (service de messages courts - SMS) - envoi de messages texte courts d’un téléphone à un autre. En outre, le système GSM fournit aux utilisateurs l’ensemble de services suivant: appels de services spéciaux (ambulance, police, service d’incendie 112 sur le continent européen). Le système de communication cellulaire GSM fonctionne dans les bandes de 890 ... 915 MHz pour les émetteurs de stations mobiles (liaisons montantes, c'est-à-dire les stations de base) et de 935 ... 960 MHz pour les émetteurs de stations de base (liaison descendante). - c'est-à-dire aux stations mobiles). La bande passante du canal de communication est de 0,2 MHz, ce qui permet

fournir 124 canaux de communication dans la ressource de fréquence attribuée. L'espacement duplex des fréquences d'émission et de réception d'un canal de communication est de 45 MHz. La portée maximale d'une radiocommunication ou du rayon cellulaire d'une structure cellulaire est de 35 km, la distance minimale est de 50 ... 75 m. L'architecture d'un réseau de communication cellulaire comprend trois composants principaux (Fig. 1.40): un téléphone cellulaire, des stations de base et un sous-système de réseau.

Aujourd'hui c'est l'heure de tout

Quelle absurdité semblait hier.

Emil Verharn

Communications mobiles maritimes, terrestres et aériennes

Au début du XXe siècle, au début du développement de l'ingénierie radio, les communications radio ont commencé à se développer en tant que communications mobiles maritimes. À cette époque, ce type de communication était le seul moyen possible d’organiser la connexion des navires entre eux et avec la côte. La société Marconi au Royaume-Uni, puis dans les entreprises d'autres pays (Russie, États-Unis, France et Allemagne) a organisé la production de stations de radio à étincelles pour navires. Jusqu'en 1904, plus de cinquante navires de la marine russe étaient équipés de stations de radio. L’introduction généralisée des communications mobiles à bord des navires, augmentant considérablement la sécurité de la navigation, a nécessité l’adoption de réglementations et de normes internationales des radiocommunications pour les radiocommunications maritimes. Ces règles et normes ont été adoptées lors de la première conférence internationale des radiocommunications à Berlin en 1903. La technologie mobile maritime a évolué et continue d'évoluer parallèlement à la technologie des systèmes de communication terrestres.

Les exigences en matière de communications mobiles au sol pour la gestion opérationnelle des actions de police ont conduit en 1921 à la création du premier système de communications mobiles par télégraphie aux États-Unis. En fait, il s’est avéré qu’il s’agissait d’un système de radiomessagerie, car il était unidirectionnel et permettait de transférer des ordres aux brigades de police de garde.

Au stade initial de développement des systèmes mobiles terrestres, ils utilisaient les modes de fonctionnement télégraphiques, et plus tard - les modes téléphoniques, ainsi que l’utilisation de l’AB pour l’envoi de messages. En 1940, le premier système de communication mobile utilisant FM a été créé aux États-Unis dans la bande VHF.

L'efficacité des communications mobiles terrestres pour la gestion des services de sécurité (police, services d'incendie, ambulances, etc.), pour la gestion des opérations de transport et dans d'autres domaines conduit à des progrès rapides dans ce domaine. En 1948, le premier système de radiotéléphone de téléphonie mobile entièrement automatique a été créé sans répartiteur. En URSS, la production en série des premières stations de communication mobiles nationales a été établie en 1952.

Chronologie

Dans la seconde moitié du XXe siècle, divers types de communications mobiles apparaissent et se développent en parallèle: un système de radiomessagerie (recherche par radio), un système de jonction et un système de communication cellulaire et des systèmes d'accès sans fil pour abonnés. Considérez l'historique du développement de chacune de ces technologies séparément.

Systèmes de radiomessagerie

Le début du développement des systèmes de PRP à usage commun peut être attribué à 1956, année de la création du premier système "Multiton". Dans ce système, qui utilise un canal radio dédié pour transmettre des messages, l’abonné dispose d’un récepteur compact - un pager capable d’extraire le signal qui lui est adressé du flux général de messages transmis sur le canal radio. Lors de la réception de ce signal, en fonction de la combinaison de codes reçue, un son d’une certaine tonalité était entendu, l’abonné pouvant entendre le message vocal qui lui avait été envoyé en appuyant sur la touche.

Par la suite, pour améliorer l'efficacité de l'utilisation du canal radio, ils ont refusé de transmettre le message vocal. L'appel de l'abonné incluait la tonalité du téléavertisseur, qui l'informait de la nécessité d'effectuer certaines actions (par exemple, appeler un numéro de téléphone prédéterminé). Les systèmes de radiomessagerie exploités dans un canal radio dédié distinct ont été produits par de nombreuses entreprises. Généralement, la largeur de bande du canal était de 25 kHz et la modulation de fréquence était utilisée pour transmettre des signaux. Pour le fonctionnement de ces systèmes, des canaux dans la plage de fréquences de 50 à 900 MHz ont été attribués.

L’élaboration en 1976 du protocole POCSAG, adopté à l’échelle internationale, a constitué une étape importante dans le développement des systèmes de communication par radiomessagerie. En 1982, les pagers ont été développés avec un affichage sur lequel l’abonné pouvait voir le message alphanumérique qui lui était envoyé. Dans les systèmes PRP utilisant ce code, les informations peuvent être transmises à une vitesse de 512, 1200 ou 2400 bps.

Les systèmes de radiomessagerie sont devenus très répandus et, en 1980, afin de réduire les ressources en fréquences, l'idée est venue d'utiliser une station VHF-FM bien développée pour organiser cette communication. Les signaux PDP ont été transmis dans le cadre du signal de radiodiffusion à la fréquence de sous-porteuse de 57 kHz. Cette fréquence était modulée en modulation de fréquence et était située sur le spectre au-dessus de la limite de fréquence supérieure du signal de radiodiffusion. L’introduction généralisée de tels systèmes, appelée RDS (Radio Data System), a débuté dans de nombreux pays du monde en 1987.

Le premier développement national du système de radiomessagerie Luch-1 par l’Institut de recherche et de développement de Voronej a été achevé en 1988.

Depuis les années 1960, des réseaux de PRP nationaux et régionaux ont été créés, couvrant les territoires de plusieurs pays et fournissant des services aux abonnés de l’ensemble de la zone de service. En 1969, le système européen EUROSIGNAL est créé et introduit en France, en Allemagne et en Suisse. Plus tard, le système EUROPEID a été créé, couvrant le territoire de la Grande-Bretagne, de la France, de l'Allemagne et de l'Italie.

En 1992, un système européen ERMES (système européen de radiocommunication de messages) a été créé, fonctionnant dans la bande de fréquences 169,4 - 169,8 MHz. Ce système offre une transmission de signal en itinérance européenne et à haute vitesse (6,25 kbit / s). Il vous permet de créer des réseaux de très grande capacité pour la transmission de divers types de messages, y compris les messages texte. Les réseaux ERMES ne sont pas répandus en raison de la complexité de l'équipement.

En 1993, Motorola a mis au point le protocole FLEX pour les systèmes PRP, qui offre une meilleure immunité au bruit et un ensemble de débits de transfert de messages possibles (1,6, 3,2 et 6,4 kbit / s). Le principal avantage de ce protocole est sa flexibilité: il offre un haut degré de coordination avec les systèmes PRP existants utilisant le protocole POCSAG. De plus, en raison de leur fonctionnement synchrone, les pagers FLEX ont une durée de vie de leur batterie 4 à 5 fois supérieure à celle des pagers POCSAG. Actuellement, 88% des abonnés de tous les réseaux de radiomessagerie dans le monde utilisent le protocole FLEX. En Russie, plusieurs des plus grandes entreprises de téléappel (Vesolink, Interentenna, Inform-Excom, Mobile Telecom) utilisent ce protocole dans plus de cinquante villes.

Chronologie

Systèmes de goulottes

Les possibilités de développement généralisé des communications radio sont principalement déterminées par la présence d'une ressource de fréquence. Jusque dans les années 1960, le principe de l'attribution de canaux de fréquence disponibles à des abonnés de réseau individuels était utilisé dans les réseaux de communication mobiles. Cela a conduit à une utilisation très inefficace de la bande de fréquences attribuée au réseau. L'idée de créer les systèmes de liaisons mobiles avec le libre accès de tous les abonnés du réseau à l'un des canaux inoccupés disponibles a été proposée et mise en œuvre en 1957-1958 par les scientifiques soviétiques B. P. Terentyev, V. V. Shakhgildyan et A. A. Lyakhovkin, qui a créé système de communication mobile avec FIM. Ce système avait 10 canaux de travail et fonctionnait dans la gamme de fréquences de 400 MHz. Plus tard, en 1960, ils ont également mis au point un système de liaisons utilisant des canaux AM et à division de fréquence. L’utilisation de RFS par ce système était très efficace - comparée aux systèmes à modulation de fréquence, la largeur de bande du canal de communication fournie à l’abonné était de 2 à 3 fois inférieure.

Pour les systèmes mobiles avec la Coupe du Monde, qui sont les plus largement utilisés, le principe de la construction de réseaux à ressources partagées a été proposé en 1959 par des spécialistes de l’Institut national de conception de la radio et télédiffusion et du Voronezh Research Institute of Communications. Cette idée a été mise en œuvre dans les systèmes "Altai" et "Altai-2M", qui fonctionnaient jusqu'à récemment en Russie.

Les systèmes de liaisons mobiles sont répandus dans le monde entier. Jusqu'au milieu des années 60, les systèmes de production mobiles mobiles (PMR) ont été développés, développés par des organisations individuelles pour répondre à leurs besoins en communication mobile dans des zones limitées.

Depuis la fin des années 60, le développement intensif des réseaux de communication trunking des systèmes de communication de production et mobiles publics (PAMR) a commencé. Les systèmes PAMR sont créés par les opérateurs de réseaux mobiles sur une base commerciale et déployés sur une vaste zone. Les abonnés de ces réseaux ont la possibilité de communiquer non seulement avec les abonnés de ce réseau, mais également avec les abonnés du réseau RTPC.

À la fin du XXe siècle, il devint nécessaire de créer des réseaux mondiaux de PAMR couvrant de vastes régions, y compris un certain nombre de pays. Les abonnés de ces réseaux doivent être connectés quel que soit leur emplacement et pouvoir accéder au RTPC. Cela est particulièrement nécessaire pour les services de sécurité (police, services des douanes), car cela leur permet de prendre des mesures concertées pour réprimer les activités des groupes criminels, etc.

Les spécificités des systèmes à ressources partagées sont les suivantes: un temps d'établissement de communication très court entre abonnés, la possibilité de passer un appel de groupe, l'établissement d'une communication directe entre terminaux d'abonnés sans utiliser les stations de base du réseau, etc.

Les équipements pour les systèmes de communication à ressources partagées sont produits par de nombreuses entreprises en Europe et aux États-Unis. Jusqu'en 1995, des systèmes de commutation analogique étaient créés, dans lesquels les signaux téléphoniques étaient transmis et le mode FM utilisé. La bande passante d'un canal était de 25-30 kHz. Le développement de la spécification MRT-1327, qui a guidé de nombreuses entreprises dans la production d'équipements, a été une étape importante dans le développement des systèmes de communication par circuits. Au cours de la dernière décennie du XXe siècle, des systèmes de communication par liaison numériques (TETRA - Trans European Trunked Radio). IDEN - Réseau numérique amélioré intégré, EDACS - Système d'accès numérique amélioré, etc.) ont été développés aux États-Unis et en Europe.

La norme pour le système TETRA a été développée en 1992 à l’ETSI. Pour ce système PAMR, plusieurs bandes de fréquences sont attribuées dans la gamme de fréquences inférieure à 1 GHz, dont l'une (380-400 MHz) est destinée à créer des réseaux TETRA pour les services de sécurité européens. Dans ce système, les abonnés bénéficient d'un service d'itinérance. Aujourd'hui, l'introduction de ce système a déjà commencé dans un certain nombre de pays d'Europe occidentale.

Dans le système TETRA, dans chaque canal de fréquence large de 25 kHz, les signaux de quatre abonnés sont transmis via WU. Ainsi, l'efficacité spectrale de ce système est quatre fois supérieure à celle des systèmes conventionnels à modulation de fréquence. Outre la transmission vocale sous forme numérique, les données peuvent être transmises à 7,2 Kbit / s (jusqu'à 28 Kbit / s), plusieurs niveaux de priorité d'appel, appels de groupe, appels urgents, transmission de données par paquets, la possibilité de communication directe entre abonnés étant autorisée, en contournant la station de base (BS). ), etc.

Chronologie

Systèmes cellulaires

En 1947, D. Ring, employé du célèbre laboratoire créé par l'inventeur du téléphone Bell (États-Unis), a présenté une idée remarquable du principe cellulaire de l'organisation des réseaux de communication mobiles. Dans ces réseaux, les zones de service des stations de base individuelles forment des cellules dont la taille est déterminée par la densité territoriale des abonnés au réseau. Les canaux de fréquence utilisés pour exploiter l'un des réseaux BS peuvent être réaffectés conformément à une loi spécifique régissant le fonctionnement d'autres BS appartenant au même réseau. Cela garantit une grande efficacité dans l'utilisation de RFS. Dans les réseaux cellulaires, un abonné, passant d'une station de base à une autre, peut maintenir une communication continue avec l'abonné mobile et l'abonné RTPC. Ces réseaux couvrent de vastes zones et l'abonné, s'il se trouve dans la zone de couverture d'au moins une des stations de base incluses dans le réseau général, peut entrer en contact ou qu'un autre abonné peut l'appeler, quel que soit son emplacement (service d'itinérance).

Vingt ans plus tard, cette idée a été concrétisée dans les réseaux cellulaires mobiles publics. L'introduction de tels réseaux a commencé dans les années 70, d'abord aux États-Unis, puis dans les pays européens, au Japon et dans d'autres régions du monde. Grâce à leur création, de nouveaux services mobiles sont désormais disponibles pour des centaines de millions de personnes dans le monde.

Le premier système de téléphonie mobile analogique de la norme AMPS de première génération, conçu principalement pour les services de téléphonie, a été déployé aux États-Unis en 1979. C'était un système duplex de fréquence et un FDMA. Il s'est répandu dans de nombreux pays du monde. Avec quelques modifications, il a également été introduit plus tard au Royaume-Uni et au Japon. Le système AMPS fonctionne dans la bande des 800 MHz et utilise deux largeurs de bande de 25 MHz avec un espacement duplex de 45 MHz.

En 1981, dans les pays scandinaves, dans la bande des 450 MHz, le système de communication cellulaire NMT-450 de première génération a été mis au point. Ses principes de conception sont similaires à ceux du système AMPS. Les réseaux NMT-450 sont toujours opérationnels dans de nombreux pays européens. Dans les années 1980, des systèmes nationaux de communication cellulaire de première génération ont été créés en Allemagne, en Italie et en France, et le nombre d’abonnés au réseau cellulaire a augmenté rapidement. Pour leur développement, la gamme de fréquences de 900 MHz est également utilisée.

L'incompatibilité des équipements de la première génération de systèmes créés dans différents pays a rendu impossible la fourniture aux abonnés de ces services d'itinérance très importants. C'est pourquoi, en 1982, les pays scandinaves et les Pays-Bas proposent de développer dans la bande des 900 MHz un standard cellulaire numérique européen régional (système de deuxième génération). Outre les services de téléphonie, ce système devrait fournir aux abonnés une gamme de services de transfert de données tels que fax, messages courts, etc. Cette proposition a été soutenue par tous les pays d'Europe occidentale. En 1989, l'ETSI a développé une norme pour le système. GSM L'année suivante, prenant en compte les perspectives de développement des communications cellulaires en Europe et dans le monde, la même norme a été adoptée pour la bande des 1800 MHz. En 1991, des réseaux GSM expérimentés ont été créés et sa distribution mondiale a commencé dans le monde entier, en liaison avec laquelle l'abréviation GSM a acquis un nouveau décryptage - Global Système pour  Communications mobiles. La Finlande, pionnière dans la création de tels réseaux, est la Finlande, qui compte aujourd'hui un nombre record d'abonnés aux réseaux cellulaires (plus de 70% de la population).

Les réseaux cellulaires de norme GSM ont été introduits non seulement en Europe, mais se sont également généralisés dans de nombreux pays du monde. Le développement et la généralisation du système GSM ont clairement démontré à quel point l'efficacité de la coopération internationale pour le développement peut être élevée. nouvelle technologie  communication.

Les principes sous-jacents au système GSM ont ensuite été utilisés dans l'ETSI lors de la création de systèmes de communication par train européens (U1C), de communications par jonction (TUNRA) et de communications sans fil (DECT). Ils ont influencé le développement du système européen de communications mobiles de troisième génération (UMTS - Universal Mobile Telecommunication System).

Le système AMPS est également en cours de mise à niveau, le système numérique D-AMPS est en cours de création et des terminaux d'abonnés pouvant fonctionner à la fois sur des réseaux analogiques et numériques. cette norme. L'utilisation du système D-AMPS vous permet d'augmenter la capacité du réseau cellulaire dans les endroits où les réseaux analogiques étaient surchargés en raison de l'augmentation du nombre d'abonnés.

En Russie, les communications cellulaires ont commencé à se développer depuis 1991, année du déploiement du premier réseau scandinave NMT-450 à Saint-Pétersbourg. Depuis 1994, les réseaux cellulaires de la norme américaine AMPS ont été créés et, depuis 1996, la norme européenne GSM-900. Aujourd'hui, en Russie, des réseaux cellulaires de toutes ces normes sont créés.

L’année 1989 a marqué une étape importante dans le développement des systèmes de communication mobile cellulaire. Cette année, Qualcomm (États-Unis) a achevé le développement d'un nouveau système numérique de deuxième génération utilisant la technologie COMA. Cette technologie a plusieurs fois augmenté l'efficacité de l'utilisation de la réponse en fréquence radio dans les communications cellulaires et a permis la création de réseaux de très grande capacité. Aux États-Unis et dans certains pays d’Asie, cette technologie a été appliquée car elle a permis, si nécessaire, d’accroître la capacité des réseaux AMPS existants. Dans les pays d'Europe occidentale où la répartition des bandes de fréquences entre différents services diffère considérablement de celle des pays des Amériques, les réseaux utilisant cette technologie n'ont pas été créés. Il y avait là un développement intensif des réseaux cellulaires de la norme GSM. En Russie, en 1997, des réseaux d’accès abonnés ont commencé à être créés sur la base de la technologie CDMA.

Les résultats des études de marché menées dans de nombreux pays ont montré que la demande de services de réseaux cellulaires mobiles augmenterait très rapidement au cours des prochaines décennies.

En 1990, l'UIT et les organisations régionales de normalisation (ETSI - Europe, ARIB - Japon et ANSI - États-Unis) ont commencé à travailler à la création d'une norme mondiale unique pour l'équipement des systèmes de communication cellulaire mobiles de troisième génération IMT-2000 (Télécommunications mobiles internationales). En Europe, un système UMTS faisant partie de la famille des IMT-2000 est en cours de développement. La principale condition préalable à la réalisation de ces travaux était qu'au début du siècle, les utilisateurs systèmes mobiles  Il deviendra nécessaire de fournir les mêmes services que dans les communications fixes. Au troisième millénaire, un abonné, quelle que soit sa connexion au RTPC via des canaux filaires ou radio, bénéficiera de l’ensemble des services multimédias à large bande fournis par l’infrastructure mondiale d’information.

En 1992, la CMR a décidé d'attribuer, dans une bande de 2 GHz, une bande de fréquences mondiale au développement de systèmes de communications mobiles cellulaires de troisième génération. Dans les réseaux de communication mobiles de troisième génération, la vitesse de transmission des messages augmentera considérablement: elle atteindra 380 Kbits / s dans les réseaux cellulaires et microcellulaires et jusqu'à 2 Mbps dans les réseaux pico-cellulaires déployés à l'intérieur. Pour transmettre des messages par liaison radio dans ces réseaux, les systèmes avec COMA sont principalement utilisés.

Dans le processus de création d'une norme mondiale unifiée pour les réseaux de troisième génération, des dizaines de propositions différentes ont été présentées par les principaux fabricants mondiaux d'équipements de télécommunications. Il n’a pas été possible de parvenir à un accord complet dans le choix d’une norme unique. En effet, lors de l’élaboration de normes, l’architecture de réseau UMTS peut être envisagée pour développer des réseaux de nouvelle génération avec une utilisation maximale de l’infrastructure existante. Au cours des dernières années, diverses infrastructures de réseau cellulaire se sont développées dans différentes régions du monde. Toutefois, à l'UIT, il est maintenant décidé que cinq types de systèmes seront mis au point à l'avenir, sur la base de propositions émanant d'organismes régionaux de normalisation en Europe, aux États-Unis, au Japon, en Corée et en Chine. L’UIT a décidé que les réseaux créés créeraient des abonnés itinérants globaux, quel que soit le système de troisième génération utilisé dans leur pays de résidence.

Des licences ont déjà été octroyées dans plusieurs pays européens pour la création de réseaux de communication mobile de norme UMTS. Leur mise en service commercial aura lieu en 2002.

Chronologie

Systèmes d'accès radio d'abonné

La création de systèmes d’accès radio d’abonné (ADR) a été une des grandes orientations du développement des communications mobiles à la fin du XXe siècle.

En 1975, la société américaine Motorola a lancé le premier téléphone analogique sans fil (ST - Cordless Telephone). Ce dispositif permettait à l’abonné de se déplacer librement avec un combiné sans fil dans un rayon d’environ 100 mètres de la plate-forme de base reliée par fil au réseau téléphonique public commuté. La communication entre le combiné et la plate-forme a été établie sur le canal radio entre 40 et 80 MHz en FM.

En 1988, le système multicanal analogique ST-1 a été développé avec FDMA, fréquence duplex (BH) et FM, fonctionnant dans la gamme de fréquences allant de 864 à 868 MHz. L'abonné de ce système avait libre accès à quarante canaux de fréquence d'une largeur de 100 kHz et pouvait également se déplacer dans un rayon d'environ 100 mètres de la station de base connectée au RTPC.

Quelques années plus tard, dans la même gamme de fréquences, un système numérique ST-2 avec un FDMA et un duplexage temporel (VD) a été créé. Dans un canal de fréquence d'une largeur de 100 kHz, un paquet de messages est transmis d'un abonné à la BS dans un intervalle de temps, et sur le prochain - de la BS à l'abonné. Pour la transmission de messages, une modulation de fréquence gaussienne avec un décalage minimum a été utilisée. La norme ST-2, adoptée par l'ETSI, a été utilisée dans de nombreux pays européens pour créer un système "Telepoint" conçu pour les communications monofréquences entre abonnés mobiles et abonnés au RTPC. Ce système permettait uniquement les appels sortants aux abonnés mobiles.

Sur la base des principes qui sous-tendent le système ST-2, des systèmes multicanaux avec TDMA ont été développés ultérieurement: DCT-900 (Suède) dans la bande des 900 MHz et DECT (Digital European Cordless Telecommunications). La norme pour le système DECT a été publiée par l'ETSI en 1992. Ce système fonctionne dans la gamme de fréquences 1880-1900 MHz, divisée en dix canaux radio, chacun permettant la réception et la transmission de douze canaux numériques avec VD. La libération des équipements DECT a commencé en 1996.

En 1995, le développement était achevé: aux États-Unis, dans la bande des 2 GHz, des systèmes PACS (accès public Système de communication) et au Japon, dans la bande des 1,5 GHz, le système PHS (Personal Handphone System).

Dans les systèmes DRA numériques, les signaux de parole sont convertis en un flux numérique avec un taux de transmission de 32 Kbps en utilisant ADPCM.

Les réseaux de ARD au standard DECT se développent aujourd'hui de manière très intensive dans les pays d'Europe. Dans un proche avenir, cette norme de l'ETSI sera finalisée et fournira le même ensemble de services de communication à haut débit que celui fourni par les réseaux mobiles pico-cellulaires de troisième génération.

Chronologie

Systèmes mobiles aéronautiques

Bien que les systèmes de communication mobiles aéronautiques professionnels aient commencé à être créés dès les années 1920, le premier système national de cellule aéronautique à caractère commercial "Airfone" a été créé aux États-Unis en 1980. Ce système permettait aux passagers d’avions d’établir et de maintenir la communication avec tout abonné du réseau RTPC par l’intermédiaire des réseaux de BS établis dans le pays. Pendant le vol, les passagers pourraient résoudre des problèmes liés à la commande de taxis, d’hôtels, de billets pour tous les types de transport, mener des négociations commerciales, envoyer des fax. Aux États-Unis, tous avion de passagersLes vols sur les lignes domestiques sont équipés du système "Airfone".

En 1992, les bandes de fréquences 1670-1675 MHz (Terre - aéronef) et 1800-1805 MHz (Terre - avion) ​​ont été attribuées au système TFTS (Système de télécommunications de vol terrestre) mis au point par l'ETSI. Le système prend en charge 164 canaux radio d'une largeur de 30 kHz et assure l'itinérance internationale. Un plan de déploiement de BS a été développé dans tous les pays européens. À l'heure actuelle, quatre stations au sol ont été installées dans quatre pays d'Europe occidentale (Grande-Bretagne, France, Italie et Suède) pour effectuer des essais de fonctionnement de ce système. Aujourd'hui, plus de 260 avions de Suède, de France et du Royaume-Uni sont équipés d'équipements TFTS. Ce système sera pleinement déployé au cours de la première décennie du XXIe siècle.

Chronologie

Etapes de développement des réseaux mobiles terrestres

Les communications mobiles ont connu un énorme développement au 20ème siècle, en particulier au cours du dernier trimestre. Cela a commencé avec la création de systèmes répondant aux besoins de la police et des services municipaux, ainsi que divers besoins de production.

Au début des années 80, après la création de réseaux cellulaires, ce type de communication est largement utilisé et le nombre d'abonnés dans les réseaux mobiles commence à augmenter rapidement. À l'heure actuelle, les réseaux de téléphonie mobile cellulaire dans différentes régions du monde comptent environ 650 millions d'abonnés.

Au cours des cent dernières années, les communications mobiles terrestres ont connu les principales étapes de développement suivantes:

introduction aux communications mobiles de la Coupe du monde (1940);

la création des premiers réseaux de PDF à usage général (1956);

création des premiers systèmes de liaisons avec libre accès de tous les abonnés du réseau à la ressource de fréquence disponible (1972);

introduction des premiers systèmes d'accès d'abonné (1975);

introduction de systèmes mobiles analogiques cellulaires à haute efficacité d’utilisation d’une bande de fréquences dédiée (1979 - AMPS; 1981 - NMT-450);

introduction de systèmes de communication mobiles aéronautiques publics (1980);

introduction des systèmes de communication mobile numérique (1992 - GSM; 1995 - CDMA).

Le début des années 80 est également significatif en ce sens que les pays d'Europe occidentale commencent à mettre en œuvre une politique technique coordonnée pour le développement des systèmes de radiocommunication et de radiodiffusion. L'ETSI développe une série de normes pour les équipements de communication mobile (GSM, TETRA, ERMES, DECT, TFTS, etc.).

Le système GSM, fonctionnant dans les bandes des 900 et 1800 MHz, a été le premier système cellulaire numérique commercial à grande échelle à remporter un succès mondial considérable en peu de temps. Il existe actuellement environ trois cent cinquante réseaux GSM dans cent trente pays. En 2001, on s'attend à ce que ces réseaux desservent sept cent millions d'utilisateurs. Dans certains pays, le nombre d’abonnés au réseau cellulaire devient proportionnel au nombre d’abonnés au RTPC. Le nombre d'abonnés aux réseaux de communication par jonction croît également rapidement. Selon les recherches de l'ETSI, à la fin du XXe siècle, le chiffre dépassera huit millions.

En réponse aux besoins du marché européen interne, les directives du Conseil européen ont défini des mesures pour l'introduction généralisée des réseaux GSM, DECT et ERMES dans les pays européens. En 1994, la Commission européenne a adopté le Livre vert sur la communication personnelle mobile, dans lequel les pays européens ont établi les principes d'une politique technique commune pour le développement des communications mobiles au cours des prochaines décennies.

Communications mobiles par satellite

La création de systèmes à satellites constitue une orientation très prometteuse dans le développement des communications mobiles publiques. Ces systèmes permettent d'établir des communications avec des régions étendues à faible densité de population, dans lesquelles la création de systèmes cellulaires mobiles terrestres est économiquement injustifiée. Elles ont commencé à se développer au cours des deux dernières décennies du 20e siècle et deviendront sans doute très répandues au 21e siècle, car elles permettront aux communications mobiles mondiales (par la terre, y compris dans les zones isolées à faible densité de population, mer et air). L'un des premiers systèmes de ce type est le système de test TATS créé en 1967 aux États-Unis.

Un aspect important de la création de ces systèmes est que la mise en œuvre de nombre d’entre eux est réalisée avec la coopération internationale des ressources financières, industrielles et intellectuelles des pays participant à cette coopération.

En 1979-1982, le système de communication mobile par satellite Inmarsat de première génération a été créé et mis en service. Ce système est exploité par l'organisation internationale Inmarsat, à laquelle 86 pays, dont la Russie, participent. Le système utilise 4 à 5 satellites situés sur des orbites géostationnaires (GO) et fournit (à l'exception des régions polaires) un service client global à travers le monde. Il a été créé pour l’organisation des communications maritimes mobiles, mais il est également utilisé pour les communications mobiles terrestres et aériennes et compte aujourd’hui plus de cent quarante-trois mille stations terriennes de communications par satellite. Les terminaux de ce système sont équipés de trente-cinq mille navires de la flotte mondiale.

Haute pertinence de la création et de la mise en œuvre de communications personnelles mobiles globales (GMPCS - Global Mobile) Communication personnelle  Systèmes informatiques) a conduit à la nécessité d’élaborer au sein de l’UIT des principes généraux de réglementation internationale de l’utilisation de tels systèmes.

Un certain nombre de projets internationaux et nationaux visant à créer de tels systèmes basés sur des satellites de communication sur des orbites non géostationnaires (ONG) ont été proposés. L'utilisation d'ONG de satellites permet, par rapport aux satellites HO, de réduire considérablement le retard dans le canal de communication, ce qui est très important pour la transmission vocale, de réduire la ligne électrique, ce qui réduit considérablement la taille et le poids du terminal d'abonné, ainsi que l'utilisation de terminaux d'abonné avec antennes omnidirectionnelles.

Le premier système GMPCS était le système Iridium, proposé en 1985. Au cours de ces années, ce projet semblait ambitieux et très difficile. Le système prévoyait le lancement de 88 satellites situés sur 11 plans orbitaux équidistants les uns des autres (plus tard système mis en œuvre  66 satellites ont été utilisés). Dans ce système, des communications inter-satellites entre deux satellites voisins de la même orbite et des plans orbitaux adjacents ont été organisées pour la première fois, son répéteur embarqué assurant le traitement et la commutation de canaux, etc. Pour la transmission de signal, une technologie de transmission de signal similaire à celle utilisée dans un système de communication mobile cellulaire a été utilisée. Le standard duplex GSM est utilisé et le taux de transfert des messages varie de 2,4 à 9,6 kbit / s.

En 1998, le système Iridium a été pleinement mis en œuvre et assurait la transmission des messages vocaux et fac-similés, des signaux de données et de radiomessagerie, ainsi que la transmission des signaux de navigation GPS (Global Position System). Malheureusement, lors de sa mise en œuvre, un certain nombre d’erreurs de calcul marketing ont été autorisées et elle n’a pas pu obtenir le nombre requis d’abonnés. Cela s’explique notamment par le fait qu’au cours des 6 à 7 années écoulées depuis le début du développement du projet Iridium, les réseaux cellulaires terrestres se sont développés très rapidement et couvraient de vastes zones de nombreux pays. À la fin de 1999, la société Iridium était en faillite et avait cessé d’exister. Malgré l'échec commercial du projet Iridium, sa mise en œuvre constitue la plus grande réussite scientifique et technique du XXe siècle. L'expérience unique acquise lors de la création de ce système sera certainement utilisée dans la mise en œuvre de projets de communications par satellite encore plus ambitieux.

En 1991, l'idée de créer un système plus simple que le système Iridium, le système Globalstar, a été avancée, et plusieurs années plus tard (en 1994), l'ICO (orbite circulaire intermédiaire) a été séparée d'Inmarsat, qui a commencé à créer systèmes mobiles par satellite du même nom. Ces systèmes, ainsi que le système Iridium, utilisent des satellites d’ONG. Ils sont censés fournir essentiellement les mêmes services que dans le système Iridium.

Le système Globalstar utilise la même interface hertzienne CDMA que celle utilisée dans le système mobile terrestre américain; la communication est assurée dans la bande de fréquences 1,6-2,5 GHz à l’aide de 50 stations terriennes et de 48 satellites de télécommunication situés dans 8 plans disposés sur des orbites basses d’ONG.

L’ICO utilise une interface radio TDMA, similaire à celle utilisée dans le système GSM. La communication avec le réseau public est assurée par 12 stations terriennes et 10 satellites de communication,

situé sur deux plans dans des orbites d’ONG de taille moyenne. Pour fonctionner sur les orbites polaires b du système ICO, des bandes de fréquences de la gamme 1,9-2,1 GHz ont été attribuées, ce qui est destiné au développement des réseaux mobiles de troisième génération.

Les projets des systèmes Globalstar et ICO sont sur le point d'être achevés et, au tout début du XXIe siècle, ils fourniront des services à leurs abonnés. Dans les systèmes créés, grâce à l'utilisation de combinés d'abonnés "multimodes", il sera possible de les exploiter dans les réseaux cellulaires terrestres existants répondant aux normes existantes. On prévoit qu'en 2010, le nombre total d'abonnés aux réseaux mobiles par satellite s'élèvera à 25 millions.

Outre les systèmes mentionnés, des systèmes de communications mobiles par satellite sont en cours de développement dans plusieurs pays, ainsi que des systèmes de communications mobiles par satellite spécialisés conçus pour surveiller l'état et la localisation des véhicules, assurer les communications en cas d'urgence, effectuer une surveillance environnementale et industrielle, etc. Certains d'entre eux ont déjà été mis en œuvre et leur fonctionnement a commencé.

Chronologie

Les communications mobiles, qui utilisent à la fois des systèmes de communication radio terrestres et par satellite, constituent l’un des secteurs des télécommunications qui connaissent la plus forte croissance. Le développement des réseaux de radio cellulaire est en cours à un rythme particulièrement rapide dans le monde et ici en Russie. Le nombre d'utilisateurs de téléphones mobiles a dépassé les 850 millions en 2008. Selon le nombre d'abonnés au système de communication mobile, on peut déjà juger du niveau et de la qualité de la vie dans un pays donné. Jusqu'ici, la part de la population utilisant la communication cellulaire en Russie est d'environ 7 ... 10%, en Finlande à titre de comparaison ?? 75%. Cependant, le taux de croissance du nombre d'abonnés mobiles en Russie (près de 200% par an) est encourageant. Selon la classification de l'UIT, les systèmes de communication mobile sont des systèmes d'accès sans fil à une ligne d'abonné. Une caractéristique de tout système d'accès sans fil à des lignes d'abonné est la présence d'un canal radio sur la station d'abonné. Au début du développement de l’ingénierie radio au début du XXe siècle. communications radio développées en tant que communications mobiles maritimes. À cette époque, ce type de communication était le seul moyen possible d’organiser la connexion des navires entre eux et avec la côte. La société Marconi au Royaume-Uni, puis dans les entreprises d'autres pays (Russie, États-Unis, France et Allemagne) a organisé la production de stations de radio à étincelles pour navires. En particulier, même avant 1904, plus de cinquante navires de la marine russe étaient équipés de stations de radio de navire. Il convient de noter que le fonctionnement normal d’un système de communication implique l’échange d’informations dans tous les services de télécommunication (la télécommunication est la transmission de messages au moyen de signaux électriques), qui doit être effectué conformément à certaines règles (normes) prédéterminées. Ces règles sont à présent mises au point par plusieurs organisations internationales de télécommunication. L’introduction généralisée des communications mobiles à bord des navires, augmentant considérablement la sécurité de la navigation, a nécessité l’adoption de réglementations et de normes internationales des radiocommunications pour les radiocommunications maritimes. Ces règles et normes ont été adoptées lors de la première Conférence internationale des radiocommunications à Berlin en 1903. Les exigences en matière de communications mobiles au sol pour la gestion opérationnelle des actions de police ont conduit en 1921 à la création aux États-Unis du premier système de communication mobile par télégraphe de dispatching. En fait, il s’agissait d’un système de communication de radiomessagerie, car il exerçait une action unidirectionnelle et permettait de transférer les ordres aux brigades de service de la police. Au stade initial de développement des systèmes mobiles terrestres, ils utilisaient les modes de fonctionnement télégraphiques, et plus tard ?? modes téléphoniques avec application pour la transmission de messages de modulation d'amplitude. En 1940, le premier système de communication mobile utilisant la modulation de fréquence (FM; voir le chapitre 2) a été créé aux États-Unis dans la bande VHF. En 1948, le premier système de radiotéléphone de téléphonie mobile entièrement automatique a été créé aux États-Unis. En URSS, la production en série des premiers systèmes de radiocommunications mobiles a été établie en 1952 (il est à noter que l'histoire des communications cellulaires remonte à plus de 40 ans et que, bien que la plupart des développements occidentaux soient désormais courants dans la Fédération de Russie, le premier téléphone portable a été conçu au début de l'année 70 années du XX siècle Institut de recherche en communication de Voronej (VNIIS). L'efficacité des systèmes mobiles terrestres pour la gestion des services de sécurité (police, services d'incendie, ambulances, etc.), pour la gestion des opérations de transport et dans d'autres domaines conduit à des progrès rapides dans ce domaine. Les systèmes de communication radio (DSS) mobiles (souvent appelés mobiles, faisant référence à des systèmes de communication cellulaires) fournissent simultanément un grand nombre d'abonnés mobiles dont l'emplacement dans une certaine zone est arbitraire. Par conséquent, presque tous les SSD sont construits selon la méthode de l'accès multiple (dans la littérature de langue anglaise et dans d'autres publications souvent multiples). Les principes d'organisation de l'accès multiple ressemblent aux principes de l'étanchéité des canaux. Dans la théorie de la communication, le multi-accès (MD) fait référence à la possibilité d'accéder à un émetteur-récepteur de base (BPS; à partir de l'anglais Base Transceiver Station BTS) ou à un répéteur satellite de plusieurs stations mobiles (MS; terminal d'abonné; radiotéléphone; téléphone portable ; téléphone cellulaire; Anglais Station mobile ?? MS), dans lequel ces derniers peuvent simultanément transmettre et recevoir des informations par son intermédiaire. L'efficacité des méthodes de MD est principalement évaluée par la capacité (capacité), la vitesse, la fréquence utilisée et par quelques autres indicateurs des systèmes de communication. Dans ce cas, sous la capacité de tout système de communication, comprendre le nombre de canaux différents ?? communications radio, téléphone, télévision, transmission de données numériques, etc., ou, plus généralement, pour les systèmes numériques, le nombre de bits par seconde pouvant être transmis à travers un réseau donné. Le problème du choix de la meilleure méthode MD consiste à trouver la base (ensemble) des signaux orthogonaux, qui fournissent les paramètres et les caractéristiques optimales d’un système de radiocommunication mobile. En ingénierie radio et en théorie du transfert d'informations, la formation de bases de signaux orthogonaux repose sur la séparation des signaux en fréquence, en temps et en forme. Conformément aux méthodes de formation de bases de signaux orthogonaux, il existe trois méthodes principales pour organiser la MD. Accès par division de fréquence (FDMA; Accès multiple par division de fréquence, FDMA; FRC analogique) est le moyen le plus simple d’organiser le travail, dans lequel chaque station mobile fonctionne dans une certaine bande de fréquences dans une zone désignée de la plage spectrale. Entre les bandes de travail des canaux adjacents, de petits intervalles de fréquence de protection sont fournis, permettant de séparer les signaux reçus de différentes stations mobiles avec la précision requise. Cependant, dans tous les pays, le spectre de fréquence utilisé ?? une réserve stratégique unique, et ce n'est pas une ressource d'État renouvelable. Accès multiple avec multiplexage par répartition dans le temps (TDMA; Anglais; Accès multiple par répartition dans le temps - AMRT; analogique au format WRC) utilisé dans les systèmes de communication mobiles en raison des limitations du spectre de fréquences attribué de manière spécifique à des pays et des régions. Avec un tel accès, l'orthogonalité des signaux dans les stations mobiles est obtenue en affectant à chacun d'eux l'émission ou la réception de signaux d'un certain intervalle de temps répété périodiquement ?? Cadre TDMA. La durée de la trame est principalement déterminée par le trafic réseau. Les intervalles d'émission du BPS et des stations mobiles sont synchronisés entre eux, ce qui exclut leur chevauchement temporaire. La première spécification de la technologie TDMA a été mise au point par des experts de l'American Telecommunications Industry Association (Association de l'industrie des télécommunications - TIA) en 1988. conformément aux "exigences techniques de l'utilisateur" (UPR) ?? document publié par l'Association de l'industrie cellulaire ?? (CTIA), qui définit le contenu technique des systèmes de communication mobile des années 90. XX siècle. Cette spécification a été publiée la même année que la norme IS-54 pour les accès multiples avec division temporelle des canaux du système de communication. Pour augmenter la bande passante d'un réseau de communication TDMA, il est généralement utilisé conjointement avec le multiplexage par division de fréquence. Plusieurs canaux de division de code d'accès (mdcr; Eng. ??Accès multiple par division de code? CDMA ) repose sur l’utilisation de signaux à large bande ou pseudo-parasites (l’abréviation de PSS correspond aux deux variantes du terme). Dans les systèmes de radio mobile CDMA, tous les avantages de la répartition fréquentielle et temporelle sont utilisés. Premièrement, le signal a une durée plus longue, est réparti dans le temps et, par conséquent, la puissance rayonnée maximale est bien inférieure à celle obtenue avec FDMA et TDMA, bien que la puissance moyenne soit la même. Deuxièmement, avec des signaux de longue durée, il n’ya pas de fronts raides et puissants d’impulsions de rayonnement. Troisième avantage ?? Les systèmes CDMA vous permettent de saisir une variété de combinaisons de codes, offrant un secret de négociation presque parfait et une immunité au bruit. Cependant, la mise en oeuvre de la méthode du code d’accès multiple au canal radio est associée à certaines difficultés techniques liées au problème de synchronisation dans le fonctionnement de toutes les stations d’abonné et à la mise à niveau de puissance des signaux reçus par la station de base afin d’éviter la suppression d’un signal faible par un signal fort. Notez que les méthodes de séparation des signaux unidimensionnels ont déjà été considérées. Dans les systèmes d’information par satellite et autres systèmes d’information par radio, il existe également diverses méthodes d’accès multiple avec séparation spatiale (MDPR; accès multiple par division spatiale SDMA) dans la direction d’arrivée des ondes radioélectriques (une antenne de réception à deux faisceaux est notamment utilisée, à laquelle sont connectés deux récepteurs de même bande). fréquences, ce qui permet un accès simultané au satellite à partir de deux points différents de la Terre) et leur polarisation spatiale (accès multiple par polarisation - PDMA).

Les systèmes de communication mobiles existants peuvent être divisés en cinq grands groupes:

Systèmes de communications mobiles cellulaires (JCSS);

Systèmes de communications mobiles professionnels (SPS);

Systèmes d’appel radio personnel (SPRV), ou pagination (de eng.

pagination ?? système de communication écrite);

Systèmes de communication mobiles par satellite (SPSS);

Systèmes téléphoniques sans fil (SBT).

Tous les systèmes mobiles ci-dessus sont basés sur le concept cellulaire et travaillent sur des protocoles spécifiques.

Systèmes de communication cellulaire mobile (mobile)

En 1946, le laboratoire de recherche des laboratoires Bell (AT & T, St. Louis, Missouri, États-Unis) a créé le premier réseau de communication mobile. Il s’agissait du système de communication à six canaux (c’est-à-dire avec six fréquences porteuses) le plus simple avec une station émetteur-récepteur de base pour l’émission et la réception de messages d’abonné. Ce réseau de communication reposait sur le principe dit de l'inévitabilité ou de la fatalité: une antenne était montée sur le plus haut gratte-ciel de la ville, à laquelle un émetteur de grande puissance était connecté. La masse du premier radiotéléphone était de 30 kg et, pour pouvoir fonctionner, l'abonné mobile devait disposer d'une batterie haute capacité et d'un générateur de courant continu. Les «téléphones cellulaires» étaient donc installés dans les voitures. La commutation de l'abonné entre les canaux de communication, à la recherche de libre, a été effectuée manuellement. L'émetteur radio permettait aux passagers ou au conducteur de contacter le PBX et ainsi effectuer l'appel. Dans le même temps, la communication téléphonique était difficile (simplex) ?? il était impossible d'écouter et de parler en même temps. Donc, pour transmettre votre message à l'interlocuteur, vous deviez appuyer sur le bouton du combiné et le maintenir enfoncé, et pour entendre la réponse, vous deviez relâcher le bouton. Pour appeler le radiotéléphone, il fallait d'abord appeler le central téléphonique, puis signaler le numéro à l'opérateur. Au total, un tel système de communication «primitif» supportait 23 utilisateurs simultanément et était destiné aux hommes d’affaires se déplaçant de New York à Boston. Mais l’idée novatrice de Bell Laboratories n’a pas pris racine ?? L'utilisation des services mobiles était trop chère. Cependant, le grain a été semé. Comme ce système de communication s'est vu attribuer une ressource de fréquence limitée, l'augmentation du nombre d'abonnés desservis a nécessité une augmentation proportionnelle du nombre de fréquences porteuses de la station de base. Et pour la communication, une plage avec des canaux de fréquence fixes a été attribuée. Si des canaux de communication proches en fréquence sont utilisés simultanément, il est presque impossible de communiquer à l'aide de téléphones.

La première tâche a été résolue avec succès par le développement rapide de la base d'éléments, en particulier la création de transistors bipolaires. Le problème de l'efficacité d'utilisation d'une ressource de fréquence limitée a été résolu en développant le concept cellulaire d'un système de communication. L'idée du principe cellulaire de l'organisation des réseaux de communication mobile a été avancée en 1947 par un employé du laboratoire Bell.laboratoires de D. Ring (D. Ring ). Le concept de communication cellulaire était simple. La totalité de la zone de communication desservie (territoire) est-elle divisée en cellules ?? cellules (idéalement, hexagones réguliers; la topologie d'un tel réseau ressemble à une cellule en nid d'abeille? d'où le nom actuel du téléphone cellulaire) avec réutilisation de fréquence (Fig. 1.38) .

Fig. 1,38. Construction d'un système cellulaire mobile

Cela a considérablement augmenté l'efficacité de la gamme de fréquences, ce qui a augmenté la capacité du système. Au centre de chaque cellule, une station émettrice-réceptrice de base de faible puissance est installée avec un ou plusieurs ensembles spécifiques de fréquences porteuses (canaux de communication) suffisants pour établir une communication d'abonné en fonction du trafic prévu. Les stations d’émetteur-récepteur de base utilisant une ligne de communication filaire, radio ou fibre optique connectée à la sortie du terminal cellulaire, qui est connecté au réseau téléphonique public. Vingt ans plus tard, cette idée a été concrétisée dans les réseaux de radio mobile publics. L'introduction des réseaux de radio mobile commence dans les années 1970. au 20e siècle, d'abord aux États-Unis, puis dans les pays d'Europe occidentale, au Japon et dans d'autres régions du monde. Grâce à leur création, de nouveaux services de radio mobile sont désormais disponibles pour des centaines de millions de personnes dans le monde. Notez que physiquement, dans les réseaux de communication cellulaires, la couverture radioélectrique de tout territoire est assurée par des cellules,

tennes BPS qui ont un motif circulaire. Néanmoins, la communication proprement dite est effectivement réalisée sur un modèle cellulaire. Le fait est que l'intersection des cercles voisins se produit le long d'accords qui forment idéalement des cellules hexagonales ?? nids d'abeilles (voir cercles et hexagones à la Fig. 1.38). En raison du fait que toute cellule de fig. 1,38. La construction d'un système cellulaire mobile, une station de base de faible puissance desservira déjà une zone plus petite, ce qui permet de réduire considérablement sa puissance (ainsi que celle de la station mobile). En réalité, la puissance de chaque station de base peut être réduite de dizaines et de centaines de fois, mais leur

le pouvoir, naturellement, est important et à la mesure du pouvoir d’un seul grand réseau de distribution, qui desservirait le même territoire. Notez qu'avec les signaux informatifs, BPS émet les soi-disant signaux pilotes ?? fluctuations spéciales modulées ou autres. En mesurant et en comparant les signaux pilotes de différents BPS, le MS choisit le plus grand. Un BTS avec un diagramme d'antenne circulaire émet un signal de même puissance presque en cercle, ce qui revient à recevoir des interférences de toutes les directions pour des stations d'abonné situées dans des cellules voisines. Dans ce cas, le brouillage causé aux canaux de fréquence coïncidents a un effet particulièrement perturbateur sur la réception de signaux ?? co-fouillis. Pour éviter l'exposition aux interférences dans le même canal, les cellules ayant le même ensemble de fréquences porteuses sont entrelacées avec des cellules tampons ayant un autre ensemble de fréquences. Un groupe de cellules dans la zone de service avec différents ensembles de fréquences est appelé un cluster, et le nombre de fréquences dans l'ensemble ?? dimension de cluster. Sur la fig. 1.38 lignes en gras surlignées structure cellulaire avec dimension de clustern   = 7. Pour réduire le niveau global de brouillage causé par les cellules et les périphériques d'abonnés voisins, ainsi que par le brouillage causé par des sources extérieures de rayonnement électromagnétique, une antenne directionnelle à plusieurs sections est utilisée aux stations de base, ce qui permet de diviser l'espace de recouvrement radio total en secteurs distincts. L'antenne BPS avec un secteur DN émet presque toute l'énergie du signal transmis dans une direction donnée et le niveau de rayonnement latéral est réduit au minimum. La construction sectorielle des antennes BPS permet une utilisation multiple d'un ensemble de fréquences tout en réduisant le niveau de brouillage dans le même canal. En fonction du nombre d'abonnés opérant dans la cellule, de la charge et de la situation électromagnétique au sol, des antennes de différentes configurations et tailles sont utilisées. La plus grande capacité est fournie par le modèle cellulaire d'un réseau de radiocommunications contenant quatre BPS avec six antennes à 60 degrés (Fig. 1.39).

Fig. 1.39. Le modèle JCSS avec douze bandes de fréquences

Il ressort du schéma de principe du système de ce modèle que chaque fréquence est utilisée deux fois dans la zone composée de quatre BPS (quatre cellules sont marquées d’une ligne en gras). Grâce à ce modèle de construction, chacun des quatre BPS situés dans les zones de couverture de six antennes à 60 degrés dans une cellule peut fonctionner sur douze groupes de fréquences (n = 12). Tous les systèmes de communication cellulaires avec réutilisation d’un ensemble de fréquences conçu pour répondre aux exigences importantes ?? Les coordonnées de l'emplacement de l'abonné mobile sont inconnues à l'avance et imprévisibles dans la zone de service spécifiée de ce réseau. Grâce au contrôle automatique de gain de haute précision des amplificateurs de puissance de sortie des émetteurs BPS, l'efficacité du chevauchement de secteur est proche de 100%. L'un des principaux problèmes du développement des systèmes de communication cellulaires est d'assurer une communication ininterrompue pendant le mouvement de l'abonné dans la zone de service. Pour le résoudre, le concept cellulaire comprend le principe de «transfert» (transfert intercellulaire) de signaux de négociation d’une cellule à l’autre, ce qui permet à l’abonné d’entretenir une conversation en franchissant librement la frontière de la BPS à un autre. Il existe deux types de transferts modernes:

Externe ?? lorsque la BTS change, par laquelle passe la connexion au réseau;

Interne ?? lors d’une conversation, le canal de réception / transmission change.

En règle générale, l’introduction d’un réseau de communication cellulaire commence par le déploiement d’un petit nombre de grandes cellules d’une portée de 1 à 35 km, appelées macrocellules. Lorsque la charge dans la cellule atteint un niveau pour lequel le nombre de canaux existant est insuffisant (la probabilité de ne pas fournir de canal à l'abonné devient supérieure à 5%), cette cellule est divisée en cellules plus petites avec une puissance réduite d'émetteurs BPS et MS. Dans le même temps, la structure des macrocellules se transforme progressivement en un réseau avec des cellules plus petites (micro-cellules) avec un grand nombre et une portée pouvant aller jusqu'à 1 000 mètres, et la capacité du réseau sur le territoire de la cellule régionale augmente d'un nombre de fois égal au nombre de cellules nouvellement créées. Cette méthode de conversion de réseaux cellulaires est appelée division. Dans ce cas, la puissance des émetteurs radio de la station de base diminue encore plus. Cette méthode de séparation est répétée jusqu'à ce que le réseau atteigne la valeur de débit calculée. Le vieil équipement de division reste complètement, seule la puissance des sources de rayonnement change. Les micro-cellules sont destinées au trafic, reflétant les mouvements lents sur de courtes distances ou des abonnés debout situés dans la rue, dans des bâtiments, des gares de chemin de fer, des aéroports. Les principes de construction des réseaux microcellulaires et macrocellulaires sont très différents. La création de petites cellules pose un problème complexe lorsqu'un abonné d'un véhicule en mouvement rapide traverse plusieurs cellules au cours d'une même session de communication. Cela entraîne une augmentation du nombre de commutations entre BPS et donc la nécessité de développer des algorithmes de commutation à grande vitesse pour la "transmission relais" de l'abonné. Dans ce cas, la continuité de la communication est assurée par la capacité du système MS à transmettre une communication à ces BPS dans les zones où il se trouve actuellement. Le centre de commutation système, basé sur des mesures en continu des signaux BPS les plus proches de l’abonné mobile en mouvement, détermine le moment où il franchit la frontière des deux cents. Après cela, le centre bascule le canal de conversation de la première cellule à la seconde en un temps si court que la continuité de la conversation reste. Toutefois, cela nécessite un algorithme complexe pour déterminer le numéro de la cellule à partir de plusieurs voisins, où un véhicule en mouvement (une personne pénètre), et des solutions de circuit complexes. Le même algorithme libère le canal dans la première cellule et recherche le canal et établit une communication sur celle-ci dans la seconde cellule voisine. La deuxième différence est liée aux difficultés de prévision des conditions de propagation des ondes radio dans les petits territoires desservis par le système de communication. Cela nécessite des cartes électroniques de la région, la topographie des rues, des bâtiments, etc. Si dans une cellule ou un groupe de cellules le trafic commence à dépasser de manière significative la valeur estimée, est-il divisé en plusieurs cellules? picosot ?? avec un rayon de service de 10 ... 100 m et des émetteurs BPS de faible puissance. Dans le même temps, la capacité du réseau augmente d'un nombre de fois égal au nombre de pico cellules nouvellement formées. En règle générale, avec les structures de construction de réseaux micro et picocellules, la nécessité de recourir à la transmission par relais d'abonné et à la réutilisation des fréquences est éliminée. Le développement rapide des technologies radioélectroniques modernes et "connectées" leur a permis de maîtriser un nouveau concept de construction d'un système JSN associé à l'utilisation de systèmes d'antenne intelligents dans BPS, qui réalignent automatiquement leurs diagrammes de rayonnement sur des stations mobiles. En pratique, cela est devenu possible avec l'introduction de phares et d'antennes adaptatives (intelligentes), conçues spécifiquement pour les systèmes de communication mobiles numériques. Le plus efficace s'est révélé être un réseau adaptatif en phase, réalisant le gain d'antenne maximal dans la direction de l'abonné mobile en cours de négociation et fournissant le niveau minimal de brouillage cocanal dans le récepteur. Le réseau phasé intelligent consiste en une série d'émetteurs élémentaires combinés par un microprocesseur avec des analyseurs d'amplitude et de phase des signaux radio reçus. En fonction des résultats de l'analyse des relations d'amplitude et de phase des signaux arrivant des radiateurs élémentaires depuis la station mobile, le processeur de signal détermine le sens de réception optimale et forme le diagramme de rayonnement requis du réseau. Initialement, des systèmes analogiques (normes) de communication cellulaire ont été développés: les systèmes dits de première génération ouJe G (de l'anglais. Première génération). Il s'agit notamment de la norme nord-américaine AMPS, de la norme scandinave NMT-450 (le premier réseau mis en œuvre en Fédération de Russie; Moscou et Saint-Pétersbourg en 1991) et de plusieurs autres. La prochaine étape du développement du JCSS a été la création de systèmes numériques de deuxième génération (2G): aux USA ?? D-AMPS et norme européenne GSM.

L'année 1989 a été une étape importante dans le développement des systèmes de communications mobiles cellulaires lorsque Qualcomm (États-Unis) a achevé le développement d'un nouveau système numérique de deuxième génération utilisant la technologie CDMA. Cette technologie a plusieurs fois augmenté l'efficacité de l'utilisation du spectre dans la communication cellulaire et a permis de créer des réseaux de très grande capacité. Dans les pays d'Europe occidentale où la répartition des bandes de fréquences entre différents services diffère considérablement de celle des pays des Amériques, aucun réseau basé sur cette technologie n'a été créé. Il y avait là un développement intensif des réseaux cellulaires de la norme GSM. En Russie, en 1997, des réseaux d’accès abonnés ont commencé à être créés sur la base de la technologie CDMA. De nos jours, en Russie, on applique principalement des normes étrangères de quatre normes (les nombres indiquent la plage de fréquences de fonctionnement):

Analogiques NMT-450 et NMT-900 (système de téléphonie mobile nordique, système de téléphonie mobile scandinave, bandes de 450 MHz et 900 MHz);

AMPS analogique (système de téléphonie mobile avancé)   ?? Système de téléphonie mobile avancé, bande 800 MHz);

GSM-900 numérique, GSM -1800 et ses deux options ??DCS-1800 (Digital Cellary System) et PCS -1900 (Service de communication personnelle); GSM   ?? du nom du groupeGroupe spécial mobile   ?? Système mondial de communications mobiles; en 1991, l'abréviationGSM   acquis une interprétation différente ??Global Standard pour les communications mobiles   ?? Global Standard for Mobile;

d-AMPS numérique (bandes numériques IS-54; bandes 900, 1800 et 1900 MHz) et réseau CDMA de Qualcomm (bandes 800 et 1 900 MHz).

Le CDMA, comparé au GSM, offre une qualité de communication supérieure, des coûts énergétiques réduits, mais difficile à construire. Les deux premiers systèmes de radiocommunications mobiles numériques reposent sur la combinaison du procédé d’accès multiple avec division de fréquence des canaux et du procédé d’accès multiple avec répartition temporelle des canaux avec espacement duplex de fréquence des canaux radio aller et retour, le dernier système (CDMA) ?? sur plusieurs canaux de division de code d'accès. La norme NMT-450 est largement utilisée en Europe du Nord et en Europe centrale (Suède, Finlande, Belgique, Fédération de Russie, Autriche, Hongrie, Turquie et autres pays), mais sa mise en œuvre a été pratiquement gelée ces dernières années. Tous ces systèmes de communication mobiles utilisent des modèles de cellules avec une plage de 0,1 à 35 km.

Systèmes cellulaires GSM

Le système GSM appartient à la deuxième génération de réseaux cellulaires, qui utilisait une combinaison de méthodes d’accès multiples avec séparation fréquentielle et temporelle (c’est la méthode principale) (par ailleurs, cela est rarement mentionné). Il s’agit d’un système de communication numérique avec contrôle de programme. Il utilise un modèle BOC multiniveau, un système de signalisation par paquets et les principes de la construction d'un réseau intelligent, et en particulier la séparation des fonctions de commutation d'appel de la fourniture de services. Les éléments du système sont capables de contrôler toutes les caractéristiques principales du signal pendant sa transmission, d’éliminer les défauts détectés et d’assumer de nombreuses fonctions de maintenance du réseau (modification de la configuration, suivi de la localisation d’un objet, fourniture d’une fonction de relais, protection des informations transmises, estimation de la puissance de la porteuse contre les brouillages ). La norme GSM comporte un certain nombre de services cellulaires spécifiques. Ceux-ci incluent:

Utilisation d’une carte SIM (module d’identité d’abonné) pour accéder au canal et aux services de communication;

Fermé pour écoute interface radio;

Cryptage des messages transmis;

Authentification des abonnés et identification des équipements des abonnés à l'aide d'algorithmes cryptographiques;

Itinérance automatique («itinérance»; connexion automatique des abonnés au réseau de communication GSM local lorsqu'il est déplacé dans une autre zone de service; généralement lorsqu'il est transféré dans un autre pays);

Application de "Short Message Service" (Service de messages courts ?? SMS) ?? transférer du téléphone au téléphone des SMS courts. En outre, le système GSM fournit aux utilisateurs l’ensemble de services suivant: appels de services spéciaux (ambulance, police, service d’incendie 112 sur le continent européen). Le système de communication cellulaire GSM fonctionne dans les bandes de 890 ... 915 MHz pour les émetteurs de stations mobiles (liaisons montantes, c'est-à-dire les stations de base) et de 935 ... 960 MHz pour les émetteurs de stations de base (liaison descendante). ?? i. e. aux stations mobiles). La bande passante du canal de communication est de 0,2 MHz, ce qui permet

fournir 124 canaux de communication dans la ressource de fréquence attribuée. L'espacement duplex des fréquences d'émission et de réception d'un canal de communication est de 45 MHz. La portée maximale de communication radio ou le rayon de la cellule de la structure cellulaire est de 35 km, le minimum ?? 50 ... 75 m. L'architecture du réseau de communication cellulaire comprend trois composants principaux (Fig. 1.40) ?? téléphones cellulaires, stations de base et sous-système de réseau.

Le réseau possède un centre administratif (ADC) contenant des structures d’administration et de gestion. Le centre de gestion de réseau (Network Management Center ?? NMC) fournit

Fig. 1,40. Architecture et principaux composants du réseau GSM

contrôle, exploitation et maintenance optimaux du système, ainsi que gestion du trafic sur l'ensemble du réseau. De plus, NMC surveille le fonctionnement des dispositifs de contrôle automatique et affiche à l'écran l'état de l'ensemble du réseau dans toutes les régions pour les opérateurs de ce centre. Dans des situations extrêmes, les opérateurs NMC utilisent la procédure «d'accès prioritaire» pour les services opérationnels. Centre d’exploitation et de maintenance (Opérations etn et n se Centre ?? OMS) ?? le deuxième nœud de réseau principal qui surveille la qualité du système et contrôle ses éléments. OMS effectue le traitement des alarmes en avertissant le personnel et enregistre des informations sur les défaillances et les situations d'urgence sur les autres périphériques du réseau. Les fonctions du système OMS comprennent également: la gestion du trafic entrant; collecte de données statistiques sur la charge dans les noeuds du réseau, enregistrement dans l'ordinateur de contrôle et sortie sur l'écran pour analyse par les opérateurs. Le MLA gère la reprogrammation des packages d'approvisionnement réseau. L'interfaçage fonctionnel de divers éléments du système fournit un certain nombre d'interfaces standardisées. Le centre de commutation mobile (MSC ™ Mobile Services Switching Center) est la partie principale du sous-système de commutation (Switching SubSystem ™ SSS), qui fait partie du terminal central du réseau. Le MSC est essentiellement une interface entre grands réseaux fixes: PSTN (PSTN), PDN, RNIS. Cette interface fournit toutes sortes de connexions associées aux stations mobiles et assure le routage et le contrôle des appels pour les abonnés mobiles. Le MSC est également chargé de la fonction de commutation des canaux radio, qui incluent la "transmission relais" lorsque l'abonné passe d'une cellule à une autre. Le MSC compile les données statistiques nécessaires au contrôle du fonctionnement du réseau de communication, forme un système de règlement (facturation) des appels passés et des négociations, prend en charge les procédures de sécurité pour l’accès aux canaux radio. L’une des fonctions importantes du MSC est l’enregistrement de la localisation des abonnés mobiles et le transfert du contrôle au MSC voisin lorsque l’abonné passe dans une autre zone de service. La procédure d'enregistrement de l'emplacement de la station mobile fournit des appels à des abonnés en déplacement d'autres abonnés à un appareil mobile ou d'abonnés du réseau téléphonique. Le centre de commutation mobile suit l’emplacement des stations mobiles à l’aide d’un registre de position (registre de localisation des notes ?? HLR) et d’un registre de mouvement (Emplacement visité S'inscrire ?? Vlr ). Le HLR est une base de données d'abonnés desservis et contient le numéro d'identification international et l'adresse de l'abonné mobile (IMSI), utilisés dans le centre d'authentification (UC) pour authentifier l'abonné. En outre, le registre HLR stocke la partie des informations relatives à la localisation de la station mobile, située dans la zone de service, garantissant un appel en temps voulu. Il enregistre l'itinérance, y compris des données sur le numéro d'identification temporaire de l'abonné mobile (identité temporaire d'abonné mobile - TMSI) et le VLR correspondant. Il convient de noter que le transfert de l'abonné mobile de la cellule à la suivante, desservi par un MSC (c'est-à-dire dans sa zone de service), est effectué par l'un de ses contrôleurs de station de base (Base Station Controller - BSC). Dans un réseau mobile, les cellules GSM sont regroupées en zones géographiques (LA), auxquelles est attribué leur propre numéro d'identification (LAC). Chaque VLR contient des données d'abonné dans plusieurs LA. Lorsqu'un abonné mobile passe d'une connexion LA à une autre, ses données de localisation sont automatiquement mises à jour dans le VLR. Si l'ancien et le nouveau LA sont gérés par différents VLR, les données des anciens VLR sont alors effacées après leur copie dans les nouveaux VLR. L'adresse VLR actuelle de l'abonné contenue dans le HLR est également mise à jour. En général, un VLR est une banque de données temporaire d'un abonné mobile située dans sa zone d'enregistrement. Ceci élimine les demandes constantes de données d'abonné mobile dans le dispositif HLR et réduit le temps nécessaire pour effectuer les appels de service. L’abonné du réseau se voit attribuer un module d’authentification standard (Identité d’abonné - Module - SIM ou carte SIM) contenant l’algorithme d’authentification (Algorithme d'authentification ), clé d'authentification (Clé d'authentification individuelle d'abonné (Ki) et IMSI . Suite à la vérification de ces informations, l’accès de l’abonné au réseau est autorisé. Le registre d'identité d'équipement EIR contient une base de données centrale qui confirme l'authenticité de l'identité internationale d'équipement de station mobile (IMEI). Carte SIM. La présence d'une carte SIM dans le téléphone simplifie considérablement la vie des utilisateurs de réseaux GSM, car elle contribue à garantir l'indépendance des appareils par rapport à un opérateur de téléphonie mobile particulier. Le module est conçu sous la forme d'une carte bancaire, je garde en mémoire toutes les données nécessaires relatives aux pouvoirs de l'abonné et aux services de communication qui lui sont fournis. Avec la station d'abonné, faites comme avec un guichet automatique: dans la station, il n'y a pas de carte? les services de communication ne sont pas fournis. La carte SIM permet à l’abonné d’utiliser toute station standard GSM, installée par exemple dans un taxi, un train ou une cabine téléphonique. En retirant le module SIM d'un téléphone et en l'insérant dans un autre, l'abonné peut continuer à utiliser tous les services auxquels il s'est abonné. L'utilisation de cartes SIM permettait d'exclure les "jumeaux" sur les réseaux de téléphonie mobile de la norme GSM. La carte SIM contient également des clés cryptographiques et des algorithmes de cryptage utilisés pour organiser le cryptage des données afin de garantir la confidentialité des communications. Ces procédures, assez difficiles à mettre en œuvre, visent à lutter contre les accès non autorisés aux services JCSS (fraude, fraude, littéralement déception, fraude) et à écouter les conversations des utilisateurs. Malgré cela, il existe de nombreux précédents en matière de piratage des réseaux GSM. Les sections de la spécification GSM décrivant les mesures de sécurité cryptographiques sont secrètes. Cependant, on pense que c'est l'ouverture dans ce domaine qui contribuera à lutter efficacement contre la fraude et à l'écoute. La base de données EIR contient trois listes, où les numéros d'abonnés IMEI sont marqués comme suit:

Liste blanche ?? numéros attribués à des stations mobiles autorisées;

Liste noire ?? nombre de stations mobiles qui sont volées ou qui se voient refuser le service par le réseau;

Liste grise ?? nombre de stations mobiles ayant des problèmes de réseau non résolus. L’équipement de la station de base (Base Station ?? BSS) est constitué de trois nœuds principaux: un transcodeur - un convertisseur de signal analogique en numérique (Transcrire un élément de code? TSE), BTS et BSC . Le transcodeur convertit les signaux de parole et les données MSC du canal de transmission (débit binaire de 64 kbps avec une ligne PCM) au format spécifié par le protocole standard GSM correspondant. Selon les exigences de la norme, le taux de signalisation numérique devrait être de 13 kbps (canal à vitesse maximale). S'il est nécessaire de transmettre plusieurs messages vocaux sous forme numérique sur un canal d'une bande donnée, le débit de transmission doit être réduit. Ceci est établi par la norme et, à l'avenir, le système GSM utilisera un canal vocal à «demi-débit» avec un taux de transfert de 6,5 kbit / s pour la ligne PCM. Les protocoles de réseau GSM permettent la transmission de données MSC et de la parole à une vitesse de 64 kbit / s. Cela permet d'utiliser un multiplexage temporaire de données quadruple dans chaque canal. Etant donné qu'un canal à plein débit émet à une vitesse de 13 Kbits / s, des bits non-information supplémentaires sont ajoutés au flux transmis dans le transcodeur et au MSC (bourrage, bourrage) à une vitesse de transmission de 16 kbps. Ainsi, une ligne PCM à 30 canaux est formée, ce qui permet à 120 canaux vocaux d'être transmis. Outre ces canaux, deux autres canaux de service sont organisés pour la transmission d'informations de signalisation et de paquets de données spéciaux. Les abonnés MS sont utilisés pour organiser la communication des abonnés du réseau avec un RTPC. La norme prévoit cinq modèles de MS: le modèle de la 1re classe a une puissance de sortie de 20 W et est conçu pour être installé sur des véhicules mobiles. La puissance de sortie de 0,8 W correspond à un modèle de poche de la 5ème classe. Un dispositif de contrôle de la puissance de l'émetteur adaptatif a été introduit dans l'équipement MS du système, ce qui garantit une qualité de communication optimale lorsque la distance au BTS est modifiée. Tous les MS activés travaillent en permanence en mode «attente» sur le canal d'appel. Pour appeler l'abonné, son signal d'identification codé est activé simultanément sur toutes les zones de service BTS. Après réception de la sonnerie, MS confirme son acceptation à la fréquence de réponse du canal d’appel. Une fois cette procédure établie, le MSC se connecte au canal de communication de la station émettrice-réceptrice de base (cellule) dans la zone dans laquelle la station mobile est détectée. Si l'appel est passé par l'abonné mobile, la MS trouve et met automatiquement en communication un canal libre de la station émettrice-réceptrice de base proche. Important pour MS est l'interface éthérée ?? échange d’interface radio entre MS et BTS, puisque huit paires d’abonnés peuvent «parler» à la même fréquence sur la même fréquence. Dans un réseau GSM, les canaux de communication sont divisés en physique et logique. La transmission de la parole et des données dans des canaux physiques est organisée en trames d’une durée de 4,615 ms, composées de huit tranches (à partir de la fente en anglais et d’un connecteur). Chaque créneau correspond à son propre canal vocal, c'est-à-dire que huit canaux vocaux sont transmis dans un canal de fréquence avec un codage vocal à pleine vitesse (à demi-vitesse, utilisé pour augmenter la capacité du réseau, mais avec une perte de qualité de la parole transmise, seize canaux). La trame d'informations peut être un canal de trafic ou une trame de canal de contrôle. Dans ce cas, les images sont regroupées en images multiples, à tour de rôle ?? en supertrames, et une supertrame consiste en une hypertrame de 3 h 28 min 53,76 s. La nécessité d'une longue période d'hypertrame s'explique par les exigences du cryptage des données. L'équipement du système utilise des égaliseurs (de l'anglais. Equalizer ?? correctors), fournissant un alignement des signaux d'impulsion, dont l'amplitude varie en raison de l'évanouissement dû aux interférences. Des phénomènes similaires sont associés à la propagation des ondes par trajets multiples dans les bâtiments urbains. Le service SMS ressemble-t-il à un service de radiomessagerie bien connu? appel radio personnel. À bien des égards, cette technologie de communication «a tué le marché de la radiomessagerie». Lors de l'envoi de SMS, la bande passante des canaux de signalisation est utilisée. Les messages peuvent être transmis et reçus par la station mobile. Au sein de ce service de communication, les abonnés peuvent échanger des messages alphanumériques et textuels d’un maximum de 160 caractères latins et de 70 caractères cyrilliques. Le transfert de messages courts peut être utilisé dans des situations d'urgence ou en cas de surcharge des canaux vocaux. Les taux de transmission par SMS sont généralement nettement inférieurs aux tarifs de communication vocale. La plupart des pays ont adopté la norme GSM de la bande de fréquences 900 MHz et développent des réseaux dans la bande des 1800 MHz. Est-ce un DCS-1800 en Europe et 1900 MHz ?? PCS-1900 aux Etats-Unis. Actuellement en Europe, aux États-Unis et en Russie, la norme de deuxième génération basée sur les systèmes CDMA (système IS-95) est largement utilisée. Leur capacité dépasse de plus de 15 fois la capacité existante des réseaux de communication mobiles dans la même bande de fréquence. Il existe maintenant une implémentation pratique des systèmes de communication mobile de troisième génération, IMT-2000 (3G). Ce réseau s'appelleFOMA (liberté du multimédia mobile Accès ?? accès gratuit aux ressources multimédia mobiles). Il a été conçu pour organiser un nouveau système de communication mobile pouvant être lancé n'importe où dans le monde et permettre aux abonnés de communiquer, d'écouter de la musique, d'organiser des conférences vidéo et bien plus encore. Les caractéristiques distinctives des systèmes 3G sont les suivantes:

Disponibilité des services de communication en tout lieu et à tout moment, «la communication est toujours et

partout »(n'importe où, n'importe quand);

Augmentation significative de la gamme de services, principalement des services

accès Internet multimédia et sans fil;

Accès mobile à toutes les ressources d'une même information globale

espaces, intégration de services de réseaux fixes et mobiles;

Marketing flexible.

Dans la plupart des systèmes SCSS numériques, les méthodes de manipulation de phase ou de fréquence sont les plus efficaces en termes de consommation d'énergie et de bande de fréquence de fonctionnement. Un système JCSS est un système de mise en file d'attente avec un flux d'appels aléatoire (décrit par la distribution de Poisson), une durée de service aléatoire (soumise à une distribution exponentielle) et un nombre fixe de canaux de communication. Il serait irrationnel de limiter le nombre d'abonnés au nombre de canaux, car la probabilité que tous les abonnés souhaitent utiliser la connexion en même temps est extrêmement faible. Par conséquent, le JCSS est construit sur la base du trafic moyen, calculé comme le produit de la fréquence moyenne des appels et de la durée moyenne de service d'un appel. Si le trafic est plus élevé, l'abonné attend le mode système occupé (le système est occupé ou surchargé; pour de très grandes charges, la bande passante du réseau peut devenir nulle et cette situation est appelée un effondrement du réseau). Quelques années ont passé depuis l'introduction massive des systèmes de communication mobile dans le monde entier. Les premières stations mobiles d'abonné avaient une taille considérable et ressemblaient davantage à de petites stations de radio portables qu'à des combinés compacts. Ensuite, avec le développement, leur taille et leur poids ont diminué, la conception et un certain nombre d’autres indicateurs se sont améliorés. On s’attend à ce que ces développements soient bientôt créés sur la base de ces développements. système global  communications mobiles 4G de quatrième génération permettant le transfert de données vers un réseau cellulaire.

réseaux avec des vitesses supérieures à 100 Mbps.

Fig. 1,41. Schéma fonctionnel d'un radiotéléphone cellulaire numérique

Sur la fig. 1.41 est un schéma fonctionnel d'une norme de système cellulaire moderne de radiotéléphone numérique moderneGSM . Le dispositif de réception du radiotéléphone est une antenne à bande assez large, non directionnelle, connectée en série et un récepteur superhétérodyne à conversion de fréquence double du signal radio. Signal du locuteur reçu par l'antennef C   Un filtre en céramique passe-bande haute fréquence (un filtre aux caractéristiques de fréquence stables) et un amplificateur à faible bruit (LNA) sont acheminés vers une entrée du premier mélangeur V du récepteur. La tension est appliquée à son autre entrée.f PFP   à partir d'un synthétiseur de fréquence (générateur multifréquence à commutation de fréquence progressive). Premier signal de fréquence intermédiairef PR1   attribué au filtre passe-bande sur le surfactant (eng.Filtre SAW ), amplifié par l'amplificateur de la première fréquence intermédiaire (UPCH1) et fourni à la première entrée du deuxième mélangeur du récepteur. La tension de l'oscillateur local est appliquée à la deuxième entrée du mélangeurf g   (générateur auxiliaire) du générateur de fréquence. La conversion résultante du signal utile de la deuxième fréquence intermédiairef PR2 est filtré par un filtre passe-bande sur le surfactant, amplifié par l'amplificateur UPCH2 et envoyé à l'ADC. Dans le CAN, le signal analogique est converti en un code numérique avec lequel le processeur de signal numérique (DSP) fonctionne;Processeur de signal Di g ital ?? DSP ). En règle générale, outre la structure numérique, il existe également une partie analogique dans ces radiotéléphones. L'antenne est à la fois émettrice et réceptrice. Habituellement, il s’agit d’une antenne à profil bas (voir ci-dessous). La partie analogique du radiotéléphone comprend des dispositifs d’émission et de réception haute fréquence et basse fréquence, qui sont fabriqués selon le schéma classique de tout système de communication radio. Le dispositif d'émission d'un radiotéléphone mobile génère un signal radio d'information avec une loi de modulation plutôt complexe. En mode de transmission créé dans le DSP, le signal d'interphone numérique est transmis à la partie analogique de l'émetteur radio. Le signal modulant est généré dansI / Q -générateur, qui est alimenté générateur de fréquence d'oscillation. De la sortieI / Q   Le signal reçu du générateur est transmis au modulateur de phase, à partir duquel l'oscillationf FM   alimenté au mélangeurV   émetteur. À la deuxième entrée du mélangeur vient la fréquence de tensionf envoyer   à partir d'un synthétiseur de fréquence. Signal convertif c 1 à travers un filtre céramique passe-bande est envoyé à un amplificateur de puissance réglable (PA), qui est contrôlé par un processeur de signal. Le réglage de la puissance rayonnée du téléphone est effectué à l'aide de commandes BPS spéciales permettant de réaliser la communication avec l'abonné mobile. Signal de fréquence amplifiéf c 1   Un filtre céramique passe-bande pénètre dans l'antenne et la diffuse dans l'espace environnant. La partie numérique du circuit radiotéléphone génère et traite les signaux d’information et de service transmis et reçus. Il comprend un processeur de signal numérique, une mémoire (mémoire opérationnelle, permanente et autres types de mémoire),SIM carte, ADC, CNA, égaliseur de canal (amplitudes d’égalisation des signaux, dans ce cas impulsions), encodeur / décodeur de canal, clavier, écran, caméra, caméra vidéo et sortie vers un réseau externe. La partie logique du téléphone effectue le codage / décodage, la compression et la restauration du signal; traite les informations saisies par l'utilisateur à partir du clavier et effectue un certain nombre d'autres tâches. Le développement récent des radiotéléphones numériques a considérablement élargi les capacités de service. Les terminaux d'abonnés sont très diversifiés tant par leur conception que par les capacités de service fournies. Parmi les opportunités de service significatives, on notera ":

La présence d'un bouton pour désactiver temporairement le microphone du réseau;

La présence de RAM pour appeler le dernier abonné,

y compris pour un appel répété (composition automatique) de l'abonné occupé;

Présence d'une mémoire à long terme du nombre d'abonnés prioritaires;

Tenir le copain avec l'inclusion de la musique de fond;

Identification automatique du numéro (schéma d'identification de l'appelant) de l'appelant

avec affichage sur l’affichage et son rendu sonore;

Identification de l'appelant Protection de l'appelant (anti-appelant);

Mémoriser les numéros de l'appelant et l'heure de chaque appel;

Indication pendant la conversation du deuxième appel et de son numéro;

Présence de mots de passe personnels;

La présence d'un répondeur et d'un enregistreur vocal intégré pour enregistrer les messages;

La présence d'un téléphone télécommandé;

Possibilité de connecter le téléphone à l’ordinateur et à l’extérieur (par exemple,Internet   à travers la technologieRéseau Wi-Fi;

Possibilité de recevoir et de transmettre à d'autres abonnésSMS - ku;

La capacité d'obtenir des données sur la météo, les informations sur les stocks;

La présence d'un appareil photo numérique intégré, caméscope, etc.

Communications mobiles dans les villes Dans les systèmes de communication cellulaires modernes, on utilise des ondes radioélectriques décimétriques, qui réfléchissent fortement les objets environnants et la surface sous-jacente. Cela conduit à une propagation par trajets multiples du signal radio. Ajouter au point de réception des ondes radioélectriques, qui sont venues de différentes manières et ont respectivement des phases différentes, mais comparativement une puissance dinak, provoque une amplification du signal résultant à 10 dB ou, le plus souvent, une atténuation à 30 dB. La distorsion du signal résultant provoque des interférences intersymboles. Les fluctuations du niveau moyen du signal entraînent un affaiblissement. Ils sont rapides et lents. Le danger représente le premier. Pour lutter contre les évanouissements rapides, utilisez la réception en diversité et les sauts de fréquence lents (Saut de fréquence lent ). La mise en œuvre des communications mobiles dans les villes pose des problèmes liés à la propagation des ondes radio. Des problèmes surviennent dans les conditions de la ville lorsqu'un BPS est connecté à un abonné en déplacement, quand des distances relativement courtes mais variables sur la longueur de la ligne de communication se transforment rapidement en routes fermées. Dans ce cas, plusieurs signaux arrivent à l'antenne de réception avec des retards de temps différents dus aux réflexions répétées des éléments de construction sur les ondes. Dans le même temps, le niveau du signal reçu subit une atténuation rapide allant jusqu'à 15 ... 40 dB, en fonction de la densité des bâtiments de la ville. Par la suite, il est apparu clairement que les phénomènes de brouillage spatial formés par des ondes multiples d'amplitudes et de phases différentes dues à la diffraction des obstacles et à leurs réflexions multiples sont caractéristiques des champs électromagnétiques en milieu urbain. Il a été constaté que la période de fluctuations du signal spatial est dans l’ordre de grandeur proche de la longueur d’onde du rayonnement. Le problème de la propagation des signaux dans les villes s’est avéré multi-paramétrique, car les niveaux de signaux reçus dépendaient des reliefs du terrain, des hauteurs d’antenne émettrices et réceptrices, de la densité des bâtiments, de la hauteur des bâtiments, de la largeur et de la direction des rues, de la présence d’arbres isolés, de plantations forestières et de transports urbains. Actuellement, les principales régularités de la distribution des champs électromagnétiques dans les villes sont établies. Avec la hauteur de l'antenne de réception au niveau des toits des bâtiments, l'intensité du champ diminue inversement par rapport au carré de la distance. Avec une hauteur d’antenne de 3 m au-dessus de la surface de la Terre, le champ diminue proportionnellement à 1 /R m où m = 2,9 ... 3, pour une grande ville avec un petit nombre d'étages et tonnes = 2,7 ... 2,8 pour les petites villes. L'atténuation de champ à l'ombre des bâtiments est, dans 50% des cas, de 18 .. 20 dB dans la gamme de fréquences 470 ... 670 MHz. La modélisation du terrain et des bâtiments d'une ville permet de déterminer uniquement les valeurs moyennes des niveaux de signal et ne peut pas être utilisée pour estimer les statistiques des champs de REM dans une ville. Ces dernières années, des modèles de propagation sur de courtes distances dans les rues de la ville, ainsi qu’à l’intérieur et dans des bâtiments, ont été étudiés à titre expérimental, ce qui a permis la création de systèmes cellulaires avec voitures, piétons et communications au sein d’institutions utilisant des radiotéléphones.

Systèmes de communication mobiles professionnels (à ressources partagées)

Systèmes de communication mobiles professionnels (conçus pour les groupes d'abonnés d'entreprise, les équipes d'ambulances, les MES, les pompiers, les FSB, la police, etc.) avec un accès dit libre et égal des stations mobiles à la bande de fréquences commune permettent aux abonnés de travailler sur n'importe quel canal de négociation du réseau . Dans les normes mondiales des systèmes de communication mobile professionnels, la méthode d'accès libre et égal des abonnés du service mobile à tous les canaux d'un réseau de communication est appelée "trunking".le coffre   ?? malle malle). En même temps, tout canal de conversation libre peut être temporairement attribué à un abonné mobile pour une session de communication spécifique, en fonction du trafic réseau. Pour ce faire, des microprocesseurs spéciaux sont intégrés aux stations mobiles, leur permettant de balayer (c’est-à-dire de rechercher) les fréquences réseau programmées, de transmettre leur propre code, le code de connexion du système et le numéro d’abonné appelé à chaque sortie. Les systèmes de liaisons mobiles sont répandus. Jusqu'au milieu des années 60.Xx   dans les systèmes de production mobiles ont été développés (Radio mobile privée ?? PMR ), créés par des organisations individuelles pour répondre à leurs besoins de communication mobile dans des zones limitées. Depuis la fin des années 60.Xx   dans commence le développement intensif des réseaux de communication par jonction des systèmes de production mobiles et des systèmes de communication mobile publics (Accès public mobile Rio ?? PAMR). Systèmes PAMR   sont créés par les opérateurs de réseaux mobiles sur une base commerciale et déployés sur de grandes surfaces. Les abonnés de ces réseaux ont la possibilité de communiquer non seulement avec les abonnés de ce réseau, mais également avec les abonnés du réseau RTPC. À la finXx   dans la mise en réseau mondiale devient nécessairePamr qui couvrirait de grandes régions comprenant un certain nombre de pays. Les abonnés de ces réseaux devraient pouvoir communiquer indépendamment de leur emplacement et de leur capacité d'accéder au RTPC. Cela est particulièrement nécessaire pour les services de sécurité (police, douanes), car cela leur permet de prendre des mesures concertées pour limiter les activités des gangs criminels, etc. Les systèmes de trunking se caractérisent par: un temps d'établissement de connexion très court entre les abonnés; possibilités d'appeler en groupe des abonnés, d'établir une communication directe entre terminaux d'abonné sans utiliser les stations émettrices de base d'un réseau de communication, etc. Jusqu'en 1995, des systèmes de liaisons analogiques étaient créés, dans lesquels des signaux téléphoniques étaient transmis et une modulation de fréquence appliquée. La bande passante d'un canal était de 25 ... 30 kHz. Le développement de la spécification MRT-1327, qui a guidé de nombreuses entreprises dans la production d'équipements, a été une étape importante dans le développement des systèmes de communication par circuits. Dans la dernière décennieXx   dans Des systèmes de liaisons numériques ont été développés aux États-Unis et en Europe (TETRA ?? Radio tronconique transeuropéenne; Iden ?? Réseau numérique amélioré intégré; ED ACS ?? Système d’accès numérique amélioré et al.). La norme pour le système de communication professionnel TETRA a été élaborée en 1992. Plusieurs bandes de fréquences dans la gamme de fréquences inférieure à 1 GHz sont attribuées à ce système, dont l'une (380 ... 400 MHz) est destinée à la création de réseaux TETRA de services de sécurité européens. Le système fournit aux abonnés un service d'itinérance. Aujourd'hui, l'introduction de ce système a déjà commencé dans plusieurs pays d'Europe occidentale. Dans le système de communication par jonction numérique, TETRA transmet les signaux de quatre abonnés dans chaque canal de fréquence large de 25 kHz. Ainsi, l'efficacité spectrale de ce système est 4 fois supérieure à celle des systèmes conventionnels à modulation de fréquence. Outre la transmission vocale sous forme numérique, la transmission de données est possible à une vitesse de 7,2 ... 28 Kbps, plusieurs niveaux de priorité d'appels, appels de groupe et appels urgents, la transmission de données par paquets, la possibilité de communication directe entre abonnés, en contournant la station de base (BS), sont acceptables. etc. Considérons des diagrammes simplifiés du trafic horaire typique du travail du système de partage de canaux à cinq canaux de communications mobiles professionnelles avec une durée moyenne d'une session de conversation d'abonné de 3 ... 5 minutes (Fig. 1.42). Les zones sombres de la Fig. 1.42 reflètent les situations où les canaux de communication sont occupés à négocier et légers ?? quand ils sont libres. Si l'abonné était raccordé à un canal de communication séparé, la probabilité d'accès immédiat serait inférieure à 50%, tandis qu'avec la méthode de jonction de passerelle à un canal libre quelconque, la probabilité d'un tel accès augmente considérablement (presque 80 ... 90%).

Fig. 1,42. Diagrammes de trafic horaire du système de communication à ressources partagées à cinq canaux

Fig. 1.43. Système de trunking mobile simplifié

Dans les systèmes de communication à ressources partagées, il existe deux méthodes principales pour attribuer un canal à un abonné spécifique.

Dans le premier procédé d'attribution d'un canal à un abonné, une station d'abonné mobile recherche un canal libre et envoie un signal d'appel, qui effectue une recherche automatique séquentielle d'un canal appelant (APVC). Dans ce cas, avant d'établir une connexion, lorsqu'une station mobile recherche un canal libre à l'aide d'un appareil APVK, on ​​tente d'entrer en communication avec la station de base avec les réglages d'horloge et de synchronisation cyclique sur chaque canal spécifique. En conséquence, la durée du cycle d'établissement du canal de communication augmente de plusieurs ordres de grandeur par rapport à la durée avec des attributions de canaux fixes pour certains abonnés mobiles. Par conséquent, l'utilisation de systèmes de communication trunking professionnels avec UPVK est efficace lorsque vous travaillez avec 10 ... 15 canaux de fréquence. Dans le second procédé de construction d'un système de ressources partagées, la recherche d'un canal de communication libre est affectée au sous-système du sous-système de commande de station de base. Dans ce cas, pour rechercher un canal de communication libre, un canal de contrôle spécial de la station de base est utilisé, par lequel le fonctionnement de tout le réseau, y compris les procédures d'établissement, de communication et de terminaison de la communication, est fourni. Un aspect important pour un réseau de téléphonie mobile est la possibilité, mais plutôt la nécessité de commuter rapidement le canal de communication sur une autre fréquence porteuse lorsque des interférences de haut niveau se produisent. De plus, pour améliorer la fiabilité du système de communication mobile, un basculement automatique vers le canal sain est fourni lorsque le canal de communication est en panne ou que la puissance de sortie est réduite.

Systèmes mobiles par satellite

La création de systèmes à satellites est une direction prometteuse dans le développement des communications mobiles publiques. Les systèmes de communications mobiles par satellite ont commencé à se développer au cours des deux dernières décennies du 20e siècle. L'un des premiers systèmes de ce type est le système expérimental TATS créé en 1967 aux États-Unis. Ces systèmes de communication par satellite sont destinés à organiser des négociations entre abonnés de réseaux téléphoniques publics et de stations mobiles installées sur des objets mobiles (voitures, navires, avions, etc.), ainsi que des communications mobiles personnelles basées sur des réseaux cellulaires. Lorsqu'ils utilisent des communications personnelles par satellite, ils fournissent une connexion à un abonné qui se déplace dans l'espace en fonction de son numéro codé constant (comme un téléphone). La base de l'organisation système satellite La communication radio a donné une idée assez simple. Sur satellite artificiel  La Terre, ou, plus simplement, le satellite (parfois appelé satellite), se trouve à répétition active du SPSS. Le satellite se trouve sur une orbite donnée et se déplace sur la Terre pendant longtemps. Il est alimenté par des batteries solaires installées sur ses plates-formes ou par de petites centrales nucléaires. Un système d'antenne et un équipement émetteur-récepteur sont situés sur le satellite transpondeur qui reçoit, transforme, traite (amplifie, change la fréquence porteuse, etc.) et émet des signaux radio en direction de stations terriennes (AP). stations de radio situées à la surface de la Terre et destinées à assurer la communication proprement dite. Notez que dans les systèmes de radiocommunication de Terre, des stations similaires sont appelées terrestres. Sur la fig. 1.45 montre une structure simplifiée pour la construction d'un système de communication mobile moderne par satellite fonctionnant directement avec le réseau téléphonique public.

Les systèmes mobiles par satellite sont classés selon deux critères: le type d’orbite utilisé et la différence de zones de service et d’hébergement.

AP La structure de tout réseau à satellite comprend stations terriennes  (segments sol et abonné) de trois types:

Stations d'abonné (AS) ?? aviation, mer, terre,

portable, personnel;

Passerelles stationnaires terrestres (ZSS);

Stations de gestion de réseau (CMS).

Fig. 1,45. Structure simplifiée du bâtiment SPSS

Fig. 1,46. Orbite géostationnaire par satellite

Très souvent, dans les diagrammes, les stations terriennes ZSS et WM sont combinées et désignées par WM. De plus, le segment spatial (satellite) réel contient des dispositifs, appelés classiquement satellite de télécontrôle. (TTC), assurant le fonctionnement, le contrôle à distance et la surveillance du fonctionnement des systèmes de communication par satellite.

Par le type d’orbite utilisé, ils distinguent SPSS avec des satellites situés sur des satellites géostationnaires (Géosynchrone ; orbite, conçue de telle sorte que le satellite soit constamment situé au-dessus du même point de la surface de la Terre; pour cela, il doit se déplacer avec la vitesse de rotation de la Terre, c’est-à-dire que sa période de circulation est de 24 heures; hauteur de 36 000 km; le riz 1.46), orbites terrestres hautes et moyennes elliptiques basses (Orbite terrestre basse ?? LEO ). Ces derniers sont appelés systèmes de communication par satellite sur satellites en orbite basse (la hauteur des orbites du satellite est comprise entre 200 et 700 km).

Les systèmes de radio mobile installés sur des satellites en orbite basse permettent de créer à la surface de la Terre une densité de puissance de flux électromagnétique suffisante pour fonctionner avec des stations d’abonné légères de la taille d’un combiné portable et compléter les systèmes de radiocommunications cellulaires. Le système de communication mobile international par satellite le plus répandu est le réseau de communication mondial.inmarsat - M destiné au service des stations d'abonnés mobiles. RéseauInmarsat - M   assure la communication avec presque n'importe où dans le monde, vous permet de connecter un réseau informatiqueInternet , fax et plusieurs autres dispositifs de transmission de données numériques. Le segment spatial du système de communication est basé sur des satellites géostationnaires situés au-dessus des océans Atlantique, Pacifique et Indien. Actuellement, les communications par satellite sont de plus en plus transférées vers le service personnel des abonnés mobiles. Jusqu'à récemment, le bilan énergétique des lignes de communication par satellite ne permettait pas de réduire la taille de la station d'abonné à la taille d'un téléphone cellulaire. Cependant, l'utilisation de satellites sur des orbites non géostationnaires, y compris les satellites à orbite basse, permet, par rapport aux satellites géostationnaires, de réduire considérablement le retard dans le canal de communication, ce qui est très important pour la transmission de messages vocaux, de réduire la ligne électrique, ce qui peut considérablement réduire les dimensions et la masse de l'abonné. terminal, et utiliser des terminaux d'abonnés avec des antennes omnidirectionnelles. Cela crée des avantages par rapport aux satellites géostationnaires et à haute orbite et vous permet de développer SPSS avec des téléphones cellulaires personnels équipés d'antennes omnidirectionnelles. Dans le même temps, l'atténuation du signal sur les routes Terre-satellite et satellite-Terre et son retard dans les canaux de communication sont considérablement réduits. À titre de comparaison, nous notons que le temps de retard d'un signal provenant de systèmes de communication par satellite géostationnaires est d'environ 300 ms (ceci est particulièrement visible chez les correspondants qui parlent sur un écran de télévision lorsqu'ils rendent compte via un système de communication par satellite) et ceux qui se trouvent sur une orbite basse ?? pas plus de 200 ms. Cette réduction du retard des signaux contribue à la méthode de transmission des signaux par satellite en deux étapes (en deux étapes). Les SPSS dotés de satellites en orbite basse fournissent des fonctions assez larges au service des abonnés. Tout d'abord, ils vous permettent d'organiser un téléphone communication personnelle avec un abonné mobile situé en dehors de la zone de couverture des réseaux téléphoniques (cellulaires et autres). En outre, ils sont largement implémentés dans les services de secours maritimes pour la localisation radio de l'objet, la pagination, le courrier électronique, etc.

Le projet d'un système de communication par satellite moderne repose sur une vaste coopération internationale, à laquelle participent également des entreprises russes. Le projet de la constellation orbitale de presque tous les systèmes de communication par satellite utilise jusqu'à 70 répéteurs satellites répartis sur 4 à 8 orbites (voir l'analogique sur la Fig. 1.36). Tout satellite de la constellation orbitale forme plusieurs cellules de communication au sol avec ses rayons. Au total, un répéteur crée une zone sous-satellite d'un diamètre d'environ 4 500 km sur Terre. L'ensemble du groupe orbital forme une zone de communication par satellite quasi continue couvrant toute la surface de la Terre. Parmi les réseaux de communications spatiales domestiques, le plus prometteur est le systèmeSignal . Système de communication de segment spatialSignal   comprend une «constellation» de 45 ... 55 répéteurs satellites en orbite d’une hauteur de 700 ... 1 500 km. Les satellites sont situés dans de petits groupes (3 ... 5 pièces) dans certains plans du ciel, de sorte que, lorsqu'ils se déplacent sur des orbites données, ils forment ensemble un diagramme d'antenne étroit de leurs antennes et forment ainsi la structure cellulaire d'une zone de service donnée. Outre les systèmes ci-dessus, ils développent dans plusieurs pays d'autres projets de systèmes de communication par satellite mobiles publics, ainsi que des systèmes de communication mobiles par satellite spécialisés conçus pour surveiller l'état et la localisation des véhicules, assurer des communications d'urgence, effectuer une surveillance environnementale et industrielle, etc. d'entre eux ont déjà été mis en œuvre.

Téléphonie IP (téléphone Internet ; Téléphonie Internet)

À l'heure actuelle, les réseaux téléphoniques publics, ayant atteint les limites de la «perfection», commencent à ralentir le développement de la technologie de transfert de messages. La commutation de canaux téléphoniques, contrairement à la commutation par paquets, n'est plus en mesure de répondre aux besoins croissants du marché des télécommunications, notamment en ce qui concerne les services nouveaux et supplémentaires et la réduction des coûts unitaires pour les réseaux en expansion. Bien qu’au cours de la dernière décennie, en raison de l’intégration ordinateur-téléphone, le développement du RTPC ait connu une certaine augmentation, le coût de cette intégration dans les réseaux à commutation de circuits est élevé. Au cours des 10 ... 15 dernières années, le secteur des télécommunications a subi une restructuration radicale. Au début des années 90.Xx dans la révolution technique a-t-elle transféré une personne de l'ère de la communication traditionnelle basée sur la commutation de circuits à une ère de technologie vocale améliorée? téléphonie par paquets. Aujourd'hui, les utilisateurs sont déjà conscients des avantages économiques et technologiques de la nouvelle technologie. Le concept de la voix sur le réseau à l'aide d'un ordinateur personnel a été créé à l'Université de l'Illinois (États-Unis). En 1993, Charlie Klein libéréMaven , le premier programme à transmettre la voix sur le réseau à l’aide d’un ordinateur personnel. Dans le même temps, l’une des applications multimédia les plus populaires du réseau est devenueCU - SeeMe , programme de visioconférence pourMacintosh développé à l'Université Cornell. Société israélienneVocalTec "Offert la première version du programmeInternetphone conçu pour les propriétaires de multimédiaPC sous Windows. IP -phone ?? la dernière technologiequi est utilisé sur le netInternet   pour la transmission vocale.IP -phone ?? il s'agit de la fourniture de services téléphoniques sur des réseaux de données, en particulier des réseauxInternet Qu'est-ce que l'IP? la téléphonie en tant que concept de réseau? C’est l’intégration des réseaux de transmission de données et de téléphonie avec la position de leader des services de transmission de données. Ainsi, en tant que concept de réseauIP la téléphonie fournit un réseau de données où service supplémentaire  la téléphonie est fournie. Dans un appel téléphonique régulier, la connexion entre les deux interlocuteurs est établie via le central téléphonique uniquement à des fins de conversation. Les signaux vocaux sont transmis via certaines lignes téléphoniques via une connexion dédiée. Le principe général des serveurs téléphoniquesIP - la téléphonie est la suivante: d’une part, le serveur est connecté à des lignes téléphoniques et peut se connecter à n’importe quel téléphone du monde. D'autre part, le serveur est associé àInternet   et peut se connecter avec n’importe quel ordinateur du monde. Le serveur reçoit un signal téléphonique standard (signaux vocaux, c'est-à-dire les mots que nous prononçons), le numérise et le compresse de manière significative, le convertit en paquets de données numériques et l'envoie àInternet   avec l'adresse de destination. Cela utilise le protocoleInternet (TCP / IP) ). Pour les paquets provenant du réseauInternet sur le serveur téléphonique et sur la ligne téléphonique, l’opération se déroule dans l’ordre inverse. Pour un destinataire, les paquets de données sont réorganisés et décodés en signaux vocaux de l'original. Les deux composantes de l'opération (entrée du signal sur le réseau téléphonique et sortie du réseau téléphonique) se produisent presque simultanément, ce qui permet une conversation en duplex intégral. Sur la base de ces opérations de base, de nombreuses configurations différentes peuvent être construites. Supposons qu'un appel téléphonique ou informatique puisse être fourni par un serveur téléphonique. Pour l'organisation de la communication informatique téléphone (fax) - le téléphone (fax) nécessite deux serveurs. Notez que le réseau téléphonique a été créé de manière à garantir la haute qualité du service, même sous des charges lourdes.IP -la téléphonie, au contraire, ne garantit pas la qualité, et avec des charges importantes, elle diminue considérablement.

Il existe deux types de base de demandes de téléphonie 1P:

D'ordinateur à ordinateur;

De l'ordinateur au téléphone.

Qualité de la communication IP -phone peut être évalué avec de telles caractéristiques:

Délai (entre le moment où la phrase du premier abonné est prononcée et le moment où elle sera entendue par le deuxième abonné).

L'analyse montre que pour obtenir une qualité vocale acceptable, les retards de réseau doivent être minimes et que la bande passante supplémentaire requise pour la transmission de la voix dans les réseaux d'entreprise existants est négligeable par rapport aux «pipelines de communication» nécessaires au transport de vidéos, de fichiers graphiques et de flux. données générées par les cyber-voyageurs et la vidéoconférence.

Téléphonie et intégration de données ?? Le concept n'est pas nouveau, il a formé la base d'une autre technologie ??RNIS , qui effectue des tâches similaires et constitue donc un concurrent potentiel sur le marché des télécommunications. Dans le même temps, la technologieRNIS   fondamentalement différent deIP - la téléphonie en ce sens qu'elle assure l'intégration des réseaux téléphoniques et la transmission de données à la première place des services de téléphonie, car elle utilise le principe de la commutation de canal qui convient mieux à la téléphonie.

Sur la base de cette distinction entre les deux technologies, ainsi que du niveau de développement du réseau, il convient de choisir un concept ou un autre. La technologieRNIS   intégré lorsqu'il est nécessaire de transférer des données sur le réseau téléphonique existant. Si ce réseau est analogique, alors les étapes de mise en œuvreRNIS   sera: téléphone analogique

réseau ?? numérisation des réseaux primaires et secondaires ?? intégré

réseau numérique (IDS) ouIDN ?? RNIS . Chaîne de mise en œuvreIP téléphonie plus longue: réseau téléphonique analogique ?? numérisation des réseaux primaires et secondaires ?? créer un réseau de données de superposition ?? 1P téléphonie.IP La téléphonie par paquets apporte de nouvelles fonctionnalités:

L'efficacité d'utilisation de la bande passante du canal est accrue grâce aux algorithmes de compression de données efficaces;

Intégration future de services multimédias interactifs tels que la vidéo à la demande;

Gestion organisée d'un réseau unique de voix, données et vidéo;

Les protocoles existants largement utilisés sont utilisés;

Sélectionne la méthode de communication téléphonique fournie aux utilisateurs finaux et vous permet de réduire les coûts liés aux appels interurbains.

La communication longue distance (internationale) est réalisée à l'aide de serveurs téléphoniques. L'organisation ou l'opérateur du service doit disposer d'un serveur aux endroits où et depuis lesquels les appels sont planifiés. Le coût d'une telle communication est d'un ordre de grandeur inférieur au coût d'un appel téléphonique sur des lignes téléphoniques ordinaires.

Cette différence est particulièrement importante pour les négociations internationales.