Эфирный интерфейс обеспечивает передачу голосовой и данных информации между мобильным устройством и базовой станцией. Он также обеспечивает безопасность передачи данных, используя различные методы шифрования и аутентификации.
Качество связи через эфирный интерфейс зависит от различных факторов, таких как расстояние между мобильным устройством и базовой станцией, наличие помех и другие. Для обеспечения более стабильной связи и улучшения качества обслуживания сотовые операторы используют различные методы, такие как установка дополнительных базовых станций, использование антенн с большей направленностью и другие.
Организация работы системы сотовой связи

1. 
   Этапы работы сотовой связи
   

Организация работы системы сотовой связи включает в себя несколько этапов:
1. Разделение радиочастотного диапазона на каналы связи. Каждый канал связи имеет свою частоту и может использоваться для передачи голоса или данных.
2. Разделение географической области на ячейки. Каждая ячейка имеет свой базовый станционный узел (БСУ), который обеспечивает связь между мобильным устройством и сетью.
3. Регистрация мобильного устройства в сети. Когда мобильное устройство входит в зону действия сети, оно регистрируется в сети и получает временный идентификатор, который используется для идентификации устройства в сети.

4. Установление соединения между мобильными устройствами. Когда пользователь хочет установить соединение с другим устройством, его мобильное устройство отправляет запрос на БСУ, который находится в той же ячейке, что и мобильное устройство. БСУ передает запрос на мобильный коммутатор, который устанавливает соединение между двумя устройствами.
5. Передача голоса или данных. Когда соединение установлено, мобильные устройства могут передавать голосовые сообщения или данные через сеть.
6. Завершение соединения. Когда пользователь заканчивает разговор или передачу данных, соединение закрывается, и мобильное устройство освобождается для использования другими пользователями.
Это общая схема работы системы сотовой связи, которая может различаться в зависимости от конкретной технологии и стандарта связи.

2. 
   Частотные, физические и логические каналы
   

Частотный канал - это полоса частот, отводимая для передачи информации одного канала связи. Рассмотрим пример частотного канала. В стандарте D-AMPS в США для передачи информации прямого канала отводится полоса частот 869...894 МГц, а для передачи информации обратно канала - полоса 824...849 МГц, т.е. прямой и обратный канал разнесены на частоте 45 МГц. Один частотный канал занимает полосу ∆f = 30 кГц, так что в перделах одного диапазона , с учетом защитных полос по краям, вмещается 832 частотных канала.

---

В системе с множественным доступом на основе временного разделения (TDMA) физический канал представляет собой временной слот с определенным номером в последовательности кадров эфирного интерфейса. В стандарте D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone System) при полноскоростном кодировании передается информация трех физических каналов, а при полускоростном кодировании - шести каналов.

Логические каналы в системе сотовой связи различаются по виду информации, передаваемой в физическом канале. В общем случае, в физическом канале может быть реализован один из двух видов логических каналов: канал трафика или канал управления. Каждый из них может существовать в нескольких вариантах.
- Канал трафика используется для передачи голосовой информации или данных между мобильными устройствами. Он может быть реализован в нескольких вариантах, включая каналы для передачи голоса, данных, факсимильных сообщений и т.д.
- Канал управления используется для передачи управляющей информации между мобильным устройством и сетью. Он может быть реализован в нескольких вариантах, включая каналы для передачи сигналов о регистрации в сети, запросов на установление соединения, передачи SMS-сообщений и т.д.
Каждый логический канал имеет свой протокол, который определяет формат передаваемой информации и способ ее обработки. Например, для передачи голоса используется протокол AMR (Adaptive Multi-Rate), а для передачи данных - протокол GPRS (General Packet Radio Service).

3. 
   Инициализация и установка связи
   

Центр коммутации и базовые станции в системе сотовой связи работают круглосуточно, без перебоев. Рассмотрим наиболее простой случай - работу подвижной станции в пределах одной ячейки своей системы, без передачи обслуживания. В этом случае работа подвижной станции может быть разделена на 4 этапа, каждому из которых соответствует свой режим работы:

1. Включение и инициализация - на этом этапе подвижная станция включается и инициализируется, выполняется проверка параметров и настройка оборудования.
2. Режим ожидания - на этом этапе подвижная станция находится в режиме ожидания, когда она готова к приему вызова или сообщения.
3. Режим установления связи - на этом этапе подвижная станция устанавливает связь с базовой станцией, передавая ей свой идентификатор и запрашивая доступ к сети.

---

4. 
   Режим включения связи - на этом этапе подвижная станция передает данные или голосовую информацию через базовую станцию.
   

Вывод

• 
  Рассмотрен принцип работы сотовой сети, ее основные элементы.
  

• 
  Проведен разбор организации сотовой сети.
  

• 
  Выяснил последовательность действий при процессе инициализации.
  

2.   1   2

---

Исследование принципов работы модуляции сигналов, выяснить общую информацию о каждом поколении мобильной связи.


Задачи раздела:

• 
  Разобрать модуляцию сигнала, их типы, принципы работы;
  
• 
  Исследовать каждое поколение сетей;
  
• 
  Изучить методы их модуляции.
  

1. 
   Модуляция сигнала.
   

Модуляция сигнала - это процесс изменения одного или нескольких параметров сигнала (например, амплитуды, частоты, фазы) в соответствии с передаваемой информацией. Цель модуляции - преобразовать информационный сигнал в форму, пригодную для передачи по каналу связи.
Существует несколько видов модуляции, включая:

• 
  Амплитудная модуляция (AM) - изменение амплитуды высокочастотного несущего сигнала в соответствии с информационным сигналом.
  

• 
  Частотная модуляция (FM) - изменение частоты высокочастотного несущего сигнала в соответствии с информационным сигналом.
  

• 
  Фазовая модуляция (PM) - изменение фазы высокочастотного несущего сигнала в соответствии с информационным сигналом.
  

• 
  Квадратурная амплитудная модуляция (QAM) - комбинация амплитудной и фазовой модуляции для передачи двоичных данных.
  

• 
  Фазовая манипуляция (PSK) - изменение фазы высокочастотного несущего сигнала для передачи двоичных данных.
  

• 
  Частотно-манипулируемая модуляция (FSK) - изменение частоты высокочастотного несущего сигнала для передачи двоичных данных.
  

Выбор метода модуляции зависит от требований к скорости передачи данных, качества сигнала, шумовых характеристик канала связи и других факторов.
Процесс передачи цифровых данных с помощью несущей называется цифровой модуляцией.

При осуществлении цифровой модуляции используют три первых вида модуляций (FM, AM, PM)

1. 
   Амплитудная модуляция (АМ).
   

Амплитудная модуляция (AM) используется в сотовой связи для передачи голосовой информации. В этом случае, голосовой сигнал, который является низкочастотным, модулирует высокочастотный несущий сигнал.
В сотовой связи, используется две частоты несущего сигнала: одна для передачи голосовой информации, а другая для приема. При передаче голосовой информации, голосовой сигнал модулирует несущий сигнал в соответствии с амплитудной модуляцией.

---

Затем, модулированный сигнал передается через антенну на базовую станцию, где он демодулируется и декодируется для восстановления голосовой информации.
Амплитудная модуляция имеет некоторые недостатки, такие как чувствительность к шумам и искажениям, которые могут возникнуть в процессе передачи сигнала. Однако, она все еще широко используется в сотовой связи для передачи голосовой информации, так как она является простой и надежной технологией.

2. 
   Фазовая модуляция.
   

Фазовая модуляция (PM) используется в сотовой связи для передачи цифровых данных, таких как текстовые сообщения, изображения и видео. В этом случае, цифровой сигнал модулирует несущий сигнал путем изменения его фазы.
В сотовой связи, используется метод фазовой модуляции с постоянной амплитудой (PM), который является одним из наиболее распространенных методов модуляции. В этом методе, информационный сигнал изменяет фазу несущего сигнала при постоянной амплитуде несущего сигнала.
Затем, модулированный сигнал передается через антенну на базовую станцию, где он демодулируется и декодируется для восстановления цифровой информации.
Ф азовая модуляция имеет преимущества перед амплитудной модуляцией, так как она более устойчива к шумам и искажениям, которые могут возникнуть в процессе передачи сигнала. Она также позволяет передавать информацию с более высокой скоростью, чем амплитудная модуляция.
Однако, фазовая модуляция также имеет свои недостатки, такие как более сложная обработка сигнала и более высокие требования к точности приемника.

3. 
   Частотная модуляция.
   

Частотная модуляция (FM) также используется в сотовой связи для передачи цифровых данных. В этом случае, цифровой сигнал модулирует несущий сигнал путем изменения его частоты.
Однако, в сотовой связи, частотная модуляция используется реже, чем фазовая модуляция. Это связано с тем, что частотная модуляция более чувствительна к шумам и искажениям, которые могут возникнуть в процессе передачи сигнала.

Кроме того, частотная модуляция требует более широкой полосы частот, чем фазовая модуляция, что может быть проблемой в условиях ограниченной полосы частот в сотовой связи.

---

Смотрите также файлы

• Программа вводного инструктажа по охране труда для работников доу общие положения.docx

• Роль решений Конституционного Суда Российской Федерации в осуществлении правосудия.docx

• И. А. Шишпор 2023.doc

• Приборы и оборудование.docx

• Урок физики в 8 классе.ppt