Основні поняття та визначення

Свою назву стільникові системи зв'язку (ССС) отримали відповідно до стільниковим принципом організації зв'язку, відповідно до якого зона обслуговування (територія міста або регіону) поділяється на велику кількість малих робочих зон, або сот, у вигляді шестикутників. У центрі кожної робочої зони (соти) розташована базова станція (BTS), яка пов'язана по радіоканалах з багатьма мобільними станціями [MS). Всі базові станції з'єднані дротовими телефонними або радіорелейними сполучними лініями з центром комутації стільникової мережі (MCS) даного регіону, який забезпечує з'єднання рухомих абонентів з будь-якими абонентами телефонної мережі загального користування за допомогою комутаційних пристроїв. У ССС рухомими об'єктами є або наземні транспортні засоби, або безпосередньо людина, що знаходиться в русі і має портативну абонентську станцію.

У стільникових мережах рухомого зв'язку радіозв'язок BTS з МS здійснюється в межах малої робочої зони, що дозволяє багаторазово використовувати одні й ті ж частоти в зоні обслуговування. Число абонентів у ССС визначається пропускною здатністю і числом ВТЗ, що дорівнює кількості сот, яке зростає в квадратичного закону зі зменшенням радіусу стільники (/?) при постійному радіусі зони обслуговування ЙО. Зменшення радіуса стільники дозволяє збільшити число рухомих абонентів, оснащених радіостанціями і мають можливість виходу на ТфОП.

Із зменшенням радіусу стільники з'являється можливість зменшити потужність передавача і чутливість приймачів, що значно покращує електромагнітну сумісність абонентів в ССС і між ССС та іншими системами радіозв'язку.

Незважаючи на різноманітність стандартів стільникового зв'язку, алгоритми їх функціонування, незалежно від наявних особливостей, в основному схожі. Для абонента практично немає ніякої різниці, в якому стандарті здійснюється зв'язок. Якщо йому потрібно подзвонити, то він просто натискає клавішу на своєму радіотелефоні (це може бути будь стільниковий радіотелефон), що відповідає зняттю трубки звичайного телефону. Коли ж радіотелефон знаходиться в режимі очікування (стан «трубка покладена» звичайного телефону), його приймальний пристрій постійно сканує (переглядає) або всі канали системи, або тільки керуючі. Для виклику відповідного абонента всіма базовими станціями стільникового системи зв'язку по керуючим каналах передається сигнал виклику. Стільниковий телефон абонента, що викликається при отриманні цього сигналу відповідає по одному з вільних каналів управління. Базові станцій, що прийняли відповідний сигнал, передають інформацію про його параметри в центр комутації, який, у свою чергу, перемикає розмову на ту базову станцію, де зафіксований максимальний рівень сигналу стільникового радіотелефону абонента, що викликається.

Під час набору номера радіотелефон займає один з вільних каналів, в якому рівень сигналу базової станції в даний момент максимальний. Віддаляючись абонента від базової станції або у зв'язку з погіршенням умов поширення радіохвиль рівень сигналу зменшується, що веде до погіршення якості зв'язку. Поліпшення якості розмови досягається шляхом автоматичного перемикання абонента на інший канал зв'язку. Це відбувається наступним чином. Спеціальна процедура, звана передачею управління викликом, або естафетної передачею (у іноземній технічній літературі - handover або handoff), дозволяє переключити розмову на вільний канал іншої базової станції, в зоні дії якої опинився в цей час абонент. Аналогічні дії робляться при зниженні якості зв'язку через впливу перешкод або при виникненні несправностей комутаційного обладнання. Для контролю таких ситуацій базова станція забезпечена спеціальним приймачем, періодично вимірює рівень сигналу стільникового телефону розмовляє абонента і порівнює його з допустимою межею. Якщо рівень сигналу менше цієї межі, то інформація про це автоматично передається в центр комутації по службовому каналу зв'язку. Центр комутації видає команду про вимірювання рівня сигналу стільникового радіотелефону абонента на найближчі до нього базові станції. Після отримання інформації від базових станцій про рівень цього сигналу центр комутації перемикає радіотелефон на ту з них, де рівень сигналу виявився найбільшим. Це відбувається так швидко, що абонент абсолютно не помічає цих перемикань.

Іноді виникає ситуація, коли потік заявок на обслуговування, що надходить від абонентів стільникового мережі, перевищує кількість каналів, наявних на всіх близько розташованих базових станціях. Це відбувається тоді, коли всі канали станцій зайняті обслуговуванням абонентів і немає жодного вільного, і надходить чергова заявка на обслуговування від рухомого абонента. У цьому випадку як тимчасовий захід (до звільнення одного з каналів) використовується принцип естафетної передачі всередині стільники. При цьому відбувається почергове перемикання каналів у межах однієї і тієї ж базової станції для забезпечення зв'язком усіх абонентів.

Одна з важливих послуг мережі стільникового зв'язку - надання можливості використання одного і того ж радіотелефону при поїздці в інше місто, область або навіть стеану, причому стільникова мережа дозволяє не тільки самому абоненту дзвонити з іншого міста або країни, а й отримувати дзвінки від тих, хто не встиг застати його вдома.

У стільникового радіозв'язку така можливість називається роумінгом (від англ. roam - поневірятися, блукати). Базова станція, розташована в центрі стільники, може мати антену з круговою діаграмою спрямованості, а також спрямовані секторні антени. Розташування базової станції можливо в чергуються вузлах осередків і в кожному вузлі осередки.