Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / РЕФЕРАТ, ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

История развития сотовой связи.

natalya1980er 220 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 22 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 04.04.2019
Переход к информационному сообществу на современном эта¬пе развития приводит к росту потребления услуг связи. Необхо¬димость повышения качества и расширения спектра услуг явля¬ется причиной активного использования новых технологических решений. Мобильная связь - одно из современных направлений в области связи, получившее интенсивное развитие в течение по-следних десятилетий. Анализ показывает, что развитие сетей мо¬бильной связи происходит опережающими темпами по сравнению с другими сетями телекоммуникаций. Стратегией развития сетей мобильной радиосвязи являются разработка и внедрение единых международных стандартов, создание на их основе международ¬ных и глобальных сетей общего пользования. Использование современной технологии позволяет обеспечить абонентам таких систем высокое качество речевых сообщений, надежность и конфиденциальность связи, защиту от несанкционированного доступа в сеть.
Введение

Сложно представить жизнь в 21 веке без сотовой связи. Мы каждый день совершаем десятки звонков, используя свои мобильные телефоны, и связываемся с различными людьми, находящимися в самых отдаленных уголках. А ведь за каждым таким звонком стоят годы исследований и научных открытий, позволивших сделать жизнь в будущем гораздо проще. На протяжении всей своей истории человечество испытывало острую необходимость в средствах быстрой передачи информации на большие расстояния. На заре цивилизации для этого использовались различные примитивные способы – сигнальные костры, барабаны, почтовые голуби и т. д. С развитием науки эти технологии все более совершенствовались – изобретение электричества со временем позволило соединять проводами между собой удаленные на большое расстояние объекты и практически моментально обмениваться между ними достаточно приличными объемами информации.
Содержание

Введение. 1. История развития сотовой связи. 2. Системы сотовой связи: 2.1. Принципы функционирования систем сотовой связи. 2.2. Состав системы сотовой связи. 2.3. Алгоритмы функционирования систем сотовой связи. 3. Стандарты сотовой связи. Заключение. Список использованной литературы.
Список литературы

Отрывок из работы

1. История развития сотовой связи. Как всё начиналось. В истории развития сотовой связи существует множество важных событий, без которых сам факт совершения телефонного звонка сейчас мог бы казаться фантастикой. И самое первое из этих событий связано с известным русским ученым Александром Степановичем Поповым. Именно наш соотечественник 7 мая 1895 года показал общественности прибор, по сути, являющийся практичным радиоприемником. Названный гениальным физиком как «грозоотметчик», прибор позволял обнаруживать и регистрировать электромагнитные колебания в радиусе нескольких десятков километров. Более чем через год, Попов заменил метрологический регистратор телеграфным аппаратом Морзе, и мир увидел первое и единственное пока устройство для беспроводной телеграфии. Параллельно с Поповым, над вопросом беспроводной передачи информации в то же время бились Маркони, которого западные страны и признают создателем радио, и другие известные ученые. Интересный факт: первая радиограмма, с использованием прибора Попова была переслана еще 24 марта 1896 года. Расстояние передачи тогда составило всего 250 метров, а текст сообщения представлял всего два слова: «Heinrich Herz» («Генрих Герц»). Таким образом, Попов отдал дань Герцу, который в 1888 году доказал сам факт существования электромагнитных волн. Следующим важным этапом в развитии сотовой связи стал 1901 год, когда Маркони, запатентовавший улучшенную версию прибора Попова, организовал первую в истории радиосвязь через Атлантический океан. В том же году радио было установлено Маркони на паровом автомобиле «Торникрофт», что дало верное направление движения развития мобильной связи. Интересный факт: впервые через океан Маркони передал лишь одну единственную букву S азбуки Морзе. Подтверждения сторонними источниками этого факта не было. Двадцать лет спустя, в 1921 году, полиция Детройта впервые начала применять телеграфную подвижную связь. Работающая лишь в одну сторону и использующая частоту 2 МГц, связь позволяла диспетчерам координировать полицейских или вызывать их на телефонный разговор. Доработана технология была уже через 12 лет, когда в полицейском департаменте Нью-Йорка первыми начали использовать двухстороннюю радиосвязь, работающую по принципу Push-To-Talk. Интересный факт: принцип работы Push-To-Talk дошел и до нашего времени.Он применяется в большинстве голосовых мессенджеров вроде Skype, Mumble, Teamspeak и т.д. Начало эпохи сотовой связи. Вторая мировая война замедлила развитие радиотелефонии и тем более, частной мобильной связи. Но практически сразу после ее окончания, 17 июня 1946 года, компании AT&T и Bell Telephone Laboratories запустили первую в истории сеть подвижной радиосвязи, пользоваться которой могли частные клиенты. Конечно, все работало не идеально, да и аппаратура, необходимая для связи с прочими абонентами сети была громоздкой. Подумать только, радиотелефон в ту пору весил около 30-40 кг и это без учета источника питания. Устанавливались такие телефоны в помещениях, а чаще всего в автомобилях, где не нужно было заботиться о наличии отдельного источника питания, поскольку аппаратура питалась прямо от бортовой сети машины. Одной из важнейших дат в развитии сотовой связи считается 1947 год, в котором Дуглас Ринг выдвинул идею сотового принципа организации сетей подвижной связи, по сути, предложив миру и своей компании Bell Laboratories создать мобильный телефон. Мало кто мог тогда подумать, что до появления первого прототипа портативного сотового телефона еще 25 лет. Ответственной за создание первого сотового телефона стала компания Motorola, имеющая в своем штате поистине гениального изобретателя Мартина Купера. Именно он совершил звонок с устройства под названием Motorola DynaTac, который и считается первым звонком по мобильному телефону. Устройство действительно можно было назвать мобильным — DynaTac весил «всего» 1,15 кг и имел «скромные» габариты 22,5?12,5?3,75 см. Интересный факт: Motorola DynaTac имел 12 функциональных клавиш и аккумулятор, позволяющий работать устройству до 8 часов в режиме ожидания. Заряжать же DynaTac приходилось в течение неполных 11 часов. После этого триумфального для Motorola момента, настала пора развертывания в различных странах сотовых сетей. К 1983 году сотовые сети были развернуты в США, Японии, Дании, Швеции, Норвегии, Финляндии, Саудовской Аравии и некоторых других странах. И хоть запущенные сети были готовы к эксплуатации, была серьезная проблема — на рынке не было представлено устройств, которыми клиенты AT&T, NTT, Ericsson и других сотовых компаний, могли бы пользоваться. Годом позже Motorola выпустила новую версию своего мобильного телефона DynaTAC 8000X. Устройство по-настоящему поразило потребителей, ведь гаджет позволял оставаться на связи практически в любой точке крупного города, при этом неудобства в его использовании тогда практически не были заметны. За DynaTAC 8000X выстроились огромные очереди, несмотря на внушительную цену телефона в размере $3995. Интересный факт: DynaTAC 8000X нашел отражение в нескольких фильмах и компьютерных играх. Так, в культовом сериале «Во все тяжкие» Гектор Саламанка разговаривает, используя DynaTAC 8000X. Практически одновременно с запуском Motorola «доступного» мобильного телефона, крупнейшие мировые страны начали утверждать национальные стандарты связи. Великобритания приняла в качестве национального стандарта систему ETACS, основанную на технологии AMPS (Усовершенствованная Служба Мобильных Телефонов), а в США приняли стандарт цифровой связи IS-54 (D-AMPS). Очередным переломным моментом в развитии сотовой связи является начало эпохи GSM. Стандарт GSM начали разрабатывать 26 Европейских национальных телефонных компанией еще в 1982 году, после чего Европейский Телекоммуникационный Институт Стандартов (ETSI) в 1989 году взял на себя ответственность за развитие системы. Опубликована же была спецификация в 1991 году, тогда же коммерческие сети GSM начали действовать в крупнейших европейских странах. США в это же время пошла своим путем, приняв стандарты цифровых технологий TDMA и CDMA. История сотовой связи в России 09 сентября 1991г. в Петербурге был совершен первый звонок с сотового телефона в России, который положил начало развитию новой отрасли. Сегодня, когда на каждого жителя России в среднем приходится по полторы сим-карты, перед рынком сотовой связи стоят уже новые задачи. Сотовая связь в России могла появиться еще раньше, вспоминает последний министр связи СССР Геннадий Кудрявцев. "Мы вынесли этот вопрос на рассмотрение силовиков ещё в 1986 году, но КГБ и Минобороны сочли, что сотовая связь может быть опасна с точки зрения государственной безопасности Советского Союза", - сказал он. Вернулись к этому вопросу только через несколько лет, когда в США и Западной Европе сотовая связь уже переживала бурный рост. Всё это привело к тому, что времени на разработку собственного стандарта не осталось, и Россия была вынуждена использовать технологии Запада, притом не самые современные - в то время на Западе действовал запрет на поставку в нашу страну нового технологичного оборудования. К внедрению сотовой связи также оказалась не готова и нормативно-правовая база. Регулирование 90-х было построено таким образом, что лицензии на оказание услуг выдавались на каждый субъект Федерации отдельно. Фактически в России существовало почти 300 лицензий мобильной связи, и рынок развивался абсолютно стихийно. "Зачастую в регионах сотовой связью занимались компании, которые вообще не имели никакого отношения к телекоммуникациям", - говорит президент "Мегафона" Сергей Солдатенков, который возглавил в 1994 году первого российского сотового оператора "Дельта Телеком". Один из основателей компании "Вымпелком" (бренд "Билайн") Дмитрий Зимин охарактеризовал отношения операторов и регулятора того времени фразой "счастливо ругались". Интересный факт: минута разговора для абонентов первого оператора сотовой связи, работающего по стандарту NMT-450, «Дельта Телеком» первоначально составляла $1. При условии, что телефон Mobira — MD 59 NB2 стоил немалые $4000. Ранее никто не ждал, что сотовая связь в России станет настолько популярной. Долгое время мобильный телефон из-за высокой стоимости был доступен только бизнесменам, силовым или криминальным структурам. С внедрением цифрового стандарта GSM начинается новый этап развития сотовой связи. "Переход к GSM был шагом, который позволил России ускорить развитие связи, причем этот переход Россия совершила быстрее других стран, - уверен старший вице-президент Ericsson по продажам и маркетингу Ян Вареби. - К тому моменту в других странах (даже в тех, что принимали активнейшее участие в разработке стандарта) его распространение только началось". В конце 90-х в России уже продано 20 миллионов сим-карт, а рынок начинает объединяться вокруг сильных брендов. Развитие более современного стандарта привело к тому, что операторы отдали реализацию сотовых телефонов сторонним компания и тем самым заложили основу рынка мобильной розницы. К новым реалиям необходимо было "расчистить" нормативную базу. Эту работу взял на себя новый министр связи Леонид Рейман, который, например, отменил обязательное для каждого абонента разрешение на использование мобильного телефона и консолидировал государственные региональные активы. В 2006 году в России был введен принцип "платит звонящий". Преобразования привели к тому, что сотовая связь в стране наконец вошла в русло общемировых тенденций, и российский рынок стал одним из европейских лидеров. Бурное развитие сотовой связи связано, прежде всего, с тем, что фиксированная связь не могла удовлетворить потребности населения. Она всегда была дефицитным ресурсом, и решить этот вопрос можно было только за счет альтернативной услуги. Массовая популяризация и дальнейшее развитие Начиная с 1991 года, развитие сотовой связи закрутилось бешеными темпами. Новые сотовые операторы стали открываться по всему миру, вкладывая серьезные финансовые средства в разработку новых технологий. Благодаря этому в 1999 году был выпущен стандарт пакетной передачи данных GPRS и миллионы владельцев сотовых телефонов получили доступных к мобильному интернету. Примерно к этому же времени на рынке появилось множество доступных телефонов. Наиболее преуспевали в насыщении рынка компании Siemens, Ericsson, Sony и Nokia. Большинство из этих компаний сейчас переживают не самые лучшие времена, но тогда им просто не было равных. В 2000 году было запущено третье поколение мобильной связи 3G, повсеместно использующееся и сейчас. 3G-связь строится на основе пакетной передачи данных со скоростью до 3,6 Мбит/с. Такая скорость позволяет прямо с мобильных телефонов или планшетов просматривать фильмы, слушать музыку и наслаждаться полноценным доступом к глобальной сети. Переходным этапом к четвертому поколению мобильной связи, более известным как 4G, стал протокол HSDPA, который начали внедрять в 2006 году. Данный протокол существенно увеличил скорость передачи данных в мобильных сетях, предел которой стал равняться 42 Мбит/с. Первая в мире коммерческая сеть четвертого поколения стандарта LTE была запущена в 2009 году в Стокгольме и Осло. Работая в 4G-сетях, подвижные абоненты могут осуществлять передачу данных со скоростью свыше 100 Мбит/с, а стационарные абоненты со скоростью 1 Гбит/с. В настоящее время 4G-сети начинают охватывать все большие территории, добираясь до наиболее отдаленных участков земного шара. Внедрение стандарта 5G ожидается не ранее 2020 года. ? 2. Системы сотовой связи. 2.1. Принципы функционирования систем сотовой связи С развитием систем радиотелефонной связи возникла проблема - ограниченность частотного ресурса. То есть телефоны с близкими рабочими каналами начали создавать помехи друг другу. В середине 1940-х годов исследовательский центр Bell Laboratories предложил идею разбиения всей обслуживаемой территории на небольшие участки, которые стали называться сотами (от английского CELL – ячейка, сота). Каждая сота должна обслуживаться передатчиком с ограниченным радиусом действия и фиксированной частотой. Это позволило бы без взаимных помех использовать ту же самую частоту повторно в другой соте. Разделить обслуживаемую территорию на ячейки (соты) можно двумя способами: либо основанным на измерении статистических характеристик распространения сигналов в системах связи, либо основанным на измерении или расчете параметров распространения сигнала для конкретного района. При реализации первого способа вся обслуживаемая территория разделяется на одинаковые по форме зоны, и с помощью закона статистической радиофизики определяются их допустимые размеры и расстояния до других зон, в пределах которых выполняются условия допустимого взаимного влияния. Для оптимального, т. е. без перекрытия или пропусков участков, разделения территории на соты использован шестиугольник, так как, если антенну с круговой диаграммой направленности устанавливать в его центре, то будет обеспечен доступ почти ко всем участкам соты. В этом случае тщательно измеряют или рассчитывают параметры системы для определения минимального числа базовых станций, обеспечивающих удовлетворительное обслуживание абонентов по всей территории, определяют оптимальное место расположения базовой станции с учетом рельефа местности, рассматривают возможность использования направленных антенн, пассивных ретрансляторов и смежных центральных станций в момент пиковой нагрузки и т. д. Каждая из ячеек обслуживается своим передатчиком с невысокой выходной мощностью и ограниченным числом каналов связи. Это позволяет без помех использовать повторно частоты каналов этого передатчика в другой, удаленной на значительное расстояние, ячейке. Теоретически такие передатчики можно использовать и в соседних ячейках. Но на практике зоны обслуживания сот могут перекрываться под действием различных факторов, например, вследствие изменения условий распространения радиоволн. Поэтому в соседних ячейках используются различные частоты. Обычно антенны базовых станций имеют круговые диаграммами направленности (передача сигнала одинаковой мощности по всем направлениям). Пример построения сот при использовании трех частот f1 - f3 представлен на рисунке 2.1. Именно возможность повторного применения одних и тех же частот определяет высокую эффективность использования частотного спектра в сотовых системах связи. Группа сот с различными наборами частот называется кластером. Определяющим его параметром является количество используемых в соседних сотах частот. На рисунке 2.1, например, размерность кластера равна трем. Но на практике это число может достигать пятнадцати. Базовые станции удалены друг от друга на расстояние B, называемое «защитным интервалом» (рисунок 2.1). Шестиугольная форма наилучшим образом вписывается в круговую диаграмму направленности антенны базовой станции, установленной в центре ячейки. Остановимся более подробно на вопросе выбора размера ячейки (радиуса R). Эти размеры определяют защитный интервал B между ячейками, в которых одни и те же частоты могут быть использованы повторно. Заметим, что величина защитного интервала B, кроме уже перечисленных факторов, зависит также от допустимого уровня помех и условий распространения радиоволн. В предположении, что интенсивность вызовов в пределах всей зоны одинакова, ячейки выбираются одного размера. Размер зоны обслуживания базовой станции, выражаемый через радиус ячейки R, определяет также число абонентов N, способных одновременно вести переговоры на всей территории обслуживания. Следовательно, уменьшение радиуса ячейки позволяет не только повысить эффективность использования выделенной полосы частот и увеличить абонентскую емкость системы, но и уменьшить мощность передатчиков и чувствительность приемников базовых и подвижных станций. Это, в свою очередь, улучшает условия электромагнитной совместимости средств сотовой связи с другими радиоэлектронными средствами и системами. 2.2. Состав системы сотовой связи Каждая из сот обслуживается многоканальным приемопередатчиком, называемым базовой станцией. Она служит своеобразным интерфейсом между сотовым телефоном и центром коммутации подвижной связи, где роль проводов обычной телефонной сети выполняют радиоволны. Число каналов базовой станции обычно кратно 8, например, 8, 16, 32... Один из каналов является управляющим (control channel), в некоторых ситуациях он может называться также каналом вызова (call channel). На этом канале происходит непосредственное установление соединения при вызове подвижного абонента сети, а сам разговор начинается только после того, как будет найден свободный в данный момент канал и произойдет переключение на него. Все эти процессы происходят очень быстро и потому незаметно для абонента. Он лишь набирает нужный ему телефонный номер и разговаривает, как по обычному телефону. Любой из каналов сотовой связи представляет собой пару частот для дуплексной связи, т. е. частоты базовой и подвижной станций разнесены. Это делается для того, чтобы улучшить фильтрацию сигналов и исключить взаимное влияние передатчика на приемник одного и того же устройства при их одновременной работе. Все базовые станции соединены с центром коммутации подвижной связи (коммутатором) по выделенным проводным или радиорелейным каналам связи (рисунок 2.2). Центр коммутации MSC - это автоматическая телефонная станция системы сотовой связи, обеспечивающая все функции управления сетью. Она осуществляет постоянное слежение за подвижными станциями, организует их эстафетную передачу, в процессе которой достигается непрерывность связи при перемещении подвижной станции из соты в соту и переключение рабочих каналов в соте при появлении помех или неисправностей, производит соединение подвижного абонента с тем, кто ему нужен в обычной телефонной сети и др. 2.3. Алгоритмы функционирования систем сотовой связи Не смотря на разнообразие стандартов сотовой связи, алгоритмы их функционирования в основном сходны. Для абонента практически нет разницы, в каком стандарте осуществляется связь. Если ему нужно позвонить, то он просто нажимает клавишу на своём телефоне, что соответствует снятию трубки обычного телефона. Когда же радиотелефон находится в режиме ожидания (состояние "трубка положена" обычного телефона), его приёмное устройство постоянно сканирует (просматривает) либо все каналы системы, либо только управляющие. Для вызова соответствующего абонента всеми базовыми станциями сотовой системы связи по управляющим каналам передаётся сигнал вызова. Сотовый телефон вызываемого абонента при получении этого сигнала отвечает по одному из свободных каналов управления. Базовые станции, принявшие ответный сигнал, передают информацию о его параметрах в центр коммутации, который, в свою очередь, переключает разговор на ту базовую станцию, где зафиксирован максимальный уровень сигнала сотового телефона вызываемого абонента.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg