Сотовая связь молода, и не только в масштабах развития новых технологий, но и по чисто человеческим меркам: ей всего 26 лет от момента формулировки идеи, а от начала коммерческого применения, т.е. от появления на свет - и того меньше. Сотовая связь - прекрасный пример возникновения и чрезвычайно быстрого развития нового технологического направления, оптимальным образом использующего новейшие технические достижения и удовлетворяющего разнообразные и очень актуальные потребности рынка. За короткий срок своего существования сотовая связь претерпела радикальные качественные преобразования - от аналоговых систем первого поколения с множеством несовместимых национальных стандартов к более совершенным цифровым системам второго поколения с рядом межнациональных стандартов и значительной их унификацией, и уже в наши дни и в ближайшем будущем - к системам мобильной связи третьего поколения с глобальным охватом, интеграцией со спутникрвой связью и информационными сетями, с передачей мультимедиа и обслуживанием массового рынка.

В нашей стране развитие сотовой связи началось с опозданием примерно на 10 лет по сравнению с ведущими странами и на фоне общих экономических трудностей идет нелегко. В то же время России удается, не повторяя всего эволюционного пути, выходить сразу на современные технологии, т.е. более или менее отслеживать основные направления прогресса. ДО «ВымпелКом» в этом отношении является характерным примером. Компания вышла на российский рынок сотовой связи не в числе самых первых - в июне 1994 г., спустя три с половиной года после начала коммерческой эксплуатации первой сети. Но она получила в наследство значительную часть научно-технического потенциала Радиотехнического института им. акад. Д. Л. Минца и некоторых других родственных ему предприятий, нашла надежных зарубежных парт-

неров, объединила усилия энтузиастов и профессионалов в сильном коллективе, и за прошедшие годы сумела добиться неплохих результатов. Начав с аналогового стандарта AMPS, уже осенью 1994 г. компания перешла на его цифровую модификацию D-AMPS. В 1995 г. создана Ассоциация-800 - объединение предприятий, занимающихся развитием и эксплуатацией сетей стандарта AMPS/D-AMPS в России и других странах СНГ. В ноябре 1996 г. акции компании были выставлены на торгах Нью-Йоркской фондовой биржи. Это первая и пока единственная российская компания на Нью-Йоркской бирже после более чем 90-летнего перерыва. В июне 1997 г. запущена в опытно-коммерческую эксплуатацию сеть стандарта GSM 1800 - первая в России сеть персональной связи. Торговая марка «Би Лайн» известна не только в Москве и России, но и за пределами страны. Хотя основной для компании является операторская деятельность, она не ограничивается только ею: разрабатываются и производятся элементы аппаратуры сотовой связи (антенны, источники питания), исключительно своими силами осуществляется проектирование сетей, причем в этом непростом деле имеются заметные успехи, а в будущем предполагается развернуть более широкие исследования и разработки.

Выпуск серии «Библиотека сотовой связи» мы рассматриваем как полезный и необходимый сегодня вклад в распространение и развитие сотовой связи в России и других странах СНГ.

Успех первого издания свидетельствует о том, что выпуск книги был своевременным и удачным.

За прошедшие полтора года сотовая связь получила дальнейшее развитие. Число абонентов в мире к концу 1998 г. превысило 300 миллионов, причем на первое место вышел стандарт GSM, а уровень проникновения в лидирующих странах превысил 50% (Финляндия - более 60% в марте 1999 г.), и это явно не предел. Все отчетливее вырисовываются контуры систем третьего поколения. Сотовая связь продолжает развиваться и в России, несмотря на неизбежные потери, связанные с кризисом 1998 г. АО "ВымпелКом", запустив в октябре 1998 г. в опытную эксплуатацию участок сети стандарта GSM-900, готовится к началу полномасштабной коммерческой эксплуатации двухчастотной сети GSM-900/GSM-1800 в Московском регионе, а также к запуску сетей GSM в других регионах России.

Сохраняя направленность книги во втором издании неизменной, мы рассчитываем на более полное освещение проблем сотовой связи в последующих книгах серии.

Д. Б. Зимин, Генеральный директор АО "ВымпелКом" июнь 1999

ПРЕДИСЛОВИЕ

Сотовая связь - весьма заметное явление в технике связи, даже по меркам фантастически богатой на смелые технические проекты второй половины XX века. Появившись в 1971 г. на уровне идеи, в 1978 г. в виде первой опытной сети и достигнув к 1985 г. роли самостоятельной, но достаточно узкой по распространению системы с двумя сотнями тысяч абонентов, сегодня это

- массовая система радиотелефонной связи с подвижными объектами, использующаяся более чем в 140 странах всех континентов и охватывающая более 150 млн. абонентов. Сотовая связь предоставляет широчайший спектр услуг: передача речи и данных, в том числе с выходом на стационарные (фиксированные) телефонные сети, включая междугородные и международные; идентификация подлинности абонента; автоматическая регистрация сеанса связи и начисление оплаты; поиск подвижного абонента и установление с ним связи и многое другое. Более того, сотовая связь продолжает бурно развиваться и имеет реальные шансы стать одним из основных элементов универсальной системы мобильной связи глобального масштаба.

Более важным, вероятно, является даже не абсолютное число абонентов сотовой связи, а относительная обеспеченность ею населения. Сегодня в лидирующих странах она составляет 20...35 % (Скандинавия, Австралия, Израиль, США, Япония). Для сравнения приведем уровень обычной телефонизации: в среднем в мире 10... 12 %, в ведущих странах 50...60 %. По имеющимся прогнозам в ближайшие 10-15 лет обеспеченность населения средствами подвижной телефонной связи в промышленно развитых странах может достигнуть 50...80 %, т.е. мобильный телефон станет не менее распространенным, чем стационарный проводной. При этом помимо удовлетворения пользовательского спроса сотен миллионов людей появляется огромный дополнительный рынок труда с высокой интеллектуальной насыщенностью. И если сегодня сотовый телефон во многих странах еще остается элитарным средством связи, то это никак не противоречит приведенному прогнозу. Ведь практически все революционные технические новшества - проводной телефон, телевизор, магнитофон и даже часы

- при своем появлении были элитарными, а сегодня они совершенно естественно входят в быт каждого человека с детства.

В России сотовая связь начала внедряться с 1990 г. Однако при технически совершенном и быстро расширяющемся применении сотовой связи в России библиографический рынок в этой части пока остается бедным. Конечно, он уже далеко не тот, что был

.......-.....- а-за--а-зя-i ! =s=i :"г" =ss:=s= чг.= -

два года назад, когда кроме перевода книги Ли [50], выпущенного в 1985 Г. (оригинал издан в США в 1982 г.), нескольких обзоров [26, 54, 49] и полутора десятков статей сослаться было не на что. С тех пор вышло несколько книг [56, 38, 27], статьи по сотовой связи регулярно публикуются в журналах «Вестник связи», «Электросвязь», «Мир связи и информации: Connect!» и ряде других. С конца 1996 года выходит специализированный журнал «Мобильные системы». И все же это не идет ни в какое сравнение с Западной Европой и США, где ежегодно появляются десятки книг, а также сотни статей и патентов. Настоящая книга должна по замыслу автора в некоторой степени заполнить этот пробел в российском информационном пространстве.

Каково же, более конкретно, целевое назначение книги, на какие категории читателей она рассчитана?

Во-первых, автор хочет объяснить, что такое сотовая связь и какое место она занимает среди многих других систем связи. Этой цели служат краткий исторический обзор и сопоставление с другими системами, а также характеристики рынка сотовой связи и попытки прогноза ее развития. В этом отношении книга не лишена оттенка популяризации и может, как нам кажется, представить интерес для всех, кому небезразличны многочисленные аспекты современного технического прогресса. Во-вторых, автор пытается кратко, но по возможности систематично изложить принципы построения систем сотовой связи и пути решения основных возникающих при зтом технических проблем. В этой части книга рассчитана на более узких специалистов и, возможно, - при ограниченном числе других пособий - на студентов высших и средних специальных учебных заведений. В-третьих, автор был бы рад помочь потенциальным потребителям найти необходимый им вид связи, а компаниям, предоставляющим услуги сотовой связи, - их потенциальных абонентов. С этой целью мы рассматриваем потребительские характеристики сотовой связи, хотя и все остальное содержание книги имеет самое прямое отношение к решению этой задачи.

Разумеется, попытка объединить в одном издании столь разнородные цели по меньшей мере достаточно смела. Каждый из перечисленных аспектов достоин отдельной книги, и, вероятно, не одной. Так, скорее всего, и получится уже в недалеком будущем. Пока же приходится поступать в соответствии с правилом «лучшее - враг хорошего».

Основное внимание в книге уделено цифровым системам сотовой связи (а не аналоговым), как более перспективным, а из цифровых - использующим метод множественного доступа с временным разделением каналов (ТОМА), как более распространенным в настоящее время. При этом все основные аналоговые стандарты и другие методы множественного доступа также находят в книге свое отражение. Основанием к тому является стремление найти определенный компромисс между полнотой содержания и уходом от чрезмерной детализации при сохранении доступности

изложения в ограниченном объеме книги. По тем же причинам книга ни в какой мере не может служить техническим описанием какой-либо из систем сотовой связи или ее отдельных элементов - она для этого совершенно не предназначена. Кроме того, сотовая связь развивается настолько быстро, что уже одно это делает чрезмерную детализацию бессмысленной. Что касается терминологии, то сотовая связь «пришла» в Россию на английском языке, и русская терминология во многом еще не устоялась. В некоторых случаях приходится заимствовать англоязычные термины - ро-минг, фрод, рейк-приемник, причем нам кажется целесообразным сохранить и устоявшиеся аббревиатуры: FDMA, ТОМА, СОМА, ISON. Для некоторых терминов предлагаются русские эквиваленты: передача обслуживания [handoff или handover), домашний регистр [home location register), гостевой регистр {visitor location register). В некоторых случаях подбор русского эквивалента неоднозначен; например, термин services в зависимости от контекста переводится как функции, услуги или службы.

В представляемом виде книга не может не иметь недостатков - и по полноте охвата предмета, и по методике изложения, и по фактическому содержанию. Мы готовы принять любые критические замечания и особенно благодарны за конструктивные отклики, содержащие конкретные пожелания и предложения.

Не имея возможности поименно перечислить всех, кто своим участием способствовал появлению этой книги, автор выражает г;1убокую и искреннюю благодарность всем коллегам по работе за многочисленные советы, помощь в подборе материала и оформлении книги, без которых ее подготовка и выпуск были бы просто невозможны.

За полтора года, прошедшие со времени завершения работы над первым изданием книги, в развитии сотовой связи произошли заметные изменения: она получила значительно более широкое распространение, появились новые аппараты и услуги, возникли новые возможности и новые проблемы. Началась коммерческая эксплуатация первой из систем мобильной спутниковой связи (IRIOIUM), значительные усилия предпринимаются в развитии систем третьего поколения мобильной связи. Вместе с тем, свернуты работы по системе OOYSSEY, а в системе PHS бурное развитие сменилось некоторым спадом.

Во втором издании обновлены фактические данные (разд. 4.4, 4.6, 5) - в основном по состоянию на 1 января 1999 г., уточнены прогнозы и перспективы развития (разд. 6.1, 6.2), исправлены имевшиеся в первом издании опечатки и редакционные шероховатости.