Развитие сотовой связи началось еще в 1888г., когда Генрих Герц придумал установку и с ее помощью доказал существование электромагнитных волн и возможность их обнаружения. 25 апреля 1895 года Александр Степанович Попов сделал доклад, посвящённый использованию электромагнитных волн для передачи сигналов и продемонстрировал устройство для регистрации электрических колебаний – когерер.

Одновременно, в этом же 1895 г. Гульельмо Маркони провел опыты с электромагнитными волнами, целью которых было создание устройства для передачи сообщений. В марте 1896 года Попов, используя прибор собственной конструкции, передал на 250 метров радиограмму с двумя словами «Генрих Герц». В 1897 г. Маркони получил патент на устройство, похожее на прибор Попова. В 1901 году Маркони установил радио на борт парового автомобиля “Торнисрофт” и провел первую «мобильную» связь. С этого времени началось довольно бурное развитие радиосвязи и, прежде всего на военном флоте.Коренной перелом в истории современной сотовой связи произошел в США в 1946 г. Фирмой AT&T были впервые предоставлены услуги мобильной связи частным лицам. Сотовый телефон располагался в автомобиле, весил 12 кг и объединял в себе телефон и приемопередатчик, в котором прием и передача велись на разных частотах. Связь осуществлялась через ретранслятор или базовую станцию (БС). Канал БС – телефон назывался downlink (восходящая связь), а канал телефон – БС – uplink (нисходящая связь).
При радиотелефонной системе на весь город была одна антенна и на этой башне доступно примерно 25 каналов. Антенне в автомобиле нужен был передатчик волн, способный передавать волну на расстояние 70 км. При такой системе не все люди могли насладиться мобильным общением - на всех каналов просто не хватило бы. Устройство, ныне известное, как рация - это полудуплексный прибор. Это означает, что если на радиоволне одной частоты два человека, то они могут разговаривать только по очереди. Мобильный телефон - это полно дуплексная сеть. Это означает, что для разговора вы используете одну частоту, а когда слушаете, то другую. Оба собеседника могут разговаривать одновременно.

Идея сотового принципа связи подразумевает следующее:

Базовые станции своими зонами покрытия образуют соты, размер которых определяется территориальной плотностью абонентов сети.

В сети, охватывающей, например, целую страну, число сот может быть очень большим. Антенна помещается в центре каждой соты. Для снижения интерференционных помех в соседних сотах используются другие частоты. Одинаковые частоты используются только в сотах, которые расположены на достаточном удалении. Группа из 7 сот называется “кластер“. Максимальный радиус соты ограничен техническими возможностями и составляет 35 км.

Размер соты в реальной сети зависит от следующих факторов:

Географическое положение - Радиус сот на возвышенностях и на равнинной местности больше, чем на холмистой местности.

Число пользователей - Телефонная нагрузка на один узел сотовой связи ограничена пропускной способностью узла, поскольку существует конечное число вызовов, которые узел способен обработать одновременно.

Частотные каналы, используемые для работы одной из базовых станций сети, могут использоваться другими базовыми станциями этой сети. Также подразумевается handoff. Абонент сети, перемещаясь из зоны действия одной базовой станции в другую, может поддерживать непрерывную связь, как с подвижным абонентом, так и с абонентом проводной сети. Сети охватывают обширные территории, и абонент, находясь в зоне действия любой из базовых станций, может выйти на связь или его может вызвать другой абонент независимо от своего местоположения (услуга роуминга).

Аспекты радиосвязи

Для мобильных сетей в Европе выделены следующие диапазоны частот: 890 - 915 МГц (GSM), 1710 - 1785 МГц (DCS) - для установления связи в прямом направлении (от мобильного телефона к базовой станции - восходящий канал) и 935 - 960 МГц (GSM), 1805 - 1880 МГц (DCS) - для установления связи в обратном направлении (от базовой станции к мобильному телефону - нисходящий канал). В конечном счете, весь GSM размещается в пределах полосы шириной 2×25 МГц, а DCS - в пределах полосы 2х75 МГц.

В мобильных телефонах очень маломощный передатчик. Многие аппараты имеют 2 величины сигнала: 0,6Вт и 3Вт (для сравнения, большинство радиопередатчиков потребляют от 4Вт). Мобильные телефоны потребляют чрезвычайно мало энергии и работают преимущественно от батарей. Маленькая мощность - маленькие батареи, что и делает сотовые телефоны мобильными. Использование сотовой связи требует большого количества базовых подстанций в городе любого размера.

В типичном мегаполисе - сотни подстанций. Из-за большого количества пользователей мобильными телефонами стоимость связи одному человеку обходится не дорого.

Более подробно познакомится с принципами организации сотовой связи, архитектурой сети GSM можно на курсах по обучению ремонту сотовых телефонов.