Маркетинг сотовой связи

В марте 1999 г. ITU намерен определить общий стандарт беспроводной связи третьего поколения. В этой связи представляет интерес заявление компании Qualcomm (ей принадлежат права являющиеся определяющими для любого предлагаемого стандарта, который базируется на технологии CDMA). Как сообщил председатель правления и CEO Qualcomm Irwin M. Jacobs, его компания отказывает в предоставлении лицензий на свои технологии, включенные в стандарт W-CDMA (предлагается Европейским институтом по телекоммуникационным стандартам, модификация предлагается Японской ассоциацией радиопромышленности и бизнеса), CDMA II (предлагается Корейской ассоциацией по телекоммуникациям и технологиям) и W-CDMA/NA (предлагается Союзом по телекоммуникационным промышленным решениям США). Он считает, что все конкурирующие организации “могут и должны объединить свои усилия по созданию стандарта мобильной связи третьего поколения”. Позднее компания Qualcomm объявила о своей поддержке предложения Ericsson о конвергенции стандартов W-CDMA и CDMA II. Процесс пошел. Но и конкуренты не сдаются, в январе 1999 г. канадская фирма Nortel Networks, совместно с рядом других североамериканских компаний, запустила в Монреале первую экспериментальную сеть сотовой связи стандарта W-CDMA. Функции оператора будет осуществлять компания Microcell.

Современные сотовые технологии

Этот раздел, вряд ли окажется полезным для людей знакомых с принципами сотовой связи. Поскольку затронутые вопросы освещены поверхностно и  языком доступным не специалистам в  области сотовой связи. Но без  описания свойств продукта невозможно представить книгу, посвященную его маркетингу. За более содержательным описанием сотовых технологий адресую читателей к [4] и [7].

Принципы сотовой связи

Существенными отличиями сотовых стандартов являются:

• диапазон выделенных частот (частотный ресурс).
• способ организации радиоканалов;

В [Таблица 5] представлены диапазоны частот выделенные для систем сотовой связи, в том числе для нисходящих (от базовой станции к подвижной) и восходящих (наоборот) каналов. Известно множество способов организации радиоканалов, однако в интересах сотовой связи нашли широкое применение только три формата радио интерфейса:

• с частотным разделением каналов (FDMA);
• с временным разделением (TDMA);
• с кодовым разделением (CDMA).

Организация каналов с частотным  разделением (FDMA)

На [Рисунок 16] показана организация радиоканалов с частотным разделением. При такой организации каналов выделенный частотный диапазон делится на полосы частот, при этом в одной полосе частот может передаваться разговор только одного абонента. Этот вариант организации радиоканалов используется в аналоговых сотовых стандартах NMT и AMPS и является наименее эффективным способом использования частотного ресурса.

Организация каналов с временным  разделением (TDMA)

На [Рисунок 17] показана так называемая организация радиоканалов с временным разделением. В этом случае сначала проводится "нарезка" диапазона на полосы частот (частотное разделение), а затем в каждой полосе частот выделяются временные сегменты закрепляемые за радиоканалами. Таким образом, при временном разделении в одной полосе одновременно может передаваться разговор нескольких абонентов (3 или 6 в DAMPS и 8 или 16 в GSM).

Организация каналов с кодовым  разделением (CDMA)

На [Рисунок 18] показана организация каналов с кодовым разделением. В этом случае выделенный частотный диапазон не делится на узкие полосы частот, а радиоканалам присваивается своя специфическая частотно-временная кодовая комбинация. В результате в частотном диапазоне одинаковой длинны кодовое разделение позволяет организовать наибольшее число не влияющих друг на друга каналов.

Все стандарты сотовой связи  подразумевают многостанционный доступ. Это означает, что в сотовой сети может быть одновременно обслужено много подвижных станций (абонентов), при этом важным моментом является предельная емкость системы. Как правило, максимально возможное число абонентов сотовой сети приблизительно в 20 – 40 раз больше числа организованный в сети каналов связи. Это вызвано тем, что радиоканалы жестко не закреплены за подвижными станциями, каждой из них может быть присвоен любой свободный канал из общего набора. При этом в часы максимальной нагрузки средний абонент разговаривает не более 2 минут в час, т.е. 1 радиоканал может быть использован 30-тью абонентами. Кроме того, важен коэффициент повторного использования частот. Он равен отношению числа используемых в сети независимых частот к общему числу ячеек в сети. Его величина лежит в пределах от 7 (аналоговые сети с всенаправленными антеннами) до 3 (цифровые сети с секторными направленными антеннами). Для сетей работающих в стандарте CDMA коэффициент повторного использования частот по определению равен 1. Чем меньше величина этого коэффициента, тем эффективнее используется выделенный частотный ресурс. Общее число каналов связи в сотовой сети определяется [Формула 9].

Формула 9

, где N – число каналов связи в сети;

C – число сот;

k – коэффициент повторного использования частот;

F – выделенный частотный диапазон;

f – разнос каналов;

n – коэффициент уплотнения (для FDMA – 1, для TDMA – соответствует числу временных слотов во фрейме, для CDMA – соответствует числу кодовых комбинаций в одной полосе частот).

 

В [Таблица 5] представлены данные необходимые для расчетов емкости сети: диапазоны частот выделенные для систем сотовой связи, число дуплексных (двухсторонних) радиоканалов, размещаемых в этих диапазонах, коэффициенты повторного использования частот и уплотнения.

Делая расчет теоретической емкости  сети необходимо учитывать, что она  зависит не только от числа организованных каналов, но и от территориального распределения трафика в часы максимальной нагрузки, а также от того насколько хорошо ему соответствует организация сети.

Структура сотовой сети

На [Рисунок 19] показана типовая организация сотовой сети.

Система сотовой радиотелефонной связи формируется из неограниченного числа территориальных ячеек, чаще называемых сотами (отсюда термин "сотовая сеть"). Ячейки могут частично пересекаться или даже не соприкасаться друг с другом, но в идеале ячейки должны формировать сплошное покрытие. Очевидно, что границы ячеек условны и определяются допустимым отношением сигнал / шум для радиосигнала поступающего от антенны базовой станции к подвижной станции (радиотелефону) и наоборот.

В каждой ячейке находится своя антенна, подключенная к соответствующей базовой станции. В случае если базовая станция обслуживает одну ячейку, то она, как правило, снабжена антенной с круговой диаграммой направленности и находится в центре ячейки. В развитых сетях с большим числом абонентов широко используются секторные базовые станции, обслуживающие три ячейки. В этом случае базовая станция располагается в точке соприкосновения всех трех ячеек и имеет три направленные антенны, облучающие каждая свою ячейку.

Все базовые станции подключены к центру коммутации, включающему в себя один или более коммутаторов, регистр абонентов, а также необходимые интерфейсы. Обязательными для центра коммутации сотовой сети являются подключения к одной из АТС сети общего пользования и к центру мониторинга. В зависимости от используемого в сотовой сети стандарта она может быть федеральной (NMT и GSM) или региональной (AMPS). Статус сети определяет тип подключения к телефонной сети общего пользования: федеральные сети подключаются через АТС м/г и м/н связи, а региональные – на местном уровне, через узловые или районные АТС городской телефонной сети. Вследствие этого у федеральных сетей могут возникать проблемы с получением городской номерной емкости.

Применяемые в настоящий момент принципы номерации в сотовых  сетях, а также организация их взаимодействия с сетями общего пользования далеко не идеальны (как в случае федеральных, так и в случае региональных сетей). Причина этого кроется в использовании неадаптированных идеологических решений, разработанных для стран с отличными от наших условиями. Вероятно, эти недостатки будут устранены при переходе в нашей стране на 15-ти значную номерацию и внедрении сотовых систем третьего поколения.

Организация связи

В дежурном режиме (когда радиотелефон включен, но не используется) происходит периодический радиообмен по управляющим каналам между подвижной станцией (радиотелефоном) и ближайшей базовой станцией, позволяющий определять, в зоне действия какой базовой станции в текущий момент находится абонент. Эта информация храниться в абонентском регистре центра коммутации.

Предположим, абонент сотовой сети звонит абоненту ГТС. В этом случае он, набрав номер и нажав кнопку "Send" на своем телефоне, отправляет команду на соединение с вызываемым абонентом. Команда по управляющему радиоканалу попадает на базовую станцию, в зоне действия которой находится вызывающий абонент, и далее по соединительным линиям поступает в коммутационный центр. Коммутатор организует соединение через ГТС с вызываемым абонентом. Если вызываемый абонент является абонентом той же сотовой сети, то с помощью абонентского регистра центра коммутации определяется ячейка, в которой находится вызываемый абонент и коммутатор переадресует вызов на базовую станцию, обслуживающую эту ячейку.

В случае если абонент ГТС звонит сотовому абоненту, его вызов попадает на районную АТС ГТС и далее маршрутизируется на АТС, к которой подключен коммутатор сотовой сети. По каналам связи устанавливается соединение с сотовым коммутатором, который передает вызов на базовую станцию, в зоне действия которой находится вызываемый абонент. По управляющему радиоканалу вызов поступает на радиотелефон абонента. Когда абонент, услышав звонок своего телефона, нажмет кнопку "Send" устанавливается связь по голосовому дуплексному каналу. Для окончания разговора абоненту необходимо нажать кнопку "End".

Основные и дополнительные услуги

В этом разделе описаны только сетевые (коммутационные) услуги. Полное описание услуг должно включать и так называемые информационные услуги (детализация  счета, справочные услуги, телефонная продажа, клубный сервис и т.п.), однако они достаточно разнообразны и в большинстве случаев имеют региональную специфику. По этому я исключил раздел информационные услуги из этой книги. Кроме того здесь Вы не найдете экзотики, не нашедшей применения в России.

Хендоф

"Hand-off" – передача канала связи от одной базовой станции другой. Во всем мире эта функция считается неотъемлемой для систем сотовой связи (как впрочем, и роуминг). Но Россия –родина слонов. У нас принят запрет организации хендофа в сотовых сетях CDMA. По этому приходится говорить о хендофе как об услуге. Ее суть показана на [Рисунок 19] для абонента в автомобиле. Находясь в одной из ячеек, абонент обслуживается соответствующей базовой станцией, удаляясь от которой он приближается к границе ячейки, где уровни сигналов от базовых станций соседних ячеек сопоставимы. Продолжая двигаться в том же направлении, абонент переезжает в соседнюю ячейку, при этом по команде центра коммутации происходит передача обслуживания на размещенную в этой ячейке базовую станцию. Благодаря хендофу сотовый абонент, перемещаясь по территории, покрытой сетью, остается в зоне уверенной связи. Кроме того, хендоф позволяет снизить уровни сигналов в сети без потери суммарного покрытия и организовать повторное использование частот, о чем было сказано выше.

В современном маркетинге услуг  сотовой связи существует концепция  ограниченной мобильности, благодаря  которой можно формировать ограниченные услуги с низкой ценой. В этом случае абонент обслуживается только в  некоторых ячейках сети. При перемещении в другие ячейки хендоф не осуществляется, и связь разрывается при низком уровне сигнала от обслуживающей его базовой станции.

Роуминг

"Roaming" – использование радиотелефона в другой сотовой сети (как правило того же стандарта). Различают три вида роуминга:

• автоматический;
• автоматизированный;
• административный (ручной).

Строго говоря, под роумингом  понимается только его автоматическая версия, а две другие подобны "осетрине второй свежести". Однако полноценная  реализация роуминга в России не носит повсеместный характер. Наилучшим образом дела обстоят в сетях NMT.

Автоматический роуминг подразумевает  наличие выделенного канала связи  между операторами и соответствующего оборудования. Он реализуется следующим  образом. Телефон абонента попадая в зону обслуживания гостевой сети вступает в радиообмен по управляющему каналу. Заметив чужого абонента (отсутствующего в домашнем и роумерском абонентском регистре гостевой сети) центр коммутации направляет запрос в его домашнюю сеть и, получив подтверждение, вносит его в роумерский регистр. При этом в абонентском регистре домашней сети абонента делается отметка о том, что абонент находится в гостевой сети. В дальнейшем звонки, поступающие абоненту в его домашнюю сеть, переадресуются в гостевую сеть и направляются абоненту. После возвращения абонента домой (когда его "увидит" домашняя сеть), он снимается с регистрации в гостевой сети. Если же он переезжает в другую гостевую сеть, то все происходит аналогично, при этом регистрация в предыдущей гостевой сети аннулируется. Важной особенностью полноценного автоматического роуминга в контактно расположенных сетях является мягкий хендоф при перемещении абонента из одной сети в другую во время телефонного разговора.

Эта услуга достаточно популярна, но в основном она востребована наиболее платежеспособными абонентами. Можно считать роуминг услугой для 10-20% абонентов, приносящих наибольший доход компании.

Услуга роуминга нашла самое  широкое распространение в развитых странах. Для облегчения взаиморасчетов и снижения непродуктивного информационного обмена между сетями там часто создают вспомогательные компании называемые Clearing House. Эти компании способствуют развитию роуминга.

Переадресация

Известны следующие разновидности  переадресации: