Рефераты - Афоризмы - Словари
Русские, белорусские и английские сочинения
Русские и белорусские изложения
 

Основні принципи побудови мобільного зв'язку

Работа из раздела: «Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника»

Державний комітет зв'язку та інформатизації України Львівський коледж Державного університету інформаційно-комунікаційних технологій

Лекція

з дисципліни «Системи зв'язку з рухомими об'єктами»

Розділ 1. Основні принципи побудови мобільного зв'язку

Львів 2008 р.

Тема 1. Основні принципи поняття коміркового зв'язку

радіозв'язок телефон радіопейджинг цифровий

Найпростіший варіант організації рухомого радіозв'язку є наведений на рис. 1.1. потребує наявності рухомого об'єкта (РО), радіостанції (РС) обладнаної пристроями обробки інформації (ПОІ), що є інтерфейсом між нею, джерелом і приймачем інформації (ДПІ).

Рис. 1.1. Принцип рухомого радіозв'язку

За ДПІ використовують мікрофон і телефон, але можна використовувати також пристрої передавання даних або факсимільних зображень. Функції та побудова пристроїв оброблення інформації залежить від типу ДПІ та способу утворення радіоканалу.

Канал радіозв'язку, джерело і приймач інформації, пристрої оброблення інформації та радіостанція разом утворюють тракт передавання інформації. Якщо повідомлення користувачів передаються трактом в аналоговій формі, то він називається аналоговим, якщо в цифровій - цифровим або дискретним. На елементи тракту впливають кліматичні, атмосферні та механічні зміни зовнішнього середовища, різноманітні внутрішні завади від кіл енергоживлення та управління, а також акустичні шуми. Цифрові тракти порівняно з аналоговими мають набагато вищу завадостійкість.

Радіотелефонні системи (РТС) рухомого спільного користування забезпечують інформаційний обмін між багатьма РО, але оскільки завжди активних РО значно менше загальної кількості, то доцільно застосовувати спільні радіоканали, до кожного з яких має доступ певна група РО. В такому разі РТС називають системою з множинним доступом. Кожен РО може з'єднуватись з центральною радіостанцією (ЦРС), де забезпечуються взаємні з'єднання РО та за допомогою пристрою комутації радіоканалів (ПКР), сполучення з телефонною радіомережею спільного користування (ТфМСК). Особливості функціонування ГТС з множинним доступом визначаються принципами формування групового сигналу, методом розділу спільного радіоканалу та способом утворення мережі й організації взаємодії абонентів її межах.

Формування групового сигналу може бути незалежним або централізованим. У першому випадку кожний індивідуальний абонентський сигнал має фіксовану позицію у груповому сигналі, який складається з цих незалежно сформованих підсумованих у спільному каналі сигналів. Передавачі абонентів при цьому працюють самостійно. Груповий сигнал спільного радіоканалу надходить до абонентських приймачів і кожен з них виділяє призначений йому радіосигнал. У випадку централізованого формування групового сигналу передавачем ЦРС абонентські повідомлення не мають фіксованих позицій і надходять до нього без попереднього формування. Тому абонентські приймачі мають забезпечувати селекцію призначених їм сигналів.

Оскільки кожен абонент РТС з множинним доступом має свою власну радіостанцію, то РТС називають ще багато станційною. Груповий сигнал складається з окремих індивідуальних абонентських сигналів, що займають у ньому певні позиції і тому спільний радіоканал є багатоканальним. Ці позиції можуть розрізнятись за частотою, за часом, або ж мати колове розділення відповідно є множинний доступ до радіоканалів з частотним МДЧР, з часовим МДЧсР та кодовим МДКР, їх розділенням.

Індивідуальні канали можуть жорстко закріплятись за певним абонентом, тоді стан абонентів не контролюється і РТС називають неконтрольованою. Ступінь використання каналів у такій системі дуже низькі і в середньому не перевищує 0,15Ерл у ГНН.

Якщо ж індивідуальні канали надаються абонентам тільки у час сеансу зв'язку, то РТС повинна постійно контролювати їх стан і відповідно називається контрольованою, а корисне завантаження декілька разів і залежить від обставин, може досягати 0,4-0,8Ерл. В цьому разі число каналів є помітно меншим кількості РА, тому не виключені випадки одночасного їх зайняття та необхідності очікування викликаючим абонентом звільнення каналу.

З'єднання між РА багато станційних РТС можуть бути безпосередніми або через ЦРС відповідно РТС називають некоординованими і координованими.

Стільникові мережі уможливлюють багаторазове використання радіоканалів на територіально віддалених одна від одної ділянках мережі. Уся обслуговувана територія поділяється на малі робочі зони умовно шестикутної форми, які називаються чарунками мережі. Радіус r чарунки залежить від очікуваної в ній щільності мобільних абонентів. Здебільшого він дорівнює 10…20км за містом і в приміській зоні, 2…5км в місті, а в його центрі і 0,5…2км.

У чарунках встановлюються індивідуальні або спільні для декількох чарунок базові приймально-передавальні радіостанції, які називаються базовими станціями. Така станція може розміщуватись у центрі чарунки і мати антену з коловою діаграмою випромінення або стику кількох чарунок і для кожної з них мати секторні антени. У певній чарунці абоненти за допомогою базової станції мають повний доступ до певної кількості радіоканалів, призначених цій чарунці. Базові станції, якими використовується однаковий набір каналів, розділяються захисним інтервалом D.

Щоб перекрити якусь територію достатньо С=7 багаторазово використовуваних наборів радіоканалів, але деякі стільникові РТС передбачають 4, 9, 12 або 21 набір каналів. Група з С суміжних чарунок, у яких набори каналів не повторюються, називається кластером. Значення С є розміром кластера, тобто частотним параметром системи, оскільки визначає максимально можливу кількість каналів N. Загальна ширина частотної смуги Fc=FkCv. За умови С=7, v=30 і ширина смуги частот окремого каналу в напрямку передавання Fk=20кГц матимемо N=210 радіоканалів, які займатимуть смугу завширшки 4,2МГц.

З погляду ефективності використання частотного спектра доцільно вибирати малі радіуси чарунок і розміри кластерів, зважаючи на те що захисний інтервал D в разі застосування базової станції із не спрямованими антенами має бути не менше за . Зменшення параметру С обмежене вимогами до захисного інтервалу, а зменшення радіуса призводить до збільшення частоти перетинання чарунок рухомими абонентами під час розмови, що може спричинити лавиноподібне завантаження керуючої системи мережі даними щодо перемикання абонентів з чарунки в чарунку. Тому в межах однієї системи використовують чарунки та кластери різних розмірів. Їх вибирають з врахуванням реального електромагнітного впливу та рельєфу місцевості.

У деяких системах застосовують накладені чарунки. При цьому мікро- і навіть пікочарунки з радіусом дії 10…17м обслуговують закриті приміщення (аеропорти, вокзали, магазини тощо). Такі структури стільникової мережі інколи називають зонтовими. За цим алгоритмом рекомендується будувати глобальну мережу мобільного радіозв'язку.

Стільникові мережі часто проектують з фіксованим розподілом каналів між базовими станціями, тобто для кожної чарунки виділяють однакову їх кількість. У цьому разі важливо вибрати розподіл каналів, за якого можна було б зменшити між канальну інтерференцію.

Найчастіше використовують такий принцип розподілу каналів: j-й чарунці кластера надають канали з номерами j, j+C, j+2C, j+vC. Фіксований розподіл каналів має свої недоліки, зумовлені не стаціонарністю розподілу активних мобільних абонентів у чарунках мережі. Імовірність втрат викликів зростає в тих чарунках, де з різних причин зростає кількість мобільних абонентів. Тому інколи для кожної чарунки, крім фіксованих, виділяють ще певну кількість каналів, які динамічно розподіляються між базовими станціями залежно від реальної потреби.

Всі базові станції з'єднуються радіорелейним або кабельними лініями зв'язку з центром комутації стільникової мережі (ЦКСМ), який управляє встановленням і підтриманням з'єднань абонентів між собою та з абонентами ТфМЗК, зокрема забезпечує перемикання на іншу базову станцію під час руху абонента.

Комутація та управління мережею можуть бути:

централізованими, тобто зосередженими на ЦСКМ;

децентралізованими (ієрархічними) з установленням, наприклад, у кожному кластері спрощеної комутації станції, яка обслуговує взаємні з'єднання мобільних абонентів кластера забезпечує вихід на ЦКСМ для інших зв'язків;

розподіленими, коли комутаційне й керуюче обладнання встановлюється безпосередньо на кожній базовій станції.

Кожна СММР будується за певним стандартом, в Україні за стандартами NMT-450 i GSM-900.

Сусідні СММР одного стандарту, що належать одному операторові мережі, разом утворюють зону СММР відповідного стандарту. Сукупність одностандартних СММР сусідніх операторів називається зоною відповідного стандарту. Територію, що обслуговується одним ЦКСМ, називають зоною обслуговування ЦКСМ. Сукупність чарунок мережі, яка має спільну базову станцію, називають зоною цієї станції. Частина СММР, на якій діють однакові тарифи називають тарифною зоною.

Перелік екзаменаційних питань

Основні принципи та поняття коміркового зв'язку;

Методи утворення і розподілення загального частотного тракту в системах з множинним доступом;

Принципи використання каналів і керування багатостанційних системах радіозв'язку;

Тести

1. На скільки основних систем можна поділити СРРЗ-3к ?

а) 1 в) 4

б) 2 г) 3

2. Скільки способів розподілу членів СС3 ви знаєте

а) 1 в) 2

б) 3 г) 4

3. Вкажіть коефіцієнт використання каналу СРРЗ з наданням каналів ?

а) 0.3 …0.4 в) 0.06…0.7

б) 0.4…0.8 г) 0.07…0.8

4. Зменшення радіусу комірки дає змогу :

а) збільшення абонентської ємності

б) зменшення потужності передавачів

в) підвищення ефективності використання смуги частоти

г) все вище перераховане

5.Вкажіть корисне навантаження каналів

а) 0.15Ерл в) 0.2Ерл

б) 0.4….0,8Ерл г) 0.25Ерл

Тема 2. Системи передачі інформації

Технологія безпроводового зв'язку одна з наймогутніших комутаційних платформ. Розроблення концепції стільникових мереж дає змогу багаторазово використовувати радіоканали способом рознесення, однойменних каналів територіально віддалених одна від одної ділянки на чарунки стільникової мережі.

Перші реальні способи організації радіотелефонного зв'язку з рухомими об'єктами зроблені майже одночасно з відкриттям радіо. Проте помітного розвитку мобільний зв'язок набув саме в 50 роках 20 ст. Подальший розвиток впровадження нових засобів радіозв'язку тісно пов'язані з вирішенням ряду проблем, найголовнішою з яких є природна обмеженість часткового ресурсу.

Для її вирішення вчені інженери різних країн запропонували ідею розбиття всієї території, що обслуговується на невеликі ділянки-стільники, з метою реалізації повторного використання тих самих частот. Було створено стільникові системи рухомого радіозв'язку (ССРР) яких кожен стільник має обслуговуватись однією багатоканальною базовою станцією з обмеженою потужністю - радіусом дії на фіксовані частоти. Тепер цей принцип реалізований на апаратному рівні, при цьому розрізняють три основних етапи розвитку ССРР - три покоління систем.

Перше покоління систем - аналогові.

У Швеції, Фінляндії, Ісландії, Данії, Норвегії діяла система NMT. У Великобританії - TACS. У США - AMPS. У франції -Radiocom 2000.

Існуючі аналогові системи стільникового рухомого радіозв'язку не задовольняють сучасного рівня розвитку інформаційних технологій через чисельні недоліки основними з яких є: не сумісність стандартів; обмеженість зони дії; низька якість зв'язку; відсутність захисту та ємності повідомлень, що передаються та взаємодіють з цифровими мережами;

Останнім часом через обмежені можливості стандартів NMT-450 і NMT-900 в усьому світі сповільнюється зростання їх користувачів.

У 1990 роках у Європі, Північній Америці та Японії розпочалося інтенсивне вивчення принципів побудови перспективних цифрових стільникових мереж мобільного радіозв'язку поклавши початок другому етапу розвитку ССРР. На сьогодні розроблено три стандарти з макростільниковою технологією мережі та радіусом чарунка 35 км.

Загальноєвропейський стандарт GSM (прийнятий ETSI); американський - ADC; японський - VDC.

Американський стандарт - ADC, розроблений Промисловою Асоціацією в галузі зв'язку. Японський - GIDS, прийнятий міністерством пошти і зв'язку Японії.

Ці стандарти побудовані за єдиним принципом та концепціями і відповідають вимогам сучасних інформаційних технологій, але відрізняються між собою своїми характеристиками.

Порівняльна характеристика цифрових стандартів

Характеристика

GSM(DCS-1800)

D-AMPS(ADS)

JDC

Метод доступу

TDMA

TDMA

TDMA

К-сть мовних каналів на несучу частоту

8(16)

3

3

Робочий діапазон частот, МГц

890...915

935...960

1710...1785

1805...1880

824... 840 869...894

810...826

940...956

1429... 1441

1447... 1489

1501...1513

Частотне рознесення каналів, кГц

200

30

25

Еквівалентна смуга частот на один мовний канал, кГц

25 (12,5)

10

8,3

Вид модуляції

0,3 GMSK

n/4 QPSK

n/4 QPSK

Швидкість передачі інформації, кБіт/с

270

48

42

Швидкість перетворення мови, кБіт/с

13 (6,5)

8

11,2(5,6)

Спосіб кодування мовного повідомлення

RPE-LTR

VCELP

VCELP

Радіус стільника, км

0,5...35,0

0,5...20,0

0,5...20,0

Загальноєвропейський стандарт GSM - перший у світі стандарт цифрових ССМР, який передбачає їх функціонування та створення в діапазоні частот 900МГц і є основою створення стандарту DCS-1800 (діапазон частот 1800МГц) з мікростільниковою структурою, який домінує в Європі. Стандарт GSM реалізується також в Північній Америці в діапазоні частот 1990МГц (PCS-1990) і широко впроваджується в Україні.

Стандарт GSM - результат фундаментальних досліджень провідних наукових та інженерних центрів Європи. У ньому передбачаються питання:

ь побудова мереж GSM за принципом інтелектуальних мереж;

ь розповсюдження моделі і відкритих систем ССМР;

ь впровадження нових ефективніших моделей зв'язку;

ь використання часового розподілу режимів приймання і передавання пакетних повідомлень;

ь застосування ефективніших методів боротьби із завмиранням сигналів, що групуються на часовому рознесенні;

ь тестування каналу зв'язку за допомогою псевдо випадкової послідовності;

ь використання блокового та згорненого кодування разом з прямокутним і діагональним перемежуванням;

ь програмного формування логічних каналів зв'язку і управління ними;

ь використання спектрально-ефективного виду модуляції;

ь розроблення високоякісних низько швидкісних мовних кодексів;

ь шифрування переданих повідомлень та закриття даних користувачів.

Американський стандарт ADC (D-AMPS) - розроблявся для використання в діапазоні частот 800МГц і в загальній смузі частот існуючих аналогових ССМР.

Для цифрових ССМР потрібно було зберегти частотне рознесення ЗО кГц, що застосовується в цій системі і забезпечити одночасну роботу абонентських радіостанцій в аналоговому і цифровому режимах. Використання спеціально розробленого мовного кодексу, сигнал в якому перетворюється із швидкістю 8кБіт/с та цифрової диференціальної квадратурної фазової маніпуляції з зсувом дало змогу в режимі БДЧсР організувати три мовних канали на одну несучу, частотне рознесення каналів при цьому становить ЗОкГц.

Японський стандарт JDC- нагадує американський. Основні його відмінності полягають у використання другого частотного діапазону та дуплексного рознесення смуги частот приймання і передавання - 55МГц при рознесенні каналів 25кГц. Стандарт JDC адаптований також до діапазону частот 1500МГц.

Стандарти цифрових ССМР забезпечують взаємодію з ISDN і PEN, а прийняті техрішення відкритого або закритого передавання.

Прикладом розвитку мережі третього покоління є MUTTS -європейська універсальна система рухомого радіозв'язку, що розглядається як частина проекту забезпечення європейського континенту послугами розвиненого «провідного» інтегрального персонального зв'язку.

Перелік екзаменаційних питань

1. Загальні положення коміркового зв'язку

2. Основні принципи та поняття коміркового зв'язку;

3. Мобільний радіозв'язок;

4. Системи передачі інформації

Тести

1. Визначте зону обслуговування стільникового системи зв'язку

а) 5…10км в) 2…5км

б) 10...50км г) 2км

2. Вкажіть коефіцієнт використання каналу СРРЗ з закріпленими каналами ?

а) 0.03 …0.05 в) 0.06…0.07

б) 00.5…0.06 г) 0.07…0.08

3. Вкажіть кількість несучих частот в множинному доступі до радіоканалів ?

а)124 в) 512

б)256 г) 1024

4. Група стільників з різними наборами частот це :

а) стільник в) кластер

б) чарунок г) комірка

5. Вкажіть ширину діаграми направленості антен?

а) 30° в) 120°

б) 60° г) 90°

Тема 3. Обмін при вимкнені і увімкнені АС

Термінал абонента в кожний момент часу перебуває в одному з трьох станів:

- термінал вимкнений - АС не приймає і не передає сигналів; стан відповідає вимкненню живлення, або виходу за межі зони покриття;

- черговий режим - термінал вімкнений і знаходиться в зоні покриття але не бере участі в зв'язку; АС чекає сигналів виклику і сигналізує про своє місцезнаходження;

- активний стан - АС бере участь у зв'язку з іншим абонентом. Проблеми комутації рухомих абонентів випливають з того, що АС в

- довільний момент часу може змінити як свій стан, так і місце розташування в системі GSM.

1. Інформаційний обмін в черговому режимі

В черговому режимі АС не бере участі у зв'язку, але постійно приймає сигнали від найближчої БС (на рис. 1 -BTS1) на частоті радіомаяка. Одночасно рухома станція приймає сигнали радіомаяків інших сусідніх БС і неперервно виконує вимірювання і порівняння потужностей цих сигналів. Коли при русі АС потужність одного з прийнятих сигналів стає більшою від потужності основного радіомаяка, АС самостійно приймає рішення про зміну частоти основного радіомаяка, тобто про перехід в іншу комірку і прийом інформаційних сигналів від іншої БС. Подальший інформаційний обмін залежить від прийнятого ідентифікатора зони виклику (LAI).

Рисунок 1. До проблем комутації рухомих абонентів.

Якщо код LAI при переході не змінився, то жодна інформація в систему не передається і зміни в реєстрах не відбуваються незалежно від того, чи керується нова БС тим самим, чи іншим контролером (перехід до BTS2 або BTS3 на рисі).

При переході до іншої зони виклику в одній зоні комутатора (BTS4) АС висилає вимогу на оновлення у відповідному VLR запису про своє місцезнаходження і отримує від VLR підтвердження зміни.

При зміні зони комутатора (BTS5) має змінитися і маршрут подальших зв'язків, для чого треба оновити інформацію про адресу АС в материнському реєстрі HLR1. Для цього реєстр VLR2 висилає до HLR1 вимогу,на зміну запису про АС. Материнський реєстр HLR1 вносить в запис АС адресу VLR2 замість VLR1, висилає до VLR2 підтвердження зміни, а до VLR1 - вимогу на знищення запису про АС.

Як видно, АС має передавати сигнали тільки при зміні зони виклику. Але, щоби система могла відрізняти вимкнені термінали від малорухомих, АС в черговому режимі регулярно висилають сигнали про свою готовність до прийому. Відсутність такого сигналу спонукає автоматичну відмітку у VLR що АС вимкнена.

При нормальному вимкненні монітора він відсилає повідомлення про це до VLR, який для відповідного номера IMSI виставляє ознаку 'вимкнено'. Сигнали виклику номера з такою ознакою не передаються, а до HLR не надсилається інформація про зміну розташування чи стану АС. Та сама процедура виконується автоматично, якщо АС перестала надавати сигнали готовності внаслідок азарії, виходу з зони покриття тощо.

При увімкненні АС або поверненні в зон}7 покриття АС повідомляє систему про свою присутність. В першу чергу АС приймає сигнал радіомаяків сусідніх БС, виконує підстроювання несучої частоти та часову синхронізацію кадру, вибирає радіомаяк з найбільшою потужністю сигналу і розпізнає з його сигналу код зони виклику LAJ. Якщо зона виклику не змінилася з часу останнього вимкнення, то у відповідному VLR ознака стану АС змінюється з 'вимкнено' на 'увімкнено', а якщо змінилася, то виконується процедура обміну інформацією, аналогічна до випадку зміни комірки в черговому режимі.

Розглянемо випадок виклику абонентом А стаціонарної АТС рухомого абонента Б. Перші цифри набраного довідникового номера MSISDN забезпечують зв'язок АТС з реєстром HLR материнського оператора. Реєстр HLR відчитує з картотеки ключовий номер IMSI і поточну адресу абонента (номер MSRN), яка описує маршрут зв'язку з відповідним комутатором, і пересилає їх до АТС. В залежності від розташування абонента Б в материнській системі GSM (комірки BTS1..BTS5) або в іншій системі (комірка BTS6), АТС прокладає маршрут зв'язку з транзитним комутатором GMSC1 або GMSC2 (можливо, через посередництво декількох стаціонарних мереж).

На підставі номера MSRN транзитний комутатор продовжує маршрут зв'язку до комутатора, з зоні якого знаходиться абонент Б і в VLR якого міститься запис про абонента. Комутатор призначає тимчасовий номер TMSI і висилає команду виклику контролерам БС, які розташовані в зоні виклику абонента Б. Всі БС зони виклику передають сигнал виклику, в одній з комірок АС розпізнає свій номер TMSI і відповідає. БС цієї комірки виділяє розмовний канал і маршрут зв'язку абонентів А і Б утворено.

Як видно, номер IMSI ніколи не передається через радіоканал - це один з заходів безпеки. Детальніше процес виділення номерів описаний в розділі 3.3. Зв'язок з GMSC2 можливий тільки за умов виконання процедури роумікгу до виклику.

Якщо абонент А також є рухомим (здійснює вихідний дзвінок), то набраний ним номер і власний номер передаються на БС через канал прямого доступу RACH. БС передає власний номер абонента А до комутатора, який перевіряє права доступу, в VLR робить відмітку 'активний', виділяє сигнальний канал, висилає підтвердження доступу. Після цього БС пересилає на комутатор номер абонента Б, якого викликають, і починається раніше описана процедура забезпечення вхідного виклику. Якщо абонент Б є абонентом тої самої системи GSM і знаходиться в її зоні покриття, то зв'язок проходить тільки по внутрішніх комунікаціях системи. Інакше (викликаний абонент знаходиться або є абонентом іншої системи) зв'язок вимагає виходу через транзитний комутатор до зовнішніх систем.

При пересуваннях АС, яка знаходиться в активному стані, тобто пов'язана розмовним каналом з системою GSM, виникає необхідність зміни маршруту зв'язку і виділення нових радіоканалів при збереженні неперервності зв'язку. Розрізняють такі випадки зміни каналів: перехід АС до сусідньої комірки (handover); перехід на іншу частоту в одній комірці з метою зменшення завад (intracell handover); передоручення частини АС сусіднім коміркам при нерівномірній інтенсивності розмов (traffic handover). Рішення про перемикання каналів приймає контролер БС на підставі наступних параметрів:

- максимальної потужності АС, поточної та сусідніх БС;

- результатів вимірювань в АС: якості прийому від БС (кількість помилок); рівня сигналу від поточної БС в розмовному каналі; рівня сигналів радіомаяків сусідніх БС;

- результатів вимірювань в БС: якості прийому від АС: рівня сигналу від даної АС в розмовному каналі; відстані до АС, обчисленої через затримку сигналу.

- напруженості трафіку (кількість розмов), місткості комірки.

На рис. 1 можна прослідкувати, яка апаратура системи приймає участь у перемиканні каналів при виході АС з комірки BTS1.

1. Перемикання в одному контролері БС (перехід до BTS2). Контролер BCS1 комутує стаціонарний зв'язок з BTS2, резервує розмовний канал в BTS2, висилає АС команду переходу на цей канал; після перемикання пересилає АС інформацію про радіомаяки нових сусідніх комірок. Решта системи не бере участі в процедурі.

2. Перемикання між контролерами БС в одній зоні комутатора (перехід до BTS3 або BTS4). Контролер BSC1 запитує комутатор MSC1 про виділення каналів. Комутатор створює стаціонарний канал BSC2-BTS3 (або BSC3-BTS4); повідомляє про нову виділену частоту BTS1. BTS1 дає команду АС перейти на нову частоту. При переході до BTS4 (нова зона виклику) АС приймає новий код LAI і вимагає від MSC1 зміни в реєстрі VLR1.

3. Перемикання між зонами комутаторів (перехід до BTS5) вимагає участі чи не найбільшого складу апаратури системи. Комутатор MSC1 вимагає перемикання від MSC2. Комутатор MSC2 комутує стаціонарний канал BSC4-BTS5 і повідомляє MSC1 про виділені частоти, MSC1 передає команду на перемикання до АС. Поцедура супроводжується змінами в VLR1, VLR2 і HLR1, описаними при відповідному переході в черговому режимі.

4. Перемикання між двома системами GSM (перехід до BTS6). Цей варіант перемикання вимагає взаємодії комутаторів MSC1 і MSC3, які знаходяться в різних системах GSM. Взаємодія відбувається за допомогою двох транзитних комутаторів GMSC1 і GMSC2 та стаціонарних мереж зв'язку і можлива лише при виконанні умов роумінгу.

Перелік екзаменаційних питань

1. Інформаційний обмін в черговому режимі;

2. Обмін при вимкненні і увімкненні АС;

Тести

1.Вкажіть обсяг контрольних бітів.

а) 76 біт в) 16 біт

б) 32 біт г) 8 біт

2. Вкажіть кількість несучих частот в множинному доступі до радіоканалів

а) 124 в) 512

б) 256 г) 1024

3. Визначте структуру номера мобільного абонента

а)аб АВС хххх в)АВС DEF хххх

б) АВС аб хххх г)АВС БЕР хххх

4. Зменшення радіусу комірки дає змогу

а) Збільшення абонентської ємності

б) зменшення потужності передавачів

в) Підвищення ефективності використання смуги частоти

г) все вище перераховане

Тема 4. Обмін при вхідних і вихідних дзвінках

Розглянемо випадок виклику абонентом А стаціонарної АТС рухомого абонента Б. Перші цифри набраного довідникового номера MSISDN забезпечують зв'язок АТС з реєстром HLR материнського оператора. Реєстр HLR відчитує з картотеки ключовий номер IMSI і поточну адресу абонента (номер MSRN), яка описує маршрут зв'язку з відповідним комутатором, і пересилає їх до АТС. В залежності від розташування абонента Б в материнській системі GSM (комірки BTS1..BTS5) або в іншій системі (комірка BTS6), АТС прокладає маршрут зв'язку з транзитним комутатором GMSC1 або GMSC2 (можливо, через посередництво декількох стаціонарних мереж).

На підставі номера MSRN транзитний комутатор продовжує маршрут зв'язку до комутатора, з зоні якого знаходиться абонент Б і в VLR якого міститься запис про абонента. Комутатор призначає тимчасовий номер TMSI і висилає команду виклику контролерам БС, які розташовані в зоні виклику абонента Б. Всі БС зони виклику передають сигнал виклику, в одній з комірок АС розпізнає свій номер TMSI і відповідає. БС цієї комірки виділяє розмовний канал і маршрут зв'язку абонентів А і Б утворено.

Як видно, номер IMSI ніколи не передається через радіоканал - це один з заходів безпеки. Детальніше процес виділення номерів описаний в розділі 3.3. Зв'язок з GMSC2 можливий тільки за умов виконання процедури роумікгу до виклику.

Якщо абонент А також є рухомим (здійснює вихідний дзвінок), то набраний ним номер і власний номер передаються на БС через канал прямого доступу RACH. БС передає власний номер абонента А до комутатора, який перевіряє права доступу, в VLR робить відмітку 'активний', виділяє сигнальний канал, висилає підтвердження доступу. Після цього БС пересилає на комутатор номер абонента Б, якого викликають, і починається раніше описана процедура забезпечення вхідного виклику. Якщо абонент Б є абонентом тої самої системи GSM і знаходиться в її зоні покриття, то зв'язок проходить тільки по внутрішніх комунікаціях системи. Інакше (викликаний абонент знаходиться або є абонентом Іншої системи) зв'язок вимагає виходу через транзитний комутатор до зовнішніх систем.

При пересуваннях АС, яка знаходиться в активному стані, тобто пов'язана розмовним каналом з системою GSM, виникає необхідність зміни маршруту зв'язку і виділення нових радіоканалів при збереженні неперервності зв'язку. Розрізняють такі випадки зміни каналів: перехід АС до сусідньої комірки (handover); перехід на іншу частоту в одній комірці з метою зменшення завад (intracell handover); передоручення частини АС сусіднім коміркам при нерівномірній інтенсивності розмов (traffic handover). Рішення про перемикання каналів приймає контролер БС на підставі наступних параметрів:

- максимальної потужності АС, поточної та сусідніх БС;

- результатів вимірювань в АС: якості прийому від БС (кількість помилок); рівня сигналу від поточної БС в розмовному каналі; рівня сигналів радіомаяків сусідніх БС;

- результатів вимірювань в БС: якості прийому від АС: рівня сигналу від даної АС в розмовному каналі; відстані до АС, обчисленої через затримку сигналу.

- напруженості трафіку (кількість розмов), місткості комірки.

На рис. 1 можна прослідкувати, яка апаратура системи приймає участь у перемиканні каналів при виході АС з комірки BTS1.

1. Перемикання в одному контролері БС (перехід до BTS2). Контролер BCS1 комутує стаціонарний зв'язок з BTS2, резервує розмовний канал в BTS2, висилає АС команду переходу на цей канал; після перемикання пересилає АС інформацію про радіомаяки нових сусідніх комірок. Решта системи не бере участі в процедурі.

2. Перемикання між контролерами БС в одній зоні комутатора (перехід до BTS3 або BTS4). Контролер BSC1 запитує комутатор MSC1 про виділення каналів. Комутатор створює стаціонарний канал BSC2-BTS3 (або BSC3-BTS4); повідомляє про нову виділену частоту BTS1. BTS1 дає команду АС перейти на нову частоту. При переході до BTS4 (нова зона виклику) АС приймає новий код LAI і вимагає від MSC1 зміни в реєстрі VLR1.

3. Перемикання між зонами комутаторів (перехід до BTS5) вимагає участі чи не найбільшого складу апаратури системи. Комутатор MSC1 вимагає перемикання від MSC2. Комутатор MSC2 комутує стаціонарний канал BSC4-BTS5 і повідомляє MSC1 про виділені частоти, MSC1 передає команду на перемикання до АС. Поцедура супроводжується змінами в VLR1, VLR2 і HLR1, описаними при відповідному переході в черговому режимі.

4. Перемикання між двома системами GSM (перехід до BTS6). Цей варіант перемикання вимагає взаємодії комутаторів MSC1 і MSC3, які знаходяться в різних системах GSM. Взаємодія відбувається за допомогою двох транзитних комутаторів GMSC1 і GMSC2 та стаціонарних мереж зв'язку і можлива лише при виконанні умов роумінгу.

Перелік екзаменаційних питань

1. Обмін при вхідних і вихідних дзвінках;

Тема 5. Системи безпровідних телефонів. Стандарт DECT

DECT являє собою цифрову технологію радіо доступу в телефонній мережі загального користування (ТМЗК). В силу свого постійного розвитку і еволюції в наш час DECT використовується в ряду специфічних потреб зв'язаних перш за все передачею даних. Стандартами DECT визначені наступні головні технічні характеристики системи:

основний частотний діапазон 1810-1900МГц;

кількість частотних каналів 10;

ширина каналів 1728МГц;

тривалість TDMA кадру 1 Оме;

тривалість TDMA слот 0,417мс;

число слотів в кадрі 24 (12 дуплексних каналів);

загальне число каналів 120;

загальна швидкість передачі 1152кБіт/с;

кодування 32кБіт/с ADKMI (ADPCM);

модуляція - GFSK (ВТ=0,5);

швидкість переміщення абонента до 30км/год;

типова чутливість приймача - 86 дБ;

вихідна потужність передавача 10/25мВТ;

радіус зони обслуговування переносного пристрою від 50 до 300м;

радіус зони обслуговування стаціонарного пристрою до 5км.

В технології DECT використовується метод радіодоступу (RADIO ACCESS METHOD) з використанням декількох несучих з принципом множинного доступу з часовим розділенням і дуплекса з часовим розділенням. Використовуючи нарівні з цим методом можливість постійного динамічного вибору (DYNAMIC CHAINEL SELECTION) і виділення каналу дозволяє створювати пік осотові системи великої ємності і використовувати їх в сильно перевантаженій мережі або навіть в ворожих радіо мережах. Ці методи дозволяють надавати користувачам високоякісні послуги без необхідності використовувати частотне планування розгортаючи DECT системи. В системах ефективно використовується виділений радіо спектр, навіть в тому випадку коли декілька операторів і декількох додатків працюючих на одній території використовуючи один і той самий діапазон частот.

На стандарті DECT засновані північноамериканські стандарти безпровідникового зв'язку PWT (personal waiwales telecommunication) і PWT-E в них використовується PI/4 DQPSK схема модуляції.

Системи PWT працюють в не ліцензованому діапазоні 1910-1920(1920-1930МГц), де організовуються 8 частотних канали з розносом 1,25МГц. В системах PWT використовуються ліцензовані діапазони 1850-1910МГц, 1930-1990МГц, і часом для цих систем використовують назву DCT-1990 (Digital Cordless communication).

Для використання північноамериканського частотного сектора буз шнурових телефонів з використанням у не ліцензованих діапазонах І8М-2,4Гц розроблений другий варіант DECT - стандарт WDSP. Відбувається рух стандарту DECT на другі діапазони частот, а саме на 3,5ГГц.

Основні принципи закладені в стандарті DECT і забезпечуючи йому популярність розроблені з метою досягнення наступних результатів.

> стійкість функціонування навіть в агресивних середовищах;

> динамічна призначеність ширини використовуючи смуги частот;

> самоорганізація мереж, яка дозволяє не займатись їх частотним плануванням;

> мобільність абонента в межах мережі;

> гнучка, надійна ідентифікація і адресація;

> якість передачі, порівнюється з якістю передачі в системах провідного зв'язку;

> можливість використання кодування передаючих повідомлень;

> високе досягнення швидкості передачі даних, що доходить до 2,4Мбіт/с;

> пристрої визначення і виправлення помилок типу CRC, ARQ, FEC забезпечують високу надійність і якість передачі даних;

> можливість використання для передачі повідомлень і мультимедій в ділових і публічних секторах зв'язку;

> робота пік осотових мереж з можливістю роумінгу з високою щільністю абонентів досягаючи 1 тис. на km2.

Перші телефони і базові станції DECT поступили на ринок літом 1993р., GAP - сумісне обладнання DECT появилися в продажі весною 1996р. Продажі DECT виробів склали 0.5млн. в 1994р., 1.5млн. в 1995р., 5млн. в 1996р., а в 1999р. - 20млн. одиниць обладнання. По даних DECT - форуму кількість користувачів в 1999р. перевищило 45млн., а в 2000р. їх стало 75млн. Кількість різноманітних продуктів на ринку досягло в 1999 - 200 і безперервно збільшується. Такий успіх стандарту DECT на світовому ринку забезпечив ряд його переваг перед другими стандартами рухомого зв'язку, вже відмічено раніше, але досить важливим при цьому являється гнучкість DECT по відношенню реалізації конкретних додатків. Це дозволяє з допомогою DECT технології підтримувати різні види послуг.

DECT є технологією радіодоступу, конкретна ж реалізація структури додатку, технічні аспекти виконання устаткування залежать від можливостей фірм-виробників і потреб ринку. Специфікації DECT, розроблені ETSI, визначають широкий діапазон потенційних додатків, що і робить стандарт DECT дуже могутнім.

Основна частина DECT устаткування - це домашні і бізнес-системи. Більшість провідних фірм-виробників прагне освоїти цей ринок. Так, на виставці СеВ1Т'99 експонувалися безшнурові DECT телефони наступних фірм: Abest, Actebis Computer, Alcatel, Ascom, Audioline, Auto Telecom, Bang & Olufsen Telecom, Basari, Binatone, CCT Telecom, Daewoo Telecom, DBTEL, DeTeWe, ECI Telecom, Elmeg, Ericsson, Goodwin Europe, Grundig, Hagenuk, Inventel, Kirk, Kokusai Electric, Loewe, Martens,Multitone, Olympia Telecom, Panasonic, Philips, Phonebox, Rexon, Ros-skamp & Burhop, SAGEM, Samsung, Sanyo, Siemens, Telefield, Telital, Tiptel, Topcom, VLSI, VTech.

Подальший розвиток стандарту DECT диктуватиметься попитом на нові види послуг, необхідністю подальшого удосконалення зв'язку. Розвиток DECT, пов'язаний з появою нових додатків, приводить до доповнень існуючої бази стандартів і появи нових профілів стандарту.

Домашній телефон (Residential Telephones) - це, як правило, одностільникова DECT система для домашнього використовування, в якій застосовується одна або декілька абонентних трубок, між якими можлива безпроводовий безкоштовний зв'язок. Зона обслуговування залежить від локальних умов і складає в приміщеннях близько 50 м, зовні приміщень - 300 м.

Домашній одностільниковий без шнуровий телефон (cordless phones) DECT забезпечує значно кращу якість мови, пропонує більшу кількість послуг і захищеність інформації, ніж забезпечувані безпроводовими телефонами попередніх поколінь. Тому користувачі починають замінювати свої старі безпроводові телефони більш низької якості стандартів СТО і СТ1 телефонами DECT.

Такі системи можуть надавати користувачам безкоштовний зв'язок при розмові між собою з використанням одного базового блоку FP і декількох трубок (звично чотирьох-шести). При необхідності домашня DECT система може бути легко розширена шляхом придбання і підключення додаткових трубок. Те, що безшнуровой телефон DECT може бути легко трансформований в домашню або малу офісну АТС простим додаванням додаткових трубок, є для покупців надзвичайно привабливим.

Бізнес-системи (business applications) DECT забезпечують безшнуровий зв'язок абонентів безпосередньо з ТМЗК або через АТС. Подібно домашній системі, телефонна система для малого бізнесу (Telephone Systems for Small Businesses) може мати в невеликому офісі або підприємстві лише один базовий радіоблок - базову станцію. Потенційно один приймач-передавач базової станції міг би підтримувати до 12 одночасних дуплексних розмов по 12 телефонним лініям. Приймач-передавач може бути більш простим і дешевим, підтримуючи тільки шість портативних пристроїв, що є звичайно цілком достатнім.

У сфері великого бізнесу покриття, забезпечуваного одиночною базовою станцією, просто недостатньо. За допомогою багатостільникових систем безшнурового зв'язку DECT, званих великими бізнес-системами (Large Business Telephone Systems) можна забезпечити мобільний зв'язок для великого числа абонентів, обслужити значну зону або надати зв'язок групам абонентів, розташованих в декількох різних місцях. Це робить можливим вживання систем DECT як бізнес-системи в умовах великого офісу або виробництва. Механізми динамічного вибору каналу і хендовера в DECT забезпечують ефективність і надійність таких систем, розгорнутих як усередині приміщень, так і зовні, для великих офісів і промислових підприємств з кількістю користувачів 4000-5000. Ці механізми підтримують функціонування таких бізнес-систем в тому випадку, якщо декілька DECT систем розгорнені на одній території.

Важливим додатком DECT є системи загального користування (Public Telecommunications Applications) і, зокрема, мікростільникові системи загального доступу СТМ (Cordless Terminal Mobility), розгорнуті в місцях значного зосередження абонентів. Мікростільникові системи загального користування СТМ дозволяють обслуговувати рухомих абонентів, що переміщаються з невеликою (до ЗО км/г) швидкістю. Устаткування DECT може ефективно задовольнити потреби в послугах безшнурового зв'язку, створюючи середовище загального доступу там, де виникає така необхідність, наприклад, в аеропортах, готелях, торгових центрах, на залізничних станціях. Це дозволяє використовувати одну і ту ж трубку удома, на роботі і на вулиці, прописуючи її в цих системах. При цьому можливий роумінг з використанням одного і того ж номера. Коли ношений абонентний пристрій розміщується в середовищі будинку або офісу, воно пов'язано із стаціонарною мережею через приватну базову станцію (private base station), і працює як нормальний безпроводовий телефон. Розміщуючись в середовищі загального доступу, ношений пристрій зв'язується із стаціонарною мережею через стаціонарні радіочастини загального доступу (Public Radio Fixed Parts).

Протягом ряду останніх років, виробники DECT одержали значні замовлення на публічні системи DECT для пішоходів. Досвідчені інсталяції здійснюються в даний час в декількох країнах, демонструючи стійку роботу, а у ряді країн (Італія, Угорщина, Німеччина, Іспанія, Швеція, Швейцарія, Великобританія, Фінляндія) такі системи вже запущені в досвідчену або комерційну експлуатацію. Це прискорює створення і розвиток інфраструктури DECT, базових станцій і трубок, спеціально розроблених для мікростільникових систем загального доступу.

Європейські країни переживають велике зростання продажів устаткування стандарту DECT. В Європі 53% бездротових телефонів, що продаються, це телефони DECT-стандарту, а в Німеччині цей показник досягає 80%. Чому це відбувається? Що примушує людей міняти старий зручний апарат на нову «іграшку», до того ж не дуже дешеву? Причин декілька:

По-перше, якість зв'язку. Телефонний апарат стандарту DECT працює в частотному діапазоні 1880-1900 Мгц, вільнішому від перешкод, ніж радіотелефони інших стандартів, а метод багатоканального доступу з тимчасовим розділенням каналів (TDMA) дозволяє організувати цифровий радіотракт. Саме тому якість мови, одержувана в DECT-апараті, часто вище, ніж в радіотелефонах інших стандартів або при використовуванні звичних шнурових телефонів.

По-друге, DECT-телефони забезпечують реальний захист від прослуховування і несанкціонованого доступу. Не секрет, що в Україні не рідкісні випадки підключення до радіотелефонів, після чого доводиться довго пояснювати, що Ви не розмовляли з Бразилією і не дзвонили по номеру 8-800 -....

По-третє, потужність, випромінювана DECT-трубками, дуже невелика і любителі годинником «висіти на телефоні» можуть менше переживати за своє здоров'я.

І останнє. Якщо утримується DECT- база, то в її обличчі маємо повноцінну радіо-міні-АТС з повним набором функцій, таких як: внутрішній зв'язок, переадресація дзвінків, конференцзв'язок. Так, сьогодні міні-АТС дешевше, ніж DECT-телефони, що виконують роль радіо-міні-АТС, проте, в цьому випадку абонентам не доведеться витрачати гроші на роботи по монтажу станції, псувати евроремонт, прокладаючи телефонний кабель і ін.

На ринку бездротових телефонів України домінують чотири торгові марки - Siemens, Goodwin, Panasonic і Ericsson. До них намагаються приєднатися Samsung, LG, і Sagem. Кожний з виробників надає достатньо стандартний набір сервісних функцій («intercom», «переклад розмови на іншу трубку», «зміна мелодії зухвалого дзвінка», «пошук трубки», «конференція»), пропонуючи при цьому свою «родзинку», якої немає біля фірми-конкурента.

Російська компанія Goodwin пропонує модель Lund. Окрім оригінального дизайну базової станції (вона виконана у вигляді підставки під фотографію і може мати настільне або настінне розташування), це поки єдина модель DECT-телефону, яка має русифіковане меню. «Lund» дає можливість підключити до 8-ми мобільних трубок (табл. 16.1). Це дозволяє одночасно вести три розмови - один «міський» і два «внутрішніх» або один «внутрішній» і «конференція» на 3 мобільні трубки. При веденні «внутрішніх» розмов використовується радіотракт базової станції і не займається міська лінія. При виклику по міській лінії в трубці звучить застережливий сигнал. Окрім цього, одну трубку можна зареєструвати на декількох (до 8-ми) базових станціях, що дає можливість абоненту, переміщаючись не тільки по офісу, але і по місту (наприклад, удома або у іншому місці, де встановлена базова станція) мати постійний доступ до міської лінії. Трубка має розширений дисплей з підсвічуванням, буквено-цифровий записник на 50 номерів, таймер тривалості бесіди. Біля «Lund» широка колірна гамма - чорний, сірий, зелений і білий кольори.

Модель Ericsson BS 230 має ті ж достоїнства, що і «Lund», але записник розрахований на 100 номерів і мобільна трубка має поясну кліпсу. Ще одна цікава функція цієї мобільної трубки - можливість прослуховування приміщення. Залишивши мобільну трубку в приміщенні, є можливість при її допомозі оцінити шумову картину, зв'язавшись з нею за допомогою функції «intercom». Ericsson BS 260 додатково оснащений цифровим автовідповідачем на 15 хвилин. Колірне рішення трохи скромніше - сіра базова станція з сірою або жовтою мобільною трубкою.

Найширший спектр телефонів і додаткових пристроїв до них пропонує німецька компанія Siemens. Серія Gigaset починається найпростішою моделлю ЗОЮ з трубкою типу 3000 Classic і Comfort, відмінних між собою наявністю спрощеного або розширеного дисплея, 10 або 100 номерів пам'яті відповідно і наявністю «спі-керфона» біля трубки Comfort. Модель 3015 доповнена цифровим автовідповідачем на 15 хвилин. Ціна в межах 190 у. О.. В порівнянні з аналогічними моделями компаній Goodwin і Ericsson, апарат від фірми Siemens дозволяє зареєструвати до 6-ть трубок на одну базу і одну трубку - на 4 базових станціях.

Gigaset 3020 - це базова станція в корпусі шнурового телефону з дисплеєм і записником на 200 номерів. Перевага такої базової станції полягає в тому, що при установці в неї батарей вона забезпечує роботу телефону при відключенні електроживлення 220 В. Модель 3025 доповнена цифровим автовідповідачем на 10 хвилин.

Окремої уваги заслуговує радіоподовжувач Gigaset repeater від Siemens. Це пристрій, будучи зареєстрованим на базовій станції розширює зону її дії в одному напрямі ще на 300 м. При цьому, якщо переходити з включеною трубкою із зони бази в зону Gigaset repeater, розмова не уривається. Одночасно в зоні дії Gigaset repeater можуть працювати дві трубки. Ціна Gigaset repeater 170 у. О. Ще один пристрій з сімейства Gigaset - це радіорозетка Gigaset 1000 ТАЄ. Вона реєструється на базовій станції і в зоні її дії дозволяє через радіоканал станції, підключити до міської мережі аналоговий пристрій у вигляді телефону, факсу або модему.

Деякі виробники пропонують об'єднання в одній трубці двох стандартів: стандарту GSM стільникового зв'язку і DECT- стандарту (GSM/DECT телефони). Такі телефони працюють таким чином: знаходячись в зоні дії базової станції стають DECT-телефоном, підключаючись до міської телефонної мережі, а при виході із зони дії DECT-системи використовуються як термінали стільникового зв'язку. Такий сервіс мають, наприклад, телефони Sagem DMC 830 і Ericsson ТИ 688. На жаль, поки такі моделі не мають широкого розповсюдження на Україні.

Окрім описаних в статті індивідуальних телефонних апаратів на основі DECT-стандарту можна створювати комплекси микро-сото-завивання зв'язку на різних підприємствах і системи видаленого радіодоступу, наприклад, дачних селищ і інших об'єктів, прокласти телефонний кабель до яких або дуже складно або дуже дорого, але це вже тема іншої статті.

Хотілося б виразити надію, що і на Україні, враховуючи зростаючу популярність устаткування DECT-стандарту, за прикладом Російської компанії Goodwin, буде створений вітчизняний виробник подібної техніки.

Перелік екзаменаційних питань

1. Організація безпровідного зв'язку;

2. Методи розподілу каналів;

3. Системи безпровідних телефонів. Стандарт DECT;

4. Часове і частотне розділення каналів;

Тести

1. Вкажіть смугу частот стандарту DECT ?

а) 1024-2048мГц в) 1880…1900мГц

б) 512…1024 мГц г) 1600…1800мГц

2. Вкажіть кількість несучих частот в стандарті DECT ?

а) 4 в) 6

б) 8 г) 10

3.Визначте діапазон частот радіозв'язку в Україні

а) від 30 до 1800 мГц в) від 30 до 1900 мГц

б) від 20 до 1600 мГц г) від 30 до 2000мГц

Тема 6. Міський радіопейджинг та технологія стільникового радіопейджингу

Кожна із комірок обслуговується своїм передавачем із невисокою вихідною потужністю та обмеженим числом каналів зв'язку. Це дає змогу без перешкод повторно використовувати частоти каналів цього передавача можна використовувати повторно і в сусідніх комірках, але на практиці зон обслуговування стільників можуть перекриватися під дією різних факторів, наприклад, внаслідок зміни умов поширення радіохвиль. Тому в сусідніх комірках використовуються різні частоти. Приклад побудови стільників при використання трьох частот F1 до F3. Група стільників з різним набором частот називається кластером. Визначальним його параметром є кількість частот, що використовується в сусідніх стільниках.

Основною дією на якій базуються принцип стільникового зв'язку, є повторне використання частот у несуміжних стільниках.

Вперше організація повторного використання частот, яке застосовувалось в аналогових системах рухомого зв'язку першого покоління здійснювалось за допомогою антен базових станцій з круговими діаграмами направленості. Він передбачає передавання сигналу однакової потужності в усіх напрямках, що для абонентських станцій еквівалентне прийманню перешкод від усіх базових станцій з усіх напрямів. Базові станції на яких допускається повторне використання виділеного каналу частот, віддалені одна від одною на відстань D. Цю відстань називають - захисним інтервалом.

Основна відмінність міських мереж від локальних - великий радіус дії і велика кількість абонентів. Як правило, ці мережі комерційні, хоча до такого рівня можуть вирости і відомчі мережі великих підприємств. Міські пейджингові мережі складаються з чотирьох основних компонентів: системи збирання інформації (пульт операторів і серверу мережі), пейджингового терміналу, пейджингового передавача антенних систем і абонентського устаткування.

Вихідна потужність передавачів мережі складає від 150 до 300Вт. Міська пейджингова мережа має у своєму складі антени з круговою діаграмою спрямованості. Основним елементом міської пейджингової мережі є термінал. Він забезпечує формування сигналу, що модулюється, відповідно до використовуваного стандарту і управління передавальним пристроєм.

Ці термінали поділяються на дві групи: автономні і неавтономні.

Основна відмінність їх така. Автономні термінали зберігають в собі дані баз даних усіх абонентів. Проте при збільшенні кількості абонентів мережі зберігати базу даних у терміналі стає неможливим, її вмішують у ПК, сполучений з терміналом. Його називають неавтономним.

Регіональні мережі персонального радіовиклику. Міська пейджингова мережа має дуже просту конфігурацію, що пояснюється ти, що мережа має тільки один передавальний пристрій. Для її створення досить мати лише невелике приміщення для розміщення операторів мережі, відповідне обладнання, кілька ліній міської телефонної мережі і один канал зв'язку для управління передавачем.

Принцип побудови регіональної пейджингової мережі такий же, як і радіотелефонної стільникової мережі. Стільниковий принцип побудови систем зв'язку забезпечує високу надійність прийому сигналів на території, що обслуговується і дає змогу розширити зону обслуговування за рахунок раціонального розміщення передавальних пристроїв, що вводяться. Основною проблемою при побудові стільників мережі є взаємний вплив сигналів сусідніх раідопередавальних пристроїв. Для усунення цього ефекту застосовується або синхронне мовлення, або часовий розподіл переданих повідомлень.

Синхронне мовлення сигналів. У мережах синхронного мовлення передавачі працюють одночасно, але пейджера «не помічає» їхнього взаємного впливу і приймає сигнал лише одного визначеного передавача. Це дає змогу досягти максимальної абонентської ємності в мережі, проте вартість апаратури висока і дуже жорсткі вимоги до каналів зв'язку.

Часовий розподіл сигналів. Найпоширеніший розподіл сигналів передавачів, при якому кожен передавач працює у відведений йому час. Завдяки цьому в зоні дії кількох передавачів пейджера у кожен момент час у приймає сигнал тільки одного з них. Це істотно пом'якшує вимоги до апаратури і каналів зв'язку, але знижує максимальну абонентську ємність системи: 10 тис. абонентів при двох часових вікнах і 6500 - при трьох..

Існує третій спосіб розподілу сигналів у регіональних мережах, заснований на застосуванні пейджингових репиторів. Кожна базова станція обладнується не тільки передавачем, але і приймачем пейджингових повідомлень, що працюють на одній частоті. Під час передавання сигналів сусідніми станціями повідомлення надходять у приймач і накопичуються в спеціальному буфері, а потім передаються у визначений час. Проте застосування в мережі одного пейджингового репитора приводить до зниження абонентської ємності системи приблизно до двох разів.

При створенні будь-якої пейджингової мережі виникає ряд проблем, без вирішення яких неможливо успішно використовувати її. Основними з яких є забезпечення:

однієї і тієї ж самої частоти в різних комірках стільників без виникнення інтерференційних перешкод;

потрібних розмірів області, що перекривається однією коміркою, і зони обслуговування всієї мережі;

певної пропускної здатності і завантаженості кожної окремої комірки;

достатньої проникності переданих сигналів, яка визначає якість передачі повідомлень користувачам, що знаходяться в шахті ліфта. В підвальному приміщенні, в автомобілі, що рухається і т.д.

Перелік екзаменаційних питань

1. Міський радіопейджинг та технологія стільникового радіопейджингу;

2. 3агальні відомості про системи персонального супутникового зв'язку;

3. Системи зв'язку з використанням геостаціонарних супутників;

4. Основні поняття та визначення пейдженгового зв'язку;

5. Супутниковий радіопейдженг та протоколи пейдженгового зв'язку;

6. Розвиток пейдженгу в Україні;

Тести

1. Вкажіть швидкість передачі супутникового радіопейджингу?

а) 32кбіт/с в) 128 кбіт/с

б)64 кбіт/с г) 16 кбіт/с

2. Вкажіть вихідну потужність передавання радіопейджингу?

а)100…150 Вт в) 300…400Вт

б)150…300Вт г) 50…150Вт

3. Вкажіть швидкість передачі інформації в радіопейджингу?

а) 256 кбіт/с в) 1000 кбіт/с

б) 512 кбіт/с г) 1200 кбіт/с

4. Визначте розмір 1 повідомлення текстового пейджера ?

а) 80…..2000 знаків в) 200…3000 знаків

б) 100…2048 знаків г) 10….200 знаків

5. Вкажіть швидкість передачі цифрового повідомлення по протоколу РОСSAG

а) 2400 Бад в) 512 Бад

б) 200 Бад г) 1200Бад

Тема 7. Аналогові транкінгові системи

В зоновій мережі рухомого зв'язку, в якій кожна ЦРС функціонує повністю самостійно і утворює окрему значну за площею зону обслуговування РА, в якій використовуються лише одноразово, суттєво обмежує можливу ємність системи. Аналогічно побудовані і так звані «транкінгові» мережі, що фактично відрізняються лише можливостями безпосередньої взаємодії, ПКР різних ЦРС та інколи наявністю власного центра комутації через яке з'єднується ЦРС інших зон. ЦРС звичайно називають базовими станціями (БС). Подібні системи мали виключно професійне призначення (поліція, транспорт тощо.), незначну пропускну спроможність і часто навіть не з'єднувались з ТфМСК, оскільки припускалося, що їх абоненти будуть потребувати виключно ділового взаємного спілкування. Але надалі були створені технічні можливості виходу на ТфМСК, впровадженні різноманітні послуги зв'язку то зросло припустиме навантаження. Це дозволило організувати не лише виділені, але й загальнодоступні зонові мережі рухомого зв'язку. Останні можна розглядати як розширення ТфМСК зонові РТС можуть передбачати симплексний, двох частотний симплексний (приймання і передача передбачені, але лише не разом - двобічна передача інформації неможлива) та дуплексний спосіб організації інформаційного обміну.

Формування групового сигналу може бути незалежним або централізованим. У першому випадку кожний індивідуальний абонентський сигнал має фіксовану позицію у груповому сигналі, який складається з цих незалежно сформованих підсумованих у спільному каналі сигналів. Передавачі абонентів при цьому працюють самостійно. Груповий сигнал спільного радіоканалу надходить до абонентських приймачів і кожен з них виділяє призначений йому радіосигнал. У випадку централізованого формування групового сигналу передавачем ЦРС абонентські повідомлення не мають фіксованих позицій і надходять до нього без попереднього формування. Тому абонентські приймачі мають забезпечувати селекцію призначених їм сигналів.

Оскільки кожен абонент РТС з множинним доступом має свою власну радіостанцію, то РТС називають ще багато станційною. Груповий сигнал складається з окремих індивідуальних абонентських сигналів, що займають у ньому певні позиції і тому спільний радіоканал є багатоканальним. Ці позиції можуть розрізнятись за частотою, за часом, або ж мати колове розділення відповідно є множинний доступ до радіоканалів з частотним МДЧР, з часовим МДЧсР та кодовим МДКР, їх розділенням.

Індивідуальні канали можуть жорстко закріплятись за певним абонентом, тоді стан абонентів не контролюється і РТС називають неконтрольованою. Ступінь використання каналів у такій системі дуже низькі і в середньому не перевищує 0,15Ерл у ГНН.

Якщо ж індивідуальні канали надаються абонентам тільки у час сеансу зв'язку, то РТС повинна постійно контролювати їх стан і відповідно називається контрольованою, а корисне завантаження декілька разів і залежить від обставин, може досягати 0,4-0,8Ерл. В цьому разі число каналів є помітно меншим кількості РА, тому не виключені випадки одночасного їх зайняття та необхідності очікування викликаючим абонентом звільнення каналу.

З'єднання між РА багато станційних РТС можуть бути безпосередніми або через ЦРС відповідно РТС називають некоординованими і координованими.

Зонові і транкінгові системи і мережі В зоновій мережі рухомого зв'язку, в якій кожна ЦРС функціонує повністю самостійно і утворює окрему значну за площею зону обслуговування РА, в якій виділені частоти використовуються лише одноразово, що суттєво обмежує можливу ємність системи.

На відміну від зонових стільникові мережі уможливлюють багаторазове використання радіоканалів на територіально віддалених одна від одної ділянках мережі. Уся обслуговувана територія поділяється на малі робочі зони умовно шестикутної форми, які називаються чарунками мережі. Радіус г чарунки залежить від очікуваної в ній щільності мобільних абонентів. Здебільшого він дорівнює 10...20 км за містом і в приміській зоні, 2..,5 км в місті, а в його центрі і 0,5...2 км.

У чарунках встановлюються індивідуальні або спільні для декількох чарунок базові приймально-передавальні радіостанції, які називаються базовими станціями. Така станція може розміщуватись у центрі чарунки і мати антену з коловою діаграмою випромінення або стику кількох чарунок і для кожної з них мати секторні антени. У певній чарунці абоненти за допомогою базової станції мають повний доступ до певної кількості радіоканалів, призначених цій чарунці. Базові станції, якими використовується однаковий набір каналів, розділяються захисним інтервалом D.

Щоб перекрити якусь територію достатньо С=7 багаторазово використовуваних наборів радіоканалів, але деякі стільникові РТС передбачають 4, 9, 12 або 21 набір каналів. Група з С суміжних чарунок, у яких набори каналів не повторюються, називається кластером. Значення С є розміром кластера, тобто частотним параметром системи, оскільки визначає максимально можливу кількість каналів N. Загальна ширина частотної смуги Fc=FkCv. За умови С=7, v=30 і ширина смуги частот окремого каналу в напрямку передавання Рк=20 кГц матимемо N=210 радіоканалів, які займатимуть смугу завширшки 4,2 МГц.

З погляду ефективності використання частотного спектра доцільно вибирати малі радіуси чарунок і розміри кластерів, зважаючи на те що захисний інтервал D в разі застосування базової станції із не спрямованими антенами має бути не менше за V302. Зменшення параметру С обмежене вимогами до захисного інтервалу, а зменшення радіуса призводить до збільшення частоти перетинання чарунок рухомими абонентами під час розмови, що може спричинити лавиноподібне завантаження керуючої системи мережі даними щодо перемикання абонентів з чарунки в чарунку. Тому в межах однієї системи використовують чарунки та кластери різних розмірів. їх вибирають з врахуванням реального електромагнітного впливу та рельєфу місцевості.

У деяких системах застосовують накладені чарунки. При цьому мікро- і навіть пікочарунки з радіусом дії 10... 17м обслуговують закриті приміщення (аеропорти, вокзали, магазини тощо). Такі структури стільникової мережі інколи називають зонтовими. За цим алгоритмом рекомендується будувати глобальну мережу мобільного радіозв'язку.

Стільникові мережі часто проектують з фіксованим розподілом каналів між базовими станціями, тобто для кожної чарунки виділяють однакову їх кількість. У цьому разі важливо вибрати розподіл каналів, за якого можна було б зменшити між канальну інтерференцію. Найчастіше використовують такий принцип розподілу каналів: j-й чарунці кластера надають канали з номерами j, j+C, j+2C, j+vC. Фіксований розподіл каналів має свої недоліки, зумовлені не стаціонарністю розподілу активних мобільних абонентів у чарунках мережі. Імовірність втрат викликів зростає в тих чарунках, де з різних причин зростає кількість мобільних абонентів. Тому інколи для кожної чарунки, крім фіксованих, виділяють ще певну кількість каналів, які динамічно розподіляються між базовими станціями залежно від реальної потреби.

Всі базові станції з'єднуються радіорелейним або кабельними лініями зв'язку з центром комутації стільникової мережі (ЦКСМ), який управляє встановленням і підтриманням з'єднань абонентів між собою та з абонентами ТфМЗК, зокрема забезпечує перемикання на іншу базову станцію під час руху абонента.

Комутація та управління мережею можуть бути:

централізованими, тобто зосередженими на ЦСКМ;

децентралізованими (ієрархічними) з установленням, наприклад, у кожному кластері спрощеної комутації станції, яка обслуговує взаємні з'єднання мобільних абонентів кластера забезпечує вихід на ЦКСМ для інших зв'язків;

розподіленими, коли комутаційне й керуюче обладнання встановлюється безпосередньо на кожній базовій станції.

Кожна СММР будується за певним стандартом, в Україні за стандартами NMT-450 і GSM-900.

Сусідні СММР одного стандарту, що належать одному операторові мережі, разом утворюють зону СММР відповідного стандарту. Сукупність одностандартних СММР сусідніх операторів називається зоною відповідного стандарту. Територію, що обслуговується одним ЦКСМ, називають зоною обслуговування ЦКСМ. Сукупність чарунок мережі, яка має спільну базову станцію, називають зоною цієї станції. Частина СММР, на якій діють однакові тарифи називають тарифною зоною.

Аналогічно побудовані і так звані «транкінгові» мережі, що фактично відрізняються лише можливостями безпосередньої взаємодії, ПКР різних ЦРС та інколи наявністю власного центра комутації через яке з'єднується ЦРС інших зон. ЦРС звичайно називають базовими станціями (БС). Подібні системи мали виключно професійне призначення (поліція, транспорт тощо.), незначну пропускну спроможність і часто навіть не з'єднувались з ТфМСК, оскільки припускалося, що їх абоненти будуть потребувати виключно ділового взаємного спілкування. Але надалі були створені технічні можливості виходу на ТфМСК, впровадженні різноманітні послуги зв'язку то зросло припустиме навантаження. Це дозволило організувати не лише виділені, але й загальнодоступні зонові мережі рухомого зв'язку. Останні можна розглядати як розширення ТфМСК зонові РТС можуть передбачати симплексний, двох частотний симплексний (приймання і передача передбачені, але лише не разом - двобічна передача інформації неможлива) та дуплексний спосіб організації інформаційного обміну.

Системи з вільним доступом

Розвиток мобільного зв'язку в усьому світі відбувся дивовижно і стрімко, стосується це і України.

Розглянемо принцип побудови мереж рухомого радіозв'язку. Для функціонування систем необхідний вільний багато станційний доступ у частотний стовбур, що дає можливість абонентам передавати і приймати інформацію за допомогою своїх радіостанцій саме тоді коли в цьому виникає потреба. Багато станційний доступ є найбільш ефективним методом побудови супутникових систем радіозв'язку, а також систем повітряного морського чи сухопутного радіозв'язку. Зазначимо, що багато станційний доступ називається множинним.

Конкретизація систем, тобто її класифікація групується на принципах формування групового сигналу, методу розпаду загального каналу зв'язку, а також способу організації спільної роботи абонентів і об'єднання їх у мережу. Якщо груповий сигнал формується в центральному передавачі, то така система передавання інформації називається централізована багатоканальна.

А якщо формування групового сигналу здійснюється в загальному тракті, то такі системи називаються незалежними багато станційними.

Усі канали в даному стовбурі можуть заздалегідь розподілятися абонентами або комутуватися на час чергового сеансу зв'язку.

Тому і система з багатостанційним доступом поділяються на :

о неконтролюючі:

о контролюючі з каналами, що комутуються;

о з обмеженим доступом.

З погляду сеансу систем сигналів з кращими характеристиками, які займають менші за обсягом смуги частот із кращою завадостійкістю і

ефективністю контролююча багато станційні системи є здебільшого неконтрольовані

Однак підвищення ефективності досягається введенням пристроїв контролю за станом завантаження стовбура і розподілення вільних абонентських каналів.

Управління абонентами багато станційних систем може бути некоординованим у разі безпосереднього зв'язку абонентів або координованим, тобто абоненти підтримують зв'язок через центральну станцію.

У класичних багатоканальних радіотелефонних системах (РТС) передавання інформації широко використовується методом розподілу сигналів (каналів):

частотний розподіл каналів - ЧРК;

часовий розподіл - ЧсРК;

кодовий КРК.

Ці ж методи розподілу набувають застосування у багато станційних системах передавання інформації про те їх технічна реалізація є складнішою. Однією з основних концепцій будь-якої рухомої РТС є концепція «багатостанційного доступу», яка передбачає підтримку системою роботи в мережі кількох абонентів одночасно. Принцип багатостанційного доступу з частотним розподілом використовується зокрема в ретрансляторах «Интепсот-IV».

Багато станційний доступ з часовим розподілом сигналів (БДЧсР або ТОМА) є основною альтернативою БДЧР, так само як ЦРК і ЧсРК.

Ефективність використання потужності супутника досягає 90% тому, що максимально можливе значення сигналу в разі застосування цього методу

Загальне уявлення про метод БДсР. Метод БДсР є методом багато станційного доступу, при якому пакети окремих наземних станцій повинні прийматися на супутнику в виділені інтервали часу. Отже кожна наземна станція визначає систему часу по супутнику і передає свої сигнали в часі так щоб вони надходили на супутник і відповідні моменти часу. Як і у звичайних системах БДЧсР так само використовується захисні інтервали в часі між пакетами переданих даних

Зазначимо, що в системах БДЧсР пристрій синхронізації за складністю може бути таким самим або навіть перевищувати канал передавання Інформації.

Технологія безпроводового зв'язку одна з наймогутніших комутаційних платформ. Розроблення концепції стільникових мереж дає змогу багаторазово використовувати радіоканати способом рознесення, однойменних каналів територіально віддалених одна від одної ділянки па чарунки стільникової мережі.

Перші реальні способи організації радіотелефонного зв'язку з рухомими об'єктами зроблені майже одночасно з відкриттям радіо. Проте помітного розвитку мобільний зв'язок набув саме в 50 роках 20 ст. Подальший розвиток впровадження нових засобів радіозв'язку тісно пов'язані з вирішенням ряду проблем, найголовнішою з яких є природна обмеженість часткового ресурсу.

Загальна характеристика транкінгової СРРЗ системи TETRA

TETRA (трансєвропейська система транкінгового зв'язку) -- цифрова транкінгова система, яка забезпечує абоненту широкий набір послуг. Склад систем транкінгового зв'язку стандарту TETRA типовий: центр комутації, базові станції, диспетчерські пульти, термінали обслуговування та експлуатації, абонентські станції.

Стандартом TETRA передбачено використання АС як ретранслятора для розширення зони обслуговування.

У стандарті TETRA використовується доступ МДЧсР з чотирма часовими каналами (вікнами) в одному частотному. Ширина смуги частотного каналу 25 кГц; діапазон частот 890...915 і 935...960 МГц; дуплексне рознесення -- 45 МГц.

Стандарт передбачає дистанційне (з БС) керування потужністю сигналу, якийвипромінюється АС.

Інформація передається пакетами довжиною 510 кадрів, з яких 432 інформаційні і 78 -- службові.

Загальна швидкість передачі мовного сигналу після його перетворення з аналогової форми в цифрову, наступного його кодування, перемеження і формування пакетів складає 36 кбіт/с.

У стандарті TETRA застосовується цифрова двократна відносна фазова модуляція (ДВФМ), що дозволяє знизити швидкість передачі з 36 кбіт/с до 18 кбіт/с. Зниження швидкості передачі вдвічі пояснюється тим, що кожний з елементів сигналу з ДВФМ утримує два біти інформації (використовується алфавіт з чотирьох символів: ±7с/4, ±Зя/4, кожному з яких відповідають два біти:00,01,10або11).

Стандарт TETRA передбачає можливість дистанційного включення бонентської станції на передачу, що забезпечує прослуховування обставин у абонента, що, зокрема, дозволяє виявляти неординарні ситуації (наприклад,напад на співробітників охоронної служби, служби суспільної безпеки та ін..).

Історично склалося так, що перші ТСЗ створювалися і використовувалися переважно в інтересах відомств (пожежних бригад, швидкої допомоги, служб безпеки й охорони суспільного порядку і т. д.), установ, комерційних структур. Тому їх називають ще професійними системами радіозв'язку. Територія, на якій розміщується транкінгова система зв'язку, може бути зоною обслуговування однієї базової станції (однозонова ТСЗ), чи кількох базових станцій (багатозонова ТСЗ) Базові станції зазвичай з'єднані між собою і кожна з них -- із ТМЗК.

Стільникові СРРЗ свою назву одержали відповідно до принципу організації зв'язку, за яким територія обслуговування поділяється на чарунки у формі правильних шестикутників (стільників). Вони забезпечують зв'язок абонентів системи як між coбою, так і з абонентами ТМЗК та інших мереж зв'язку.

Системи персонального радіовиклику (СПРВ) -- пейджингові системи забезпечують однобічну передачу сигналів виклику і кодованих повідомлень абонентам пейджингової мережі.

До складу ТСЗ входять базова станція і абонентські станції. В свою чергу до складу базової станції входять кілька (від 2 до 16) канальних прийомопередавачів (ретрансляторів), пристрій об'єднання (роз'єднання) канальних радіосигналів, антена, пристрій керування, комутатор та інтерфейси ТМЗК і мережі передачі даних (МПД).

Абонентські станції можуть бути стаціонарними, перевізними (автомобільними), портативними, що можуть використовуватися у напівдуплексному або дуплексному режимах.

Ретранслятором є прийомопередавач, що працює на одній парі носійних одного частотного каналу. При дуплексному режимі носійні рознесені на величину від 3-х до 45 МГц. У кожному частотному каналі шляхом часового ущільнення може бути організовано від 2-х до 4-х часових каналів.

Для збільшення дальності зв'язку антену з круговою діаграмою спрямованості розміщують на найвищому місці зони обслуговування, використовують передавачі з потужністю 2')...50 Вт. Для зменшення впливу багатопромеиквого поширення радіохвиль на базовііі станції може використовуватися рознесений прийом.

Пристрій керування забезпечує взаємодію всіх вузлів базової станції.

Комутатор обслуговує весь потік вхідних і вихідних викликів (весь трафік системи).

Рис.1. Узагальнена структурна схема транкіигової системи зв'язку

Інтерфейс ТМЗК у різних ТСЗ реалізується по двопроводовій лінії (наприклад, у ТСЗ Smar Trunk), або по чотирипроводовій лініії з використанням ДСП. Крім з'єднання з ТМЗК в умовах зростаючих потоків даних організовується інтерфейс з мережею передачі даних.

Термінал технічного обслуговування й-експлуатації забезпечує контроль за станом системи, діагностику несправностей, облік тарифікаційної інформації, внесення змін у базу даних.

Транкінгові системи призначені, в першу чергу, для створення мереж диспетчерського радіозв'язку. Тому характерною рисою ТСЗ є наявність у них диспетчерських пультів. Ці пульти можуть підключатися по виділених лініях до комутатора БС або включатися-в систему по абонентських радіоканалах.

У ТСЗ залежно від навантаження використовується обладнання, що складається з кількох каналів, максимальна кількість яких може бути 32. Для роботи транкінгових систем виділені діапазони частот 160, 450 і 900 МГц із дуплексним рознесенням між каналами передачі і прийому 4,6; 10,0; 45,0 МГц відповідно. При цьому частоти передачі базової станції вибирають більш висотними, ніж частоти передачі абонентської станції. Обладнання ТСЗ, яке виробляється промисловістю, орієнтоване на фіксоване значення зони обслуговування базової станції. Залежно від діапазонів (160; 450; 900 МГц) радіуси зон обслуговування складають величину 20; 10...15 і 5...10 км відповідно.

Транкінгові системи розрізняють за такими ознаками:

¦ метод передачі мовних сигналів;

¦ кількість зон;

¦ метод об'єднання базових станцій у багатозонових системах;

¦ тин багатостаиційпого доступу;

¦ спосіб пошуку і призначення каналу;

¦ тип каналу керування;

¦ спосіб утримання каналу.

За методом передачі мовних сигналів розрізняють аналогові і цифрові ТСЗ. В аналогових системах для передачі мовних сигналів використовується частотна модуляція. Ширина смуги частотного каналу -- 12,5 кГц або 25 кГц. У цифрових системах використовуються перетворювачі мови (вокодери), які перетворюють мовний сигнал у цифровий. Використовують швидкості 4,8 кбіт/с і 9,6 кбіт/с. Історично першими були аналогові системи. В них вимагається перевищення рівня сигналу над шумом 16...20 дБ. Перешкодостійкість аналогових систем нижча від цифрових. У цифрових ТСЗ використовують перешкодостійке кодування, перестановки (неремеження) розрядів повідомлень, які передаються, просторове і частотне рознесення, тому потрібне відношення сигнал/шум може сягати 10... 16 дБ.

За кількістю зон ТСЗ поділяються на однозонові і багатозонові. Більшість сучасних ТСЗ -- багатозонові. Організація багатозонової структури здійснюється через інтерфейс ТМЗК. Крім того базові станції можуть бути з'єднані безпосередньо лініями зв'язку.

Базові станції у багатозонових системах можуть об'єднуватися за допомогою загального для всіх базових станцій єдиного комутатора (системи з централізованою комутацією) або з'єднуватися одна з одною безпосередньо, або через мережі загального користування (системи з розподіленого комутацією).

У переважній більшості ТСЗ використовується спосіб доступу МДЧтР. У цифрових системах використовується змішаний спосіб МДЧтР/МДЧсР, при якому на кожній з носійних організовується частотний канал, а в кожному частотному каналі організовується 2...4 часових.

За способом пошуку і призначенням каналу розрізняють системи з децентралізованим і централізованим керуванням. У системах з децентралізованим керуванням пошук вільного каналу виконує абонентська станція, що здійснює послідовний пошук (сканування) вільного каналу у виділеному діапазоні частот. У системах з централізованим керуванням пошук і призначення вільного каналу виконує базова станція. У цих системах організовуються канали двох типів -- робочі (РК) і керування. Канали керування (КК) використовуються для організації вхідних і вихідних з'єднань між абонентами. В усіх транкінгових системах по каналах керування передається цифрова інформація.

Розрізняють системи з виділеним частотним каналом керування і системи з розподіленим каналом керування. У системах першого типу передача керуючої інформації здійснюється спеціально виділеними каналами керування, а в системах другого типу передача керуючої інформації здійснюється одночасно з мовною по одному й тому ж частотному каналу шляхом його частотного ущільнення.

За способом утримання каналу розрізняють транкінг повідомлень і транкінг передачі. Перший спосіб припускає утримання виділеного каналу на весь час розмови. Цей спосіб використовується у всіх випадках при організації дуплексного зв'язку при з'єднанні з абонентами ТМЗК. Другий спосіб припускає використання каналу тільки на час проголошення абонентом фраз розмови. У паузах розмови передавач вимикається. Канал, що звільнився, може використовуватися для передачі фраз розмови іншого абонента. Таким чином, репліки розмови абонента можуть передаватися різними каналами. Недоліком такого способу є зниження чіткості мови при підвищенні навантаження. Переваги -- висока ефективність використання каналу.

Методи організації зв'язку в транкінгових системах

Організація зв'язку в ТСЗ з децентралізованим керуванням практично аналогічна організації зв'язку в ТСЗ з централізованим керуванням за винятком того, що в перших службові (керуючі) сигнали передаються робочими каналами, а в других -- службові сигнали передаються спеціально виділеними каналами керування. І головне: в системах з децентралізованим керуванням пошук вільних радіоканалу здійснює абонентська станція, а в системах з централізованим керуванням пошук і надання робочого радіоканалу забезпечує базова станція.

Розглянемо спрощений протокол вхідного виклику в ТСЗ з централізованим керуванням (рис. 5.4).

На абонентській і базовій станціях здійснюються такі процедури:

¦ АС у черговому режимі настроюється на канал керування і чекає команду, що може надійти по цьому каналу;

якщо каналом керування надходить сигнал виклику, АС підтверджує його прийом передачею на БС відповідного сигналу; БС приймає сигнал підтвердження і надає АС робочий канал;

АС настроюється на вказаний робочий канал, повідомляє про це БС цим (робочим) каналом;

БС після прийому сигналу підтвердження про настройку АС передає на АС команду на ввімкнення сигналізації, після чого організовує наскрізний розмовний тракт.

Рис. 2. Спрощений протокол організації вхідного виклику

Рис. 3. Спрощений протокол організації вихідного виклику

Розглянемо спрощений протокол вихідного виклику в ТСЗ з централізованим керуванням (рис. 5.5).

Згідно з цим протоколом на АС і БС здійснюються такі процедури:

з АС каналом корування на БС видається виклик (номер абонента, який викликається);

БС після прийому виклику надає для АС один з вільних робочих каналів;

АС настроюється на робочий канал і повідомляє про це БС;

БС приймає підтвердження й організовує наскрізний розмовний тракт.

В ТСЗ з децентралізованим керуванням БС безперервно передає по всіх вільних каналах спеціальний (маркерний) сигнал, а по інших (зайнятих) -- передає розмовні або службові сигнали (сигнали виклику, інформацію про заняття каналу, про скінчення сеансу зв'язку). Пошук вільного каналу виконує АС.

Транкінгова система зв'язку «Алтай-ЗМ»

Типовою транкінговою СРРЗ є система «Алтай». В експлуатації знаходяться кілька модифікацій цієї системи: « Алтай-3», «Алтай-ЗМ», «Алтай-ЗС». Основні технічні характеристики системи «Алтай» наведені в таблиці 5.1.

Таблиця 1. Технічні характеристики СРРЗ

Параметр

Вязова станція

Абонентська станція

Діапазон частот передачі, МГц

301Д375...305,8125

337,1375... 341,8125

Діапазон частот прийому, МГц

337,1375.. 341,8125

301Д375...305.8125

Дуплексне рознесення частот передачі і прийому, МГц

36

36

Смуга частот каналу, кГц

25

25

Можливо число груп каналів (стволів)

22

-

Кількість каналів у стволі

8

8

Вихідна потужність передавача, Вт

40±10

6...10

Чутливість приймача (при співвідношенні сигнал/шум 12дВ), мкВ

1,7

1.2

Максимальний радіус зони (при висоті антени 100 м), км

35

-

Споживана потужність, Вт

3000

44-передавач ' 38-приймач

Зазвичай, базовій станції виділяється три стволи з 22-х можливих. Кожний ствол працює автономно, має власну нумерацію абонентів, відомчих диспетчерів і циркулярних викликів. З'єднання абонентів різних стволів здійснюється відомчими диспетчерами або автоматично (абонентів, що мають право виходу на телефонну мережу). Можлива кількість вибірних викликів (тобто рухомих абонентів з індивідуальними номерами) -- 989, вибірних циркулярних викликів -- 10, вибірних номерів відомчих диспетчерів -- 18, центрального диспетчера -- 1.

Структурна схема БС «Алтай-ЗМ» наведена на рисунку.

Рис. 4. Структурна схема транкінгової СРРЗ «Алтай~ЗМ*

Апаратура цієї станції містить радіо- і комутаційне обладнання. До складу радіообладнання входять прийомопередавачі (ретранслятори), дві прийомо-передавальні антени, антенні розподільники (АР), мостові (МФ) і резонаторні (РФ) фільтри, що забезпечують поділ трактів передачі і прийому.

Генераторне устаткування (ГУ) формує вісім носійних частот, контрольно-вимірювальна апаратура (КВА) безперервно оцінює рівні сигналів у контрольних точках радіоустаткування. Кожна з двох антен обслуговує чотири прийомопередавачі.

Комутаційне обладнання забезпечує з'єднання абонентів системи як між собою, так і з абонентами ТМЗК, а також з центральним і відомчим диспетчерами. До складу канального устаткування входять вісім канальних комплектів місцевого зв'язку (ККМЗ) із двочастотними приймачами сигналів взаємодії (ПСВ-2), п'ять регістрів (РЕГ) з п'ятичастотними приймачами (ПСВ 5), вхідні і вихідні комплекти реле з'єднувальних ліній (РЗЛвх і РЗЛвих відповідно) із пристроями узгодження (ИУ) для переходу від двопроводових до чотирипроводовнх ліній, комплекти відомчих диспетчерів (КВД) і комплект центрального диспетчера (КЦД). З'єднання між зазначеними комплектами забезпечує комутаційне поле (КП) сигналами пристрою керування (ПКк).

Генераторне устаткування комутаційного поля формує в межах спектра каналу тональної частоти частотні сигнали з інтервалами між ними, що дорівнюють 34 Гц. Тридцять з них призначені для формування сиі'налів виклику радіоабонентів, десять використовуються для циркулярного виклику десяти груп абонентів і три -- для формування сигналів керування радіоканалами.

До складу абонентської станції входять нрийомопередавач, пульт керування і мікротелефонна трубка. Пульт керування містить тестатурний номеронабірник, підсилювач низької частоти, гучномовець, генератори і фільтри низьких частот. Генератори формують частотні сигнали, що використовуються для передачі адресної інформації (десяти цифр від нуля до дев'яти частотним кодом «два з п'яти»), для передачі сигналу про заняття радіоканалу вихідним від АС викликом і один -- сигналу про закінчення сеансу зв'язку («Відбій»).

Розглянемо організацію зв'язку між абонентами системи «Алтай».

Передача мовної і службової інформації здійснюється в загальній смузі частотного каналу. Базова станція по всіх вільних каналах безперервно передає маркерний сигнал.

Абонентська станція в черговому режимі здійснює пошук (сканування) вільного каналу. Абонент АС, який здійснює виклик, піднімає трубку, в результаті чого АС припиняє сканування на вільному каналі, включає свій передавач і цим каналом передає на ВС сигнал повідомлення про заняття каналу. На БС цей сигнал приймається двочастотним приймачем (ПСВ-2) комплекту ККМЗ, після чого БС припиняє передачу по зайнятому каналу сигналу маркера і передає по ньому сигнал «Готовність станції». На АС при отриманні цього сигналу припиняється передача сигналу сповіщення про заняття каналу. Абонент на тестатурі набирає номер напрямку зв'язку (вихід на систему «Алтай», телефонну мережу чи на диспетчерів), де може знаходитися абонент, який викликається, а потім набирає його номер.

Набрані цифри передаються на БС частотним кодом «два з п'яти». На БС цей код надходить у п'ятичастотний приймач (ПСВ-5). Значення напрямку зв'язку транслюється з регістра в комутаційне поле. Комутаційне поле вмикає вільний комплект ККМЗ, з'єднує його з регістром, що передає в радіоканал цього комплекту сигнал з визначеним номером абонента, який викликається.

АС абонента, який викликається, в процесі сканування вільного каналу виявляє в одному з них свій номер, після чого припиняє сканування і цим каналом передає на БС сигнал про одержання виклику (підтвердження). Одержавши цей сигнал, БС припиняє передачу номера АС і видає в канал тоновий сигнал. Після одержання цього сигналу абонент піднімає телефонну трубку, АС припиняє видачу в канал сигналу підтвердження. На БС після припинення прийому сигналу підтвердження двочастотний приймач (ПСВ-2) переводить з'єднання в розмовний тракт. Після закінчення розмови (один з абонентів кладе трубку) АС видає по цьому ж каналу сигнал «Відбій». На БС після одержання цього сигналу ПСВ-2 забезпечує в комутаційному полі роз'єднання розмовного тракту, а по каналу, що звільнився, починає передаватися сигнал маркера.

Перелік екзаменаційних питань

1. Транкінгові системи;

2. Аналогові транкінгові системи;

Тести

1. Скільки часових каналів може бути організовано у кожному частотному каналів ТС-3?

а) 1 в) 2-4

б) 2 г) 6

2. Яка потужність передавачів ТС-3?

а) 20-50 Вт в) 20Вт

б) 10-20 Вт г) 60Вт

3. Вкажіть максимальну кількість каналів ТС 3?

а) 16 в) 48

б) 32 г) 64

4. Вкажіть діапазон частот ТС-3

а) 16,32,64 МГц в) 56, 160, 450 МГц

б) 64,128, 256МГц г) 160,450, 900 МГц

5. Вкажіть ширину смуги частотного каналу в аналогових ТС 3?

а) 2кГц або 5 кГц в) 10 або 12кГц

б) 5 або 10 кГц г) 12,5 або 25 кГц

Тема 8. Цифрові транкінгові системи

Цифрові транкінгові ССРР у даний час активно впроваджуються в існуючі телекомунікаційні системи, заміняючи аналогові системи. У системах групового (транкінгового) радіозв'язку широке застосування знайшли цифрові технології TEТRA, SEQURENET, ASTRO, розроблені фірмою Motorola. Функціонально найповнішою є технологія ASTRO, розроблена для цифрового зв'язку служб суспільної безпеки країн Північної Америки. Технологія ASTRO використовує протокол АРС025, що дає змогу реалізувати перспективні цифрові способи передавання - приймання інформації, поєднуючи їх з розповсюдженими аналоговими транкінговими системами, забезпечуючи міграційну гнучкість при нарощуванні системи і збільшення площі покриття. Застосування протоколу АРС025 уможливлює побудову системи зв'язку за звичайним (конвенціальним) принципом.

Технологія ASTRO забезпечує істотне підвищення якості мовних повідомлень і даних, розширення обсягу цифрових команд управління порівняно з аналоговими системами, ефективніше використання виділеної смуги частот, гарантоване закриття (конфіденційність) інформації.

Цифрові транкінгові ССРР, що використовують технологію ASTRO, як і аналогові транкінгові системи виробництва фірми Motorola, можуть будуватися шляхом організації і нарощування односайтових (Smart Net II ASTRO) або багатосайтовкх (Smart Sone ASTRO) систем. Плануючи транкінгові системи та організовуючи сайти, потрібно враховувати різні умови електромагнітного доступу рухомих і базових станцій у межах площ електромагнітного покриття. Це зумовлено різними вихідними потужностями передавачів цих станцій і ступенем пересіченості місцевості зони електромагнітного покриття. Так, типова випромінювана потужність портативних рухомих станцій транкінгових систем становить 2...5 Вт, бортових - 15... 100 Вт, а передавачів базових станцій - 25...350 Вт. Істотно розрізняються також використовувані АФП, У рухомих станціях застосовуються штирові антени з малими коефіцієнтами спрямованої дії, а в базових - здебільшого спеціалізовані (секторіальні) АФП. Неоднаковість енергетичних потенціалів дуплексних радіоліній між рухомими і базовими станціями спричиняє появу так званих мертвих точок у зонах обслуговування, коли базова станція не приймає сигнали від рухомих станцій, а вони приймають сигнали від базової з високою якістю. Цей недолік виявляється в цифрових системах радіозв'язку реєструванням великих 'пачок' помилок, які не піддаються виправленню. Ефект неоднаковості якості радіоканалів, створюваних рухомими і базовими станціями у цифрових транкінгових системах, що будуються за технологією ASTRO, усувається використанням віддалених приймачів, розташованих відповідним чином у зоні обслуговування і зв'язаних з'єднувальними лініями ЗЛ з ASTRO- компаратором (рис. 16.4). ASTRO-компаратор приймає цифрові сигнали передавальної рухомої станції одночасно від кількох віддалених приймачів, що дає змогу відслідковувати якість сигналу і вибирати той віддалений приймач, який приймає сигнал з найменшими спотвореннями. Така структура наділяє систему здатністю 'голосувати', тобто вибирати канал з найвищою якістю передавання з безлічі каналів, створюваних різними розосередженими приймачами. Системи транкінгового зв'язку, наділені здатністю 'голосувати', часто називають системами повного покриття зони обслуговування.

Рис.5. Структура цифрової транкінгової ССРР Smart Net II ASTRO

До базового устаткування односайтової системи належать: диспетчерський пульт, інтерконект, контролер сайту, ASTRO-компаратор, повно дуплексний

ретранслятор, каналотвірне обладнання і вилучені приймачі. Технологія ASTRO дає змогу використовувати до 16 віддалених приймачів за одного повно-дуплексного ретранслятора.

Диспетчерський пульт містить центральний електронний банк СЕВ, що з'єднується з цифровим інтерфейсним модулем АСІМ, Модуль АСІМ забезпечує введення сигналів від цифрових інтерфейсів DIU і інтерфейсу статусу STIM. Цифрові інтерфейси DIU забезпечують можливість організації як цифрового, так і аналогового зв'язку в системі. Вони є спеціальними груповими перетворювачами, застосовуваними для перетворення аудіосигналів у цифрову форму і цифрових сигналів - в аналогову. Інтерфейсами DIU каналотвірного обладнання і портів ASTRO-компаратора управляє системний контролер диспетчерського пульта, що забезпечує взаємодію між ними, а також з інтерфейсами інтерконекту і сайтового контролера.

Каналотвірне обладнання застосовується для зв'язку базового обладнання сайту з диспетчерським пультом. Для того щоб сигнали могли передаватися по чотирьох проводових з'єднувальних лініях до складу портів ASTRO-компаратора, віддалених приймачів і базового ретранслятора, вводяться ASTRO-модеми або спеціальне каналотвірне обладнання, що забезпечує передавання інформації зі швидкістю 9,6 кбіт/с.

Під час з'єднання з аналоговими станціями, приймаючи повідомлення від інтерконекту або від порту ASTRO-компаратора, цифровий інтерфейс DIU забезпечує перетворення аналогових сигналів у сигнали D/A (типу VCELP або ІМВЕ). Інтерфейс інформаційного канапу STIM служить для одержання від ASTRO-компаратора інформації про статус територій, що обслуговуються віддаленими приймачами, тобто дає можливість визначити які віддалені приймачі не були задіяні системою. Побудова 'голосуючої'' цифрової системи виявляється неможливою без забезпечення жорсткої синхронізації елементів системи (віддалених приймачів і ретранслятора) у межах зони обслуговування. Особливістю цифрової транкінгової системи зв'язку, що використовує технологію ASTRO, є те, що голосуючий елемент у такій системі - не мобільна станція, а ASTRO-компаратор, який забезпечує синхронне приймання сигналів від ретранслятора і кількох віддалених приймачів.

Відповідне до алгоритму роботи транкінгової системи мобільні станції приймають цифрові сигнали управління, які надходять від контролера сайту через компаратор і ретранслятор, що випромінює на загальній робочій частоті (загальному каналі управління). Прийняті сигнали повертаються назад на компаратор по кількох каналах, де порівнюються. Оцінювання проводиться за принципом найменшого спотворення прийнятої цифрової послідовності. Диспетчером, що здійснює спостереження за усіма переданими І прийнятими сигналами та має пріоритетне право доступу до каналу зв'язку в системі, є системний контролер диспетчерського пульта.

Якщо у межах зони обслуговування використовується велика кількість віддалених приймачів, система утворює єдиний неподільний суперсайт. Такий суперсайт може надалі увійти в багатосайтову (зонову) систему зв'язку SmartZone на правах окремого сайту.

Забезпечення жорсткої синхронізації приймачів і передавачів цифрової транкінгової системи, що використовує технологію ASTRO, здійснюється на основі використання супутникової системи GPS, яка застосовується для глобального позиціонування об'єктів на поверхні Землі. При цьому віддалені приймачі і передавачі ретрансляторів ASTRO мають працювати в режимі зовнішньої синхронізації від приймача системи GPS, розташовуваного разом з базовим обладнанням. Частота опорного задавального генератора системи GPS має точність до ±0,004 Гц, яка забезпечується рубідієвим еталоном. Технологія ASTRO уможливлює формування гібридної аналого-цифрової транкінгової системи. У цьому разі польове обладнання системи може містити як цифрові радіостанції типу ASTRO XTS-3000 і ASTRO Digital SPECTRA, так і аналогові станції (LCS/LTS-2000, MCS/MTS-2000). Проте розмовні групи, сформовані аналоговими рухомими станціями, не можуть працювати в режимі шифрування інформації.

Застосування технології ASTRO дає змогу використовувати радіоканали з кроком сітки частот 12,5 і 25 кГц під час роботи в аналоговому і цифровому режимах. Шифрування сигналів у разі роботи в цифровому режимі з кроком сітки частот 25 кГц здійснюється за технологією Securenet; якщо ж крок сітки частот становить 12,5 кГц, то використовується спеціальне ASTRO-шифрування. Цифровий режим дає можливість подвоїти кількість робочих частот. Це забезпечує істотне підвищення ефективності системи із синхронним випромінюванням завдяки збільшенню кількості одночасно працюючих мобільних станцій.

Крім формування цифрових сигналів управління, використання гібридного принципу ASTRO-технології сприяє забезпеченню: формування субтонових сигналів управління протягом усього сеансу зв'язку з безперервним передаванням даних про характер сеансу зв'язку (забезпечення групових та індивідуальних розмов); безперервного передавання ідентифікаційних даних (номера) розмовної групи, індивідуального номера абонентів у разі вибіркового виклику, захисту від несанкціонованого прослуховування розмови за неправильного підключення радіостанції до мовного каналу; оповіщення абонента про активність пріоритетних розмовних груп, аварійну сигналізацію і реєстрацію абонентів у системі; динамічного розподілу радіоканалів контролером сайту в режимі ведення пївдуплексного зв'язку; формування гнучкої системи пріоритетів з організацією черг обслуговування запитів на встановлення і продовження сеансів зв'язку; функції адміністрування абонентів системи (відключення рухомої станції із системи у разі її втрати, визначення доступу до телефонного інтерконекту, перегрупування розмовних груп у разі зміни оперативної обстановки).

Цифрові багатосайтові системи зв'язку будуються як простим нарощуванням односайтових систем з базовими контролерами типу Smart Net ASTRO, так і формуванням багатосайтової системи Smart Net Sone ASTRO. Перший шлях створення багатосайтових систем не потребує заміни існуючого базового обладнання. При цьому багатосайтова система зберігатиме основні функціональні можливості односайтових систем.

Багатосайтова система Smart Net Sone ASTRO наділяється додатковими функціями, що збільшують її функціональні можливості. До них належать: програмування списку сайтів системи; контроль виходу мобільної станції за межі зони радіопокриття сайту і визначення її місцезнаходження в межах інших сайтів; надання мовних каналів і каналів передавання даних рухомим станціям різних сайтів із указівкою номерів сайтів, номерів розмовних груп та індивідуальних номерів станцій, якими виділяються мовні радіоканали; формування команд зонової сигналізації, використовуваних для наскрізного управління системою; безперервне передавання по каналах управління сайтів і каналах інфраструктури системи сигналів управління по безперервному контролю якості наскрізного каналу і динамічній зміні радіоканалів у разі їхньої відмови під час зв'язку; автоматична реєстрація рухомих станцій у сайті й у системі; безперервний моніторинг мовних каналів сайтів і прогнозоване системне ранжирування каналів за їхньою якістю; дозвіл або заборона принципу динамічного розподілу каналів для системи в цілому; централізоване надання каналів Виділеним абонентам системи для зв'язку з абонентами ТфМЗК; одночасний виклик кількох розмовних груп або усіх користувачів системи і передавання загальної інформації або команди тривоги; динамічне перегруповування розмовних груп у сайтах; забезпечення самодіагностики окремих компонентів і всієї системи.

До операторських функцій і функцій виклику абонентів системи Smart Net Sone ASTRO належать такі: груповий виклик розмовної групи; виборчий селективний виклик окремого абонента системи у межах одного сайту, в межах списку сайтів і в межах усієї системи; автоматична реєстрація радіостанції в новому сайті.

Технологія ASTRO дає змогу формувати багатосайтову систему, що містить 48 сайтів з високою і низькою щільністю та загальною кількістю абонентів -48 тис. абонентів у зоні обслуговування.

Перелік екзаменаційних питань

1. Цифрові транкінгові системи;

Тести

1. Вкажіть ширину смуги частотних каналу СРР3 системи ТЕТРА

а) 25кГц в) 26кГц

б) 59кГц г) 30 кГц

2. Вкажить ширину смуги частотного каналу в аналогових ТС 3 ?

а) 2кГц або 5 кГц в) 10 або 12кГц

б) 5 або 10 кГц г) 12,5 або 25 кГц

3. Тракінгові СRP виділено діапазон (301..305) МГц і (337…341) МГц; DFк =25кГц. Визначте Fр, nк? ?

а) Fр=36 мГц, nк? = 160 каналів в) Fр=42 мГц, nк? = 210 каналів

б) Fр=25 мГц, nк? = 90 каналів г) Fр=30 мГц, nк? = 120 каналів

4. Вкажіть смугу частот стандарту DECT ?

а) 1024-2048мГц в) 1880…1900мГц

б) 512…1024 мГц г) 1600…1800мГц

5. Вкажіть кількість несучих частот в стандарті DECT?

а) 4 в) 6

б) 8 г)10

Тема 9. Принципи побудови і використання транкінгових мереж

Мобільні системи транкінгового радіозв'язку

Список скорочень

АФП - антенно-фідерний пристрій

ДВ - дані про відключення зв'язку

ССРР - стільникова система рухомого радіозв'язку

ТфМЗК - телефонна мережа загального користування

ЦІСрР - центр комутації рухомого радіозв'язку

ЧсРК - часовий розподіл каналів

АОІМ (ASTRO Controlc Interface Module) - цифровий інтерфейсний модуль

СЕЛ (Central Electronic Bank) - центральний електронний банк

DIU (Digital Interface Unit) - інтерфейс каналотвірного обладнання і портів

PMR (Private Mobile Radio) - персональний рухомий радіозв'язок

STIM - інтерфейс статусу

TETRA (Trans Europen Trunked Radio) - транс'європейська система тракінгового радіозв'язку

Побудова транкінгових радіосистем

Транкінгові системи на відміну від стільникових систем індивідуального радіотелефонного зв'язку є системами групового радіозв'язку і будуються за принципом формування розмовних груп (радіомереж), що складаються з абонентів - рухомих станцій. Розмовні групи (радіомережі) формуються на основі загальної зацікавленості абонентів в одержуваній інформації.

Кожній розмовній групі на час розмови виділяється один дуплексний або симплексний радіоканал. Сукупність рівнодоступних каналів, виділених кільком розмовним групам (радіомережам), утворює канальну базу (trunk) системи. Для забезпечення зв'язку великій кількості М мобільних радіоабонентів, розподілених за розмовними групами, виділяється обмежена кількість N радіоканалів (робочих частот). Використання умови М> N ґрунтується на статистичній нерівномірності потоку заявок на виклики навіть у години найбільшого навантаження системи [55].

Організація радіозв'язку по радіомережах дає змогу значно економити радіочастотний ресурс у разі великої кількості радіоабонентів. Це забезпечує істотне зниження експлуатаційної вартості транкінгових радіосистем порівняно зі стільниковими системами такої самої абонентської ємності.

Іншою принциповою відмінністю систем транкінгового зв'язку є спосіб організації телетрафіка. У стільникових системах комутація каналів і управління здійснюються на рівні фіксованої радіомережі єдиним на всю зону обслуговування центром комутації рухомого зв'язку (ЦКРР), а базові станції тільки ретранслюють повідомлення в ЦКРР. У транкінгових системах ця функція виконується на радіорівні (базовим комутаційним устаткуванням кожного сайту).

Як і в стільникових, у транкінгових системах реалізується можливість виклику абонента стаціонарної телефонної мережі рухомим радіотелефонним абонентом розмовної групи, а також виклику рухомих абонентів абонентами стаціонарної телефонної мережі. Але на відміну від стільникових систем ці функції поширюються тільки на привілейованих абонентів. Крім функцій радіотелефонного зв'язку транкінгові системи забезпечують можливість передавання даних і реалізацію функцій визначення координат місцезнаходження рухомої станції.

Організація телетрафіка між абонентами в розмовній групі здійснюється базовими контролерами, що приймають виклики від рухомої станції і надають їм дуплексні радіоканали для забезпечення розмов, тобто радіозв'язок у розмовній групі здійснюється через сайтовий радіоретранслятор. Базові контролери також реалізують саморегулювання системи і контролюють якість каналів у процесі роботи. У разі великих завантажень системи і складних завадах комутація може виконуватися в так званому динамічному режимі, коли пошкоджені частоти передачі та прийому під час зв'язку автоматично заміняються.

Транкінгові ССРР залежно від площі зон обслуговування можуть бути одно- і багатосайтовими.

У багатосайтовій системі (рис. 1) зона обслуговування створюється кількома сайтами, які з'єднуються між собою високошвидкісними каналами через зоновий комутатор передавання даних. Для цього базове устаткування кожного сайту містить каналотвірне обладнання КО, що забезпечує формування цифрових потоків з іншими сайтами. Для організації міжсайтового зв'язку використовують виділені багатоканальні з'єднувальні лінії ЗЛ, які будують за допомогою апаратури радіорелейного зв'язку, волоконно-оптичних ліній і кабельних ліній зв'язку. До системних комплектів базового обладнання сайтів також належать антенно-фідернй пристрій(АФП), базовий радіоретранслятор і базовий контролер.

Для передавання інформаційних 'потоків в інші зони обслуговування використовується зонове обладнання, а саме: зонове каналотвірне обладнання, зоновий контролер, зоновий телефонний інтерконект і зоновий аудіокомутатор.

Отже, міжзонова система телекомунікацій дає змогу маршрутизувати основні інформаційні потоки, не користуючись міжміською ТфМЗК.

В односайтових системах (рис. 2) зона обслуговування формується як один телекомунікаційний осередок, що обслуговується комплектом базового обладнання.

Рисунок 1. Структура багатосайтової транкінгової ССРР Start Zone

До системного комплекту базового обладнання сайту входять такі функціональні групи:

базове обладнання (базовий багатоканальний ретранслятор, комбайнерка система, антонно-фідерний пристрій, базовий контролер з телефонним інтер-конектом, а також базовий комп'ютер сайту);

польове обладнання (комплекс мобільних портативних і бортових рухомих станцій та польових ретрансляторів).

Базовий багатоканальний ретранслятор містить кілька незалежних трактів передавання і приймання, об'єднаних у блоці каналів у канальні пари. Кожна канальна пара використовує свої робочі частоти передавання і приймання, створюючи дуплексний радіоканал. Кількість канальних пар ретранслятора визначає канальну базу (trunk) сайту.

Антенно-фідерний пристрій базового обладнання складається із загальної приймально-передавальної антени А, фідерної лінії і комбайнерної системи. Комбайнерна система забезпечує розв'язку трактів передавання блоку каналів, коли вони працюють на один АФП.

Рисунок 2. Структура односайтової транкінгової ССРР: РП...Ргб розмовні групи

Базовий контролер є центральним процесором сайту, що забезпечує автоматизацію процесів каналотворення і контролю; телефонний інтерконект дає змогу підключати базовий контролер сайту до фіксованої ТфМЗК, а також до канало-твірного обладнання при побудові багатосайтової системи.

Базовий комп'ютер сайту виконує задачі системного менеджера, забезпечуючи управління конфігурацією системи і функціями абонентів для користування.

Електропостачання базового обладнання здійснюється від типової однофазної електромережі змінного струму напругою 220 В (50 Гц).

Антена сайту встановлюється на опорі з максимально можливою висотою підняття для створення електромагнітного покриття зони обслуговування сайту. Фідер забезпечує підключення антени до виходів комбайнерної системи і входів трактів приймання блоку каналів радіоретранслятора [76].

Формування розмовних груп здійснюється виділенням кожній з них кодових послідовностей (адрес) за допомогою системного менеджера (базового комп'ютера). Системний менеджер забезпечує також програмування (інсталяцію) елементів польового обладнання і присвоює адреси привілейованим рухомим станціям. Він дозволяє змінювати конфігурацію системи, склад і кількість розмовних груп за заявкою замовника. Крім того, у разі виникнення надзвичайних ситуацій управління передбачається можливість переформування розмовних груп у динамічному режимі. Розмовні групи у системі можуть поєднуватися в макрогрупи, до яких входять різні радіомережі.

У транкінгові системі передбачені багатопріоритетні виклики. Контроль за ступенем пріоритетності здійснює базовий контролер. Особливий пріоритет має кнопка аварійного виклику на рухомій станції. Пріоритетні абоненти можуть викликати не тільки потрібних абонентів у своїй розмовній групі, але також здійснювати виклики інших розмовних груп і їхніх абонентів (системні виклики).

Виклик у системі здійснюється за допомогою кнопки РТТ {натиснути для розмови), розташовуваної на рухомій станції. Виклик може бути загальним для всієї розмовної групи або індивідуальним для окремої рухомої станції. У цьому разі абонент спочатку набирає номер станції, що викликається, на тастатурі інтерфейсу користувача. Інші абоненти даної розмовної групи не чують розмови цієї пари. Якщо вільного розмовного каналу немає, абонент після натискання кнопки РТТ чує ряд коротких гудків (зайнято). При цьому базовий контролер автоматично ставить цю рухому станцію у чергу і після звільнення каналу (навіть при відпущеній кнопці РТТ) повідомляє тональним сигналом про можливість організації розмови.

Базовий контролер також автоматично заміняє виділений мовний канал (пошкоджену робочу частоту), коли під час розмови з'являються перешкоди. Такий процес управління називається динамічним перегрупуванням каналів.

Крім того, базовий контролер передбачає можливість організації радіозв'язку між рухомими станціями, обминаючи базовий ретранслятор (принцип прямого зв'язку). Це здійснюється перестроюванням рухомої станції на канали, що не використовуються базовим ретранслятором, або у разі виходу його з ладу. При цьому базовий контролер передає по каналу управління номер каналу прямого зв'язку і станції автоматично перестроюються на нього.

Адресація і управління в аналогових транкінгових ССРР

Автоматизація процесів комутації і контролю в транкінгових ССРР базується на обміні цифровими сигналами адресації і управління по спеціальному каналу управління, спільному для всіх рухомих станцій сайту. Так, в аналогових транкінгових ССРР стандарту Smart Net відповідно до протоколу адресації і управління по каналу управління зі швидкістю В - 3600 біт/с циркулює цифровий потік, сформований з часових кадрів. А отже, кожна з рухомих станцій і розмовних груп у цифровому потоці має своє часове вікпо і може включитися для подання кодограми виклику. Програмне забезпечення базового контролера дає можливість формувати 48 000 індивідуальних адрес рухомих станцій і 4096 адрес розмовних груп.

Викликаючи розмовну групу, абонент натискає кнопку РТТ. Якщо ж потрібно викликати рухому станцію, абонент спочатку набирає її номер. При первинному натисканні кнопки РТТ у бік базової станції передається вхідна кодограма.

Вхідна кодограма містить синхропослідовність, що забезпечує тактову синхронізацію і фазовий запуск, а також вхідну посилку для базової станції (цифрову послідовність п - 78 бітів). Вхідна кодограма складається з двох кодових слів. Перше кодове слово містить адресу викликаючої станції і реєстраційний сигнал зони сайту, які розділені спеціальним бітом. Друге кодове слово містить адреси розмовної групи і станції, що викликається, розділені спеціальними бітами. Біти інформаційної надмірності двох кодових слів зосереджені наприкінці вхідної посилки.

Після оброблення вхідної посилки базовий контролер по зворотному каналу управління передає вихідну кодограму (336 бітів), що містить дві однакові вихідні посилки по 168 бітів кожна. Після реєстрації вихідної кодограми викликаюча станція і станція, що викликається, автоматично перебудовуються на мовний канал, адреса якого знаходиться в кодовому полі - тип виклику.

У разі групового виклику розмовної групи вихідна кодограма, сформована базовим контролером, складатиметься тільки з вихідних посилок адреси розмовної групи і номера мовного каналу в кодовому полі - типу виклику. Вихідна кодограма в цьому разі реєструється всіма рухомими станціями розмовної групи, що викликається, вони автоматично перестроюються на пропонований мовний канал.

Після заняття мовного каналу для його утримання на час розмови паралельно з мовним повідомленням передається цифрова послідовність зі швидкістю Ј= 150 бод (низькошвидкісні дані - НШД), сформована базовим контролером (рис. 16.3).

Якщо виклик індивідуальний, то кожне цифрове повідомлення (21 біт) містить 11 старших розрядів адреси станції, що викликається. Крім цього, передається код конфіденційного зв'язку (10 бітів).

У разі групового виклику базовий контролер по черзі передає 11 старших розрядів адрес розмовних груп, що працюють в цей час на передачу. Це дає змогу рухомій станції під час проведеного нею сеансу мовного зв'язку одночасно проводити функцію пріоритетного моніторингу і одержувати інформацію про активність інших розмовних груп у системі. Для економії часу на моніторинг аналіз проводиться тільки за непарними адресами розмовних груп.

Рухома станція, яка працює на передачу, у зворотному напрямку передає тональний сигнал у смузі частот 76... 138 Гц.

У разі повторного натискання кнопки РТТ на рухомій станції залежно від стану перешкод базовий контролер може замінити мовний канал. Для цього він здійснює безперервний контроль його якості.

Рисунок 3. Цифровий протокол адресації по звуковому канал: а - реєстрація рухомої станції (PC) у системі; б - первинний натиск РТТ; в -первинний натиск РТТ (без переключення мовного каналу); г - первинний натиск РТТ (з переключенням мовного каналу); д - відключення PC; ВП і ПВ - вхідна і вихідна посилка

Перелік екзаменаційних питань

1. Принцип побудови і використання транкінгових мереж.

Тести

1. На скільки основних систем можна поділити СРРЗ-3к?

а) 1 в) 4

б) 2 г) 3

2. Вкажіть діапазон частот передачі БС ССР3 «Алтай»

а) 301; 1375…305; 8125 МГц в) 301; 1375….305;8125 МГц

б) 337; 1375…341; 8125 МГц г)337; 1375….341; 8125 МГц

3. Скільки вибірних викликів обслуговує БС ССР3 «Алтай»

а) 900 викл в) 1000 викл

б) 989 викл г) 1256 викл

4. Вкажіть смугу частот стандарту DECT?

а) 1024-2048мГц в) 1880…1900мГц

б) 512…1024 мГц г) 1600…1800мГц

5. Вкажіть кількість несучих частот в стандарті DECT ?

а) 4 в) 6

б) 8 г)10

Тема 10. Системи стандарту TETRA та перспективи розвитку

Загальною тенденцією розвитку професійних систем рухомого радіозв'язку є перехід від аналогових корпоративних національних стандартів до цифрових міжнародних стандартів із забезпеченням конфіденційності зв'язку

і роумінгу абонента. Ці тенденції, насамперед, пов'язані з упровадженням загальноєвропейського стандарту на транкінгові системи рухомого радіозв'язку TETRA (транс'європейська система транкінгового зв'язку), розробленого в рамках Європейського інституту стандартів зв'язку. Своєю появою цей стандарт зобов'язаний двом обставинам: європейській інтеграції і стільниковим системам стандарту GSM. Успіх стандарту GSM вплинув на виробників обладнання зв'язку, у тому числі транкінгових систем. Від свого попередника стандарт TETRA успадкував надзвичайно високий рівень користувальницького сервісу, не характерний для транкінгових систем. Разом з тим у стандарт TETRA додано елементи, що відповідають вимогам екстрених служб різного роду.

Характерними рисами стандарту TETRA порівняно з іншими системами є такі: часовий розподіл каналів (ЧсРК) на кожен радіоканал; повний дуплекс на одній частоті (внаслідок використання двох каналів з часовим розподілом); передавання даних одночасно з мовним режимом, що дає змогу обмінюватися файлами під час їхнього обговорення; виділення кількох часових каналів залежно від вимог швидкості передачі, що забезпечує можливість підтримувати факс, відео, передавання фото (географічні карти, відбитки пальців і т. д.) та електронну пошту.

Системи стандарту TETRA забезпечують передавання мовних повідомлень у цифровій формі, передавання даних І пакетне передавання шифрованих повідомлень і роумінг абонентів.

Стандарт TETRA включає дві специфікації: TETRA Voice+Data (TETRA V+D) і TETRA PacketData Optimized (TETRA PDO). Як видно з назв, TETRA V+D - це стандарт на інтегровану систему передавання мови і даних, a TETRA PDO - стандарт, що описує спеціальний варіант транкінгової системи, орієнтований тільки на передавання даних.

У стандарті TETRA описується структура транкінгової мережі, що складається з центру комутації, базових станцій, диспетчерських пультів управління, терміналів обслуговування й експлуатації та абонентського обладнання. Крім того, приводяться специфікації для кількох інтерфейсів: Air Interface - радіоінтерфейне між базовою станцією й абонентською радіостанцією; Direct Mode Operation - інтерфейс прямого з'єднання між двома абонентськими радіостанціями; Terminal Equipment Interface - інтерфейс між абонентською радіостанцією і терміналом передавання даних; Inter System Interface - міжсистемний інтерфейс для об'єднання кількох систем (можливо, від різних фірм-виробників) у єдину мережу; Line-connected Station Interface - інтерфейс для підключення диспетчерських пультів до базового устаткування; Network Management Centre Interface - інтерфейс для підключення терміналів обслуговування й експлуатації; Gateways to PABX, PSTN, ISDN, PDN - інтерфейс для підключення до установських АТС, ТфМЗК, цифрових мереж іптегрального обслуговування та систем управління послугами [57].

Рис. 1. Структура часових кадрів системи TETRA

У стандарті TETRA передбачається не тільки прямий зв'язок між абонентськими радіостанціями, але і використання абонентської радіостанції як ретрансляторе; для розширення зони обслуговування.

Раді о інтерфейс стандарту TETRA припускає роботу в стандартній сітці частот із кроком 25 кГц. Для систем стандарту TETRA можуть використовуватися діапазони від 150 МГц до 900 МГц, проте реально в країнах Європи виділені частоти в діапазонах 410...430 МГц, 870...876/915...921 МГц (у першу чергу) або в діапазонах частот 450...470 МГц, 385...390/395...399,9 МГц. У стандарті TETRA використовується часовий розподіл каналів (TDMA) з чотирма часовими вікнами (пакетами), що забезпечує одночасне передавання чотирьох мовних каналів на несучу. Рознесення сусідніх радіоканалів становить 25 кГц, як і у звичайних транкінгових системах зв'язку. Необхідний рівень випромінювання в сусідньому каналі має бути -60 дБ. Дуплексне рознесення для систем стандарту TETRA має становити 10 МГц.

Розглянемо загальну структуру часових кадрів системи TETRA. Довжина періоду послідовності в цій структурі, що називається кадром, дорівнює 61,2 с. Передавання повідомлень здійснюється мультикадрами (Multiframe). Один мультикадр містить 18 простих TDMA-кадрів і має тривалість 1,02 с Один TDMA-кадр у мультикадрі є контрольним (рис. 16.5, б). TDMA-кадр містить чотири пакети (time slots), його тривалість становить 56,67 мс. Один пакет займає часовий інтервал, тривалість якого дорівнює 14,167 мс і містить 510 бітів, 432 з них (два блоки по 216 бітів) належать до інформаційного повідомлення (рис. 16.5, г).

У будь-якій системі з часовим розподілом сусідні часові інтервали розділяються захисними періодами, тривалість яких для TETRA складає 0,167 мс, що відповідає 6 бітам. Усередині кожного пакета міститься синхропослідовність SYNCH, що застосовується для часової синхронізації пакета і як тестуюча (або навчальна) послідовність - для адаптивного канального еквалайзера в приймачі. Пакети лінії 'вгору' (uplink) містять також інтервал РА (Power Amplifier), призначений для встановлення рівня випромінюваної потужності по першому переданому пакеті, і захисний інтервал GP вкінці для виключення перекриття сусідніх пакетів.

Передавання чотирьох мовних каналів у смузі 25 кГц (у два рази меншій, ніж у вузькополосній ЧМ-системі) стало можливим завдяки використанню в стандарті TETRA V+D низькошвидкісного мовного кодера з алгоритмом CELP, що належить до класу алгоритмів мови 'аналіз через синтез'. Швидкість передавання цифрового мовного потоку на виході кодера дорівнює 4,8 кбіт/с.

Для підвищення завадозахищеності каналу зв'язку в стандарті TETRA V+D застосовується канальне кодування і перемежування. Канальне кодування ґрунтується на введенні надлишковості в переданий цифровий потік доданням перевірочних символів. Під час приймання здійснюється оцінювання рівня помилок і порівняння його з граничним. Якщо помилки перевищують заданий рівень, використовується процедура автоматичного запиту на повторне передавання пакета ARQ (Automatic Repeat Qequest). Цей метод не використовується для цифрового передавання мови, тому що затримка пакетів при ARQ не передбачена. Під час передавання мови використовується пряма корекція помилок FEC (Forward Error Correction).

В умовах завмирань сигналу в каналах рухомого зв'язку ефективним методом боротьби з пакетами помилок є прямокутне перемежування, яке використовується також у стандарті TETRA V+D. Якщо під час передавання загублено пакет повідомлення, то при перемежуванні (відновленні) у приймачі він трансформується в одиничні помилки, що виправляються методами FEC. Загальна швидкість сформованого внаслідок перетворення аналогового мовного сигналу в цифровий, подальше його кодування і перемежування, а також формування пакетів становить 36 кбіт/с. У стандарті TETRA застосовується цифрова я/4-QPSK.модуляція, яка дає можливість знизити швидкість передавання інформаційного цифрового потоку з 36 до 18 кбіт/с. Перевагами модуляції є те, що: передавання двох інформаційних бітів одним символом у радіоканалі збільшує спектральну ефективність до 2 біт/с/Гц; передавання інформаційних повідомлень шляхом зміни фази несучої не потребує під час приймання абсолютної оцінки фази сигналу, при цьому можуть використовуватися дуже прості схеми демодуляторів; передавання повідомлень у радіоканалі здійснюється з постійною огинаючою.

У системах стандарту TETRA V+D використовуються усі види викликів, характерні для транкінгових систем, у тому числі статусні виклики. Передача екстренного виклику може спричинити переривання виклику зі звичайним пріоритетом, якщо всі канали системи зайняті. Крім того, абонентові або групі з відповідними привілеями тимчасово може надаватися за вимогою так званий відкритий канал, тобто монопольно виділений ресурс. Відкритий канал гарантує абонентам, яким він належить, максимально швидке з'єднання, звичайно, за рахунок збільшення навантаження на інші канали. По закінченні часу запиту цей канал знову стає доступним усім, абонентам. У системах стандарту TETRA час установлення з'єднання не повинен перевищувати 0,3 с.

Стандарт TETRA передбачає ще один незвичайний вид виклику - дистанційне включення абонентської радіостанції на передавання (дистанційне прослуховування обстановки в абонента). За запитом диспетчера до обраної радіостанції посилається команда, що спричиняє включення мікрофона і режиму передавання. А отже, диспетчер може одержати звукову картину подій в абонента непомітно для нього. Ця особливість є дуже важливою за таких обставин, як, наприклад, напад на співробітника служб суспільної безпеки.

Повна пропускна здатність одного каналу в системі стандарту TETRA V+D становить 7 200 біт/с. Стандарт TETRA PDO забезпечує передавання даних зі швидкістю 28,8 кбіт/с. Розробники стандарту зазначають, що поєднанням технологій TETRA V+D і TETRA PDO можна одержати систему з унікальними оперативними характеристиками. Так, по каналах TETRA PDO може здійснюватися передавання ущільненого відеопотоку, наприклад, для фіксації обстановки на місці події.

Передавання даних може виконуватися за схемами 'точка - точка' і 'точка - кілька точок'. Крім того, стандарт TETRA передбачає підтримання мережного протоколу Х.25 для додатків користувачів. Наявність у стандарті специфікацій на шлюз із протоколами ISDN і PDN забезпечує можливість взаємодії із зовнішніми мережами передавання даних.

Про виробництво повного комплекту обладнання для створення транкінгових систем стандарту TETRA заявила фірма Nokia. Система цієї фірми називається Nokia TETRA. До складу інфраструктури системи входять цифровий комутатор DXT (TETRA Digital Exchange), базові станції TBS (TETRA Base Stations), центр управління NMC (Network Management Centre), a також диспетчерські пульти DST (TETRA Dispatcher Stations). У даний час розробку обладнання стандарту TETRA здійснюють фірми Nokia, Philips, Ericsson, AlcateJ i Rohde & Schwarz. Упровадження цифрової рухомої служби стандарту TETRA в Європі почалося з І кварталу 1997 p., спочатку в інтересах служб безпеки, поліції й охорони кордону. До цього часу для стандарту TETRA були виділені дві дуплексні ділянки спектра 2x2 МГц у смугах частот 380,..385 МГц / 390...395 МГц. До 2006 p. для мереж TETRA будуть виділені 2x11 МГц (у сумі) в смугах частот 385...390 МГц / З95...399,9 МГц; 410...430 МГц / 450...470 МГц; 870...876 МГц/915.,.921 МГц.

Фірма Rohde & Schwarz у листопаді 1996 p. повідомила про початок виробництва вимірювального обладнання для систем стандарту TETRA, зокрема стимулятора TS8940. Цей комплекс дає змогу перевіряти працездатність, шукати причини відмов і вимірювати параметри як базових станцій, так і абонентських радіостанцій.

У транкінгових системах стандарту TETRA реалізуються стандартні послуги телефонного зв'язку, а саме: ідентифікація рухомого абонента або абонента, ще викликається; обмеження ідентифікації рухомого абонента або абонента, що викликається; переадресація виклику у разі недоступності абонента або відсутності відповіді; повідомлення про виклик (ідентифікація своєї розмовної групи, завершення виклику для зайнятого абонента або для абонента, який не відповідає); підключення до сеансу (інформація про оплату, виклик з використанням списку абонентів, адресація з використанням коротких номерів, очікування виклику, утримання виклику).

Перспективи розвитку стандарту TETRA

До квітня 1997 p. TETRA означало Транс'європейське транкінгове радіо (Trans-European Trunked RAdio). Проте через величезний інтерес, виявлений до цього стандарту в Південній Америці, Африці й Азії, було прийняте рішення не обмежувати територію дії цього стандарту тільки Європою. Тому сьогодні TETRA розшифровується як Наземне транкінгове радіо (TErrestrial Trunked RAdio). Ще одним свідченням росту популярності стандарту TETRA є той факт, що в роботі 2-го Міжнародного конгресу; присвяченого цьому стандарту, який проходив 16-17 листопада 1999 р. в Амстердамі, взяли участь 550 делегатів. Це максимальна кількість делегатів, будь-коли відвідавших конференції, присвячені стандарту TETRA, і порівнювана лише з першим конгресом по GSM, що відбувся усього кілька років тому. Поширення стандарту стало можливим завдяки тому, що основною перевагою TETRA для споживачів є не тільки сучасна технологія з великим потенціалом розвитку, але і той факт, що TETRA є відкритим стандартом. Це означає, що будь-яке обладнання TETRA, створене одним виробником, без будь-яких проблем сумісно з обладнанням TETRA від інших виробників (на відміну від систем МРТ, у яких було специфікована недостатня кількість інтерфейсів, унаслідок чого системи несумісні одна з одною і МРТ не став відкритим стандартом). Специфікації TETRA відкриті для кожного, хто виявить бажання стати виробником TETRA і вступити в асоціацію 'Меморандум провзаєморозуміння (MOU) TETRA'. Сьогодні членами асоціації MOU є понад 60 фірм із 18 країн світу, такі як Motorola, Nokia, Simoco, Marconi та ін.

У 'родоводі' TETRA, що ведеться із середини 1990-х pp., чітко простежуються два корені: відомчі системи персонального рухомого зв'язку PMR- прабатьки мобільних рад і отелекомунікацій і специфікації добре відомого стандарту стільникового зв'язку GSM. У результаті вийшла досить цікава цифрова система, ще має усі характерні риси і можливості як PMR, так і стільникового зв'язку. Необхідність створення такої системи продиктована сучасними потребами користувачів в оперативному і мобільному зв'язку, а також у нових послугах, зокрема в передаванні даних. При цьому основним стимулюючим елементом прогресу технологій радіозв'язку і розвитку системи TETRA стали потреби користувачів 'старих' PMR-мереж. Найважливіші з них - короткий час установлення з'єднання (менше 1 с), паралельне надання кількох послуг зв'язку, а також оптимізація дальності зв'язку і потужності радіостанцій. У теперішньому своєму стані стандарт TETRA підрозділяється на кілька частин, що описують визначений набір послуг і можливостей. Відповідно до сформованої термінології це специфікації, які описують інтегровану систему передавання мови з даних (Voice+Data, V+D), пакетне передавання даних (Packet Data; Optimised, PDO) і прямий режим передавання (Direct Mode Operation, DMO). Зрозуміло, що швидкість передавання даних у каналі і ступінь захищеності каналу від несанкціонованого доступу суперечать одне одному (табл. 1).

TETRA є транкінговою системою зв'язку, що використовує цифрову технологію TDMA (багатостанційний доступ з часовим розподілом каналів із шириною каналу 25 кГц). Це означає, що на одній фізичній частоті утвориться чотири логічних канали (слоти), які можуть використовуватися незалежно для індивідуальних викликів, чим забезпечується чотириразове підвищення ефективності використання частотного ресурсу, а також одержання таких переваг, як виклик у режимі повного дуплекса або високошвидкісне передавання даних (включаючи передавання відеозображень). У даний час саме системи TDMA щонайкраще здатні оптимізувати потужність обладнання, можливості рухомого зв'язку і дальність дії системи як у міській, так і в сільській місцевості. Специфікації TETRA передбачають роботу симплексних і дуплексних радіостанцій, забезпечують багато основних функцій транкінгу (груповий широкомовний зв'язок, одночасне надання кількох послуг, витиснення абонента відповідно до його пріоритету, моніторинг радіостанцій та ін.). При цьому час установлення зв'язку не перевищує 300 мс, що досить істотно (для порівняння: у системах GSM зв'язок установлюється протягом кількох секунд, а іноді й довше).

Таблиця 1. Залежність швидкості передавання даних, кбіт/с, від ступеня захищеності каналу

Рівен ь захисту

Кількість використовуваних тайм-слотів

1

2

3

4

Без захисту

7,2

14,4

21,6

28,8

Низький

4,8

9,6

4,4

19,2

Високий

2,4

4,8

7,2

9,6

Як і будь-яка цифрова система зв'язку, TETRA має широкі можливості по кодуванню інформації, що передається. Зараз у TETRA чотири алгоритми шифрування (ТЕА1...ТЕА4), які забезпечують різні ступені захисту групам користувачів залежно від різних вимог до необхідного рівня безпеки. Шифрування мови реалізується у вигляді цифрового оброблення низькошвидкісного потоку даних, що дає змогу застосовувати складні алгоритми з високою крипто-стійкістю, завдяки чому якість відновленої мови не погіршується. Такі алгоритми забезпечують майже повний захист радіопереговорів від прослуховування. Цифрові потоки інформації не можна розшифрувати за допомогою простих аналогових сканерів, що охороняє їх від втручання широкого кола радіо-хакерів. Аналогічна схема використовується і для кодування даних. У разі потреби можна вибирати необхідний рівень захисту, щоправда, при цьому, як це видно з табл.,16.1, швидкість передавання може значно змінитися. До речі, швидкість передавання даних у мережах TETRA є вищою, ніж в існуючих мережах GSM.

Відповідно до специфікації V+D (Voice+Data), що реалізується в стандарті TETRA, користувачеві для передавання даних надається одна з трьох послуг: передавання даних з комутацією ланцюгів (CD), передавання пакетів даних, що комутуються (PD), і передавання коротких повідомлень (SDS). Метод передавання даних з комутацією ланцюгів, головним чином, призначений для транспортування великих обсягів даних поверх основного трафіка каналу, причому в кожному каналі завширшки 25 кГц задіється один з чотирьох тайм-слотів. Саме в цьому разі стандарт TETRA забезпечує потрібну якість сервісу, тому що за вимогою можна зарезервувати потрібну смугу пропускання. Якщо користувачеві треба підвищити пропускну здатність, можна об'єднати 2...4 часових слоти й установити канал зв'язку наскрізним від краю до краю. А для підвищення швидкості користувачеві, у свою чергу, прийдеться знижувати ступінь захищеності такого каналу (табл. 16.1).

Сервіс коротких повідомлень SDS реалізований багато в чому аналогічно SMS (Short Message Service) систем GSM. Проте на відміну від останнього служба SDS у стандарті TETRA дає можливість додатково організовувати як дво-, так і багатоточкові з'єднання з можливістю вибору зони дії; при цьому максимальна довжина повідомлення становить 256 символів. До того ж користувач може самостійно настроїти службу SDS і викликати понад ЗО тис. наперед-встановлених повідомлень (усього таких повідомлень 65 тис).

Завдяки тому, що стандарт TETRA розроблявся з урахуванням PMR- і GSM-зв'язку, у ньому реалізовані послуги мобільної телефонії, відомчого радіозв'язку і передавання даних. При цьому значно розширилося коло потенційних користувачів системи, а також забезпечена 'вертикальна прозорість' схеми. Хоча вперше про TETRA серйозно заговорили лише в 1994 р. і з моменту розробки та наступного впровадження пройшло зовсім небагато часу, стандарт одержав практично всесвітнє визнання. Найактивніше мережі на базі TETRA розвиваються в ряді країн Європи, де йде швидке розгортання загальнонаціональних мереж TETRA. Один з найвідоміших прикладів цього процесу - проект Dolphin, що реалізує європейську суспільну мережу, розгортання якої почалося у Сполученому Королівстві, а зараз охоплює Францію і Німеччину. Стандарт TETRA став національним стандартом мобільного зв'язку Сполученого Королівства, Нідерландів, Бельгії, Фінляндії і Гібралтару. У Швеції, Польщі, Іспанії, Угорщині, Португалії, Хорватії, Австрії й Італії цей стандарт застосовуватиметься в локальних або регіональних мережах. В усіх цих країнах уже підписано контракти на установлення мереж TETRA.

Для функціонування мережі TETRA Європейським союзом електрозв'язку були виділені частоти в діапазонах 380...400 МГц - для аварійно-рятувальних служб, 410...430 МГц, 450...470 МГц і 870...876 / 915'...921 МГц для цивільного використання. На частотах 450 МГц працюють аналогові мережі стільникового зв'язку NMT-450, тому TETRA у Європі розглядається як варіант цифровізації мереж NMT-450, популярність яких останнім часом різко знизилася через розвиток більш сучасних цифрових стандартів. Така ситуація цілком закономірна -TETRA займає вигідніше положення порівняно з існуючими мережами стільниковою зв'язку, що демонструють її основні можливості, зокрема безпеку зв'язку, ефективне використання частотного діапазону, масштабність мережі, пріоритетне обслуговування, надання кількох сервісів одночасні наявність середовища для розроблення додатків і підтримування додатки призначених для управління мережами.

Аналогічно мережі на базі TETRA можуть використовуватися для замін аналогових мереж NMT-450 і в нашій країні. У цьому разі є ще один додаткови аргумент: припускається збільшити зону покриття системою TETRA до 120 к (причому як у містах, так і в сільській місцевості).

Слід зазначити, що TETRA - це не 'річ у собі'. Наступні версії стандарту MOU TETRA активно використовуються для розвитку системи зв'язку третьої' покоління (3G). І вже сьогодні користувачі, що володіють терміналом з підтримкою WAP-сервісу, можуть скористатися цією послугою для доступу в Інтернет або до корпоративних мереж даних. Найближча перспектива - упроваджень! підтримки Bluetooth і запуск у роботу високошвидкісного пакетного даних. За оцінками одного з основних європейських операторів TETRA, з існуючих темпів розвитку і росту абонентської бази вже цього року ціни н трирежимні «трубки» (радіостанція, GSM для роумінгу, пейджер) становитимуть близько 300 доларів, що співрозмірно з цінами на стільникові телефоні А безпосередньо операторові базова інфраструктура мережі TETRA обійдеться дешевше, ніж розгортання альтернативної стільникової мережі.

Перелік екзаменаційних питанн

1. Система стандарту TETRA та перспективи розвитку

Тести

1.Час встановлення з'єднання станції ТЕТRА не перевищує :

а) 0.3 с в) 0.5с

б) 0.4с г) 0.6с

2. Скільки часових каналів може бути організовано у кожному частотному каналів ТС-3?

а) 1 в) 2-4

б) 2 г) 6

3.Який радіус обслуговування ТСЗ

а) 20, 10, 15,5-10км в)40, 30-35,20-25км

б)10, 5, 10, 1-2км г)50. 40-45, 30-35 км

4. Вкажіть ширину смуги частотних каналу СРР3 системи ТЕТРА

а)25кГц в) 26кГц

б)59кГц г) 30 кГц

5. Вкажіть швидкість передачі в цифрових тракінгових системах ?

а) 9 кбіт/с в) 6 кбіт/с

б) 9.6 кбіт/с г) 4 кбіт/с

1. Історія розвитку коміркового зв'язку;

2. Цифрові системи мобільного радіозв'язку стандарту GSM;

1. На скільки основних систем можна поділити СРРЗ-3к ?

а) 1 в) 4

б) 2 г) 3

2. Визначте зону обслуговування стільникового системи зв'язку

а)5…10 км в) 2…5 км

б) 10…50 км г) 2 км

3. Скільки способів розподілу членів СС3 ви знаєте

а) 1 в) 2

б) 3 г) 4

4. Вкажіть коефіцієнт використання каналу СРРЗ з закріпленими каналами?

а) 0.03 …0.05 в) 0.06…0.07

б) 00.5…0.06 г) 0.07…0.08

5. Вкажіть коефіцієнт використання каналу СРРЗ з наданням каналів

а) 0.3 …0.4 в) 0.06…0.7

б) 0.4…0.8 г) 0.07…0.8

1. Основні принципи та поняття коміркового зв'язку;

2. Системи передачі інформації;

1. Визначте зону обслуговування стільникового системи зв'язку

а) 5…10км в) 2…5км

б) 10...50км г) 2км

2.Група стільників з різними наборами частот це :

а) стільник в) кластер

б) чарунок г) комірка

3.Вкажіть ширину діаграми направленості антен

а) 30° в) 120°

б) 60° г) 90°

4. Що таке захисний інтервал О

а) відстань між АС і БС в)відстань між Бс і ЦС

б) відстань між АС і АС г)повторне використання набору частот

1. Історія розвитку коміркового зв'язку;

2. Цифрові системи мобільного радіозв'язку стандарту GSM;

1. Обмін при вимкненні і увімкненні АС;

2. Обмін при вхідних і вихідних дзвінках;

1. Вкажіть коефіцієнт використання каналу СРРЗ з закріпленими каналами?

а) 0.03 …0.05 в) 0.06…0.07

б) 00.5…0.06 г) 0.07…0.08

2. Вкажіть коефіцієнт використання каналу СРРЗ з наданням каналів?

а) 0.3 …0.4 в) 0.06…0.7

б) 0.4…0.8 г) 0.07…0.8

3. Вкажіть кількість несучих частот в множинному доступі до радіоканалів?

а) 124 в) 512

б) 256 г) 1024

4. Скільки ви знаєте методів розподілу каналів?

а) 3 в) 5

б) 4 г) 6

5. Визначте зону обслуговування стільникового системи зв'язку

а) 5…10 км в) 2…5км

б) 10...50 км г) 2км

1. Методи розподілу каналів

1. Вкажіть коефіцієнт використання каналу СРРЗ з закріпленими каналами?

а) 0.03 …0.05 в) 0.06…0.07

б) 00.5…0.06 г) 0.07…0.08

2. Вкажіть коефіцієнт використання каналу СРРЗ з наданням каналів ?

а) 0.3 …0.4 в) 0.06…0.7

б) 0.4…0.8 г) 0.07…0.8

3. Вкажіть кількість несучих частот в множинному доступі до радіоканалів ?

а) 124 в) 512

б) 256 г) 1024

4. Визначте частотний параметр системи «С»

а) мінімально можливе число каналів в)кількість БС

б) максимально можливе число каналів г) кількість ЦС

5.Скільки ви знаєте методів розподілу каналів ?

а) 3 в) 5

б) 4 г) 6

1. Часове і частотне розділення каналів;

1. Визначте зону обслуговування стільникового системи зв'язку

а) 5…10км в) 2…5км

б) 10...50км г) 2км

2. Вкажіть коефіцієнт використання каналу СРРЗ з закріпленими каналами?

а) 0.03 …0.05 в) 0.06…0.07

б) 00.5…0.06 г) 0.07…0.08

3. Вкажіть коефіцієнт використання каналу СРРЗ з наданням каналів

а) 0.3 …0.4 в) 0.06…0.7

б) 0.4…0.8 г) 0.07…0.8

4. Що таке захисний інтервал О

а) відстань між АС і БС в)відстань між БС і ЦС

б) відстань між АС і АС г)повторне використання набору частот

5. Вкажіть корисне навантаження каналів

а) 0.15Ерл в) 0.2Ерл

б) 0.4….0,8Ерл г) 0.25Ерл

1. 3агальні відомості про системи персонального супутникового зв'язку;

1. Вкажіть час переривання розмови в режимі «естафетної передачі»

а) 0.1с в) 0,25…1.25с

б) 0.15с г) 0,2 с

2.Вкажіть діапазон частот радіозв'язку в Україні:

а) від 30 до 1800мГц в) від 30 до 1900 мГц

б) від 20 до 1600 мГц г) від 30 до 2000 мГц

1. Супутниковий радіопейдженг та протоколи пейдженгового зв'язку;

1. Вкажіть швидкість передачі супутникового радіопейджингу ?

а) 32кбіт/с в) 128 кбіт/с

б) 64 кбіт/с г) 16 кбіт/с

2. Вкажіть діапазон частот радіозв'язку в Україні:

а) від 30 до 1800мГц в) від 30 до 1900 мГц

б)від 20 до 1600 мГц г) від 30 до 2000 мГц

3. Вкажіть обсяг службової інформації робочого кадру NMT ?

а) 8 Біт в) 32Біт

б) 16біт г) 64 Біт

1. Основні поняття та визначення пейдженгового зв'язку;

1. Вкажіть час переривання розмови в режимі «естафетної передачі»

а) 0.1с в) 0,25…1.25с

б) 0.15с г) 0,2 с

2. Вкажіть швидкість передачі цифрового повідомлення по протоколу РОСSAG

а) 2400 Бад в) 512 Бад

б) 200 Бад г) 1200Бад

3. Вкажіть швидкість передачі інформації в радіопейджингу?

а) 256 кбіт/с в) 1000 кбіт/с

б) 512 кбіт/с г) 1200 кбіт/с

4. Вкажіть швидкість передачі в супутникового радіопейджингу?

а) 32Кбіт/с в) 128Кбіт/с

б) 64Кбіт/с г) 16Кбіт/с

5. Визначте розмір одного повідомлення текстового пейджера?

а) 80….2000 знаків в) 200……3000 знаків

б) 100….2048 знаків г) 10…..200 знаків

1. Розвиток пейдженгу в Україні

1. Вкажіть вихідну потужність передавання радіопейджингу?

а) 100…150 Вт в) 300…400Вт

б) 150…300Вт г) 50…150Вт

2. Яка потрібна смуга частотного каналу радіопейджингу?

а) 25кГц в) 10кГц

б) 59кГц г) 75кГц

3. Визначте розмір одного повідомлення текстового пейджера?

а) 80….2000 знаків в) 200……3000 знаків

б) 100….2048 знаків г) 10…..200 знаків

4. Вкажіть вихідну потужність радіопейджингу

а) 100…150 Вт в) 300….400 Вт

б) 150…300 Вт г) 50…..150 Вт

ref.by 2006—2019
contextus@mail.ru