Воинцев Г.А. Системы связи с подвижными объектами - файл n304.htm

Воинцев Г.А. Системы связи с подвижными объектами
скачать (990.1 kb.)
Доступные файлы (315):
n1.gif9kb.15.01.2008 14:30скачать
n2.gif4kb.15.01.2008 14:32скачать
n3.gif5kb.15.01.2008 14:37скачать
n4.gif2kb.15.01.2008 14:43скачать
n5.gif4kb.15.01.2008 14:46скачать
n6.gif2kb.15.01.2008 14:49скачать
n7.gif9kb.15.01.2008 14:54скачать
n8.gif9kb.15.01.2008 14:57скачать
n9.gif5kb.15.01.2008 15:01скачать
n10.gif4kb.15.01.2008 15:03скачать
n11.gif8kb.17.01.2008 15:31скачать
n12.gif8kb.17.01.2008 15:33скачать
n13.gif4kb.17.01.2008 15:35скачать
n14.gif4kb.17.01.2008 15:37скачать
n15.gif8kb.17.01.2008 15:40скачать
n16.gif7kb.17.01.2008 15:43скачать
n17.gif6kb.17.01.2008 15:45скачать
n18.gif9kb.17.01.2008 15:48скачать
n19.gif37kb.17.01.2008 15:51скачать
n20.gif45kb.17.01.2008 15:55скачать
n21.gif2kb.15.01.2008 16:20скачать
n22.gif16kb.15.01.2008 18:09скачать
n23.gif2kb.16.01.2008 11:05скачать
n24.gif2kb.16.01.2008 11:13скачать
n25.gif2kb.16.01.2008 11:14скачать
n26.gif2kb.17.01.2008 11:10скачать
n27.gif3kb.17.01.2008 11:14скачать
n28.gif1kb.17.01.2008 11:17скачать
n29.gif4kb.17.01.2008 11:20скачать
n30.gif5kb.17.01.2008 11:27скачать
n31.gif7kb.17.01.2008 11:30скачать
n32.gif7kb.17.01.2008 11:32скачать
n33.gif20kb.17.01.2008 14:02скачать
n34.gif33kb.17.01.2008 12:48скачать
n35.gif31kb.17.01.2008 12:56скачать
n36.gif6kb.17.01.2008 15:23скачать
n37.gif4kb.17.01.2008 11:42скачать
n38.gif8kb.17.01.2008 11:57скачать
n39.gif10kb.17.01.2008 12:02скачать
n40.gif13kb.17.01.2008 12:06скачать
n41.gif6kb.17.01.2008 12:08скачать
n42.gif10kb.17.01.2008 15:59скачать
n43.gif3kb.17.01.2008 16:02скачать
n44.gif5kb.17.01.2008 12:13скачать
n45.gif5kb.17.01.2008 12:16скачать
n46.gif5kb.17.01.2008 12:18скачать
n47.gif3kb.17.01.2008 12:20скачать
n48.gif3kb.17.01.2008 12:22скачать
n49.gif3kb.17.01.2008 12:24скачать
n50.gif7kb.28.04.2005 14:12скачать
n51.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n52.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n53.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n54.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n55.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n56.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n57.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n58.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n59.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n60.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n61.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n62.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n63.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n64.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n65.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n66.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n67.gif8kb.15.01.2008 16:29скачать
n68.gif8kb.15.01.2008 16:29скачать
n69.gif12kb.15.01.2008 16:29скачать
n70.gif11kb.15.01.2008 16:29скачать
n71.gif9kb.15.01.2008 16:30скачать
n72.gif9kb.15.01.2008 16:30скачать
n73.gif11kb.15.01.2008 16:30скачать
n74.gif9kb.15.01.2008 16:30скачать
n75.gif11kb.15.01.2008 16:30скачать
n76.gif11kb.15.01.2008 16:30скачать
n77.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n78.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n79.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n80.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n81.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n82.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n83.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n84.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n85.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n86.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n87.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n88.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n89.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n90.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n91.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n92.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n93.gif8kb.10.01.2008 22:25скачать
n94.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n95.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n96.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n97.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n98.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n99.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n100.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n101.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n102.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n103.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n104.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n105.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n106.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n107.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n108.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n109.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n110.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n111.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n112.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n113.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n114.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n115.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n116.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n117.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n118.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n119.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n120.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n121.gif9kb.17.01.2008 01:20скачать
n122.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n123.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n124.gif23kb.17.01.2008 01:20скачать
n125.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n126.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n127.gif17kb.17.01.2008 01:19скачать
n128.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n129.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n130.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n131.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n132.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n133.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n134.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n135.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n136.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n137.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n138.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n139.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n140.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n141.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n142.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n143.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n144.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n145.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n146.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n147.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n148.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n149.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n150.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n151.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n152.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n153.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n154.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n155.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n156.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n157.gif3kb.10.01.2008 22:25скачать
n158.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n159.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n160.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n161.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n162.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n163.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n164.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n165.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n166.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n167.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n168.gif4kb.10.01.2008 22:25скачать
n169.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n170.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n171.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n172.gif3kb.10.01.2008 22:25скачать
n173.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n174.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n175.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n176.gif3kb.10.01.2008 22:25скачать
n177.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n178.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n179.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n180.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n181.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n182.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n183.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n184.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n185.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n186.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n187.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n188.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n189.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n190.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n191.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n192.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n193.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n194.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n195.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n196.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n197.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n198.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n199.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n200.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n201.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n202.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n203.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n204.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n205.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n206.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n207.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n208.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n209.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n210.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n211.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n212.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n213.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n214.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n215.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n216.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n217.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n218.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n219.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n220.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n221.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n222.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n223.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n224.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n225.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n226.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n227.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n228.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n229.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n230.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n231.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n232.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n233.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n234.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n235.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n236.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n237.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n238.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n239.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n240.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n241.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n242.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n243.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n244.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n245.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n246.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n247.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n248.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n249.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n250.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n251.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n252.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n253.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n254.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n255.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n256.gif1kb.17.01.2008 01:05скачать
n257.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n258.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n259.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n260.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n261.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n262.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n263.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n264.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n265.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n266.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n267.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n268.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n269.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n270.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n271.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n272.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n273.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n274.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n275.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n276.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n277.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n278.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n279.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n280.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n281.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n282.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n283.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n284.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n285.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n286.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n287.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n288.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n289.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n290.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n291.gif1kb.17.01.2008 01:06скачать
n292.htm2kb.15.01.2008 18:39скачать
n293.htm47kb.16.01.2008 11:30скачать
n294.htm37kb.16.01.2008 11:32скачать
n295.htm3kb.16.01.2008 11:17скачать
n296.gif1kb.28.04.2005 14:16скачать
n297.exe
n303.gif2kb.28.04.2005 14:16скачать
n304.htm458kb.18.01.2008 16:06скачать
n307.htm5kb.18.01.2008 11:17скачать
n308.gif1kb.06.12.2000 12:12скачать
menu19_g.gif1kb.06.12.2000 12:08скачать
n310.gif2kb.16.11.2000 18:38скачать
menu27_g.gif2kb.16.11.2000 18:32скачать
n312.gif1kb.15.03.2002 15:31скачать
menu43_g.gif1kb.15.03.2002 15:28скачать
n314.gif1kb.11.10.2002 11:56скачать
menu47_g.gif2kb.11.10.2002 11:59скачать
n316.gif1kb.04.05.2001 19:19скачать
menu6_g.gif1kb.04.05.2001 19:26скачать
n319.htm1kb.10.01.2008 22:18скачать
n320.gif4kb.28.04.2005 14:16скачать
n321.gif1kb.28.04.2005 14:16скачать
n322.gif3kb.28.04.2005 14:16скачать
n323.htm24kb.16.01.2008 11:15скачать

n304.htm

1   2   3

5.1.1 Принципы построения

Стандарт GSM (Global System for Mobile communications) тесно связан со всеми современными стандартами цифровых сетей, в первую очередь с ISDN и IN (Intelligent Network). Основные функциональные элементы GSM входят в разрабатываемый международный стандарт глобальной системы подвижной связи UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). В 1990г. были опубликованы спецификации первой фазы GSM. К середине 1991 г. стали поддерживаться коммерческие услуги GSM, а к 1993 г. функционировало уже 36 сетей GSM в 22 странах, и еще 25 стран выбрали направление GSM или поставили вопрос о его принятии. В июне 1992г. стандарт GSM принят в России в качестве федерального стандарта на цифровые сотовые системы подвижной связи (ССПС).

Система GSM является цифровой системой, речь кодируется и передается в виде цифрового потока. Кроме того, предоставляются разнообразные услуги передачи данных. Абоненты GSM могут осуществлять обмен информацией с абонентами ISDN, обычных телефонных сетей, сетей с коммутацией пакетов и сетей связи с коммутацией каналов, используя различные методы и протоколы доступа, например, Х.25 или Х.32. Возможна передача факсимильных сообщений, реализуемых при использовании соответствующего адаптера для факс-аппарата. Уникальной возможностью GSM, которой не было в аналоговых системах, является двунаправленная передача коротких сообщений SMS (Short Message Service) (до 160 байт), передаваемых в режиме с промежуточным хранением данных. Адресату, являющимся абонентом SMS, может быть послано сообщение, после которого отправителю посылается подтверждение о получении.

Функциональная схема стандарта GSM, иллюстрируются структурной схемой рис. 5.1.



Рисунок 5.1 - Функциональная схема ССПСЭ стандарта GSМ

Схема содержит (рис. 5.1) подсистему базовых станций (ПБС), сетевую подсистему (СПС) и подсистему эксплуатации и технического обслуживания (ПЭТО), а также абонентские станции (АС). В АС входит абонентское оборудование (АО) и абонентский идентификационный модуль (АИМ) - (SIM – карта). Пока не установлен этот модуль, не выполняются соединения АС. Подсистема базовых станций содержит базовые приемопередающие станции (БПС), контролер БСЭ (КБС) и оборудование транскодирования (ТКО). В составе СПС показаны: центр коммутации подвижной связи (ЦКПС), основной и временный регистры местоположения (ОРМ, ВРМ), центр эксплуатации и технического обслуживания (ЦЭТО) и центр управления сетью (ЦУС).

Подсистема базовых станций выполняет функции радиосвязи. Все БС в зоне ПБС соединены линиями связи с контроллером. Каждая БПС обслуживает одну соту и содержит несколько приемопередатчиков (до 16) – по одному для каждого частотного канала. Каждой БПС стандарта GSM доступны все 124 частотных канала, что позволяет реализовать метод скачкообразной перестройки частоты.

Контроллер БС управляет несколькими БПС. Основное назначение контроллера – правильное распределение радиоканалов между БС и АС и определение необходимости их переключений при передвижении. Другая его задача – управление конфигурацией БПС и загрузка программного обеспечения. Контроллер обеспечивает передачу вызова на АС, контролирует соединения, выполняет согласование скоростей передачи для речи, данных и сигналов вызова, кодирование и декодирование сигналов. Количество приемопередатчиков, которые может обслужить один контроллер, может быть более 100.

Оборудование транскодирования включается между КБС и ЦКПС и служит для согласования скоростей цифровых потоков. Транскодер обычно располагается вместе с ЦКПС. В ТКО образуется стандартный первичный цифровой поток (ПЦП) из цифровых сигналов базовых станций. ТКО может размещаться вместе с КБС. Как известно, ПЦП образуют 32 канала, каждый со стандартной скоростью 64 кбит/с. Номинальная скорость передачи ПЦП кбит/с. В стандарте GSM скорость передачи сигнала в одном речевом канале кбит/с. В транскодере с помощью добавочных битов эта скорость увеличивается до величины кбит/с. Таким образом, в полосе одного канала стандартной ИКМ передают сигналы четырех речевых каналов, всего речевых каналов в транскодере . Оставшиеся два стандартных цифровых канала занимает сигнальная информация. Например, один канал – информация ОКС 7 и один канал – информация управления по протоколу Х.25.

Сетевая подсистема выполняет соединение неподвижных и подвижных пользователей с помощью коммутационных средств и баз данных. В системе стандарта GSM функционально разделены ЦКПС и регистры ОРМ и ВРМ. ЦКПС обеспечивает включение подвижного абонента в общие и выделенные соты связи (через выходы 1, 2, 3). Кроме того, центр выполняет коммутацию радиоканалов, а также обеспечивает непрерывность связи при перемещении АС. Как правило, один ВРМ присоединен к одному ЦКПС. Этот регистр – база данных, временно содержащая информацию о подвижных пользователях, находящихся на территории, которой он управляет. ВРМ позволяет правильно определить местоположение АС. Данные о местоположении АС постоянно обновляются. В СПС входят: ЦА – база данных, используемых при аутентификации абонента (ключи и алгоритмы аутентификации и др.), РИО – база данных, содержащая сведения о подвижных устройствах, позволяющие предотвращать несанкционированное использование АО (угон, кража).

Сотовая подвижная система электросвязи стандарта GSM территориально разделяются на зоны действия ЦКПС, которые в свою очередь, делятся на зоны действия контроллеров БС, называемые зонами местоположения (ЗМ). ЦКПС отслеживает местоположение АС с помощью регистров. ВРМ позволяет вызывать АС, пока она находится в зоне действия, определенного контроллера. Когда АС перемещается в ЗМ другого контроллера, он ее регистрирует, и в ВРМ записывает новый адрес ЗМ.

Входящие вызовы поступают к ЦКПС - центру коммутации, обладающему шлюзовой функцией, который по номеру вызываемого абонента находит его ОРМ. Последний обращается в ВРМ, который “находит” АС. Шлюзовой ЦКПС имеет интерфейс с внешними сетями связи. Здесь шлюзовую функцию можно установить для каждого ЦКПС. Все ЦКПС в сети соединены линиями связи (ВОЛС, РРЛ, спутниковыми). На рис. 5.1 они показаны двойными линиями.

Подсистема эксплуатации и техобслуживания построена по иерархическому принципу и состоит из центра эксплуатации и технического обслуживания (ЦЭТО) и центра управления сетью (ЦУС). ЦЭТО позволяет выполнять дистанционный контроль, управление элементами сети и конфигурацией сети, техническое обслуживание, целостность и обновление сети, сбор данных по трафику, загрузку программного обеспечения. Пунктирные линии на рис. 5.1 указывают основные блоки схемы, которые обслуживают ЦЭТО. Центр соединяется с другими компонентами сети GSM по каналам пакетной передачи протокола Х.25, обеспечивает функции обработки аварийных сигналов, предназначенных для оповещения обслуживающего персонала, и регистрирует сведения об аварийных ситуациях в других компонентах сети В зависимости от характера неисправности позволяет обеспечить ее устранение автоматически или при активном вмешательстве персонала. ЦЭТО может обеспечить проверку состояния оборудования сети и прохождения вызова подвижной станции, позволяет производить управление нагрузкой в сети, обеспечивает управление изменениями программного обеспечения и базами данных о конфигурации элементов сети. Загрузка программного обеспечения в память может производиться из ЦЭТО в другие элементы сети.

ЦУС организуют для сетей большой площади. Он служит для надзора за сетью в целом, за анализом характеристик и т.п.

Система стандарта GSM подчиняется принципам эталонной модели ОSI. Она имеет три общих внутрисистемных интерфейса:
  • Радиоинтерфейс Um между БС и АС.
  • Интерфейс А между ЦКПС и ПБС.
  • Интерфейс Аbis между БПС и КБС.

  • АС - подвижная станция, состоит из оборудования, которое служит для организации доступа абонентов сетей GSM к существующим фиксированным сетям электросвязи. В рамках стандарта GSM приняты пять классов подвижных станций от модели 1-го класса с выходной мощностью 20 Вт, устанавливаемой на транспортном средстве, до портативной модели 5-го класса, максимальной мощностью 0,8 Вт. При передаче сообщений предусматривается адаптивная регулировка мощности передатчика, обеспечивающая требуемое качество связи.

    Подвижный абонент и станция независимы друг от друга. Как уже отмечалось, каждый абонент имеет свой международный идентификационный номер (IMSI), записанный на его интеллектуальную карточку. Такой подход позволяет устанавливать радиотелефоны, например, в такси и автомобилях, сдаваемых на прокат. Каждой подвижной станции также присваивается свой международный идентификационный номер (IMEI). Этот номер используется для предотвращения доступа к сетям GSM похищенной станции или станции без полномочий.

    Функциональное сопряжение элементов системы осуществляется рядом интерфейсов. Все сетевые функциональные компоненты в стандарте GSM взаимодействуют в соответствии с системой сигнализации МККТТ N7 (ССIТ SS. №7). SS №7 стандартизована на международном уровне и предназначена для обмена сигнальной информацией в цифровых сетях связи с цифровыми программно-управляемыми станциями. Система оптимизирована для работы по цифровым каналам со скоростью 64 кбит/с и позволяет управлять процессом соединения, а также передавать информацию техобслуживания и эксплуатации. Кроме того, ее можно применять в качестве надежной транспортной системы для передачи других видов информации между станциями и специализированными центрами в сетях телекоммуникаций. SS №7 использует метод передачи сигнальной информации по специальному каналу, общему для одного или нескольких пучков информационных каналов. Сигнальная информация должна передаваться в правильной последовательности, без потерь, при этом могут быть задействованы и наземные и спутниковые каналы.

    В стандарте GSM выбрана гауссовская манипуляция с минимальным сдвигом (GМSК); индекс манипуляции – 0,3. Обработка речи осуществляется в рамках принятой системы прерывистой передачи речи (DТХ), которая обеспечивает включение передатчика только при наличии речевого сигнала и отключение передатчика в паузах и в конце разговора. В качестве речепреобразующего устройства выбран речевой кодек с регулярным импульсным возбуждением / долговременным предсказанием и линейным предикативным кодированием с предсказанием (RPE/LTP – LPC – кодек). Общая скорость преобразования речевого сигнала – 13 кбит/с. Для защиты от ошибок в радиоканалах при передаче информационных сообщений применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением.

    Стандарт GSM предусматривает работу в двух диапазонах частот: 890…915 МГц (для передатчиков АС), 935…960 МГц (для передатчиков БС). В стандарте GSM используется узкополосный многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA). В структуре TDMA кадра содержится 8 временных позиций на каждой из 124 несущих. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения подвижных станций достигается медленным переключением рабочих частот (SFH) в процессе сеанса связи со скоростью 217 скачков в секунду.

    Таблица 5.1 - Основные характеристики стандарта GSM:

    Частоты передачи подвижной станции и приема базовой станции, МГц

    890…915

    Частоты приема подвижной станции и передачи базовой станции, МГц

    935…960

    Дуплексный разнос частот приема и передачи, МГц

    45

    Скорость передачи сообщений в радиоканале, кбит/с

    270, 833

    Скорость преобразования речевого кодекса, кбит/с

    13

    Ширина полосы канала связи, кГц

    200

    Максимальное количество каналов

    124

    Максимальное количество каналов связи БС

    16…20

    Вид модуляции /Индекс модуляции

    GМSК/0,3

    Ширина полосы предмодуляционного гауссовского фильтра, кГц

    82,2

    Количество скачков по частоте в секунду

    217

    Вид речевого кодекса

    RPE LTP

    Максимальный радиус соты, км

    35

    Схема организации каналов

    TDMA/FDMA

    Для исключения несанкционированного использования ресурсов системы связи вводятся механизмы аутентификации - удостоверения подлинности абонента и идентификации оборудования. Центр аутентификации состоит из нескольких блоков и формирует ключи и алгоритмы аутентификации. С его помощью проверяются полномочия абонента и осуществляется его доступ к сети связи. Каждый подвижный абонент на время пользования системой связи получает стандартный модуль подлинности абонента (SIM), который содержит, международный идентификационный номер (IMSI), свой индивидуальный ключ аутентификации (Ki), алгоритм аутентификации (А3). С помощью заложенной в SIM информации в результате взаимного обмена данными между подвижной станцией и сетью осуществляется полный цикл аутентификации и разрешается доступ абонента к сети.

    Функциональная схема ССПСЭ стандарта DCS-1800 аналогична рассмотренной схеме стандарта GSM.

    5.1.2. Частотные планы цифровых стандартов GSM.
    В диапазоне 900 МГц для ССПСЭ отведена полоса частот 890 …960 МГц. В этом стандарте работают системы аналогового стандарта NMT-900 и системы цифрового стандарта GSM-900 по соответствующим частотным планам.
    В цифровых стандартах GSM-900 и DCS-1800 полоса частот, отведенная на один частотный канал, составляет 200 кГц. Полоса частот, занимаемая стандартом для приема (или передачи), составляет 25 МГц. Согласно плана частот стандарта GSM-900 (рис. 5.2,а), в этом случае доступны 124 частотных канала. Сдвиг между частотами приема и передачи в каждом канале 45 МГц. В канале с номером () средняя частота приема базовой станции (частота передачи АС соответственно), выраженная в мегагерцах,



    средняя частота передачи БС (частота приема АС), выраженная в мегагерцах,



    Для увеличения пропускной способности системы стандарта GSM-900 в одном частотном канале работают восемь временных каналов связи, что позволяет получить общее число физических каналов связи

    ,

    где - число частотных каналов по плану (124).

    Полоса частот стандарта аDCS-1800 (рис. 5.2,б), отведенная для приема и передачи в каждом канале 75 МГц. Сдвиг между частотами приема и передачи в каждом канале 95 МГц. В канале с номером средняя частота приема базовой станции, выраженная в мегагерцах:



    средняя частота передачи, выраженная в мегагерцах,



    Общее число частотных каналов . В стандарте DCS-1800, так же как и в стандарте GSM-900, в одном частотном канале работают восемь каналов связи, что позволяет получить общее число физических каналов связи

     

    Рисунок 5.2 Частотные планы стандартов: а- GSМ-900; б - DCS-1800

    5.1.3 Структура ТDМА кадров и формирование сигналов в стандарте GSM

    В результате анализа различных вариантов построения цифровых сотовых систем подвижной связи в стандарте GSM принят многостанционный доступ с временным разделением каналов (ТDМА). Общая структура временных кадров показана на рис. 4. Длина периода последовательности в этой структуре, которая называется гиперкадром, равна Тг = 3ч. 28мин. 53с. 760мс. (12533,76 с.). Гиперкадр делится на 2046 суперкадров, каждый из которых имеет длительность

    с.

    Суперкадр состоит из мультикадров. Для организации различных каналов связи и управления в стандарте используются два вида мультикадров:
      1. 26 – позиционные ТDМА кадры мультикадра;
      2. 51 – позиционные ТDМА кадры мультикадра.

    Суперкадр мажет содержать в себе 51 мультикадр первого типа или 26 мультикадров второго типа. Длительности мультикадров соответственно:
      1. мс;
    мс (3060/13 мс).

    Длительность каждого ТDМА кадра

    мс (60/13 мс).

    В периоде последовательности каждый ТDМА кадр имеет свой порядковый номер (NF) от 0 до , где

    .

    Таким образом, гиперкадр состоит из 2715647 ТDМА кадров. Необходимость такого большого периода гиперкадра объясняется требованиями применяемого процесса криптографической защиты, в котором номер кадра используется как входной параметр.

    ТDМА кадр делится на восемь временных позиций с периодом

    мс (15/26 мс)

    Каждая временная позиция обозначается с номером от 0 до 7. Физический смысл временных позиций, которые иначе называются окнами, - время, в течение которого осуществляется модуляция несущей цифровым информационным потоком, соответствующим речевому сообщению или данным.

    Цифровой информационный поток представляет собой последовательность пакетов, размещаемых в этих временных интервалах (окнах). Пакеты формируются немного короче, чем интервалы, их длительность составляет 0,546 мс, что необходимо для приема сообщения при наличии временной дисперсии в канале распространения.

    Информационное сообщение передается по радиоканалу со скоростью 270,833 кбит/с.

    Это означает, что временной интервал ТDМА кадра содержит 156,25 бит.

    Длительность одного информационного бита

    = 3,69 мкс.

    Каждый временной интервал, соответствующий длительности бита, обозначается ВN с номером от 0 до 155, последнему интервалу длительностью бита присвоен номер 156.

    Для передачи информации по каналам связи и управления, подстройки несущих частот, обеспечения временной синхронизации и доступа к каналу связи в структуре ТDМА кадра используются пять видов временных интервалов (окон):
      1. NB (Normal Burst) – нормальный временной интервал.
      2. FB (Frequency correction Burst) – временной интервал подстройки частоты.
      3. SB (Synchronisation Burst) – интервал временной синхронизации.
      4. DB (Dummy Burst) – установочный интервал.
      5. AB (Access Brust) – интервал доступа.

    NB используется для передачи информации по каналу связи и управления, за исключением канала доступа RACH. Он состоит из 114 бит зашифрованного сообщения и включает защитный интервал (GP) в 8,25 бит, длительностью 30, 46 мкс. Информационный блок 114 бит разбит на два самостоятельных блока по 57 бит, разделенных между собой обучающей последовательностью в 26 бит, которая используется для установки эквалайзера в приемнике в соответствии с характеристиками канала связи в данный момент времени.

    В состав NB включены два контрольных бита (Steeling Flag), которые служат признаком того, содержит ли передаваемая группа речевую информацию или информацию сигнализации. В последнем случае информационный канал (Traffic Channel) “украден” для обеспечения сигнализации.

    Между двумя группами зашифрованных бит в составе NB находится обучающая последовательность из 26 бит, известная в приемнике.

    С помощью этой последовательности обеспечивается:

     

    Длительность 1 бита = 48/13 = 3,69 мкс

    ТВ – Tail Bits – концевая комбинация

    GB – Guard Period – защитный интервал

    Рисунок 5.4 - Общая структура временных кадров
  • оценка частоты появления ошибок в двоичных разрядах по результатам сравнения принятой и эталонной последовательностей. В процессе сравнения вычисляется параметр RXQUAL, принятый для оценки качества связи. Конечно, речь идет только об оценке связи, а не о точных измерениях, так как проверяется только часть передаваемой информации. Параметр RXQUAL используется при вхождении в связь, при выполнении процедуры “эстафетной передачи” (Handover) и при оценке зоны покрытия радиосвязью;
  • оценка импульсной характеристики радиоканала на интервале передачи NB для последующей коррекции тракта приема сигнала за счет использования адаптивного эквалайзера в тракте приема;
  • определение задержек распространения сигнала между базовой и подвижной станциями для оценки дальности связи. Эта информация необходима для того, чтобы пакеты данных от разных подвижных станций не накладывались при приеме на базовой станции. Поэтому удаленные на большие расстояния подвижные станции должны передавать свои пакеты раньше станций, находящихся в непосредственной близости от базовой станции.

  • FВ предназначен для синхронизации по частоте подвижной станции. Все 142 бита в этом временном интервале - нулевые, что соответствует немодулированной несущей со сдвигом 1625/24 кГц выше номинального значения частоты несущей. Это необходимо для проверки работы своего передатчика и приемника при небольшом частотном разносе каналов (200 кГц), что составляет около 0,022% от номинального значения полосы частот 900 мГц. FВ содержит защитный интервал 8,25 бит так же, как и нормальный временной интервал. Повторяющиеся временные интервалы подстройки частоты (FВ) образуют канал установки частоты (FССН).

    SВ используется для синхронизации во времени базовой и подвижной станций. Он состоит из синхропоследовательности длительностью 64 бита, несет информацию о номере ТDМА кадра и идентификационный код базовой станции. Этот интервал передается вместе с интервалом установки частоты. Повторяющиеся интервалы синхронизации образуют так называемый канал синхронизации (SCH).

    DВ обеспечивает установление и тестирование канала связи. По своей структуре DВ совпадает с NВ (рис. 5.4) и содержит установочную последовательность длиной 26 бит. В DВ отсутствуют контрольные биты и не передается никакой информации. DВ лишь информирует о том, что передатчик функционирует.

    АВ обеспечивает разрешение доступа подвижной станции к новой базовой станции. АВ передается подвижной станцией при запросе канала сигнализации. Это первый передаваемый подвижной станцией пакет, следовательно, время прохождения сигнала еще не измерено. Поэтому пакет имеет специфическую структуру. Сначала передается концевая комбинация 8 бит, затем – последовательность синхронизации для базовой станции (41 бит), что позволяет базовой станции обеспечить правильный прием последующих 36 зашифрованных бит. Интервал содержит большой защитный интервал (68,25 бит, длительностью 252 мкс), что обеспечивает (независимо от времени прохождения сигнала) достаточное временное разнесение от пакетов других подвижных станций.

    Этот защитный интервал соответствуют двойному значению наибольшей возможной задержки сигнала в рамках одной соты и тем самым устанавливает максимально допустимые размеры соты. Особенность стандарта GSM – возможность обеспечения связью подвижных абонентов в сотах с радиусом около 35 км. Время распространения радиосигнала в прямом и обратном направлениях составляет при этом 233,3 мкс.

    Одна из особенностей формирования сигналов в стандарте GSM – использование медленных скачков по частоте в процессе сеанса связи. Главное назначение таких скачков (SFH – Slow Frequency Hopping) – обеспечение частотного разнесения в радиоканалах, функционирующих в условиях многолучевого распространения радиоволн. SFH используется во всех подвижных сетях, что повышает эффективность кодирования и перемежения при медленном движении абонентских станций. Принцип формирования медленных скачков по частоте состоит в том, что сообщение, передаваемое в выделенном абоненту временном интервале ТDМА кадра (577 мкс), в каждом последующем кадре передается (принимается) на новой фиксированной частоте. В соответствии со структурой кадров время для перестройки частоты составляет около 1 мс.

    В процессе скачков по частоте постоянно сохраняется дуплексный разнос 45 МГц между каналами приема и передачи. Всем активным абонентам, находящимся в одной соте, ставится в соответствие ортогональные формирующие последовательности, что исключает взаимные помехи при приеме сообщений абонентами в соте. Параметры последовательности переключения частот (частотно-временная матрица и начальная частота) назначаются каждой подвижной станции в процессе установления канала. Ортогональность последовательностей переключения частот в соте обеспечивается начальным частотным сдвигом одной и той же (по алгоритму формирования) последовательности. В смежных сотах используются различные формирующие последовательности.

    Комбинированная TDMA/FDMA схема организации каналов GSM в стандарте и принцип использования медленных скачков по частоте при передаче сообщений во временных кадрах показаны на рис. 5.5 и 5.6.
    Рисунок 5.5 - Комбинированная TDMA/FDMA схема организации каналов

    Принятая структура ТDМА кадров и принципы формирования сигналов в стандарте GSM в совокупности с методами канального кодирования позволили снизить требуемое для приема отношение сигнал/помеха до 9 дБ, тогда как в стандартных аналоговых сотовых сетей связи оно составляет 17 – 18 дБ.

     

    Рисунок 5.6 - Принцип использования медленных скачков по частоте

    5.2 Цифровая сотовая система подвижной радиосвязи США стандарта D-AMPS

    В США работы по национальному стандарту на цифровые сотовые системы подвижной связи (ССПС) проводились с 1987 года . В отличие от Европы, где разрабатывался стандарт GSM, Федеральная комиссия связи (FCC) не смогла выделить отдельную полосу частот в диапазоне 900 МГц для перспективной цифровой ССПС США.

    В условиях, когда национальная аналоговая ССПС стандарта AMPS уже не отвечала современным требованиям к подвижной связи из-за отсутствия необходимой пропускной способности, недостаточного качества связи, ограниченного набора услуг, отсутствия засекречивания передаваемых сообщений, Ассоциация промышленности сотовой связи (CTIA), совместно с Ассоциацией промышленности связи (TIA) приняли решение о совмещении в одной полосе частот аналоговой и цифровой ССПС, сохранив существовавший в AMPS разнос каналов, равный 30 кГц.

    Стандарт на цифровую сотовую систему связи был разработан в 1990 году и система связи на его основе получила условное обозначение D-AMPS или ADC. В 1991-1992 годах проводились полевые испытания системы D-AMPS, по результатам которых TIA и CTIA были приняты три стандарта: IS-54 - на систему сотовой связи D-AMPS (ADC); IS-55 - на двухмодовую подвижную станцию, обеспечивающую связь как по аналоговому (AMPS), так и по цифровому (D-AMPS) каналам связи; IS-56 - на базовые станции.

    Хотя стандарт IS-54 и не совсем цифровое решение, он оказался более прогрессивным, чем AMPS, и в настоящее время более 2 млн. абонентов в 14 странах мира, включая Россию, используют эту технологию. В 1994 году был сформулирован новый стандарт США IS-136 на полностью цифровую систему сотовой связи, представляющую собой усовершенствованный вариант стандарта IS-54. Стандарт IS-136 по своим функциональным возможностям и предоставляемым услугам приближается к стандарту GSM. Стандарт IS-136 открывает возможность внедрения международного роуминга.

    В настоящее время США приступили к созданию цифровых сетей персональной связи (PCS). Развитие технологии PCS осуществляется в условиях активной конкуренции. Федеральная комиссия связи США в марте 1995 года выдала 102 лицензии операторам сетей PCS в диапазоне 1900 МГц.

    Одним из направлений создания сетей PCS явился перевод стандарта IS-54 (D-AMPS) в диапазон 1900 МГц. Абоненты будут иметь возможность пользоваться двухдиапазонным терминалом, обеспечивающим доступ к услугам связи в диапазонах 800 МГц и 1900 МГц.

    Структурная схема цифровой ССПС D-AMPS (IS-54) практически совпадает с схемой GSM. Основные характеристики D-AMPS (IS-54) приведены в таблице 5.2.

    Таблица 5.2 Основные характеристики D-AMPS (IS-54)

    параметр

    значение

    Метод доступа

    TDMA

    Количество радиоканалов на несущую

    3

    Рабочий диапазон частот:

    824-840 МГц 869-894 МГц

    Разнос каналов:

    30 кГц

    Эквивалентная полоса частот на один разговорный канал

    10 кГц

    Вид модуляции

    n/4 DQPSK

    Скорость передачи информации

    48 кбит/с

    Скорость преобразования речи

    8 кбит/с

    Алгоритм преобразования речи

    VSELP



    Аналоговый речевой сигнал преобразуется в цифровую форму VSELP кодером. Речевой сигнал разбивается на сегменты по 20 мс, которые преобразуются в 159 кодированных бит передаваемых со скоростью 7,95 кбит/с. Для канального кодирования используется сверточный код со скоростью r =1/2. В этом процессе пакет в 159 бит от речевого кодера разбивается на две группы бит: класс 1 - 77 бит, класс 2 - 82 бита. В группе бит 1 класса осуществляется указанное сверточное кодирование, биты второго класса передаются без кодирования. В результате преобразований в канальном кодере речевой фрагмент 20 мс представляется 260 битами, что соответствует скорости передачи 13,0 кбит/с. Результирующая скорость (по результатам формирования TDMA кадра) составляет 16,2 кбит/с в расчете на одного абонента.

    Пакет в 260 кодированных бит подвергается перемежению. Речевой фрагмент Y разбивается на две части. Одна часть передается в окне 1, вторая часть - в окне 4. Следующий фрагмент речи Z, длительностью 20 мс, передается в окне 4 и в окне 1 в следующем кадре.

    Для передачи сообщений по радиоканалу используется спектрально-эффективная ОФМ модуляция, реализуемая квадратурной схемой с прямым переносом на несущую частоту. В целом, потенциальные характеристики стандарта IS-54 уступают характеристикам стандарта GSM.

    Стандарт D-AMPS принят в Европе и России, где он ориентирован на региональное использование

    В реальных каналах связи для одинаковых значений вероятности ошибки в D-AMPS требуется отношение сигнал/помеха на 6-10 дБ больше, чем в GSM. Худшие энергетические характеристики радиоканалов D-AMPS по отношению к GSM сказываются также и при планировании сети. Для размещения сот с одинаковыми частотами в D-AMPS требуются большие координационные расстояния, что снижает эффективность повторного использования радиочастот.

    5.3 Сотовые сети стандарта CDMA

        Рассмотрим стандарт CDMA IS-95 (cdmaOne) как наиболее широко используемый в настоящее время. Его первая версия была разработана компанией Qualcomm в 1994 г. Аббревиатура IS (interim standard - временной стандарт) используется для учета в TIA, а цифра означает порядковый номер. Из полного названия стандарта TIA/EIA/IS-95 видно, что в его рассмотрении принимал также участие EIA, который объединяет семь крупных организаций США.   Изначально система связи cdmaOne была предназначена для работы в диапазонах частот 824-849 МГц (обратный канал) и 869-894 МГц (прямой канал) с дуплексным разносом 45 МГц. Общая полоса частот, занимаемая в эфире, - 1,25 МГц.

        Передача речи и данных по стандарту IS-95 осуществляется кадрами длительностью 20 мс. При этом скорость передачи в пределах сеанса связи может изменяться от 1,2 до 9,6 кбит/с, но в течение одного кадра она остается неизменной. Если количество ошибок в кадре превышает допустимую норму, то искаженный кадр удаляется.

        В стандарте CDMA передаваемую информацию кодируют и код превращают в шумоподобный широкополосный сигнал (ШШС) так, что его можно выделить снова, только располагая кодом на приемной стороне. При этом одновременно в широкой полосе частот можно передавать и принимать множество сигналов, которые не мешают друг другу.

        Широкополосной называется система, которая передает сигнал, занимающий очень широкую полосу частот, значительно превосходящую ту минимальную ширину полосы частот, которая фактически требуется для передачи информации. В широкополосной системе исходный модулирующий сигнал (например, сигнал телефонного канала) с полосой всего несколько килогерц распределяют в полосе частот, ширина которой может быть несколько мегагерц. Это осуществляется путем двойной модуляции несущей передаваемым информационным сигналом и широкополосным кодирующим сигналом. Основной характеристикой широкополосного сигнала является его база B, определяемая как произведение ширины спектра сигнала F на его период Т. В результате перемножения сигнала источника псевдослучайного шума с информационным сигналом энергия последнего распределяется в широкой полосе частот, т.е. его спектр расширяется.

         Информация может быть введена в широкополосный сигнал (ШПС) несколькими способами. Наиболее известный способ заключается в наложении информации на широкополосную модулирующую кодовую последовательность перед модуляцией несущей для получения ШШС (рис.5.7). Узкополосный сигнал умножается на псевдослучайную последовательность (ПСП) с периодом Т, состоящую из N бит длительностью t0 каждый. В этом случае база ШПС численно равна количеству элементов ПСП.



    Рисунок 5.7. Схема расширения спектра частот цифровых сообщений

        Этот способ пригоден для любой широкополосной системы, в которой для расширения спектра высокочастотного сигнала применяется цифровая последовательность.

         Сущность широкополосной связи состоит в расширении полосы частот сигнала, передаче ШПС и выделении из него полезного сигнала путем преобразования спектра принятого ШПС в первоначальный спектр информационного сигнала.

        Перемножение принятого сигнала и сигнала такого же источника псевдослучайного шума (ПСП), который использовался в передатчике, сжимает спектр полезного сигнала и одновременно расширяет спектр фонового шума и других источников интерференционных помех. Результирующий выигрыш в отношении сигнал/шум на выходе приемника есть функция отношения ширины полос широкополосного и базового сигналов: чем больше расширение спектра, тем больше выигрыш. Во временной области - это функция отношения скорости передачи цифрового потока в радиоканале к скорости передачи базового информационного сигнала. Для стандарта 1S-95 отношение составляет 128 раз, или 21 дБ. Это позволяет системе работать при уровне интерференционных помех, превышающих уровень полезного сигнала на 18 дБ, так как обработка сигнала на выходе приемника требует превышения уровня сигнала над уровнем помех всего на 3 дБ. В реальных условиях уровень помех значительно меньше. Кроме того, расширение спектра сигнала (до 1,23 МГц) можно рассматривать как применение методов частотного разнесения приема. Сигнал при распространении в радиотракте подвергается замираниям вследствие многолучевого характера распространения. В частотной области это явление можно представить как воздействие режекторного фильтра с изменяющейся шириной полосы режекции (обычно не более чем на 300 кГц). В стандарте AMPS это соответствует подавлению десяти каналов, а в системе CDMA подавляется лишь около 25% спектра сигнала, что не вызывает особых затруднений при восстановлении сигнала в приемнике.

          В стандарте CDMA для кодового разделения каналов используются ортогональные коды Уолша. Коды Уолша формируются из строк матрицы Уолша.

        Особенность этой матрицы состоит в том, что каждая ее строка ортогональна любой другой или строке, полученной с помощью операции логического отрицания. В стандарте IS-95 используется матрица 64-го порядка. Для выделения сигнала на выходе приемника применяется цифровой фильтр. При ортогональных сигналах фильтр можно настроить таким образом, что на его выходе всегда будет логический “0”, за исключением случаев, когда принимается сигнал, на который он настроен. Кодирование по Уолшу применяется в прямом канале (от БС к AT) для разделения пользователей. В системах, использующих стандарт IS-95, все АС работают одновременно в одной полосе частот. Согласованные фильтры приемников БС квазиоптимальны в условиях взаимной интерференции между абонентами одной соты и весьма чувствительны к эффекту “далеко - близко”. Для максимизации абонентской емкости системы необходимо, чтобы терминалы всех абонентов излучали сигнал такой мощности, которая обеспечила бы одинаковый уровень принимаемых БС сигналов. Чем точнее управление мощностью, тем больше абонентская емкость системы.

        В технических решениях компании Qualcomm расширение спектра обеспечивается за счет модуляции сигнала псевдослучайной последовательностью с частотой следования дискретов 1,23 МГц. Более точно эта частота составляет 1,2288 МГц, причем 1228,8 = 9,6х128, так что при частоте информационной битовой последовательности 9,6 кбит/с длительности одного бита соответствует 128 дискретов псевдослучайной модулирующей последовательности. Полоса сигнала с расширенным спектром по уровню 3 дБ составляет 1,23 МГц, причем при помощи цифрового фильтра формируется спектр, близкий к прямоугольному.

        Для модуляции сигнала используется три вида функций: “короткая” и “длинная” ПСП и функции Уолша порядков от 0 до 63. Все они являются общими для базовых и мобильных станций, однако реализуют разные функции. Длина короткой ПСП составляет знаков, длинной ПСП - знаков. Длительность дискрета для всех трех модулирующих функций одинакова и соответствует частоте следования дискретов 1,2288 МГц.

         В прямом канале (от БС к подвижной, рис. 5.8) модуляция сигнала функциями Уолша (бинарная фазовая манипуляция) используется для различения разных физических каналов данной БС; модуляция длинной ПСП (бинарная фазовая манипуляция) - с целью шифрования сообщений; модуляция короткой ПСП (квадратурная фазовая манипуляция двумя ПСП одинакового периода) - для расширения полосы и различения сигналов разных БС.

    Различение сигналов разных станций обеспечивается тем, что все БС используют одну и ту же пару коротких ПСП, но со сдвигом на 64 дискрета между разными станциями, т.е. всего в сети 511 кодов; при этом все физические каналы одной БС имеют одну и ту же фазу последовательности.

        На БС формируется 4 типа каналов: канал пилот-сигнала (PI), синхроканал (SYNC), вызывной канал (РСН) и канал трафика (ТСН). Сигналы разных каналов взаимно ортогональны, что гарантирует отсутствие взаимных помех между ними на одной БС. Внутрисистемные помехи в основном возникают от передатчиков других БС, работающих на той же частоте, но с иным циклическим сдвигом.

            Излучение пилот-сигнала происходит непрерывно. Для его передачи используют функцию Уолша нулевого порядка (W0). Пилот-сигнал - это сигнал несущей, который используется MS для выбора рабочей ячейки (по наиболее мощному сигналу), а также в качестве опорного для синхронного детектирования сигналов информационных каналов. Обычно на пилот-сигнале излучается около 20% общей мощности, что позволяет мобильной станции (MS) обеспечить точность выделения несущей частоты и осуществить когерентный прием сигналов.



    Рисунок 5.8. Схема обработки сигналов в передающем тракте базовой станции

    Для кодирования синхроканала используется функция W32.

         Функции W1-W7 используются для кодирования каналов вызова - их число может составлять от 0 до 7; остальные функции Уолша (вместе с оставшимися от каналов вызова, если их число меньше семи) используются для кодирования каналов графика. Число каналов графика может составлять от 55 до 62.

        При передаче сигнала от БС используется сверточное кодирование со скоростью и кодовым ограничением . Для борьбы с замираниями в стандарте IS-95 предусмотрено поблочное перемежение символов, позволяющее декоррелировать пакеты ошибок. Скорость передачи по каналу ТСН может изменяться от 1,2 до 9,6 кбит/с, что позволяет гибко адаптировать трафик к условиям распространения радиоволн. Для приема сигналов используется RAKE-приемник, имеющий несколько каналов для их параллельной обработки.

        В IS-95 допускается использование нескольких типов речевых кодеков: CELP (8 кбит/с), QCELP (13 кбит/с) или EVRC (8 кбит/с). Типовые значения оценки качества по шкале MOS для алгоритма CELP составляет 3,7 балла (9600 бит/с) и 3,0 балла (4800 бит/с). Вносимая алгоритмом CELP задержка не превышает 30 мс. Качество передачи речи в вокодере QCELP (Qualcomm CELP) очень близко к качеству передачи по проводным линиям (4,02 балла).

    В обратном канале (от подвижной станции к базовой, рис. 5.9) модуляция сигнала короткой ПСП используется только для расширения спектра, причем все подвижные станции используют одну и ту же пару последовательностей с одинаковым (нулевым) смещением. Модуляция сигнала длинной ПСП кроме шифрования сообщений несет информацию о MS в виде ее закодированного индивидуального номера и обеспечивает различение сигналов от разных ПС одной ячейки за счет индивидуального для каждой станции сдвига последовательности.



    Рисунок 5.9. Схема обработки сигналов в передающем тракте подвижной станции

        В MS предусмотрено два типа информационного обмена: доступ (АСН) и трафик (ТСН). Пилот-сигнала в обратном канале нет, поэтому синхронное детектирование не используется, БС осуществляют некогерентную обработку сигналов, а помехоустойчивость обеспечивается в основном за счет пространственного разнесения.

        В кодеках MS тоже применяются ортогональные коды Уолша, но не для уплотнения каналов (как на БС), а для повышения помехоустойчивости. С этой целью входной поток данных со скоростью 28,8 кбит/с разбивается на пакеты по 6 бит, и каждому из них однозначно ставится в соответствие одна из 64 последовательностей Уолша. В итоге скорость кодированного потока на входе модулятора возрастает до 307,2 кбит/с. Это кодирование одинаково для всех физических каналов, а на приемном конце используются 64 параллельных канала, каждый из которых настроен на свою функцию Уолша, и эти каналы распознают (декодируют) принятые 6-битовые символы. В обратном канале, как и в прямом, для защиты от ошибок используются сверточное кодирование с длиной ограничения 9, но со скоростью 1/3 (т.е. с вдвое большей избыточностью - это мера компенсации отсутствия синхронного детектирования) и перемежение на интервале 20 мс. В результате кодирования скорость в информационном канале увеличивается до 28,8 кбит/с.

        В системах, использующих метод CDMA, изменяя синхронизацию источника псевдослучайного шума, можно использовать один и тот же участок полосы частот для работы во всех ячейках сети. Такое 100%-ное использование доступного частотного ресурса - один из основных факторов, определяющих высокую абонентскую емкость сети стандарта CDMA и упрощающих ее организацию. Системы на базе CDMA имеют динамическую абонентскую емкость. И хотя имеется 64 кода Уолша, этот теоретический предел не достигается в реальных условиях, и абонентская емкость системы ограничивается внутрисистемной интерференцией, вызванной одновременной работой подвижных и базовых станций соседних ячеек.

        Число абонентов в системе CDMA зависит от уровня взаимных помех. Согласованные фильтры БС весьма чувствительны к эффекту “ближний-дальний” (far-near problem), когда MS, расположенная вблизи базовой, работает на большой мощности, создавая недопустимо высокий уровень помех при приеме других, “дальних” сигналов, что приводит к снижению пропускной способности системы в целом. Эта проблема существует у всех CMC, однако наибольшие искажения сигнала возникают именно в CDMA-системах, работающих в общей полосе частот, в которых используются ортогональные шумоподобные сигналы. Если бы в этих системах отсутствовала регулировка мощности, то они существенно уступали бы по характеристикам сотовым сетям на базе TDMA. Поэтому ключевой проблемой в CDMA-системах можно считать индивидуальное управление мощностью каждой станции.

        Эффективная работа системы с кодовым доступом возможна лишь при условии выравнивания сигнала от различных абонентов на входе базовой станции. Причем чем выше точность выравнивания, тем больше зона покрытия системы. Следует отметить, что прямой канал менее подвержен искажениям сигнала за счет внутрисистемных помех и многолучевых замираний, так как на БС всегда существует запас по мощности. Поэтому основные проблемы возникают при регулировке мощности в обратном канале - от абонента к БС.

        Чем выше точность управления мощностью, тем ниже уровень взаимных помех. В стандарте IS-95 регулировка мощности MS осуществляется в динамическом диапазоне 84 дБ с шагом 1 дБ, т.е. с точностью ±0,5 дБ. Интервал между соседними измерениями равен 1,25 мс. Биты управления мощностью передаются по каналу трафика со скоростью 800 бит/с. Раздельная обработка многолучевых сигналов с последующим их сложением обеспечивает требуемое отношение сигнал/шум в 6-7 дБ. Применение нескольких параллельно работающих каналов при раздельной обработке лучей позволяет осуществить “мягкий” режим переключения MS при переходе абонента из одной соты в другую.

         Абонентская емкость ячейки системы CDMA оптимизируется использованием алгоритма регулировки, который ограничивает мощность, излучаемую каждым MS, до необходимого уровня для получения приемлемой вероятности ошибки. В системе предусматривается три механизма регулировки мощности: в прямом канале - разомкнутая петля; в прямом канале - замкнутая петля; в обратном канале (ОК) - внешняя петля регулирования.

        При процедуре мягкой эстафетной передачи (переходе абонента из зоны обслуживания одной БС в зону другой) схема регулирования мощности несколько иная. MS принимает одновременно несколько команд управления мощностью от разных БС (обычно двух) и сравнивает их между собой. Если все команды указывают на необходимость увеличения мощности, то MS последовательно увеличивает свою мощность с шагом 1 дБ.

            Система CDMA фирмы Qualcomm рассчитана на работу в диапазоне 800 МГц. Система построена по методу прямого расширения спектра частот на основе 64 видов последовательностей, сформированных по закону функций Уолша. Для преобразования аналогового речевого сигнала в цифровой используется алгоритм CELP со скоростью преобразования 8000 бит/с (9600 бит/с в канале). Возможны режимы работы на скоростях 4800, 2400 и 1200 бит/с. В каналах системы CDMA применяется сверточное кодирование со скоростью 1/2 (в прямом канале) и 1/3 (в обратном канале), декодер Витерби с мягким решением, перемежение передаваемых сообщений. Общая полоса частот канала связи составляет 1,25 МГц. Основные характеристики стандарта CDMA фирмы Qualcomm приведены в табл. 5.3.

    Таблица 5.3. Основные технические характеристики стандарта CDMA

    Характеристика

    Значение

    Диапазон частот передачи MS, МГц

    824,040-848,860

    Диапазон частот передачи BTS, МГц

    869,040-893,970

    Вид модуляции несущей частоты

    QPSK (BTS), O-QPSK (MS)

    Ширина спектра излучаемого сигнала:
    по уровню -3 дБ
    по уровню -40 дБ


    1,25 МГц
    1,50 МГц

    Тактовая частота ПСП, МГц

    1,2288

    Число каналов BTS на одной несущей

    1 пилот-канал, 1 канал сигнализации,

    7 каналов персонального вызова,

    55 каналов связи

    Число каналов MS

    1 канал доступа, 1 канал связи

    Скорость передачи данных, бит/с:
    в канале синхронизации
    в канале персонального вызова и доступа
    в каналах связи


    1200
    9600, 4800
    9600, 4800, 2400, 1200

    Состав оборудования сетей стандарта CDMA во многом сходен с составом оборудования сетей стандарта GSM и включает в себя MS и БС, цифровые коммутаторы, центр управления и обслуживания, различные дополнительные системы и устройства, функциональное сопряжение элементов системы осуществляется с помощью ряда интерфейсов.

    6. Системы беспроводного абонентского радиодоступа

    6.1 Общая характеристика

    Основная функция системы беспроводного абонентского доступа - предоставление конечному пользователю, то есть абоненту, стандартной услуги телефонной связи. Таким образом, все эти системы выполняют двустороннюю одновременную передачу. Кроме этого, они осуществляют учёт и тарификацию переговоров и нередко поддерживают различные типы вызовов, например приоритетные. Часто имеется возможность подключения к ним таксофонов.

    Типовая архитектура системы беспроводного абонентского доступа представлена на рисунке 6.1. Она включает в себя следующие основные компоненты: контроллер базовых станций, базовые станции (БС), абонентские терминалы и терминал технического обслуживания и эксплуатации - компьютер со специальным управляющим приложением. БС связаны с контроллером проводными или беспроводными микроволновыми линиями связи с пропускной способностью, обычно равной 2n Мбит/с. Последние могут быть реализованы на базе довольно большого числа радио ретрансляторов. Подобные ретрансляторы иногда используются между абонентскими терминалами и БС , увеличивая дальность действия последних. Рассмотрим функции каждого компонента системы WLL.



    Рисунок 6.1 - Типовая архитектура системы WLL

    Контроллер базовых станции. Данное устройство предназначено для концентрации и в ряде случаев коммутации трафика WLL, обработки вызовов и обеспечения связи с коммутатором телефонной сети общего пользования (ТфОП), осуществляемой, как правило, по цифровым каналам с высокой пропускной способностью или по многочисленным аналоговым двухпроводным линиям, для чего контроллер оснащают соответствующими интерфейсами. Кроме того, он поддерживает функции управления системой, реализуемые на базе терминала технического обслуживания и эксплуатации.

    Все системы беспроводного абонентского радиодоступа можно разделить на три категории:
  • цифровые и аналоговые системы, реализованные на базе технологий и стандартов сотовой подвижной связи (NMT-450 (Nordic Mobile Telephone - мобильный телефон северных стран), D_AMPS (Digital American Mobile Phone System – цифровая американская мобильная телефонная система), CDMA IS-95 и другие);
  • системы, поддерживающие стандарты бесшнуровой (cordless) телефонии (DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications - цифровая усовершенствованная беспроводная связь), CT2 (Cordless Telephone - беспроводный телефон), PHS (Personal Handyphone System - система персональных портативных телефонов) и другие);
  • фирменные аналоговые и цифровые системы, предназначенные для обеспечения фиксированного доступа.

  • Рассмотрим их последовательно.

    Системы на базе технологий и стандартов сотовой подвижной связи. Данная категория систем характеризуется довольно высокой ёмкостью сот и большой дальностью связи между БС и пользовательскими терминалами. Так, например, радиус соты БС в аналоговой системе RAS 1000 (фирмы Ericsson), поддерживающей стандарты NMT-450 и NMT-900, достигает 46 км при работе в полосе частот от 415 до 450 МГц. Максимальные радиусы сот цифровых систем меньше и составляют от 20 до 35 км. Данные системы хорошо подходят для телефонизации обширных территорий с разными уровнями плотности абонентов. Однако, будучи узкополосными, по качеству передачи речи и скорости пересылки данных они уступают широкополосным фирменным системам. Кроме того, ряд систем имеют средства, обеспечивающие подвижность связи и, следовательно, являющиеся избыточными при обслуживании стационарных абонентов.

    Системы беспроводного абонентского радиодоступа, работающие на частотах сетей подвижной связи (стандарты NMT-450, AMPS, D-AMPS или GSM (Global System for Mobile - глобальная система подвижной связи)), являются малоперспективными с коммерческой точки зрения. Дело в том, что во многих регионах нашей страны действуют или, по крайней мере, зарегистрированы операторы сотовой подвижной связи, поэтому необходимые для работы этих систем частоты являются крайне дефицитными.

    В настоящее время в России довольно широко внедряются системы беспроводного абонентскогорадиодоступа на базе стандарта подвижной связи IS-95 CDMA.

    Системы на базе стандартов бесшнуровой телефонии. Системы, о которых идёт речь, обеспечивают относительно небольшие радиусы сот (0,2…15 км) и оптимальны для охвата небольших территорий с высокой плотностью абонентов. Их маломощные БС не такие сложные и громоздкие, как БС систем ранее рассмотренной категории, поэтому их проще и дешевле устанавливать. Данные системы осуществляют автоматический выбор рабочих частот, следовательно, не требуется их частотного планирования, что также упрощает их инсталляцию. Кроме того, они, как правило, обеспечивают более высокие, чем системы на базе стандартов мобильной сотовой связи, качество речи (кодирование ADPSM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation – адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция) на скорости 32 кбит/с) и скорости передачи данных.

    Как уже говорилось, для связи БС с контроллером системы могут использоваться проводные и беспроводные каналы связи. Обычно фирмы-производители систем WLL не видят необходимости точно определять физическую природу данных каналов, требуя лишь поддержку технологий и протоколов связи более высокого уровня и, таким образом, оставляя выбор физической среды передачи информации оператору. При этом они нередко ориентируются на то, что оператор сможет воспользоваться уже существующей в его регионе инфраструктурой дальней связи.

    Фирменные системы WLL. Системы этой категории настолько сильно различаются базовыми радиотехнологиями, параметрами и возможностями, что дать их общую характеристику невозможно. Для удобства рассмотрения разделим их на две группы: узкополосные и широкополосные.

    Первые по своим параметрам схожи с системами беспроводного абонентского радиодоступа на базе технологий и стандартов сотовой связи. Они обеспечивают довольно большую дальность радиосвязи (у систем S-WLL фирмы Samsung Electronics и Proximity и фирмы Nortel она равна 60 и 37,5 км соответственно) при невысокой скорости передачи данных.

    Вторые обладают довольно большой скоростью передачи данных (до 144 кбит/с) и высокой помехоустойчивастью, в то время как их максимальные радиусы сот составляют 20…30 км. Кратко остановимся на двух наиболее интересных широкополосных системах.

    В технологиях CDMA осуществляется расширение спектра радиосигнала по методу прямой последовательности (Direct Sequence), но есть и другой метод расширения спектра — запрограммированные "скачки по частоте" (Frequency Hopping), - называемый FH-CDMA. Он реализован в системе MultiGain Wireless (MGW) фирмы Tadiran Telecommunications при наличии множественного доступа с временным разделением (Time Division Multiple Access - TDMA) и одновременной двусторонней передачи с разделением времени (Time Division Duplex - TDD). Принцип работы MGW довольно прост: каждые 2 мс БС, называемая в данной системе радиопортом, и взаимодействующие с ней абонентские терминалы синхронно "перескакивают" с одной несущей на другую в соответствии с заранее определённой последовательностью смены рабочих частот (или кодом) в пределах выделенного системе частотного диапазона. На каждой возможной частоте передаётся один кадр TDMA, состоящий из 16 тайм-слотов. В первой половине этих тайм-слотов осуществляется передача информации от абонентских терминалов к радиопорту, а во второй - в обратном направлении. Каждый речевой канал использует пару тайм-слотов; таким образом, при работе с одним радиопортом можно применять восемь речевых каналов.

    К фирменным системам беспроводного абонентского радииодоступа относится и система Telecell-H, использующая множественный доступ с частотным разделением (Frequency Division Multiple Access - FDMA) и одновременную двустороннюю передачу с частотным разделением (Frequency Division Duplex - FDD). Эта система работает в диапазонах частот от 380 до 500 МГц и от 800 до 1000 МГц и позволяет обслужить 3000 абонентов одной базовой станцией. По данным фирмы Krone, её производителя, она опережает другие системы беспроводного абонентского радиодоступа по параметру "объём трафика на 1 МГц" и обеспечивает высокое качество передачи речи. Кроме того, Telecell-H характеризуется довольно большим радиусом сот (до 30 км) и высокой ёмкостью БС (до 118 разговорных каналов). Основные узлы системы (в стандартной версии) зарезервированы, а установленные в ней электронные компоненты имеют среднюю наработку на отказ, равную приблизительно 12 годам. Telecell-H поддерживает приоритетные вызовы, обеспечивающие доступ к ТфОП даже тогда, когда все каналы БСзаняты. Для обслуживания такого вызова система освобождает один из каналов.

    При выборе системы WLL необходимо учитывать ряд различных факторов, включая наличие сертификата Министерства РФ по связи и информатизации, доступность рабочих частот, плотность потенциальных абонентов, возможности подключения к ТфОП, диапазон температур окружающей среды, стоимость развёртывания и эксплуатации и многое другое.

    6.2 Стандарты систем беспроводных телефонов общего пользования

    В настоящее время системы беспроводных телефонов (СТ) составляют значительную конкуренцию сотовым системам связи. Так же как и первое поколение аналоговых сотовых систем, системы СТ первоначально развивались в национальных рамках. Первые СТ0, появившиеся в 70-х годах в Европе, Азии и Северной Америке, работали в диапазоне частот 27…50 МГц. Передача аналоговых речевых сообщений осуществлялась с помощью частотной модуляции, количество рабочих каналов не превышало десяти. Дальность связи по направлению "подвижная станция - базовая станция" составляла 200…300 м.

    В 1985 году в Европе был разработан первый стандарт СТ1 на системы беспроводных телефонов в полосе частот 900 МГц с 40 одновременными двусторонними каналами и частотным разделением (FDMA). Связь осуществлялась только через индивидуальную базовую станцию через свой идентификационный код, общее количество которых - более миллиона. Сорока каналов оказалось недостаточно для использования беспроводных телефонов стандарта СТ1 в деловой сфере. Поэтому в Германии, Австрии и Швейцарии был принят расширенный стандарт СТ1-плюс с удвоенным количеством каналов (80). Однако, в этих стандартах не обеспечивалась секретность передачи речевых сообщений.

    Следующее поколение систем СТ было разработано в Великобритании. Новый стандарт, получивший обозначение СТ2, обеспечивал конфиденциальность переговоров и лучшее, чем в СТ1, качество приёма речевых сообщений.

    Частотное разделение каналов уступило место временному (ТDD), при котором на одном временном интервале осуществляется передача пакета сообщенияот абонента, а на следующем интервале - приём пакета сообщения для этого абонента от базовой станции (Рисунок 6.2). Стандарт СТ2 принят за основу при создании системы Telepoint, предназначенной для одночастотной связи подвижных абонентов с абонентами фиксированной телефонной сети. Связь в системе Telepoint осуществляется в зоне радиопорта (базовой станции) с дальностью до 200 м.



    Рисунок 6.2 - Структура кадра в стандарте СТ2

    Затем в Европе приняли единый СТ2-радиоинтерфейс, получивший название CAI (Common Air Interface) - общий радиоинтерфейс. Протоколы CAI были приняты европейским телекоммуникационным институтом стандартов (ETSI - European Telecommunication Standards Institute) и получили обозначение ETS-300 131. Основой стандарта CAI явилась публикация в 1989 году английским Департаментом торговли и промышленности спецификации МРТ 1375.

    В 1992 году был принят стандарт ETS-300 175 на общеевропейскую систему беспроводных телефонов DЕСТ, предназначенную для передачи речевых сообщений и данных. В стандарте DЕСТ используются технологии TDMA и TDD. Технические решения и службы в стандарте DЕСТ близки к принятым в стандарте GSM. В частности, в DЕСТ, как и в GSM, предусматривается связь с сетями ISDN, подключение к абонентскому аппарату терминала ввода данных, применение интеллектуальных абонентских карт.



    Рисунок 6.3 - Структура кадра в стандарте DCT-900

    Первая система цифровых беспроводных телефонов, близкая к DЕСТ, разработана и внедрена концерном Ericsson (Швеция). Эта система получила название PRE-DECT или DCT-900 (Digital Cordless Telephone - цифровой бесшнуровой телефон). Принципы пакетной передачи сообщений в стандартах DECT-900 и DЕСТ показаны на рисунках 6.3 и 6.4 .

    Внедрение систем беспроводных телефонов рассматривается в рамках реализации концепции персональной связи PCN (Personal Communication Network - персональная сеть связи), предусматривающей предоставление услуг "всегда и в любом месте" при использовании лёгких малогабаритных абонентских терминалов в рамках микросотовых и пикосотовых сетей связи.

    Фактором, ограничивающим внедрение единых технологий и стандартов, реализующих концепцию PCN, является ограниченность и несовместимость спектра частот, выделенного для этих целей в Европе, США и Японии. Европейское Сообщество (ЕС) выделило диапазон спектра для стандарта СТ2 864…868 МГц, для стандарта DECT – 1880…1900 МГц, для стандарта микросотовой персональной связи DCS-1800 (Digital Cellular System - цифровая сотовая система) – 1700…1880 МГц.



    Рисунок 6.4 - Структура кадра в стандарте DЕCT

    Общая диаграмма распределения спектра частот для стандартов беспроводных телефонов и сотовых систем связи показана на рисунке 6.5.



    Рисунок 6.5 - Использование спектра системами радиодоступа и сотовой связи

    Стандарт СТ2-CAI на системы беспроводных телефонов общего пользования по отношению к аналоговому стандарту СТ1, стандарт СТ2-CAI обеспечивает более эффективное использование полосы частот, конфиденциальность передачи речевых сообщений, более высокое качество передачи речи. Беспроводные телефоны стандарта CT2-CAI обеспечивают передачу данных и взаимодействие с сетями ISDN. Применение цифровой технологии позволило реализовать на основе данного стандарта системы связи как с входящими, так и с исходящими соединениями, а также "эстафетную передачу" абонента от одной базовой станции к другой. Новый стандарт с указанными возможностями получил название СТ2-плюс. В настоящее время оборудование стандарта СТ2-плюс выпускается фирмами Sony, Motorola, Northen Telecom, Ericsson, Nokia и другими. Стандарты CT2 и СТ2-плюс приняты не только в Европе, но и в США и Азии. Основные характеристики стандарта CT2-CAI приведены в таблице 3.1.

    Таблица 3.1 - Параметры стандартов радиодоступа

    Параметр

    СТ1/СТ1+

    CT2

    DCT-900

    DECT

    Начало эксплуатации, год

    1988

    1990

    1990

    1992-1994

    Частотный диапазон, МГц

    825-837

    864-868

    800-1000

    (862-866)

    1880-1900

    Разделение каналов

    FDMA

    FDMA/TDD

    FDMA/TDD

    FDMA/TDD

    Разнос каналов, МГц


    0,1

    1,0

    1,728

    Максимальное количество радиоканалов

    10

    40

    8

    10

    Общая ёмкость каналов связи

    40/80

    40

    64

    120

    Количество несущих

    40/80

    40

    8

    10

    Тип канала

    Аналоговый

    Цифровой

    Цифровой

    Цифровой

    Пиковая мощность абонентского передатчика, мВт


    10

     

    250

    Средняя мощность абонентского передатчика, мВт


    5

    5

    10

    Скорость передачи данных, кбит/с


    72

    32

    32

    Скорость передачи данных в канале, кбит/с


    32

    640

    1152

    Метод кодирования речи


    ADPCM

    (G.721)

    ADPCM

    (G.721)

    ADPCM

    (G.721)

    Количество бит, передаваемых в одном временном интервале (речевое сообщение (данные) и сигналы управления)


    66/68

    616

    420

    Длительность временного интервала (включая защитный интервал), мкс


    1

    1000

    417

    Метод модуляции

    FSK

    GFSK

    GMSK

    BT= 0,5

    GMSK

    BT= 0,5

     
    Ширина полосы частот, выделенной для системы CT2, составляет 4 МГц, разнос соседних каналов - 100 кГц. Номинальное значение частоты первого канала равно 864,150 МГц, последнего - 868,050 МГц.

    В стандарте CT2 используются три типа каналов:
  • D - канал сигнализации;
  • В - информационный канал для передачи речи и данных;
  • SYN - канал синхронизации.

  • В стандарте CT2-CAI определена стратегия динамического распределения каналов (Dynamic Channel Assignment - DCA). Когда оборудование CFP обнаруживает входящий вызов, оно выбирает свободный канал и передаёт по нему к CPP специальную последовательность сигналов, требующую подтверждения. CPP после приёма и распознавания этой последовательности в ответ передаёт по выбранному каналу свою последовательность сигналов. CFP принимает эту последовательность, распознаёт её и совместно с CPP устанавливает линию связи. Если такую линию между CPP и CFP установить не удаётся, CFP может сделать повторные попытки, последовательно используя при этом максимум до пяти свободных каналов.

    Если оборудование CPP должно послать исходящий вызов, оно выбирает свободный канал, по которому максимум в течение пяти секунд будет передавать квитируемую (требующую подтверждения) последовательность сигналов для вхождения в связь с CFP. Приняв эту последовательность, CFP в ответ передаст по выбранному каналу свою цепочку сигналов. Если CPP примет этот сигнальный код от CFP, то линия связи между CPP и CFP будет установлена.

    Помимо таких функций, как информирование абонента о состоянии вызова (номер занят, вызов стоит на удержании, поступает входящий вызов или к номеру выйти нельзя), сообщения третьего уровня содержат также коды для идентификации и аутентификации CPP и CFP. Процедура аутентификации - одна из самых сложных в системе Telepoint, и ей посвящена большая часть спецификаций третьего уровня сигнализации.

    СТ2 рассматривается как стандарт для национальных систем радиотелефонной связи и систем Telepoint. В деловом секторе СТ2 сталкивается с конкуренцией со стороны стандарта DECT. Оба эти стандарта приняты ETSI, охватывают разные частотные диапазоны и ориентированы на разные секторы рынка.
    1   2   3


    Учебный материал
    © bib.convdocs.org
    При копировании укажите ссылку.
    обратиться к администрации