Построение систем подвижной радиосвязи

- единственным способом увеличения числа обслуживаемых абонентов является увеличение числа рабочих каналов, а любой экстенсивный путь имеет свои разумные границы;

- для увеличения зоны обслуживания необходимо увеличивать мощность абонентских станций, что, в свою очередь, повышает общий уровень помех.

При небольшом количестве абонентов увеличения зоны обслуживания можно добиться, используя радиальнозоновый принцип или, как его ещё называют, одно сотовую систему с несколькими точками размещения антенн и с вещанием на общей волне. В данном случае наряду с главным пунктом размещения антенны имеется ряд вспомогательных пунктов соединенных линией связи с главным. Следует иметь в виду, что применительно к указанному случаю на разных базовых станциях могут использоваться одновременно только разные частотные каналы, что снижает эффективность использования частотного спектра и производительность системы. Для решения этих проблем было предложено использовать сотовый принцип при построении квазисотовых систем транкинговой связи.

Уточним, что в данном случае речь идёт об обеспечении возможности повторения частот в транкинговых системах, как это делается в системах сотовой связи. В отличие от сотовых сетей подвижной связи, в которых частое повторение в перекрывающихся сотах недопустимо, в ряде квазисотовых транкинговых системах возможно использование одних и тех же радиочастот в перекрывающихся сотах. Доступ к таким частотам разделен во времени: когда частота используется в одной соте (одним сайтом), доступ к ней со стороны других перекрывающихся с ней сот закрыт. Естественно, оборудование квазисотовой транкинговой системы существенно усложняется и дорожает. При квазисотовом построении транкинговой системы применяется централизованное и децентрализованное управление в составе зонового оборудования. При централизованном управлении главную роль играет основной контроллер системы (MSC – Main System Controler), который соединен с контроллерами базовых станции. В основном контроллере сосредоточены все сетевые функции системы:

- управления радиоканалами;

- сигнализации установления соединения;

- интерфейсы для стыковки с сетью общего пользования или учрежденческой АТС.

При децентрализованном управлении сетевые функции системы распределены на три уровня:

- на первом, каждый ретранслятор (приемопередатчик) имеет контроллер управления радиоканалом, что позволяет ретранслятору работать автономно;

- на втором все контроллеры управления радиоканалами многоканального ретранслятора подключены к базовому контроллеру, обеспечивающему управление зоной (сотой). На этом уровне реализуются такие функции, как постановка в очередь, проверка абонентов на принадлежность к данной сети связи, подключение к телефонной сети общего пользования;

- на третьем уровне находятся региональный контроллер и НЧ-коммутатор, размещаемые на региональном транкинговом узле. К региональному контроллеру подключены базовые станции данного региона. Для объединения отдельных региональных сетей используются межрегиональный контроллер и соответствующий НЧ коммутатор.

Технология построения транкинговых систем (SMR-систем) предусматривает следующее:

- во-первых, использование метода«trunking»  — свободного выбора незанятого канала радиодоступа из выделенного в каждой зоне обслуживания пучка каналов, достигаемого образованием общего для всех пользователей в каждой зоне служебного (сигнального) канала, по которому в соответствующую базовую станцию поступают сигналы о вызове, включая идентификацию (номер) вызываемого абонента или вызываемой группы, а также номер вызывающего абонента;

- во-вторых, в отличие от сотовых систем они, как правило, не обеспечивают непрерывности связи при пересечении абонентами границ зонрадио прикрытия базовых станций («эстафетная передача» или handover)и не имеют автоматического «роуминга». То есть не гарантируют абонентам «чужой сети» прежний набор имеющихся сервисных услуг, включая вопросы оплаты за предоставленные услуги. Здесь следует заметить, что имеет значение замена операции роуминга (roamening) — непрерывного автоматического сопровождения по всей территории сети движущегося абонента, реализованной в системах персональной подвижной связи (PCS), операцией повторного вхождения в сеть при ухудшении качества связи, обусловленного переходом пользователя из одной зоны в другую, что позволяет существенно упростить программное обеспечение системы маршрутизации, удешевить стоимость системного коммутатора (SX), исключить необходимость проключения через коммутатор (SX) всех разговорных трактов, в том числе в телефонную сеть общего пользования (PSTN), уменьшить канальную емкость линии связи между системным коммутатором и базовой станцией (SX-BS);

- в-третьих, наделение базовых станций BS функциями локального управления зонами (сотами) связи путем непосредственного соединения пользователей, находящихся в зоне ее обеспечения MS-MS через локальный коммутатор (МХ), а так же подключение подвижных абонентов к местной (учрежденческой) АТС (PABX), имеющей прямые выходы на локальный коммутатор базовой станции или через диспетчерский пункт. Реализация trunking - технологии позволяет:

- защитить систему подвижной  радиосвязи от перегрузок при большой концентрации пользователей в локальных зонах;

- обеспечить эффективное использование радиочастотного спектра;

- применить гибкую и простую  систему управления соединениями, декомпозировав ее на два уровня:

1. базовых станций с локальными коммутаторами MX;

2. системных коммутаторов.

Современный рынок услуг подвижной связи характеризуется высокими темпами развития систем персонального радиовызова (СПРВ), которые гармонично сопрягаются с системами радиосвязи и передачи данных.

Персональный вызов (пейджинг) - услуга электросвязи, обеспечивающая беспроводную одностороннюю передачу информации в пределах обслуживаемой зоны. По назначению системы персонального радиовызова можно разделить на частные (ведомственные) и общего пользования. Частные системы персонального радиовызова обеспечивают передачу сообщений в локальных зонах или на ограниченной территории в интересах отдельных групп абонентов. Как правило, передача сообщений в таких системах осуществляется с пультов управления диспетчерами без взаимодействия с телефонной сетью общего пользования (ТФОП).

Под системой персонального радиовызова общего пользования понимается совокупность технических средств, через которые через ТФОП происходит передача в радиоканале сообщений ограниченного объема. Развитие системы персонального радиовызова происходит путем:

- внедрения техники автоматического взаимодействия с телефонной сетью общего пользования;

- применения цифровых способов передачи вызовов (адресов) и сообщений в буквенно-цифровом коде;

- повышения пропускной способности и помехоустойчивости, через миниатюризацию и уменьшение потребления электроэнергии оконечными устройствами.

В настоящее время различными фирмами Японии, Великобритании, США и других стран разработаны многочисленные типы национальных и частных систем персонального радиовызова. Ключевым фактором в развитии системы персонального радиовызова явилась стандартизация радио интерфейса.

Принципы построения систем персонального радиовызова.

Системы персонального радиовызова или пейджинг СПРВ представляют абонентам оперативную и относительно недорогую связь. Работа СПРВ основана на том, что в большинстве случаев нет необходимости организовывать двухстороннюю связь, а достаточно передать только короткую информацию или вызов. Такая задача решается путем использования радиопередатчиков при наличии у каждого абонента небольшого приемника, называемого пейджером. СПРВ подразделяют на две категории:

- частные (локальные);

- общего пользования (протяженные).

Частные (локальные) СПРВ обеспечивают радиовызов на ограниченной территории, для определенной группы пользователей используют один или несколько передатчиков малой мощности. Вызов осуществляется через диспетчерские пульты без взаимодействия с ТЛФ сетью общего пользования.

В пейджинговых системах общего пользования, через ТЛФ сети общего пользования, передаются в радиоканале сообщения ограниченного объема. Современные пейджинговые системы осуществляют автоматическое взаимодействие с ТЛФ сетью общего пользования, используют цифровой способ передачи вызова и сообщений, повышенную помехоустойчивость передачи и пропускную способность. Оконченные устройства миниатюризируют, что позволяет уменьшить потребление энергии. Отличительной особенностью таких систем является большая зона обслуживания в масштабах страны, а также возможность межгосударственного взаимодействия, низкая стоимость и простота эксплуатации.

Немного истории: первая пейджинговая система была развернута в одном из Лондонских госпиталей в 1956г. Первая протяженная СПРВ была разработана в США и Канаде в начале 60 - х годов. В Европе протяженные СПРВ были введены в Голландии, Бельгии и Швейцарии в 1964 - 1965гг. СПРВ работает на радиочастотах в диапазоне от 80 до 1000 мГц.

СПРВ можно комбинировать с системами сотовой или другой подвижной связью, а также совмещать с ними. В таких системах пользователь может оповещаться о входящих телефонных вызовах и отвечать на вызов в удобное время. Пейджер может быть также встроен в носимый приемник.

Заключение

В заключении хотелось бы добавить, что концепция развития средств связи в ХХI веке предполагает создание всемирной информационной инфраструктуры, которую необходимо строить как "Сеть - сетей", объединяющей национальные и региональные сети связи в единую сеть, при этом связь должна быть не только глобальной, но и персональной, а главное доступной любому потребителю. В решении этой задачи в настоящее время немаловажная роль принадлежит наземным и спутниковым системам радиосвязи и передачи информации (РСПИ), обеспечивающим передачу и прием аналоговых и цифровых сигналов на дальние и сверхдальние расстояния. Традиционно в соответствии с Регламентом радиосвязи различают три основные службы радиосвязи:

- фиксированную службу связи (ФСС), предназначенную для организации связи между стационарными пользователями, т.е. между пользователями, находящимися в определенных, фиксированных пунктах. Ранее системы ФСС использовали только для организации магистральных линий связи большой протяженности и зоновой связи;

- подвижную службу связи (ПСС), обеспечивающую связь между подвижными объектами или между подвижными объектами и стационарным пользователем. В современной литературе такую связь чаще называют мобильной и, хотя первоначально ПСС была создана как служба специального назначения, предназначенная для организации морской, воздушной, автомобильной, железнодорожной и спутниковой связи, то в настоящее время ее широко используют также и для предоставления услуг персональной связи.

  - радиовещательную службу (РСС), предназначенную для приема телевизионных и радиовещательных программ. Она охватывает наземные системы непосредственного телевизионного и радиовещания, спутниковое телевизионное вещание и спутниковое непосредственное радиовещание. Причем непосредственным считается как индивидуальный, так и коллективный прием.     Такое деление сохраняется и в настоящее время, хотя и не полностью отражает динамику развития современных систем связи.

Процесс персонализации услуг связи привел к тому, что границы между традиционными службами ФСС и ПСС или ФСС и РСС постепенно начали стираться. Так, персональные земные станции удаленных пользователей спутниковых систем, работающие в Кu или Кa-диапазонах, формально относятся к службе ФСС (работа в полосах частот, выделенных для ФСС). Однако по своему назначению и выполняемым функциям они ближе к службе персональной спутниковой связи. Аналогичным образом происходит и процесс интеграции ФСС и РСС с развитием сравнительно нового направления в предоставлении персональных услуг – так называемого интерактивного обмена вовремя телепередач и удовлетворения индивидуальных запросов пользователей путем трансляции по закрытым каналам заказных телепрограмм. Естественно, что принадлежность к той или иной службе связи определяет специфику построения соответствующих, однако все они имеют и ряд общих признаков.

Данная дисциплина «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей» имеет определенное место в дальнейшем обучении студентов в профессиональной подготовке выпускников. А выбранная тема опирается как раз на основное содержание, связанное с принципами построения радиосвязи.

В заключение, исходя из целей и задач, можно сделать следующие выводы, что данный подбор и изучение основной и дополнительной литературы по теме курсовой работы помогла выполнить все пункты, касающиеся построения подвижной радиосвязи.

Глоссарий