Сотовая системы связи Введение В настоящее время во многих капиталистических станах,
атакже в ряде развивающихся стран ведется интенсивное внедрениесотовых сетей
связи (ССС) общего пользования. Такие сетипредназначены для обеспечения подвижных
и стационарных объектовтелефонной связью и передачей данных. В ССС подвижными
объектамиявляются либо наземные транспортные средства, либонепосредственно
человек, находящийся в движении и имеющийпортативную абонентскую станцию (подвижный
абонент). Возможностьпередачи данных подвижному абоненту резко расширяет
еговозможности, поскольку кроме телефонных сообщений он можетпринимать телексные
и факсимильные сообщения, различного родаграфическую информацию (планы местности,
графики движения ит.п.), медицинскую информацию и многое другое. Особое значениеССС
приобретают в связи с активным внедрением во все сферычеловеческой деятельности
персональных компьютеров,разнообразных баз данных, сетей ЭВМ. Доступ
к ним через СССпозволит подвижному абоненту оперативно и надежно получитьнеобходимую
информацию. Соответственно возрастет и роль системсвязи, повысятся требования
к качеству передачи информации,пропускной способности, надежности работы.
Увеличение объема информации потребует сокращения временидоставки и получения
абонентом необходимой информации. Именнопоэтому уже сейчас наблюдается устойчивый
рост мобильных средстврадиосвязи (автомобильных и портативных радиотелефонов),
которыедают возможность сотруднику той или иной службы вне рабочегоместа оперативно
решать производственные вопросы. Радиотелефонперестал быть символом престижа
и стал рабочим инструментом,который позволяет более эффективно использовать
рабочее время,оперативно управлять производством и постоянно контролироватьход
технологических процессов, что обеспечивает дополнительныедоходы при использовании
радиотелефона в производстве. Внедрение ССС во многие отрасли народного
хозяйствапозволит резко повысить производительность труда на подвижныхобъектах,
добиться экономии материально-трудовых ресурсов,обеспечить автоматизированный
контроль технологическихпроцессов, создать надежную систему управления транспортнымисредствами
или мобильными роботами, распределенными на большойтерритории и
входящими в состав гибких автоматизированных системуправления. Использование системы
радиосвязи с подвижными объектамиможно разделить на следующие классы: ведомственные
(или частные) системы подвижной связи (ВСПС); сотовые системы подвижной
связи (ССПС); системы персонального радиовызова (СПРВ). Исторически впервые
в эксплуатации появились ВСПС, так какв условиях ограничений на использование
радиосвязи возможностьее применения для связи с подвижными абонентами предоставляласьгосударственным,
ведомственным или крупным частным организациям(полиция,
пожарная охрана, такси и т. п.). Для вызоваподвижного абонента (внутри ограниченной
зоны обслуживания)стали использоваться СПРВ. Появившиеся совсем недавно ССПСявляются
принципиально новым видом систем связи, так как онипостроены в соответствии
с сотовым принципом распределениячастот по территории обслуживания (территориально-частотноепланирование)
и предназначены для обеспечения радиосвязьюбольшого
числа подвижных абонентов с выходом на телефонную сетьобщего пользования
(ТФОП). Если ВСПС создавались (и создаются)в интересах узкого круга абонентов,
то ССПС за рубежом сталииспользоваться в интересах широких кругов населения.
Свое название ССС получили в соответствии с сотовымпринципом организации связи,
согласно которому зона обслуживания(территория города или региона) делится на
большое число малыхрабочих зон или сот в виде шестиугольников. В центре каждойрабочей
зоны расположена базовая станция (БС), осуществляющаясвязь по радиоканалам
с многими абонентскими станциями (АС),установленными на подвижных объектах,
находящихся в ее рабочейзоне. Базовые станции соединены проводными телефонными
линиямисвязи с центральной станцией (ЦС) данного региона, котораяобеспечивает соединение
подвижных абонентов с любыми абонентамителефонной сети общего пользования
(ТФОП) с помощьюкоммутационных устройств. При перемещении подвижного абонента
изодной зоны в другую производится автоматическое переключениеканала радиосвязи
на новую базовую станцию, тем самымосуществляется эстафетная передача подвижного
абонента отпередающей к последующей (соседней) базовой станции. Управлениеи
контроль за работой базовых и абонентских станцийосуществляется ЦС, в памяти
ЭВМ которой сосредоточены какстатические, так и динамические данные о подвижных
объектах исостоянии сети в целом. В отличие от централизованных в сотовых сетях
подвижнойсвязи радиосвязь базовой станции с абонентской станциейосуществляется
в пределах малой рабочей зоны, что позволяетмногократно использовать одни
и те же частоты в зонеобслуживания. Число абонентов в ССС определяется пропускнойспособностью
и числом БС, равным числу рабочих зон, котороевозрастает по квадратическому
закону с уменьшением радиусарабочей зоны R при постоянном радиусе зоны
обслуживания R0. Еслидесять лет назад радиус рабочей зоны в ССС был равен 5-15
км, тов настоящее время он равен 200 м. Так уменьшение радиуса рабочейзоны
с 30 до 0,5 км позволит увеличить в 3600 раз числоподвижных абонентов, оснащенных
радиосвязью и имеющихвозможность выхода на ТФОП. Следовательно, эффективностьиспользования
спектра радиочастот в ССС во много раз выше, чем вцентрализованных
системах подвижной связи, что позволит вперспективе обеспечить управление большим
числом наземныхподвижных объектов. С уменьшением радиуса рабочей зоны появляется
возможностьуменьшить мощность передатчиков и чувствительность приемников,что
значительно улучшит электромагнитную совместимость (ЭМС)абонентов в ССС и
ЭМС между ССС и другими системами,использующими определенные спектры радиочастот,
а также позволитснизить стоимость и габаритные размеры абонентской станции,обеспечить
доступ к базам данных и ЭВМ. Отмеченные преимущества позволяют уже в
настоящее времяповысить оперативность управления и контроля в работеподведомственных
предприятий и организаций, улучшить качествотехнологических процессов в
системах с большим числомтранспортных средств. Стремительный рост объемов передаваемой
информации требуетзначительного сокращения времени доставки и обработки
абонентомнеобходимой информации. Это одна из причин быстрого ростамобильных средств
связи на базе ССС. Внедрение ССС означает появление принципиально нового
видасвязи - массовой радиотелесвязи, т.е. нового вида услуг. Ужесейчас абонентский
терминал ССС - сотовый радиотелефон (СРТ) -признается многими зарубежными экспертами
первичным терминалом,которым абонент пользуется как в стационарном состоянии
(дома,на службе), так и в движении. Широкое внедрение портативных СРТв перспективе
позволит обеспечить каждого человека персональнымтелефоном со своим
индивидуальным номером. Создание систем массовой радиотелесвязи с большим числомподвижных
абонентов, большой пропускной способностью и высокимкачеством приема
сообщений возможно только при использованиисотового принципа построения системы
связи. Этим и объясняетсяповышенный интерес к ССПС. Действующие в настоящее время
зарубежные ССС по сравнению сцентрализованными сетями имеют следующие преимущества:
- большое число абонентов; - высокое качество передачи телефонных сообщений
и данных; - возможность связи с ЭВМ и базами данных; - высокая эффективность
использования спектра радиочастот илучшая электромагнитная совместимость
с другимирадиотехническими системами. Использование ССС широким кругом потребителей
в отрасляхтранспорта, связи, энергетики, строительства, сферыобслуживания,
ремонта и др. приносит существенный экономическийэффект. По оценкам экспертов США
ежегодные доходы от внедрения иэксплуатации ССС в США достигают 2 млрд. дол.
Зарубежные эксперты отмечают возможность создания ССС беззначительных начальных
капитальных затрат. Сначала ССС создаютсяс крупными рабочими зонами (радиус
зон порядка 10 км) иотносительно небольшим числом абонентов. По мере поступлениядоходов
и роста числа заявок на СРТ размеры зон уменьшаются иувеличивается число
абонентов. При этом постоянно наращиваетсяобъем типового оборудования базовых
станций, АТС и центральнойстанции за счет доходов от использования ССС действующимиабонентами.
Поэтому первоначальные капитальные затраты могутбыть значительно
меньше полных затрат, приходящихся намаксимальное число абонентов. Раздел I.
Общие сведения о системах радиосвязи с подвижными объектами (ПО). 1.1. Классификация.
По назначению системы связи с ПО могут быть разделены на:- ведомственные
(специализированные) радиотелефонные системы;- радиотелефонные системы общего
пользования. Созданные первыми, ведомственные системы применяются впромышленности,
сельском хозяйстве, на транспорте и встроительстве, такси, скорой помощи,
а также в различныхаварийных службах. Эти системы предназначены для оперативногоуправления
процессами производственной деятельности. Различаютдиспетчерские радиотелефонные
системы, используемые для связируководителя работ с абонентами ПО,
а также для связи абонентовмежду собой и с радиосистемами передачи данных. Последниенаходят
применение в автоматизированных системах управленияпроизводством,
технологическими процессами и в таких системах, вкоторых от подвижного абонента
(ПА) или к нему необходимопередавать с высокой скоростью большой объем информации.
Однако в силу разобщенности ведомственных сетей,неэффективного использования
ими спектра частот, ограниченностиколичества обслуживаемых подвижных абонентов,
сложностиунификации аппаратуры связи и управления, а также ряда другихпричин
применение ведомственных систем носит ограниченныйхарактер. Однако ведомственные
системы радиосвязи с подвижнымиобъектами несмотря на отмеченные недостатки
могутпросуществовать еще длительное время, что объясняется ихпрактичностью и
ориентацией на те условия и специфику работ, длякоторых они создавались и отрабатывались.
Таким образом,становится актуальной задача преобразования и модификации
этихсистем в целях их объединения в единую сеть подвижной радиосвязисогласно
концепции построения сети радиосвязи с подвижнымиобъектами общего пользования.
Одним из вариантов решения такой задачи может быть способорганизации единого
автоматизированного управленияведомственными и другими локальными системами радиоподвижнойсвязи,
объединяемыми в сеть радиосвязи с подвижными объектамиобщего
пользования. Радиотелефонные системы общего пользования в настоящеевремя составляют
основной вид связи с ПО. Они позволяют наиболееполно и эффективно использовать
выделенный частотный спектр и,объединяя своих потребителей в одну группу,
дают им возможностьобщего доступа к системе связи независимо от ведомственнойпринадлежности
(по принципу городской телефонной сети).Указанное преимущество систем
обеспечивает широкий комплексуслуг: автоматическое соединение абонентов между
собой и сабонентами городской телефонной сети, а также других городов игосударств
с использованием междугородных и международных линий,передачу речи и данных,
а в ближайшем будущем телексных ифаксимильных сообщений, цветных графических
изображений,информации из банков данных и т.п. Радиотелефонные системы общего
пользования делятся на двавида: - системы с большими зонами обслуживания (БЗО
- радиальныесистемы); - системы с малыми зонами обслуживания (МЗО - сотовыесистемы
связи). Системы с большой зоной обслуживания основаны наиспользовании одной
центральной радиостанции, обслуживающей зонубольшого радиуса (от 50 до 100 км).
Мощность передатчика этойстанции выбирается в зависимости от заданной напряженности
поляна границах обслуживаемой территории и заключена в пределах от100 до
250 Вт, а антенна располагается в наиболее высокой точкезоны обслуживания. Широкому
внедрению таких систем препятствуетряд присущих им недостатков, прежде всего
невозможностьсущественного увеличения количества обслуживаемых абонентов.Также,
для систем БЗО необходимо: - исключать влияние мощных передатчиков на приемникицентральных
станций, так как на центральных станциях(УКВ-диапазон) они используются
совместно; - исключать влияние мощных передатчиков центральных станцийсоседних
зон на работу центральной станции данной зоны; - контролировать качество
связи внутри каждой зоны дляподвижных абонентов, находящихся на различных
удалениях отцентральной станции данной зоны; - тщательно планировать частотную обстановку
в выделенномдиапазоне; - обеспечивать равнодоступность каналов связи
со стороныподвижных объектов. Тем более, увеличение числа каналов на ограниченнойтерритории
обслуживания вызывает необходимость соответствующегоувеличения числа
центральных станций (ЦС), работающих сдостаточно большой мощностью. Это обстоятельство
при наличиикруговой диаграммы направленности антенны ЦС приводит квозможности
возникновения взаимных помех для большинстварадиостанций ПА, находящихся
в зоне обслуживания. Кроме того,значительному увеличению числа каналов препятствуетограниченность
выделяемого спектра радиочастот и невозможностьповторного
использования каналов в близлежащих районах из-забольшой мощности передатчика.
Другие недостатки связаны с многолучевостью распространениярадиоволн при работе
в городских условиях с плотной застройкой иналичием радиозатененных зон, что
может вызвать значительныеискажения сигналов и даже их пропадание на дальностях,
близких кпредельным. Отметим также возможность возникновенияинтермодуляционных
помех из-за достаточно плотного расположенияканалов. В связи с перечисленными
причинами возникла необходимостьинтенсивных поисков и исследований в области
разработки систем сбольшой эффективностью использования выделенного спектра ивысокой
пропускной способностью, которые были бы в состоянииобслуживать большое
количество абонентов. Эти исследованияначались на рубеже 60-70-х годов и привели
к созданиютерриториальных систем с малыми зонами обслуживания, получившихназвание
сотовых систем радиосвязи с подвижными объектами. Сотовые системы подвижной
радиосвязи имеют принципиальноновую структуру, основанную на сотовом построении
ираспределении частот,согласно которому зона обслуживания делитсяна большое число
ячеек ("сот"), каждая из которых обслуживаетсяотдельной радиостанцией небольшой
мощности, находящейся в центреячейки (рис. 1). Небольшая мощность передатчиков
в системах МЗОи, соответственно, небольшой радиус их действия, допускаеторганизацию
повторения частот приема-передачи через 1 - 2 зоны.Это позволяет реализовать
основное достоинство сотовой системы -обеспечение высококачественной
радиосвязью большого количестваПА в условиях ограниченного частотного диапазона.
К достоинствам систем МЗО также относятся: - применение сравнительно маломощных
передатчиков в базовыхстанциях и, как следствие этого, экономия радиоспектра
за счетдинамического распределения частот выделенного диапазона междузонами обеспечения
связи; - возможность гибкого эволюционного развития системы МЗО(за счет,
например, увеличения или уменьшения числа зонобслуживания); К недостаткам систем
МЗО относятся: - увеличение стоимости систем в целом за счет использованиябольшого
числа стационарных базовых станций; - необходимость применения аппаратуры
непрерывного слеженияза подвижными абонентами, т.к. распределение каналов
связименяется от зоны к зоне и поэтому возможны перерывы связи припересечении подвижными
абонентами границ сопряженных зон. По принципам реализации управления
СРПО подразделяются наследующие группы: СРПО с ручным управлением, в которых реализуется
ручнаякоммутация радиоканалов как между подвижными объектами, так имежду
подвижными и стационарными абонентами, ручная коррекция ивизуальный контроль
оператором режимов работ как абонентскихрадиопередающих станций (АРС), так и
аппаратуры центральных(базовых) станций и т.д.; СРПО с автоматизированным управлением,
в которых толькочасть операций выполняются человеком, а большая часть операцийпо
обслуживанию подвижных объектов - посредством управляющихвычислительных
средств (УВС) согласно заданным алгоритмамработы; СРПО с автоматическим управлением,
в которых все основныеоперации установления связи и контроля за работой
системыреализуются за счет организации систем автоматическогоуправления - без
участия человека-оператора. В последнее время наибольшее распространение получили
СРПО,имеющие: - сотовую или квазисотовую структуры; - автоматизированное или
автоматическое управление; - возможность входа в сеть общего пользования илисопряжения
с другой СРПО; - возможность передачи цифровых сигналов управления ипрямого
и обратного преобразования информации (в том числе иречи) в цифровую форму
и обратно. Внедрение в ССПР цифровых методов обработки информации всамом ближайшем
будущем позволит получить абонентам целый ряддополнительных услуг: доступ
к международным базам данных,факсимильная связь, определение местоположения
ПА с большойточностью, получение медицинских данных и т.д. Как ужеотмечалось выше,
ССПР характеризуются высокой эффективностьюиспользования спектра. Наконец, они
могут найти применение вкачестве временного средства для полной или частичной
замены вкороткие сроки проводной телефонной связи в новых районахзастройки и
обеспечения связью абонентов, проживающих иливременно находящихся в труднодоступных
районах. Интенсивное использование ССПР за рубежом началось в начале80-х годов.
К 1985 г. ССПР наиболее широко эксплуатировалась вСША, Японии, Скандинавских
странах. В настоящее времяосуществляется их внедрение в ФРГ, Великобритании,
Франции иряде других стран. 1.2. Принципы построения сотовых систем. Разделить
обслуживаемую территорию на микрозоны можно двумяспособами: статистическим,
основанным на измерениистатистических параметров распространения сигналов в системахсвязи,
или детерминированным, основанным на измерении илирасчете параметров
распространения сигнала для конкретногорайона. При статистическом способе вся
обслуживаемая территорияразделяется на одинаковые по форме зоны и с помощьюстатистических
законов распространения радиоволн определяются ихдопустимые размеры
и расстояния до других зон, в приделахкоторых выполняются условия допустимого взаимного
влияния. Чтобы оптимально разделить территорию на микрозоны, т. е.без
перекрытия или пропусков участков, могут быть использованытолько три геометрические
фигуры - треугольник, квадрат ишестиугольник (рис. 2). Наиболее подходящей
фигурой являетсяшестиугольник, так как если антенну устанавливать в его центре,то
круговая форма диаграммы направленности будет покрывать почтивсю его площадь.
Радиостанции ПО (рис. 1), находящиеся в микрозонах, могутсвязаться ЦРС, находящейся
в центре этой зоны (БС). Всемикрозоны связаны соединительными линиями
с главнойрадиостанчией ССПР. В качестве соединительных линий могутиспользоваться
кабели, радиорелейные линии. Главнаярадиостанция (ЦС) соединяется с телефонной
сетью. Такимобразом, при связи абонента АТС с абонентом ПО сигнал вызова изтелефонной
сети попадает на ГСПС, от нее по соединительнымлиниям к одной из МЗЦС и
затем по радиоканалу к абоненту ПО. Передатчик МЗЦС имеет сравнительно небольшую
мощность,необходимую для связи с абонентами ПО в микрозоне, поэтомууровень
создаваемых им помех значительно ниже. Это даетвозможность использовать те же частоты
и в других ячейках.Расстояние до этих ячеек, в которых могут быть использованы
однии теже рабочие частоты, зависят от условий распространениярадиоволн,
допустимого уровня помех и числа радиостанций,расположенных вокруг данной ячейки.
Считается допустимым, чтобыв сотовой шестиугольной структуре частоты повторялись
через двеячейки (рис. 3). Это означает, что, используя 7 рабочихканалов,
можно перекрыть всю зону обслуживания. Еслиинтенсивность нагрузки по всей зоне одинакова,
то и размеры всехячеек выбирают одинаковыми. Обычно распределение абонентов
ПО повсей обслуживаемой территории неравномерно (уменьшается отцентра к
периферии), поэтому целесообразно так изменять ячейки,чтобы их размеры увеличивались
к периферии. Это позволяетуменьшить стоимость ССПР в целом за счет уменьшения
необходимогочисла БС. Однако в этом случае мощности передатчиков центральныхи
подвижных радиостанций будут зависеть от размеров ячеек,поэтому целесообразно
использовать автоматически регулируемую посигналу корреспондента мощность передатчика.
Кроме того, длятерриторий с зонами разного размера надо более тщательноопределять
те из них, в которых можно повторно использоватьрабочие каналы.
При статическом способе в большинстве случаев получаемыйинтервал между зонами, в
которых используются одинаковые рабочиеканалы, получается больше необходимого
с точки зренияподдержания взаимных помех на допустимом уровне. Более оптимален
детерминированный способ разделения назоны. При нем тщательно измеряют или расчитывают
параметрысистемы для определения минимального числа центральных станций,обеспечивающих
удовлетворительное обслуживание абонентов по всейтерритории, учитывается
рельеф местности для определенияоптимального места расположения ЦРС,
имеется возможностьиспользовать направленные антенны, пассивные ретрансляторы исмежные
центральные станции в момент пиковой ногрузки и т.д.Однако этот способ
сложен и требует в ряде случаев моделированияс использованием ЭВМ. В сотовых системах
необходимо определить, какую ЦРСподключить для связи с абонентом ПО, т.
е. определитьместоположение абонента ПО на территории обслуживания. При этомне
требуется высокая точность определения местоположенияподвижного объекта. Достаточно
определить только микрозону вкоторой он находится. При входящей связи, т.
е. от ЦС кабоненту ПО, сигнал вызова может передаваться либо поспециальным вызывным,
либо по свободным каналам, на которыерадиостанции ПО настраиваются автоматически.
Местоположениеопределяется по уровню сигнала, поступающего от радиостанции
ПОна ближайшую БС. которая и включается для ведения переговоров сабонентами
ПО. При переезде в зону действия другой БСрадиостанция ПО автоматически переходит
на канал новой БС. Приэтом постоянно должен обеспечиваться контроль за радиостанциейПО,
для чего в процессе ведения разговора с абонентом ПО на БС идалее
в ЦС совместно с речью передаются контрольные сигналы. Существуют различные методы
определения координат:наиболее распространенный из них трехсторонний дальномерныйметод
для оценки дальности импульсными или фазометрическимисистемами, а
также триангуляционный метод для измерения азимутаПО по отношению к базовым станциям,
принимаюшим сигнал егоабонента. Есть также предложения по использованию
методаэлектронного оповещения, при котором на границах зонустанавливаются электронные
посты оповещения, предназначенныедля передачи абоненту ПО информации о пересекаемой
области. Этаинформация запоминается радиостанцие ПО и может быть затемпередана
на ЦРС, принимающие заявку на обслуживание абонентовПО. Однако такая
система требует дополнительной аппаратуры,устанавливаемой на всей территории
обслуживания. Следуетотметить, что методы определения координат радиостанции ПО
иалгоритмов выделения ЦРС еще требуют дополнительныхисследований. После выделения
одной из нескольких ЦРС для связис абонентом ПО необходимо выделить рабочий
канал. В простейших сотовых системах с относительно равномернойсредней нагрузкой
используется фиксированное распределениеканалов, при котором за каждой зоной
закрепляется один канал, арадиостанция ПО может переключаться на каналы всех
зонавтоматически по мере перехода из одной зоны в другую. В болеесложных системах
за каждой зоной может быть закреплена группаканалов (стволов); радиостанция
ПО при работе в данной зонеавтоматически выбирает канал, свободный в данный момент
отсвязи. При переходе в другую зону она автоматическипереключается на другую
группу каналов и на поиск свободногоканала в новой зоне. При фиксированном распределении
каналов во время пиковойнагрузки, которая чаще всего возникает в центре
обслуживаемойтерритории, центральные ячейки могут быть перегружены, апериферийные
иметь свободные каналы, что приводит кнеэффективному использованию спектра.
В этом случае лучшеприменять динамическое распределение каналов, при котором
любойканал может быть использован в любой микрозоне обслуживания. В системе
связи с динамическим распределением каналовобрабатывается большой объем информации.
Для этого используетсябыстродействующая ЭВМ, в которой запоминается информация
осостоянии каждого канала в каждой зоне обслуживания и изменениеее при изменении
состояния системы. Абонент подвижного объекта,осуществляющий вызов, должен
иметь свой адресный признак дляопределения состояния и для автоматизации расчета
оплатыобслуживания. Центральную радиостанцию необходимо переключать сканала
на канал по мере распределения каналов в пределах зоныобслуживания. При динамическом
распределении увеличиваетсязагруженность каналов и снижается интенсивность
отказов посравнению с системами, в которых используется фиксированноераспределение
каналов. Но управление системой усложняется.Каждая ЦРС должна работать
на всех частотах системы.Радиостанция ПО может работать либо на одном, либо на групперавнодоступных
каналов. Таким образом одноканальнаярадиостанция ПО может
обеспечить связь на всей территорииобслуживания (конечно, если канал не занят другойрадиостанцией).
При фиксированном распределении каналоврадиостанция ПО должна
работать на всех каналах системы, акаждая ЦРС должна иметь 1/7 от общего числа
каналов. Одной из основных функций БС является обеспечениесопровождения между
проводной частью ССПР и АС. В состав БСвходят приемники, передатчики и блоки
управления для связи с ЦС.С центральной станцией БС соединены группой разговорных
каналови несколькими каналами передачи данных. Передатчики БС и АСимеют небольшую
мощность, необходимую для обеспечения связи впределах ячейки, что дает возможность
использовать одни и те жечастоты в различных ячейках, разнесенных друг
от друга наопределенное защитное расстояние D (рис. 3). Повторноеприменение одних
и тех же частот позволяет наиболее экономноиспользовать выделенный ресурс
и обеспечивает высокую пропускнуюспособность системы. В процессе движения ПО пересекают
границы ячеек. При этомАС, установленные на ПО, по командам ЦС передаются
от одной БС кдругой, переключаясь на свободный частотный канал соседнейячейки.
Автоматический поиск свободных каналов и установлениесоединения осуществляется
без нарушения связи по командам ЭВМ,управляющей коммутационным оборудованием.
Процедураавтоматического перевода АС от одной БС к другой в процессдвижения
ПО получила название "эстафетной передачи". Приперемещении ПО из одной ячейки в
другую ЭВМ фиксирует полученныепо радиоканалу управления данные о качестве сигнала,местоположения
объекта и некоторые другие, с использованиемспециальной программы
определяет соответствующий заданнымтребованиям свободный канал в той ячейке,
куда переместилсяабонент. После этого ЦС посылает сигнал для автоматическогопереключения
АС на этот канал. Помимо данной процедуры ЦСвыполняет следующие
функции: - управление и контроль за работой БС и АС; - установление соединений
между абонентами и разъединениеих по окончании разговора; - слежение за качеством
передачи; - поиск ПО на территории обслуживания; - тарификация и диагностика
состояния системы. По структуре ССПР могут быть построены по радиальному илирадиально-узловому
принципу или иметь распределенное управление.По радиальному принципу
строятся ССПР с небольшим количествомБС, такие, например, как TACS (Великобритания)
и AMPS (США). БСсоединяются непосредственно с ЦС, которые, в свою очередь,подсоединены
к телефонной сети общего пользования. Радиально-узловой принцип
применяется в случае, если ССПРобслуживает большую территорию со значительным
количествомабонентов. Такими системами являются NTT (Япония) и MATS-E(Франция).
При этом БС соединяются со станциями управления,которые проводными линиями
связи подключены к ЦС. Станцииуправления устанавливают соединение, осуществляют
контролькачества принимаемой информации, производят эстафетноепереключение. Кроме
того, они передают сведения о произведенныхоперациях на ЦС. Последняя фиксирует
полученную информацию и, вслучае необходимости, перекоммутирует АС в зону
действия другойЦС. При распределенном управлении ЦС отсутствует, а функцииуправления
осуществляют БС и АС. Существенным является вопрос о частном планировании
в ССПР.В соответствии с принятыми принципами каждой БС выделяетсяопределенный
набор частотных каналов, который может повторяться.Как уже упоминалось, БС, на
которых допускается повторноеиспользование выделенного набора частот, разделяются
между собойзащитным интервалом D (см. рис. 3). Именно возможностьповторного
использования одних и тех же частот определяетвысокую эффективность применения
частотного спектра в ССПР.Смежные БС, использующие различные наборы частотных
каналов,образуют группу из С станций. Если каждой БС выделяется набор изканалов
с шириной полосы Fк, то общая ширина полосы, занимаемаяССПР, будет Fc = Fк m
C, где m - число каналов. Таким образом,величина С определяет минимально возможное
число каналов всистеме, поэтому ее часто называют "частотным параметром"системы
(в некоторых источниках - "коэффициентом повторениячастот"). Число активных
абонентов во всей зоне обслуживанияопределяется соотношением: - R0 ¬2 N = L¦m
1,21¦¦ -- ¦¦m, (1) L R - - R0 ¬2где L 1,21¦¦ -- ¦ - число БС, L R - R0 - радиус
зоны обслуживания, R - радиус ячейки. Тогда эффективность использования спектра
частотопределяется выражением: (2)из которого следует, что величина эффективности
не зависит отчисла каналов в наборе и увеличивается по мере уменьшениярадиуса
ячейки. Таким образом, использование меньших радиусовячеек дает возможность
увеличить повторяемость частот. Крометого, из (2) видно, что целесообразно выбирать
малые значения С. Применение шестиугольной формы ячеек позволяетминимизировать
необходимый частотный диапазон, посколькуобеспечивает оптимальное соотношение
между величиной С изащитным интервалом 1 - D ¬2 С = ---¦¦---¦ (3) 3 L R -
Кроме того, шестиугольная форма наилучшим образомвписывается в круговую диаграмму
направленности БС,установленной в центре ячейки. Остановимся более подробно
на вопросе о выборе размеровячеек (радиусе R). Эти размеры определяют защитный
интервал D(см. рис. 3) между ячейками, в которых одни и те же частотымогут быть
использованы повторно. Заметим,что величина интервалазависит также от допустимого
уровня помех и условийраспространения радиоволн. В предположении, что интенсивностьнагрузки
в пределах всей зоны одинакова, ячейки выбираютсяодинаковых размеров.
Из соотношения (1) следует, что призаданном размере зоны обслуживания
(радиус R0) радиус ячейки Rопределяет также число абонентов N, способных одновременно
вестипереговоры на всей территории обслуживания. Из этого соотношениятакже
видно, что уменьшение радиуса ячейки позволяет не толькоповысить частотную эффективность
и увеличить пропускнуюспособность системы, но и уменьшить мощность
передатчиков ичувствительность приемников БС и АС. Это улучшает условияэлектромагнитной
совместимости ССПР с другими радиоэлектроннымисредствами и системами и
снижает ее стоимость. С другой стороны, чрезмерное уменьшение радиуса ячеекприводит
к значительному увеличению числа пересечений ПА границячеек, что может вызвать
перегрузку устройств управления икоммутации системы. Кроме того, возможно
увеличение числаслучаев возникновения взаимных помех. И, наконец, при малыхзначениях
R в реальных условиях даже незначительное отклонениеположения антенны относительно
геометрического центра ячейкиможет вызвать ощутимое уменьшение отношения
сигнал/помеха всистеме. В связи с этим в реальных условиях при выборе величиныR
приходится принимать компромиссное решение. Типовые значениярадиусов выбираются
на основе расчетов и опыта эксплуатации исоставляют величину 0,5 - 2,5 км
(в Лондоне и Стокгольме). Вперспективе в особенности для районов с плотным трафиком
этавеличина, как полагают, будет уменьшаться. Оценим, для примера, возможное
количество активныхабонентов ССПР для современного города, характеризуемоговеличиной
радиуса зоны обслуживания R0 = 30 км при радиусеячейки R = 1 км. Пусть
число одновременно обслуживаемых одной БСактивных абонентов равно 16. Подсчеты
по приведенной формуледают величину N, равную 17 тыс. Если принять разумную
дляпрактики величину активности сети (отношение числа абонентов,ведущих в каждый
данный момент времени переговоры, к общемуколичеству абонентов в сети) равной
0,1, то общая ее емкостьсоставит 170 тыс. абонентов. В соответствии с исследованиямизарубежных
специалистов, в городах с населением, превышающим2 млн. чел.,
потребность в радиотелефонных средствах оцениваетсяна уровне 2% от населения (в
городах с меньшим населением онасоставляет 1 - 1,5 %). Таким образом, емкость
рассмотреннойсети может удовлетворить потребность города с населениемпорядка 8-9
млн. чел. В реальных условиях распределение ПА в пределахобслуживаемой территории
может быть неравномерным. Как правило,оно уменьшается от центра к периферии.
При этом наиболеерационально выбирать величину R таким образом, чтобы ее размерыувеличивались
от центра к периферии. Следует учитывать, чтотребуемая мощность
передатчиков БС и ПА не остается неизменной,а определяется размерами ячеек.
В этом случае рациональноприменять автоматически регулируемую в зависимости отинтенсивности
сигнала корреспондента мощность передатчика. Исключительно важным
вопросом, определяющим в значительнойстепени основные характеристики ССПР, является
распределениечастотных каналов между БС. Оно позволяет обеспечить низкийуровень
межканальных помех, оказывающих значительное влияние напомехоустойчивость
системы. Существуют три способа распределениячастотных каналов: фиксированное,
динамическое и гибридное. При фиксированном распределении каждой БС выделяетсяопределенный
набор каналов. АС подвижных абонентов принахождении их в определенной
ячейке с помощью ЦС назначаетсясвободный в данный момент времени канал из
набора. Приперемещении АС в другую ячейку с помощью процедуры эстафетнойпередачи
осуществляется переключение данной АС насоответствующий свободный канал этой ячейки.
Недостатком способаявляется неэффективное использование частотного спектра,поскольку
в реальных условиях центральные ячейки города могутбыть перегружены,
а периферийные иметь свободные каналы. При динамическом способе любой из частотных
каналов можетбыть использован любой БС. При этом тем БС, на которых всеканалы
заняты, предоставляются на время сеанса связи каналы издругих ячеек. Это
осуществляется с помощью ЭВМ, в памяти которойхранится информация о состоянии
каждого канала в зонеобслуживания и всех его изменениях в процессе работы системы,
атакже о местонахождении ПА. Таким образом, динамическоераспределение каналов
позволяет увеличить загруженность каналови тем самым повысить эффективность их
использования и снизитьвероятность блокировки вызова в случае, когда все каналы
даннойячейки заняты. Однако нагрузки на устройства управления системойсвязи
в этом случае возрастают. При гибридном способе распределения каждой БС выделяетсяфиксированный
набор каналов, а также определенное их число дляраспределения
динамическим способом. Гибридный способ прибольших нагрузках позволяет предъявлять
менее жесткие требованияк управляющим устройствам по сравнению с динамическим,
ав области малых значений нагрузки имеет преимущество передфиксированным, состоящее
в более низкой вероятности блокировкивызова. Следует отметить, что наиболее
существенное достоинстводинамического и гибридного распределений заключается
в том, чтоони обеспечивают выравнивание нагрузки на канал. Прификсированном
распределении это осуществляется путем увеличениячисла каналов, предоставляемых
БС в местах с плотным трафиком, атакже уменьшением радиуса ячеек. Необходимость
многофункционального управления в ССПР имеетпервостепенное значение для реализации
возможности наиболееэффективного использования выделенной полосы радиочастот.Многократное
использование частот затрудняется из-за сильногоизменения уровня
сигнала по мере движения АС в пределах зоныобслуживания, обусловленного многолучевым
распространениемсигнала, а также экранирующим и поглощающим воздействием
местныхобъектов. Управление необходимо осуществлять таким образом,чтобы в
сильно меняющихся условиях прохождения радиосигналовнепрерывно осуществлялась надежная
связь. Как отмечалось выше,с этой целью ЦС осуществляет функции управления
эстафетнойпередачей АС по мере пересечения ПА границ ячеек и снижениякачества
сигнала ниже установленного заранее порогового уровня.Для оценки качества сигнала
по разговорному каналу постояннопередается пилот-сигнал и измеряется соотношение
сигнал/шум помощности или сигнал/помеха с помощью специальныхизмерительных
приемников. При уменьшении величины дозначений ниже порогового уровня, что
может обусловливатьсявыходом АС из зоны действия БС, замираниями сигнала, а такжерядом
других причин, ЦС выбирает зону с максимальной величинойи переключает АС
на новый канал (осуществляет эстафетнуюпередачу). Для реализации процедуры управления
и обмена служебнойинформацией между БС и АС на группу разговорных каналоввыделяется
специальный канал управления. В свободном режиме АСпостоянно настроена
на частоту этого канала. Обменсоответствующей информацией в звене БС-ЦС производится
поспециальному проводному каналу, также выделенному на группуразговорных
каналов. Характерной особенностью процесса коммутации,осуществляемой в ССПР,
является то, что абонент находится вдвижении и может оказаться в зоне обслуживания
любой БС. В связис этим для установления соединения с находящейся в движении
АСнеобходимо иметь информацию о местонахождении абонента. При этомсогласно
рекомендациям МККТТ на 1985-1988 гг. координаты АСдолжны определяться с точностью
до зоны или группы зон. Этапроцедура должна осуществляться таким образом,
чтобыобеспечивалось своевременное обновление данных о местоположенииАС и был максимально
облегчен поиск АС при изменении зоныобслуживания. Результаты регистрации
местоположения АС хранятсяв специальном регистре для записи местоположения.
При анализе и расчете зон действия БС и решении ряда другихзадач существенную роль
играет учет особенностей распространениярадиоволн УКВ- и СВЧ-диапазонов в
городских и пригородныхусловиях. К ним относятся, прежде всего, многолучевоераспространение,
вызываемое случайными и многократнымиотражениями от зданий и других
объектов городской застройки, атакже рассеиванием радиоволн этими объектами.
В результатесуммирования различных лучей на приемной стороне радиолиниивозникают
случайные амплитудные и фазовые флуктуации, вызывающиеявления замирания сигнала.
Распределение огибающей такогосигнала подчиняется закону Рэлея, а величина
замиранийотносительно среднего уровня составляет > 40 Дб. Одним из основных путей
борьбы с замиранием являетсяиспользование методов разнесенного приема. Эти
методыпредполагают наличие нескольких разделенных трактов передачи снезависимыми
замираниями, по которым передается одно и то жесообщение. Средние уровни сигналов,
передаваемых по каждомутракту, должны быть также примерно одинаковы. Присоответствующем
комбинировании сигналов, поступающих из трактовпередачи, формируется
результирующий сигнал, имеющий гораздоменьшую глубину замирания и обеспечивающий
соответственнобольшую надежность передачи. В последнее время в этих же целях
начинает применятьсямедленная псевдошумовая перестройка рабочей частоты. Кроме
того,эффективным средством борьбы с замираниями является внедрениеширокополосных
цифровых систем подвижной связи с шумоподобнымисигналами, ожидаемое в самое
ближайшее время. 1.3. Конструктивное построение сотовых систем связи. Оборудование
для ССПР может быть разделено на несколькоосновных групп: 1) оборудование
ЦС, обеспечивающих управление работойсистемы и контроль ее состояния, распределение
каналов икоммутацию вызовов между БС, сопряжение ССПР со стационарнойтелефонной
сетью; 2) оборудование БС, передающее и принимающее сигналы АС; 3) оборудование
АС как перевозное, так и переносное; 4) комплект линейного оборудования
для подключения БС к ЦС. Как правило, основу оборудования ЦС составляют серийныеэлектронные
АТС, имеющие дополнительное программное обеспечение,позволяющее
осуществлять процедуру переключения частотныхканалов при перемещении ПА из одной
ячейки в другую,контролировать техническое состояние системы, выявлять отказы
ипроизводить диагностику предполагаемых неисправностей, а такжереализовывать административное
управление работой системы. Так,например, в системе NMT в качестве
ЦС используется электроннаяавтоматическая телефонная станция типа DX 200МТХ
с емкостью 100тыс. номеров и максимальным числом радиоканалов 3500. Станцияимеет
три выхода: на телефонную сеть общего пользования, БС и ксистеме технической
эксплуатации станции. В развертываемой вБельгии ССПР в качестве ЦС предполагается
использовать цифровуюавтоматическую телефонную станцию System 12. Первоначально
ЦСбудет работать с 45 БС и обслуживать 5 тыс. абонентов, вдальнейшем планируется
увеличение емкости до 50 тыс. абонентов,а числа БС до 245. Эту же станцию
предполагается применять присоздании цифровой ССПР CD-900. Собственно электронная
система коммутации ЦС содержитпроцессоры, запоминающие устройства, коммутационные
цепи,межстанционные соединительные линии и различные служебные цепи,организованные
как единая система управления. На БС размещаются радиопередатчик и
радиоприемник,контроллер, аппаратура передачи данных и контроля каналов, атакже
множество канальных плат и антенная система. С помощьюэтой аппаратуры, помимо
передачи и приема, осуществляются подуправлением ЦС поиск ПА и определение их
местоположения,установление соединения, распределение каналов, а также передачаданных
и выполнение диагностических процедур на оборудовании БС.Управление данными
операциями выполняется схемной логикой ипрограммируется контроллерами. Комплекты
канальных платпередатчиков и приемников обеспечивают возможность расширениясистемы
путем приращений, что позволяет увеличивать числоканалов, приходящихся
на каждую ячейку. Число абонентов врасчете на канал является гибким параметром
сети, зависящим откачества обслуживания. Типовая величина составляет 20-25 ячеекна
канал. С центральной станцией БС соединяется группойразговорных каналов и
несколькими каналами передачи данных.Приемопередатчики подключаются к общим антеннам
с помощьюразвязывающе-согласующего устройства из расчета не более 12-16на
одну антенну. Антенны могут быть не направленными либо иметьсекторную направленность,
перекрывая, например, секторы по 60град. или 120 град. каждый. Кроме уменьшения
взаимных помех,такое построение антенной системы обеспечивает расширение
объемасети по мере роста числа абонентов без затрат на строительствоновых БС.
Приемопередающие устройства современных ССПР представляютсобой узкополосную аппаратуру
с частотной модуляцией, в которойиспользуются канальные несущие, разнесенные
с интервалом 25-30кГц. Прорабатывается возможность использования в этих
системахметодов передачи с одной боковой полосой частот. В перспективныхсистемах
планируется применение широкополосных сигналов, чтопозволит повысить помехоустойчивость
и увеличить числоабонентов. Так же, как и в случае с ЦС, на БС в качестве
их элементови узлов с успехом применяются серийно выпускаемыепромышленностью
микропроцессоры, ЭВМ, другая радиоэлектроннаяаппаратура и ее элементы. Абонентские
телефонные аппараты в ССПР могут быть двухтипов: перевозные и переносные.
Перевозные аппараты менее сложныв изготовлении как в отношении требований к
габаритам и массе ихэлементов, так и с точки зрения источников питания, посколькуони,
как правило, подсоединяются к имеющемуся на любом ПОисточнику тока. С
другой стороны, переносные аппаратыпредоставляют большую свободу перемещения, позволяя
абонентупокинуть ПО. Кроме того, компоненты, отвечающие требованиям,предъявляемым
к переносным аппаратам, с успехом могутпользоваться и в перевозной аппаратуре,
реализуя ряддополнительных операций (автоматический набор несколькихномеров,
фиксация вызова и пр.). Ожидается, что в ближайшембудущем они станут наиболее
распространенным типомрадиотелефона. Так, фирма Ericsson (Швеция) разработала
и выпускает новоепоколение радиотелефонных аппаратов, состоящее из трех вариантоваппаратуры.
Два из них, предназначенные для комбинированногоприменения,
могут устанавливаться на автомобиле илииспользоваться в качестве переносного аппарата
для систем типовNMT 450 и NMT 900, а третьим является карманный радиотелефон
длясистемы NMT 900. Для использования первых двух аппаратов впереносном
варианте предусмотрены три различных по емкостисменных аккумулятора, обеспечивающих
непрерывную работу от 4 до12 ч. Масса радиотелефонов, в зависимости от выборааккумулятора,
составляет от 600 до 800 г. Карманный вариантсостоит из приемопередатчика,
гибкой штыревой антенны и съемногоаккумулятора, емкость которого по
желанию пользователявыбирается в пределах от 0,75 до 0,25 А ч со сроком непрерывнойработы
до подзарядки 60, 40 или 20 мин. Выходная мощностьпередатчика может
варьироваться от 0,1 до 1 Вт. Структурная схема обоих аппаратов одинакова и включает
триосновных части: приемопередатчик, блок управления и логическийблок.
Приемопередатчик обычно монтируется в багажнике автомобиляи представляет собой
ЧМ-радиостанцию. Основные ее элементыявляются традиционными для подобных устройств.
Отметим толькотребования высокой стабильности, которым должны удовлетворятьприменяемые
в ней генераторы, что связано с малым разносом междуканалами сети.
Для выполнения этого требования в передатчикеобычно используется высокостабильный
частотный синтезатор,формирующий по командам логического блока сетку с числомчастотных
каналов от единиц до нескольких сотен (наиболее часто666 частотных
каналов). Мощность перевозных передатчиковсоставляет единицы ватт, переносных -
доли ватта. Блок управления обеспечивает первичный контакт абонента сБС и устанавливается
в салоне автомобиля. Логический блок является средством осуществленияуправления.
Основную его часть составляют серийно выпускаемыепромышленностью микропроцессоры,
которые обрабатывают сообщения,поступающие от блока управления
или демодулятора. При создании абонентских аппаратов широкое применениенаходят
арсенид-галлиевые ИС, подстроечные керамическиерезонаторы, способные работать
в диапазоне частот, и другиеэлементы современной полупроводниковой техники. Они
позволяютосуществить интеграцию радиоголовки аппарата (генераторы,делители частоты,
модуляторы, усилители мощности) и другихузлов, что является важным фактором
уменьшения стоимости иразмеров абонентской аппаратуры. 1.4. Принципы построения
автоматизированных систем управления радиосвязью с подвижными объектами В качестве
наиболее характерных примеров организации СРПОи их сетей, на основе анализа
которых выявляются основныетребования к структуре и архитектуре АСУ радиоподвижной
связью,рассмотрим основные принципы построения зарубежныхавтоматизированных
систем радиоподвижной связи. В зарубежных системах связи, в том числе в СРПО,
непринято выделять автоматизированные или автоматические системыуправления
(АСУ или САУ) и рассматривать их отдельно отструктуры СРПО, тем на менее, можно
сделать вывод не только оналичии в составе СРПО АСУ или САУ, но и о иерархическойструктуре
построения этих систем управления (см. также Прил. А). Автоматизация
решения основных задач управления и контроляпроцессом и средствами связи распределяется
между всемиосновными уровнями управления и контроля СРПО, к которым
можноотнести: - объектовый уровень управления (абонентские радиостанции(АРС),
станции коммутации каналов связи и т.п.); - уровень промежуточного сбора, хранения
и обработкипоступающей информации от объектового уровня (информация отехническом
состоянии средств связи), осуществляющий такжеуправление объектовым уровнем
посредством соответствующегораспределения поступающих от системного уровня
управляющихдиректив между объектами управления. К этому уровню относятсязадачи
управления и контроля, решаемые обычно управляющимивычислительными средствами базовых
станций СРПО; - системный уровень управления (реализуемый на базевычислительных
средств центральных станций), в число основныхзадач которого обычно входит
общесистемный анализ состояния всехтехнических средств связи системы, качества
и интенсивностипрошедших сеансов связи между абонентами, учет и прогнозированиеизноса
технических средств связи, планирование и распределениересурсов связи,
составление (в реальном масштабе времени)оптимальных маршрутов связи и т.п.
Современные подвижные АРС, размещаемые в автомобилях идругих подвижных объектах,
кроме радиооборудования имеют в своемсоставе УВС, что позволяет размещать в конструкции
пультауправления АРС дисплеи, унифицируемую клавиатуру управления,малогабаритные
принтеры и т.п. УВС АРС осуществляют контроль иуправление всеми режимами
работы радиооборудования, выборсвободного канала приема-передачи абонентской
информации,настройку частоты по командам ЦС или БС. Кроме того, встроенныеУВС
АРС позволяют реализовать такие процедуры, как: - автоматический поиск и установление
связи по любомусвободному каналу абонентской телефонной сети; - осуществление
реперного набора посредством нажатия однойодной кнопки для вызова абонемента,
если его номерзапрограммирован заранее; - инициация автоматического повторения
занятого номера; - отображение на экране дисплея времени суток,продолжительности
сеанса связи, набираемого номера, последнегонабранного номера, номер
абонемента, повторно передаваемого вавтоматическом режиме из запоминающего устройства
УВС,номераабонемента, участвующего в соединении, справочной информации,запрошенной
абонементом из вычислительного центра СРПО(например, расписание авиарейсов)
и т.п. Перечисленные примеры процедур управления и контроля,предоставляемого
сервиса реализованы в ряде зарубежных моделейбортовых АРС, в том числе в
автономной радиотелефонной системеGL 2000, сопряженных с телефонной сетью США и
Канады. Особыйинтерес представляет программа ИНТАКС (США), в основу которойположена
концепция квазисотовой структуры высокомобильной связи.Специфика построения
таких систем связи заключается в том, чтонаряду с сотовыми и сеточными структурами
построения СРПОпроектируются и линейные структуры радиального типа,в которых
БСустанавливается вдоль возможных трасс движения подвижныхобъектов. Однако
и в последнем случае управление квазисотовыхСРПО практически не отличается от
управления СРПО с сотовойструктурой. При этом системы связи, разрабатываемые по
программеИНТАКС, должны удовлетворять следующим требованиям: - вся разрабатываемая
подвижная радиосеть полностьюцифровая; - станции автоматической коммутации
имеют все эшелонысвязи, включая самые низшие; - протяженные линии подвижной сети
используют спутниковыесредства связи; - разрабатываемые системы связи позволяют
обслуживатьподвижных абонентов, а также пригодны к взаимодействию с другимисистемами
связи, в том числе, с системами связи зарубежныхстран; - все вновь разрабатываемые
системы связи различногоназначения имеют хорошо развитые органы
планирования,управления и контроля всех технических средств и комплексовсвязи этих
систем, развитые проводные и радиолинии дляпередачи-приема данных от всех автоматических
средств икомплексов связи и обратно, средства документирования иотображения
информации в том числе и в составе бортовых АРС; - вся разрабатываемая
аппаратура связи имеет встроенныеуправляющие компьютеры или предусматривает их
подключение; - количество обслуживающего, специально обученногоперсонала для
разрабатываемых систем подвижной сети -минимальное; - все управляемые компьютеры
различной мощности иназначения унифицированы по отношению друг к другу, имеютвозможность
сопряжения (аппаратурно и программно) не только другс другом, но и
с другими вычислительными комплексами другихсистем связи. Высокая степень оснащения
управляющими вычислительнымисредствами современных и перспективных зарубежных
СРПО позволяетразработчикам этих систем решать и некоторые дополнительныезадачи
(кроме основных задач обеспечения связи), чемобеспечивается обеспечение надежности,
достоверности иоперативности работы СРПО. К этим задачам относятся:
- прогнозирование и планирование распределения ресурсовсвязи (в реальном масштабе
времени) в интересах обеспеченияподвижных и стационарных абонентов надежной и
достоверной связьюкак в нормальных, так и в аварийных условиях работы СРПО; -
прогнозирование и планирование перестройки конфигурацииотдельных систем связи и
сети связи в целом; - реализация управления перестройки конфигурации систем исетей
связи, а также синхронизация управления режимами работысредств связи посредством
выделенного канала управления науровне только УВС; - осуществление пакетной
передачи дополнительной заказаннойабонентами информации по межмашинным каналам
связи (каналамуправления); - реализация принципа эволюционного развития систем
и сетейсвязи с подвижными объектами без приостанова работы действующихсистем
и сетей связи; - организация заданных дисциплин обслуживания своихабонентов и
управления дисциплиной их обслуживания в зависимостиот изменений условий предоставления
связи; - обеспечение необходимого сервиса обслуживания своихабонентов.
Кроме перечисленных, посредством УВС могут решатьсяследующие задачи: - оперативный
контроль качества установленных соединениймежду абонентами; - регистрация
сеансов связи; - определение и регистрирование зон, в которых находятсяподвижные
абоненты, между которыми должна или может бытьустановлена связь; - маркирование
свободных запрашиваемых или приоритетныхканалов связи; - обеспечение управления
перекоммутацией каналов связи припересечении подвижными абонентами границ
зон связи во времясеансов связи; - контроль и оценка трафика связной аппаратуры,
выделенныхканалов управления и каналов связи; - организация и передача управляющих
и контроль директив исообщений и т.д. Очевидно, что все эти задачи , решаемые
УВС систем и сетейсвязи, могут быть дифференцированы по уровням управления
и посвоей проблемной ориентации примерно следующим образом: 1. Прогнозирование
и планирование работы сети связи вцелом, ее систем и технических средств, осуществляемые
в целяхкоординации работы распределенных стационарных и подвижныхобъектов,
фрагментов и систем сети связи. 2. Адаптивное управление системами связи
и расчет маршрутовсвязи. 3. Контроль текущего состояния соединений и техническихсредств
связи, диагностика планируемых и работающих направлений,систем, их фрагментов
и комплексов технических и управляющихсредств связи. 4. Реализация управления
техническими средствами связи и ихконтроля (с возможной диагностикой их
состояния). Исходя из такого распределения задач, решаемых УВС СРПО, атакже с
методологической и технической точек зрения,представляется возможным все УВС СРПО,
если не территориально,то функционально объединить в автоматизированные илиавтоматические
системы управления (АСУ или САУ) техническимисредствами связи. При
этом все УВС должны должны отвечатьтребованиям однородности по своей программно
- аппаратурнойреализации и быть организованы в систему управления какколлектив
вычислителей. Из отечественных источников известно, что задачипрогнозирования
и планирования решаются в АСУ производством(АСУП), которые подготавливают техническую
документацию ипроизводственные задания (планы,директивы) с указанием
объемов исроков их выполнения, а остальные три класса задач решаются, какправило,
АСУ технологическими процессами (АСУ ТП). Известно,чтовозникающие при такой
интеграции задачи являются комплексными.Поэтому такие интегрированные АСУ целесообразно
называтькомплексными АСУ (КАСУ). Таким образом, применительно к задачам
управления связьюКАСУ связью (КАСУС) должна состоять из: - общесетевой АСУС (ОС
АСУС), которая решает общесетевыезадачи прогнозирования и планирования работы
связи, а также (принеобходимости) планирует совместную работу с другими сетямисвязи;
- нескольких системных АСУС, предназначенных дляпланирования и организации
работ своих систем связи сообразно собщественным планом работы, поступающим
от ОС АСУС, с которойсистемные АСУС непосредственно связаны; - нескольких АСУ
средствами связи (АСУСС), осуществляющихцелевые планы работ,получаемые в директивном
порядке отсобственных систем АСУС и предназначенных для реализации функцийуправления
техническими средствами связи, а также дляоперативного контроля этих
технических средств связи. АСУСС,таким образом, составляет объектовый уровень
управления. Предлагаемая структура комплексной АСУС (КАСУС) позволяетобъединить
под единым управлением различные по специализациисистемы радиосвязи с подвижными
объектами в единую сетьрадиосвязи общего пользования. Однако, реализация КАСУС
в своюочередь потребует решения таких задач: - объединение в единую систему
связи различных техническихсредств связи с различными возможностями сопряжения
ссовременными УВС; - обеспечение эволюционной замены как УВС,так и управляемыхсредств
связи; - разработка гибкой программно-аппаратурной среды на базеунифицированного
единого ряда УВС в целях организации управлениявычислительным процессом
КАСУС (с точки зрения координации исинхронизации работы управляющих вычислительных
устройствсредств связи и КАСУС в целом); - реализация сопряженных средств
КАСУС с устройствамиуправления технических средств связи и между собой. 1.5.
Выводы. Одним из важнейших достоинств ССПР является высокаяэффективность использования
выделенного частотного спектра,достигаемая путем повторного применения
одних и тех же частот вразличных ячейках системы. Ограничивающим фактором при этомявляются
внутрисистемные помехи, включающие взаимные помехиячеек с повторяющимися
частотами, а также межканальные помехи.Данное обстоятельство служит одним
из определяющих при выборевеличины защитного интервала D, а также при распределениичастотных
каналов в системе. Для ослабления названных помехприменяется ряд
специальных мер, одна из которых состоит вприменении разнесенного приема, позволяющего
в значительнойстепени снизить уровень межканальных помех. В таких системахудается
не только повысить отношение мощности сигнала к мощностипомехи, но
и получить некоторое подавление помехи в процесседемодуляции путем соответствующего
увеличения индекса модуляции.Снижение взаимных помех достигается также соответствующейпространственной
ориентацией антенн смежных каналов. Раздел II. Алгоритмы
работы ССС и протоколы управления. 2.1. Структура системы управления в ССС.
Одной из основных задач при построении ССС являетсяразработка системы управления.
При планировании ССС определяетсятерритория обслуживания, разделяемая на
ячейки шестиугольнойформы, радиус описанной окружности которых может бытьразличным
- от 20-30 км в районах с малой плотностью трафика (восновном сельскохозяйственных)
до 0,5-2 км в районах свысокой плотностью трафика (в густонаселенных
городскихрайонах). Пользователи ССС, находясь в любой точке территорииобслуживания,
могут с помощью абонентских станций связываться сдругими абонентами ССС и
телефонной сети общего пользования. Абонентская станция может быть выполнена впортативном
либо мобильном варианте. Функционально АС состоит изблока управления,
модема, приемопередатчика и антенны. Блокуправления сопрягается с приемопередатчиком,
микротелефоннойтрубкой и пультом управления, содержащим дисплей. В блокприемопередатчика
входят устройство передачи и приема сигналовна радиочастоте.
Модем осуществляет преобразование поступающихсигналов со стороны абонента или
со стороны сети всоответствующую форму, необходимую для дальнейшейобработки. Базовые
станции обеспечивают сопряжение междупроводной частью ССС и абонентскими
станциями. В состав БСдействующих систем входят приемники, передатчики, блокиуправления
для связи с ЦС. С центральной станцией БС соединеныгруппой разговорных
каналов и несколькими каналами передачиданных. При обслуживании абонентов ССС
центральная станциявыполняет такие основные функции, как: - установление соединений
между абонентами; - разъединение по окончании разговора; - слежение за качеством
передачи речи; - переключение АС на новый канал при перемещении АС вовремя
сеанса связи из зоны обслуживания одной БС в зонуобслуживания другой БС с целью
обеспечения непрерывностисоединений; - поиск подвижного абонента на территории
обслуживания; - тарификация, диагностика состояния системы. Следует отметить,
что отличие ЦС от электронных АТС стацио-нарных телефонных сетей общего пользования
в основном сводитсяк особенностям программного обеспечения. Постоянно
взаимодейст-вуя, АС, БС и ЦС выполняют команды, поступающие со стороныуправляющей
части сети. Структурно ССС могут быть построены порадиальному или радиально-узловому
принципу (в этом случаеиспользуется централизованное управление), а также
могут иметьраспределенное управление. По радиальному принципу могут бытьпостроены
ССС с небольшим числом БС. Примерами такихССС являются АМPS (США), ТАСS
(Великобритания). В такихсистемах каждая БС непосредственно соединяется с ЦС, котораяимеет
выход на телефонную сеть общего пользования. По радиально-узловому
принципу построены ССС, покрывающиебольшую территорию обслуживания с большим числом
абонентов, на-пример системы NTT (Япония) и MATSE (Франция). В этих системахБС
непосредственно соединяются со станциями управления (СУ), ко-торые, в свою
очередь, подключены к ЦС проводными линиями связи.При таком построении СУ осуществляет
установление соединения,кон-тролирует качество принимаемой информации,
производит эстафетноепереключение каналов АС в другую зону, выделяет свободные
разго-ворные радиоканалы, передает сведения о произведенных операцияхна ЦС, которые
фиксируют полученную от СУ информацию и можетосуществить перекоммутацию АС
в зону действия другой централь-ной станции. При распределенном управлении ССС
центральная станция каккоординирующее звено не выделяется, поэтому подобные системыпостроения
имеют ряд таких преимуществ, как большая живучестьи надежность,
возможность более быстрого и экономичного нара-щивания емкости сети. 2.2. Организация
каналов управления. В действующих ССС передача информации производится
по выде-ленным каналам передачи данных с шириной полосы частот 25 кГц.Для обмена
информацией между БС и АС на группу разговорных ра-диоканалов выделяется один
канал управления (КУ). В свободномрежиме АС постоянно настроена на частоту КУ.
Обмен между ЦС и БСведется по проводному каналу передачи данных, также выделенномуна
группу разговорных каналов. В скандинавской системе NMT для обмена служебной
информаци-ей между ЦС, БС и АС применяется быстрая частотная манипуляция(FFSK).
Скорость передачи по КУ установлена 1200 бит/с. Информа-ция передается в
виде 64-разрядных кадров. Каждый кадр содержитпять полей: - номер канала N1, N2,
N3 по которому передается данноесообщение; - префикс Р, характеризующий тип кадра;
- номер района обслуживания V1, V2, где расположена базоваястанция с номером
канала N1 N2 N3; - номер АС; - информационное поле. В направлении ЦС-АС информационное
поле содержит 12 бит; внаправлении АС-ЦС номер района обслуживания
V1 V2 не передаетсяи информационное поле содержит 20 бит. В системе NMT в качествеуправляющего
используется любой из разговорных радиоканалов, что,по мнению специалистов,
повышает эффективность управления ССС.Во французской системе МАТSЕ
для КУ выбирается, как и в NMT, лю-бой канал из группы разговорных. Скорость
передачи информациипо КУ составляет 2,4 кбит/с. Форматы передаваемых сообщений при-водятся
на рис.4. В направлении БС-АС информационное поле содер-жит 128 бит,
образующих восемь кодовых слов по 16 бит в каждом,поле управления доступом составляет
два кодовых слова по 16 бит. В направлении АС-БС информация передается
в виде кадровдлиной 176 бит, кроме того, введен защитный интервал между кад-рами
длиной 16 бит. При передаче от АС запроса на исходящее сое-динение заявка поступает
в обратный КУ (канал управления в на-правлении АС-БС) синхронно с сигналом
"разрешение доступа" в ка-нал АС-БС, передаваемым от БС,и сигналом тактовой
синхронизации.Это снижает вероятность конфликтной ситуации, т.е. предупреждаетпоступление
в обратный канал управления одновременно двух заявокот разных АС. В
системах ТАСS (Великобритания) используются два типа ка-налов управления: прямой
и обратный КУ. Информация по прямому КУв направлении от БС к АС передается со
скоростью 8 кбит/с непре-рывным потоком, который при отсутствии информации для
АС содер-жит контрольный текст. Это является необходимым, так как в сво-бодном
состоянии АС сканирует каналы управления, выбирая каналс наиболее высоким уровнем
сигнала. На рис. 5 представлены стан-дартные форматы, используемые в прямом
КУ для передачи следующихсообщений: - о состоянии соответствующего обратного канала
управления(свободно/занято); - информационные данные (слова А) - для четных
номеров АС; - информационные данные (слова В) - для нечетных номеровАС. Разряды,
указывающие о состоянии свободно/занято, всегдарасполагаются на одних и тех
же позициях передаваемого форматасообщения с тем, чтобы упростить их выделение
из общего потокаинформации. Объединение двух потоков информации (А и В)уменьшает
временной промежуток, отведенный длясинхропоследовательности. Достоверность
принимаемой информацииувеличивается благодаря многократной передаче (пять повторов),что
особенно важно для каналов, подверженных замираниям иинтерференции.
Для обеспечения необходимых требований повероятности ошибки информационные слова
кодируются иобъединяются с разрядами коррекции ошибок. В приемникеосуществляется
мажоритарное накопление последовательностейсоответствующим правилам принятия
решения (3 из 5). В прямомканале управления на каждое кодовое слово используются
28 битинформации и 12 бит коррекции ошибок; в обратном КУ используются36 информационных
бит и 12 бит коррекции ошибок. Код с такойструктурой способен исправлять
однократную ошибку и обнаруживать4 ошибки. Информационные слова - это сложные
пакеты информации,разделенные на группы или на отдельные разряды, каждый изкоторых
определяет параметры системы, номер серии, цифру внабираемом номере и
т.д. Более точное содержание формата внутрислова зависит от типа сообщений. Аналогичным
образом организуется обмен информацией по КУв системе АМРS, в которой
длина формата сообщения по прямомуКУ составляет 463 бита. В японской системе NТТ
прямой канал управления называетсявызывным каналом, поскольку по этому каналу
производится вызовАС; обратный КУ, называемый каналом доступа, используется приисходящем
соединении. Информация по каналам управления переда-ется в цифровом
виде со скоростью 300 бит/сек манчестерским ко-дом. Длина стандартного сигнала
составляет 43 бита, включая 12контрольных разрядов. Все управляющие сигналы передаются
после8-разрядной синхрогруппы. В сигнале управления, поступающем состороны
АС, содержится 24-разрядный заголовок, стартовый сигнал,используемый как синхронизирующий,
и сигнал, открывающий вход-ной логический элемент БС. Заголовок
и стартовый сигнал выде-ляются на БС, остальная информация поступает на СУ. В
состав ин-формации, которую СУ непрерывным потоком передает по вызывномуканалу,
входит номер вызываемого района и номер используемогоканала доступа. Если информации
для АС нет, далее следует конт-рольное заполнение. Помимо каналов управления
в системе NТТ между каждой БИ истанцией управления введен канал для эстафетной
передачи под-вижной станции из одной зоны в другую, в котором передаются
не-обходимые сообщения со скоростью 12 кбит/сек. В рассмотренных системах радиотелефонной
связи радиокана-лы используются как продолжение кабельных линий. Обмен
сигнала-ми происходит между ЦС и АС; БС выполняет функцию преобразовате-ля радиосигналов
в телефонный сигнал. Радиоканалы, как правило,предоставляются со стороны
ЦС. Выбор каналов определяется допол-нительными алгоритмами на станции, которые
не учитывают особен-ности распространения радиоволн, поэтому при установлении
связимогут возникать потери вызова из-за низкого уровня сигнала, пе-редаваемого
по радиоканалу. Для повышения эффективности исполь-зования каналов необходимо
контролировать радиоканалы по различ-ным параметрам, применяя децентрализованный
контроль на каждойБС. Вместе с тем широкое применение цифровой обработки
сигналовпри построении систем радиотелефонной связи позволила изменитьсуществующее
положение. Примером может служить широкополоснаяССС CD=900, в которой все
служебные процедуры (установление сое-динения, выделение свободных разговорных
каналов) ведутся по ка-налу управления.Кроме того,по КУ БС выдает объединенную
информа-цию о поиске АС в своей ячейке. Дуплексный КУ представляет собойнепрерывно
повторяющиеся временные "окна" (каналы) длительностью75 мс каждый. Временные
каналы нумеруются от 1 до 32 и формиру-ются в непрерывные временные кадры длительность
2,4 с. Для дос-тижения минимальной вероятности блокировки каждое "окно"
делит-ся на 2 информационных блока, в результате чего формируются 2независимых
дуплексных канала. Для повышения эффективности работы в системе организованоустановление
очереди для вызовов, поступающих в обоих направле-ниях передачи.
Это позволяет сократить на 20-25% число КУ и сни-зить их непроизводительную загрузку.Установление
очереди сводит-ся к тому, что если в момент поступления вызова
все разговорныеканалы заняты, то нет необходимости повторного набора номера.При
исходящих вызовах разговорные каналы назначаются только поКУ, после чего в
разговорном канале проходит тест для проверкикачества связи. Если канал неисправен,
он заменяется другим.Алгоритм выбора канала построен таким образом, чтобы
новый каналбыл достаточно разнесен от неисправного канала для уменьшениявзаимного
влияния. На основе систем МАТSЕ и CD-900 разработана цифровая СССЕС-900 (ФРГ),
где в качестве КУ может использоваться любой раз-говорный радиоканал из группы,
выделенной для БС. На каждой БСиспользуется несколько КУ. Для каждой 16-канальной
группы раз-говорных радиоканалов назначается один КУ.Так же,как и в CD-900,в
системе ЕС-900 организуются двухсторонние очереди для поступа-ющих вызовов.
Канал управления состоит из временных кадров дли-ной 192 бита длительностью
80 мс каждый. Структура кадра соот-ветствует системе МАТSЕ. Отличие состоит в том,
что для инфор-мационного поля выделяется 160 бит (10 кодовых слов длиной по16
бит каждое), а для управления доступом в КУ используется16 бит. Обратный КУ
от АС к БС строится аналогично системеМАТSЕ. Наиболее эффективной считается скорость
передачи по КУв направлении от АС к БС 800 бит/с, от БС к АС 1000 бит/с,
дляуправления доступом принимается скорость 200 бит/с. 2.3. Определение местоположения
АС в ССС. Особенность коммутационных станций ССС по сравнению со стан-циями
телефонной сети общего пользования обусловлено тем, чтоабоненты находятся в
движении и могут переместиться в зону об-служивания любой БС. Таким образом, для
установления соединенияс подвижной АС необходимо располагать информацией о местоположе-нии
абонента. С этой целью в ССС введена процедура регистрацииместоположения
подвижной АС. Согласно рекомендациям МККТТ коор-динаты АС должны определяться
с точностью до зоны либо до группызон. Регистрация местоположения должна
быть организована так,чтобы обеспечивалось своевременное изменение данных о местополо-жении
АС и максимально облегчался поиск АС в случае изменениязоны обслуживания.
Рекомендуемый МККТТ алгоритм регистрацииместоположения АС показан на
рис. 6. Абонентская станция начинает процедуру установления место-положения только
в том случае, если последовательность, опреде-ляющая зону обслуживания, которая
записана в памяти АС, не сов-падает с вновь поступившей. Регистрация местоположения
считаетсязавершенной, если получено подтверждение от ЦС. Результаты ре-гистрации
местоположения АС поступают в специальный регистр длязаписи местоположения.
В ССС большой емкости, охватывающей большую территорию, мо-гут действовать
несколько ЦС. Каждый абонент зарегистрирован наконкретной ЦС, т.е. необходимые
данные об АС записываются в ре-гистр местоположения адресной ЦС. Если АС переезжает
в зону об-служивания другой ЦС (визитной), то данные о местоположении
АСзаписываются в регистр местоположения новой ЦС и хранятся в немдо тех пор,
пока АС не покинет зону обслуживания визитной ЦС,которая до этого момента будет
следить за всеми передвижениямиАС и информировать о них адресную ЦС. Визитная ЦС
предоставляетабоненту все необходимые виды соединений в процессе установле-ния
соединения визитной ЦС может потребоваться дополнительнаяинформация, которая
хранится только на адресной ЦС. По запросувизитной ЦС адресная ЦС передает требуемую
информацию. Приме-ром ССС, в которой действует несколько ЦС, взаимодействующихмежду
собой, является система NТТ, которая введена в действиес 1979 г. в районе
г.Токио. Первоначально управление сетью осу-ществлялось одной ЦС. Для увеличения
числа абонентов и террито-рии обслуживания потребовалось увеличить число
ЦС до 9 в 1984 г.Для взаимодействия между собой использованы каналы переключениямежду
ЦС, обмен информацией по которым производится в соответ-ствии с системой
сигнализации МККТТ N 7. Наличие в ССС нескольких ЦС сказывается на времени установ-ления
связи. Практически независимо от числа узлов коммутациив системе сигнализации
МККТТ N 7 среднее время установления сое-динения при исходящем вызове
составляет около 8 с, что, по мне-нию экспертов, не является ограничивающим
фактором для внедрениярассматриваемой структуры сети. 2.4. Управление входящего
вызова в ССС. В действующих ССС процедура установления соединения входя-щего вызова
любой АС осуществляется следующим образом. При пос-туплении на ЦС заявки
на входящее для АС соединение ЦС по кана-лу передачи данных передает на БС команду
вызова данной АС, ко-торая, получив от БС вызов, передает в КУ сигнал подтвержденияполучения
вызова, транслирующийся через БС на ЦС. В ответ ЦСпередает на
АС номер свободного разговорного радиоканала. Посленастройки на частоту выделенного
радиоканала АС сообщает на ЦСо своей готовности, которая, в свою очередь,
посылает сигнал(звонок) вызываемому абоненту. Когда абонент снимает трубку, ЦСподключает
разговорный тракт, при этом в течение сеанса связипостоянно контролируется
качество передачи. Протокол установления входящего вызова в системе NМТ
пред-ставлен на рис. 7. В исходном состоянии АС настроена на вызыв-ной канал с
максимальным уровнем сигнала. Вызов в сторону АСпроизводится от ЦС через все БС,
которые относятся к так называ-емой зоне вызова, где расположена АС в данный
момент времени.Получив сигнал вызова, подвижная станция по обратному КУ пере-дает
подтверждение, поступающее на ЦС. Получив подтверждение,на ЦС выделяется разговорный
радиоканал (РК), номер которогосообщается по КУ на АС, после чего КУ освобождается.
Далее осу-ществляется контроль установленного разговорного тракта
АС-ЦСна правильность выполненный операций. При этом по запросу ЦСот АС передается
ранее принятый номер РК, который проверяетсяна соответствие. В случае отсутствия
ошибок ЦС передает испол-нительную команду вызова "включить сигнал" (звонок).
Входящийвызов завершается окончательным проключением разговорного трак-та
и включением на БС тонального сигнала 4 кГц (внеполоснаямодуляция в РК) для непрерывного
контроля качества передачи. Процедура установления входящего вызова
в системах АМРSи ТАСS практически идентична, однако отличается от рассмотрен-ного
протокола. В исходном состоянии АС настраивается на час-тоту КУ с наиболее высоким
уровнем сигнала. По КУ передаетсянепрерывной поток информации, содержащий
сигналы входящего вы-зова. Получив со стороны сети заявку на входящее соединение,ЦС
по проводному каналу передачи данных дает команду всем БСвызвать данную АС.
Этот вызов транслируется на АС по КУ. Получивсигнал вызова, АС с помощью метки
"свободно/занято", имеющейсяв формате КУ, проверяет возможность доступа в обратный
КУ ивыдает через БС на ЦС подтверждающее сообщение, которое содержитсобственный
номер АС. Приняв это сообщение, ЦС анализируетпоступившую информацию,
определяет номер обслуживающей БС,выбирает свободный РК на данной БС и в информационном
форматеканала управления отмечает состояние этого канала как "занято"(в
течение 1-4 мс).Это позволяет снизить вероятность конфликтнойситуации при занятии
КУ несколькими абонентами. Затем по разговорному каналу ЦС посылает повторный
вызов наБС с указанием номера выделенного РК и номера специальногосигнала SAT
(Supervisopy Audio Tone), который применяется дляконтроля исполнения команд
и контроля качества передачи. Вкачестве сигнала SAT в одной ячейке ССС может использоватьсяодна
из трех тональных частот: 5970, 6000 и 6030 Гц.Следовательно, в
ССС с коэффициентом повторения частот С=7 можнообслуживать 21 ячейку без повторения
этих сигналов врадиоканалах с одинаковой частотой. Сигнал SAT постояннопередается
в канале во время разговора. В том случае, когдаобнаружено это прерывание,
АС включает таймер и , если SAT небудет обнаружен по истечении определенного
времени, АСпереключается на частоту КУ и сеанс связи заканчивается. В процессе
эстафетной передачи абонента из зоны в зону АСуведомляется о номере сигнала
SAT специальным сообщением.Получив информацию от ЦС, АС перестраивается на указаннуючастоту
свободного радиоканала и по этому радиоканалу передаетна ЦС выделенный
сигнал SAT. При его распознавании на БСпринимается решение о готовности дуплексного
радиоканала БС-АС кпередаче, о чем сообщается на ЦС соответствующим сигналом.
Далеепроизводится коммутация наземной телефонной линии ЦС-БСрадиоканалом
БС-АС и соответствующей командой АС приводится вготовность. Если абонент свободен,
то от АС по назначенномуразговорному радиоканалу на БС передается тональный
сигнал ST(Signalling Tone) частотой 8 кГц, который прерывается при снятиитрубки
абонентского аппарата. По сигналу ST БС сообщает на ЦС оготовности АС, и ЦС
посылает абоненту сигнал вызова (звонок).При снятии сигнала ST ЦС проключает
весь разговорный тракт,передает в канал сигнал SAT и следит за результатами измеренийкачества
передачи. При завершении разговора от АС передаетсясигнал ST и
сигнал о перестройке на частоту КУ, поэтому БСсообщает на ЦС об окончании связи,
после чего коммутационноеоборудование освобождается. Следует отметить, что в
отличие от алгоритма входящеговызова системы NMT в данном алгоритме контроль достоверностипринимаемых
сообщений частично перенесен на блок управления АС.Например,
с его помощью определяется соответствие междупринятым номером РК и номером
КУ, который обслуживает даннуюгруппу разговорных радиоканалов. В системе NTT имеются
отличия от описанного выше порядкаустановления входящего вызова, обусловленные
тем, что припостроении сети используются два служебных канала - каналуправления
и канал эстафетной передачи АС, а также промежуточныестанции управления.
При поступлении вызова он передается наадресную ЦС, где хранится вся информация
об АС. В зависимости отточности определения местоположения АС, станция управленияпосылает
на одну или несколько БС сигналы вызова АС, которые попрямому КУ
излучаются в эфир. Вызов от СУ может повторятьсядважды. После ответа АС станция
управления начинает поисксвободного разговорного радиоканала в группе каналов,
выделяемыхдля данной ячейки. После того как канал найден, СУ передает наЦС первый
ответный сигнал, содержащий информацию о номереячейки, в которой находится
АС, и номер выбранного РК,передаваемого также через БС на АС по КУ. От СУ на ЦС
передаетсявторой ответный сигнал, получив который ЦС через СУ передаетвызванному
абоненту сигнал вызова (звонок). Одновременно СУвыдает команду на БС об изменении
напряженности поля вразговорном радиоканале, результаты которого передаются
поканалу эстафетной передачи. После снятия абонентом телефонной трубки на СУ
и ЦСпроключается разговорный тракт. Сравнив рассмотренные процедуры установления
входящеговызова, отметим следующее: 1. В системах АМРS и ТАСS отказ в установлении
соединенияиз-за неисправности разговорного радиотракта может произойти наначальных
этапах установления соединения, в то время какпроверка разговорного
радиоканала в системе NTT происходит назаключительном этапе. Это приводит к увеличению
временинепроизводительного занятия ЦС, СУ и оборудования БС в системеNTT.
2. В системе NTT протоколы установления соединений несодержат операции подтверждения
приема каждой переданнойкоманды, что может привести к ложным срабатываниям.
3. В системе NTT введен дополнительный канал - каналэстафетной передачи, что
привело к усложнению алгоритмов работысистемы, а следовательно, и программного
обеспечения. 4. В системе NMT контроль качества передачи осуществляетсяпо единому
в сети пилот-сигналу (4 кГц), что делает системуболее чувствительной к уровню
взаимных помех, обусловленныхповторным использованием радиоканалов с одинаковой
частотой. 2.5. Установление исходящего вызова в ССС. Исходящий вызов от
АС может быть предназначен как дляабонента ТФОП, так и для абонента ССС. Для установленияисходящего
соединения на АС набирается номер вызываемогоабонента;этот
номер передается на БС и далее транслируется на ЦСпо каналу передачи данных. После
анализа информации и выделениясвободного РК в действующих ССС организуется
тест контролясостояния каналов, устанавливается соединение и в сторонувызываемого
абонента посылается вызов. После ответа абонентапроключается тракт. В системе
NMT в исходном состоянии АС настраивается начастоту КУ, в качестве которого используется
один из разговорныхрадиоканалов. Абонент АС набирает номер, который
переписываетсяв запоминающее устройство (ЗУ), и снимает трубку. После выборасвободного
РК по нему передается сигнал "канал занят". Состороны ЦС производится
подтверждение принятия сигнала "каналзанят", на который АС выдает ответное подтверждение.
Приполучении этого подтверждения ЦС передает на АС сигналготовности
к приему номера. Из ЗУ АС по разговорному радиоканалутранслируется номер вызываемого
абонента, и после подтвержденияприема номера на БС проводная телефонная
пара подключается крадиоканалу. Ответ вызываемого абонента служит основанием дляпроключения
разговорного тракта и включения тональногопилот-сигнала с частотой
4 кГц на БС для контролякачества передачи. Таким образом, обмен сигналами в системе
NMTведется по разговорным радиоканалам, система работает свзаимным многократным
подтверждением приема каждогосигнала, что обеспечивает высокую надежность
установлениясвязи. В системах АМРS и ТАСS управление при исходящемвызове основано
на на применении сигналов SAT и ST. Как и всистеме NMT, номер вызываемого
абонента записывается в ЗУабонентской станции. Затем АС проверяет состояние обратного
КУна занятость, т.е. определяет возможность доступа в прямой КУ.Получив
доступ, АС передает исходящий вызов, в которомсодержится номер вызывающей АС и номер
вызываемого абонента; БСтранслирует исходящее сообщение по каналу передачи
данных на ЦС,где осуществляется проверка на несанкционированный доступвызывающего
абонента к данной системе. Если абонент имеет праводоступа к сети, то ЦС инициирует
в течение 1-4 мс состояниеобратного КУ как "занято", выделяет свободный
РК и сигнал SAT;одновременно с этим устанавливается соединение в сторонувызываемого
абонента и ему передается вызов. Получив номера РК исигнала SAT, АС настраивается
на частоту разговорногорадиоканала и по нему передает соответствующий
сигнал SAT черезБС на ЦС, после получения которого осуществляется проверкаразговорного
тракта ЦС-БС-АС. Далее ЦС ожидает ответа абонента ипри снятии абонентом
трубки проключает разговорный тракт и ведетконтроль за качеством речи. Установление
исходящего вызова в системе NTT в отличие отрассмотренных выше систем производится
с участием СУ. Набранныйномер записывается в память АС, и по каналу
КУ через БС на СУпоступает сигнал "начало вызова", в котором содержится номервызывающего
абонента. Затем СУ выбирает свободный РК и передаетномер этого радиоканала
на АС. Одновременно СУ передает на ЦСсинхросигнал по каналу передачи данных,
а в сторону БС СУ даеткоманду эстафетной передачи об изменении напряженности
поля дляконтроля качества передачи. После завершения процедурыорганизации разговорного
тракта СУ считывает номер вызываемогоабонента из ЗУ АС и устанавливает
соединение между абонентами.Таким образом, в системе NTT обмен сигналами происходит
послужебным каналам трех типов, что усложняет алгоритм ипрограммное обеспечение
управляющего комплекса, а также схему АСи БС и снижает надежность установления
связи. Сопоставляя протоколы входящего и исходящего вызовов врассмотренных
системах, можно отметить, что организацияразговорного тракта содержит однотипные
операции управления. Этоозначает, что программы, обеспечивающие входящий
вызов, могутбыть реализованы в виде подпрограмм режима исходящего вызова. 2.6.
Протоколы поддержания непрерывной связи в ССС. Одной из основных проблем при разработке
ССС являетсяобеспечение непрерывной связи в течение сеанса передачи во
времяпередвижения АС по территории обслуживания. Принцип этойоперации, вызываемой
"эстафетной передачей" АС, заключается вследующем. Для оценки качества передачи
в установленномразговорном тракте по РК непрерывно передается пилот-сигнал
дляпостоянного измерения отношения сигнал/помеха по мощности .Если величина принимает
значение ниже установленного пороговогоуровня, то начинается процедура
эстафетной передачи. Снижениемощности принимаемого полезного сигнала может происходить
привыходе АС из зоны действия БС, а также при перемещенииподвижного абонента
в зону с длительными замираниями сигналов. Вдействующих системах при ухудшении
качества передачи от ЦС по БСпоступает команда измерить величину в РК. Измерениепроизводится
с помощью специальных приемников, которые могутбыть настроены
на частоту любого радиоканала системы. Оцениваяполученные от БС результаты
измерений, ЦС выбирает зону смаксимальным отношением сигнал/помеха и переключает
АС на новыйрадиоканал. Протокол обмена сообщениями в режиме эстафетной передачи
всистеме NMT представлен на рис. 8. В этой системе контроль закачеством речи
ведется по тональному пилот-сигналу с частотой4 кГц, который методом внеполосной
модуляции вводится вразговорный тракт на БС1, излучается совместно с речевымсигналом
и ретранслируется обратно. При снижении величиныниже порогового значения
ЦС выдает на соседние базовые станциикоманду произвести измерение отношения сигнал/помеха
с указаниемномера радиоканала РК1. По результатам измерений ЦС выбирает
БСс максимальным значением величины (например, БС2) и выделяетсвободный радиоканал
РК2 в зоне действия БС2. По радиоканалу РК1через БС1 на АС передается
номер нового радиоканала РК2, покоторому АС и ЦС взаимодействуют сигналами"передача-подтверждение".
По окончании обмена ЦС производитпереключение соответствующих
устройств и проводной телефоннойпары для продолжения разговора по новому
разговорному каналу.После всех переключений необходимых цепей с БС1 на БС2 ЦСосвобождает
телефонную пару, соединенную с РК1 на БС1. В системах АМРS и TACS протокол
обмена сообщениями врассматриваемом режиме отличается от систем NMT лишь тем,
чтоконтроль за качеством передачи ведется с помощью сигнала SAT. Помере приближения
АС к границе ячейки величина отношениясигнал/помеха уменьшается. Поэтому
БС1 может выдать на ЦС сигнал"ухудшение качества", по которому ЦС идентифицирует
шестьокружающих БС и дает им команду измерить уровень сигнала SAT1 вданном
РК. Центральная станция сравнивает полученные результатыи выбирает новую ячейку
с более высоким уровнем сигнала,например БС2, в направлении которой передает
номер нового РК иномер SAT2. Это сообщение транслируется на АС в разговорномрадиоканале,
по которому ведется сеанс связи. Подтверждениемполучения информации
является кратковременное (на 50 мс)прерывание сигнала SAT2, зафиксировав которое
БС1 посылаетсигнал исполнения на ЦС. В новом радиоканале АС передаем на ЦСсигнал
готовности, ЦС производит соответствующую перекоммутацию,освобождая БС1, и
проключает новый разговорный тракт. Контрольза качеством передачи ведется по сигналу
SAT2, дискретнаяинформация передается в РК методом бланкирования, при которомречевые
сигналы прерываются. Вся процедура эстафетной передачизанимает около
250 мс, поэтому для абонента момент переключенияпроисходит незаметно. В системе
NTT различаются три случая эстафетной передачи: - АС перемещается в пределах
зоны обслуживания СУ; - АС перемещается в пределах зоны обслуживания ЦС; - АС перемещается
в зону обслуживания другой (визитной) ЦС. Рассмотрим эстафетную передачу
АС при ее перемещении впределах зоны обслуживания СУ. При ухудшении качества
передачипо каналу эстафетной передачи БС1-СУ передается сигнал"ухудшение качества"
и СУ передает по каналу эстафетной передачикоманду на соседние БС "измерить
напряженность поля на "заданнойчастоте" и выбирает ту БС, результат измерения
которойудовлетворяет двум условиям: - величина напряженности поля должна быть
максимальной извсех полученных; - разница между выбираемой величиной напряженности
поля иисходной, полученной от БС1, должна быть не менее 5 дБ. Выбрав БС2,
СУ ищет свободный РК2 в направлении БС2 и поканалу передачи данных передает на
ЦС сигнал занятия РК2. Послетого как установлен разговорный тракт ЦС-СУ, СУ передает
номерРК2 на АС через БС1 по каналу эстафетной передачи. При этом АСнастраивается
на частоту радиоканала РК2 и передает по каналуэстафетной передачи на
СУ сигнал подтверждения, получив которыйСУ освобождает РК1 и производит соответствующую
перекоммутацию.Весь процесс эстафетной передачи в этом случае занимает
около800 мс. Таким образом, в системе NTT алгоритм взаимодействия междутелефонными
станциями сети оказывается наиболее сложным,поскольку введены промежуточные
станции управления. Вместе с темтакой подход не предъявляет жестких требований
кпроизводительности СУ, так как нагрузка в системе управленияраспределяется
между ЦС и СУ, а требование высокой пропускнойспособности обеспечено введением
дополнительного каналауправления. 2.7. Примеры реализации центральной системы.
В системе NMT в качестве ЦС используется электроннаяавтоматическая телефонная станция
типа DХ 200 МТХ. Эта станцияможет применяться на всех уровнях сети, т.е.
в качествеоконечной, зоновой, узловой и междугородной станций.Максимальная абонентская
емкость DХ 200 МТХ, используемой вкачестве ЦС, - 100 тыс. номеров, максимальное
число радиоканалов3500. Система имеет пропускную способность 100 тыс.
вызовов вчас, что соответствует интенсивности обрабатываемой нагрузки2500 эрл.
(при средней занятости 90 с). Система управления можетрасширяться по мере необходимости.
При обслуживании станцией DХ 200 МТХ комбинированнойнагрузки проводной
и радиотелефонной сетей максимальнаяабонентская емкость определяется удельной
нагрузкой абонентскихлиний. Структурная схема станции приведена на рис. 9. Станция
DХ200 МТХ, используемая в качестве ЦС, имеет три выхода наокружающие технические
средства: выход на ТФОП, выход к БС,выход к системе технической эксплуатации
станции. Станция DХ 200МТХ одновременно используется и как одна из АТС,
следовательно,должна выполнять те же функции, что и любая АТС ТФОП. На DХ 200МТХ
установлено оборудование соединительных линий,обеспечивающее линейное согласование
станционного оборудования илиний связи, обмен сигналами в процессе обслуживания
соединения.Так как DХ 200 МТХ является электронной станцией, то приподключении
аналоговых соединительных линий устанавливаютсяcогласующие устройства ИКМ.
Коммутационная система ЦС,состоящая из модулей 32х32 линий ИКМ, производит коммутациювременных
каналов линий ИКМ в соответствии с командамиуправления, которые
выдаются в процессе установления вызова.Емкость коммутационной системы наращивается
добавлением модулей,которые образуют группы с максимальной емкостью 256
линий ИКМ(7680 разговорных каналов). С целью повышения надежности работыкоммутационная
система полностью дублируется. Обработка вызовов на станции функционально
разделена ипроизводится микропроцессорными блоками (микро-ЭВМ),соединенными
между собой с помощью быстродействующей шинысообщений. Для повышения надежности
микропроцессорные блокидублированы. Оборудование станции может наращиваться по
мерероста емкости станции. Оборудование рассмотренной станциипредназначено для
работы в ТФОП. При использовании DХ 200 МТХ вССС к оборудованию станции добавляются
специальные блоки:а) блок обслуживания нижних уровней протокола сигнализации
NMT(блок не дублируется, устанавливается на каждой поступающей отБС линии
ИКМ); б) блоки обслуживания сигнализации между АС и ЦС(при определении местоположения
АС и в процессе эстафетнойпередачи АС). Число блоков зависит от емкости
станции,минимально устанавливаются два блока. Техническая эксплуатацияDХ 200 МТХ
осуществляется с помощью системы техническойэксплуатации. Функции управления
станцией делятся на три уровня обработкиинформации: первичная, вторичная и контроль
за работой АТС(мониторинг). Такое деление позволяет оптимизироватьоборудование
для каждого из соответствующих уровней управления.Нижний уровень (уровень3)
включает предварительную обработкувнутристанционной информации, а также информации,
поступающей отабонента. Оборудование состоит из ряда блоков сопряжения,главной
задачей которых является управление сигналами набораномера и линейными
сигналами в режиме реального времени.Вторичная обработка информации (уровень 2)
также связана собработкой поступающей от абонента информации: управлениесигнализацией,
анализ поступающей цифровой информации,маршрутизация. Верхний уровень
управления (уровень 1)обеспечивает работоспособность станции. Разделение функцийуправления
на три уровня и их реализация рассредоточеннымимикро-ЭВМ повлекла за
собой соответствующее разделениепрограммного обеспечения на программы технической
эксплуатации,программы обслуживания вызовов, программы предварительнойобработки.
Посредством такого функционального деления различныезадачи разделены на каждом
уровне. Каждая задача выполняется спомощью своей программы-задания. Программы-задания
каждоймикро-ЭВМ образуют пакет прикладных программ, внутреннеевзаимодействие
между которыми осуществляется посредством обменасообщениями. Пакет
программ технической эксплуатации является самымбольшим в системе и включает в
себя программы,обеспечивающие эксплуатацию, техническое обслуживание и диалогмежду
оператором и ЭВМ. Эти программы делятся на группы:программы обслуживания абонентов,
маршрутизации, учета нагрузкии стоимости разговора, административного
управления. Программытехнической эксплуатации обеспечивают контроль и наблюдение
заработой оборудования станции, анализ поступающей аварийнойсигнализации и восстановление
работоспособности станции,статистическую обработку отказов. Имеющиеся
в пакете программывзаимодействия обеспечивают связь с периферийным оборудованием.В
состав пакета также входят программы, обеспечивающие обменданными между
диспетчером и станцией. Поскольку пакет программвесьма велик, а сами программы
вызываются и исполняются черезсравнительно большие промежутки времени, то они записаны
намагнитном носителе и по мере необходимости загружаются воперативную память
для выполнения. Структура программ обслуживания вызова основана на принциперазделения
процессов вызова на входящий и исходящий. Программыобслуживания сигнализации
соответственно разбиты на программырегистровой и линейной сигнализации.
Пакет программ линейнойсигнализации производит обработку и формирование линейныхсигналов
по запросам из пакета обслуживания вызовов, причемможет обслуживаться
любая система линейной сигнализации. Имеетсяпакет программ для обслуживания
сигнализации в соответствии срекомендациями МККТТ N 7. Имеется также пакет программ
MFC/РВ,который обслуживает линии с многочастотной и тастатурнойсигнализациями,
из которого посылаются сообщения в пакетобслуживания вызова о поступлении
сигналов и ведется управлениепосылкой сигналов МFC по директиве, полученной от
программыобслуживания вызова. Поскольку сигнализация всех возможных типов проходитпреобразование
в формат стандартной внутренней сигнализациистанции, то для
работы с любым типом внешней сигнализациидостаточно добавить соответствующую программу
преобразования впрограммное обеспечение станции. Поэтому DХ 200 МТХ легкоадаптируются
к любым сетям. Кроме того, в пакет программобслуживания вызова
входят программы управления системойкоммутации и программы доступа к центральному
ЗУ, а такжепрограммы для определения характеристик трафика. Этот пакетпредставляет
собой совокупность программ, образующих систему,готовую к загрузке в память
ЭВМ. Программы, участвующие вобслуживании нагрузки и поэтому используемые наиболее
часто,хранятся в оперативных ЗУ. Более редко используемые программыхранятся
на магнитном носителе и загружаются в оперативнуюпамять микро-ЭВМ по мере
необходимости. Программное обеспечение предварительной обработки состоитиз небольших
пакетов, основной функцией которых являетсяобработка сигналов, необходимых
для программ обслуживаниясоединения, в реальном масштабе времени. Пакет этих
программиспользуется также для первичной обработки сигналов отабонентов, для обеспечения
обменом сигналами по абонентскойлинии и подключении ее к свободному каналу
в соответствии ссообщениями из программы обслуживания вызовов. Системное
обеспечение является базисом, который организуетсовместную работу всех программ
и их выполнение в ЭВМ. Имеетсястандартный набор программ, состоящий из операционной
системы инекоторых дополнительных программ. Собственно операционнаясистема
предназначена для обслуживания вызовов и обеспеченияобмена сигналами между остальными
программами. Все параметры,описывающие конкретные индивидуальные характеристики
даннойстанции, сгруппированы в блок станционных параметров. Такимобразом,
увеличение емкости станции вызывает лишь необходимостьизменения данных в
этом блоке. Благодаря большой глубинемодульности все программы могут быть последовательно
проверены,что обеспечивает надежность работы. Поскольку программныеэлементы
независимы, то введение какого-либо нового требованияили функции затрагивает
лишь соответствующий элемент, которыйможно модифицировать, заменять или расширять
независимо отдругих. В ССС в качестве ЦС широко используется цифроваяавтоматическая
телефонная станция с распределенным управлениемтипа System 12, при
этом обмен информации между ЦС и АС ведетсячерез модемы, работающие со скоростью
1200 бит/с. ПосколькуSystem 12 полностью цифровая станция, аналого-цифровоепреобразование
информации производится на БС. Канальный модульАС может осуществлять
управление максимум 30 каналами, в числекоторых могут быть КУ и РК, относящиеся
к одной или несколькимБС. Для использования электронной АТС типа System 12
в ССС впрограммное обеспечение станции вводятся два новых программныхмодуля в
дополнение к существующим: для управления каналами,оборудованными модемами, и
для обработки информации поопределению местоположения АС, эстафетной передаче АС,
обработкеинформации об изменении качества передачи. При организации ССС вБельгии
предполагается, что первоначально ЦС типа System 12будет работать с 45 БС
и обслуживать 5000 абонентов, впоследующем планируется увеличение емкости сети
до 50000абонентов и увеличение числа БС до 245. Максимальная емкостьSystem 12 при
использовании ее в качестве ЦС ограничиваетсятолько стоимость кабельной сети.
Поэтому считаетсяцелесообразным организовать в ССС вторую ЦС также типа System12.
Применение System 12 планируется и при проектированииполностью цифровых ССС,
например СD-900. 2.8. Выводы. Рассмотренные алгоритмы работы сотовых сетей связи
ипротоколы управления в различных режимах работы показали, что всистемах,
эксплуатируемых в настоящее время, имеется рядотличий, обусловленных различием
характеристик используемойаппаратуры, вычислительной и коммутационной техники.
При создании перспективных цифровых ССС имеются чрезвычайноважные проблемы, среди
которых следует выделить выбор методовуплотнения каналов связи, рациональных
методов модуляции дляпередачи речевых сообщений, способных обеспечить хорошуюразборчивость
при низких скоростях передачи по радиоканалам, чтоприведет к высокой
спектральной эффективности цифровых ССС. Приих разработке необходимо ориентироваться
на результатыпроводимых испытаний цифровых сотовых сетей связи, учитываяимеющийся
опыт эксплуатации действующих ССС, а такжерекомендации МККР и МККТТ.
Раздел III. Принципы проектирования ССС. 3.1. Цели проектирования и исходные данные.
Приведенные ниже принципы проектирования основываются наопыте проектирования
сотовых сетей связи во многих странах мираи, прежде всего, на опыте фирмы
NOKIA. Целью проектирования сети является: - обеспечение охвата требуемой зоны
обслуживания с высокимкачеством речевой связи; - обеспечение емкости для обслуживания
абонентской нагрузкис низкой интенсивностью потерь. Путем эффективного
проектирования сети (например, путемразделения зоны действия базовой станции на
секторные сотовыеячейки), а также использования имеющихся сооружений (зданий,мачт,
линий передач и т.д.), можно достичь минимальной стоимостиинфраструктуры сотовой
сети. При проектировании сотовых сетейкаждый проект выполняется с учетом
желаний и возможностейзаказчика. Для составления окончательного проекта сети требуетсячеткая
информация о следующих основных параметрах: - количество имеющихся
свободных каналов (в зависимости отширины полосы и разноса между каналами) -
планируемые зоны обслуживания (города и магистральныедороги) - топография и типы
местностей в зонах обслуживания (карты) - существующие сооружения и т.п. (список
предлагаемыхпунктов расположения базовых станций) - оценка распределения и
прироста абонентов и нагрузки - прочие параметры проектирования (нагрузка на абонента,допустимая
интенсивность потерь, минимальная приемлемаянапряженность поля
и т.д.) Так как все вышеупомянутые параметры фактически намне известны, мы производим
здесь только предварительный расчетмаксимальной емкости. Он содержит
оценку требуемых материалов(базовых станций и каналов). Перед проектированием сети
стоят две разные цели, зависимыеот обслуживаемой местности. 1. В сельских местностях
главная задача - это произвестибольшие зоны охвата с высокой мощностью
передачи и высокимиантеннами (обычно с помощью ненаправленной антенны). 2. В
городах, где нагрузка интенсивная, главная задача -это обеспечение максимальной
емкости и компактных размеров ячеекс небольшой мощностью и низкими антеннами (часто
с помощьюнаправленной антенны и секторных ячеек). Проблема проектированиясетей
городских районов состоит в том, что применяются одни и теже частоты с минимальной
внутриканальной помехой. В городских районах целесообразно использовать
"зонтичные"базовые станции, т.к. они охватывают и такие районы, которыенедостаточно
хорошо охвачены малыми ячейками. 3.2. Проектирование радиотелефонной сети.
В начале проектировщику радиотелефонной сети нужны данные овышеупомянутых параметрах.
Их он может получать путем изученияпредлагаемых пунктов расположения
базовых станций.Топографические карты необходимо иметь при составлении планасети
(прогноз зоны охвата и распределение каналов с минимальнымивзаимными помехами)
с помощью автоматизированных средствпроектирования. Измерения зоны охвата выдают
информацию офактическом распространении радиоволн и одновременно даютзаказчику
точное определение охвата и функционирования сети. Проектирование сети охватывает
и определение параметровтелефонной станции подвижной службы (ТСПС), что
влияет наудачную передачу соединения из одной сотовой ячейки в другую. Проектирование
сети - это бесконечный процесс. Действующаясеть выдает информацию о распределении
трафика и приростаабонентов и эта информация может, в свою очередь, влиять
насоставленные раньше проекты устройства сетей. Проектированиесети постоянно
расширяется, как и сама сеть. 3.3. Технические характеристики и основы для
расчета сетей.Полоса частот 2 х 4,5 МГцРазнос между каналами 25 кГцКоличество каналов
180Размер узла (модель группы повторяющихся ячеек) 9Макс. интенсивность
потерь в ЧНН 5% (3 мин. на час)Средняя создаваемая нагрузка на абонента 25 мЭрлТип
базовой станции (БС) NMT-450Количество каналов/статив в БС 8Чувствительность
базовой станции