Материал: 6282

адресацию по 2 млн. номеров пейджеров и обеспечивает ресурс одной частоты СПРВ по количеству обслуживаемых абонентов в пределах 10 – 20 тыс.

Пейджинговый стандарт GSC был разработан компанией Motorola в 1983 г. на основе последовательного кода Голея - GSC (Golay Sequential Code). Код GSC может использоваться в сетях персонального радиовызова для передачи как исключительно сигналов вызова, так и вызова совместно с речевым сообщением в аналоговом или буквенно-цифровом виде. В зависимости от поставленной задачи формируются различные виды пакетов. В передаваемом пакете содержатся избыточные биты (паритетности), что позволяет при приеме осуществлять исправление двух ошибок в кодовом слове. Скорость передачи пакета составляет 600 бит/с.

Стандарт APOC, изобретённый компанией PHILIPS, является почти обычным стандартом POCSAG, в котором предусмотрена замена (при передаче) наиболее распространенных слов и фраз кодовым трёхбайтовым сообщением. Функцию кодировки автоматически выполняет кодировщик сигнала POCSAG (пейджинговый терминал), имеющий соответствующую опцию. При приёме сигнала и его декодировании, пейджер (также имеющий функцию работы с APOC) заменяет кодовое значение на соответствующее слово (фразу). Такая модернизация стандарта POCSAG, позволяет сжимать трафик не более чем на 20 – 25 %, что, безусловно, важно и полезно, особенно для случаев дефицита частотных ресурсов.

Однако, опыт компании PHILIPS не получил широкого распространения, возможно, возможно, потому что, во-первых, эту инициативу не поддержали основные производители пейджинговых систем, а во-вторых, появились новые высокоэффективные протоколы пейджинговой связи: FLEX (и сопровождающее его семейство ReFLEX, InFLEXion), разработанные компанией MOTOROLA, и ERMES, разработанный Международным союзом электросвязи. Новые протоколы более сложны и совершенны, обладают в 3 – 8 раз большей абонентской ёмкостью на один частотный канал, эффективны для роуминга и подключения сервисных подсистем, имеют ряд других преимуществ.

Следует упомянуть и о формате RDS. В таких системах передача сигналов персонального радиовызова ведётся вещательными радиостанциями за счёт уплотнения существующих радиовещательных каналов (на поднесущей).

Двусторонний пейджинг – вид пейджинговой связи в котором предусмотрена, в дополнение к обычной функции приёма сообщений, посылка (передача) сообщения самим пейджером на специальную сеть приёмных устройств (станций). Сначала такие системы появился в США (где была построена сеть двусторонней пейджинговой связи с использованием протокола ReFLEX), затем в Австралии и в ряде государств ближнего востока (где была реализована технология NEXUS).

Разработка технологии двусторонней пейджинговой связи ReFLEX компанией Motorola велась с начала 90-х годов. Первые опытные сети были не совсем эффективны (наблюдались потери сообщений, была очень высокая стоимость оборудования), однако после усовершенствования протокола, доработки и отладки оборудования сеть двусторонней пейджинговой связи стала работать стабильно и была расширена до национальной.

Технология NEXUS (Израиль) была применена в австралийском Сиднее для построения полностью автоматизированной (работающей без участия операторов пейджинга) сети пейджинговой связи. Существенными достоинствами технологии NEXUS являются, во-первых, простота конструкции сети обратной связи (количество передатчиков и станций приёма практически совпадают) и, во-вторых, направленность технологии на широкое применение в транспорте и промышленности (например, для контроля за движущимися объектами, для сбора телеметрической информации о состоянии объектов).

Таблица 5.1 – Протоколы пейджинговой связи

Далее мы подробно рассмотрим наиболее известные протоколы систем персонального радиовызова POCSAG, FLEX, ERMES и RDS. Все эти протоколы являются аналогоцифровыми (т.е. вся информация в эфире передаётся в виде 0 и 1, представленных с помощью частотной манипуляции).

Протоколы пейджинговой связи

Протокол POCSAG

Одним из самых распространенных на сегодняшний день форматов пейджинговой передачи является протокол POCSAG, разработанный Британским почтовым ведомством. Он предусматривает скорость передачи информации 512, 1200 и 2400 бит/сек. Сообщения передаются в асинхронном режиме: пакет сообщения может стартовать в любой момент времени и длина его не определена. Общая структура сигнала в формате POCSAG приведена на рисунке 5.1:

Рис. 5.1. Общая структура сигнала в формате POCSAG.

Сигнал в формате POCSAG начинается с преамбулы, состоящей из 576 бит чередующихся 0 и 1. Преамбула служит для вывода приемного устройства (пейджера) из "спящего" состояния в режим "приема" и его тактовой синхронизации. После преамбулы следует поток блоков, содержащих физические адреса пейджеров и тексты сообщений. Длина кодовой последовательности в формате POCSAG не определена, блоки следуют один за другим каждый со своим кодовым словом синхронизации - для подстройки синхронизации приемников (при передаче длинных сообщений).

Каждый блок состоит из 17-ти 32-битных слов. Первое из них является словом синхронизации (фиксированная последовательность 32 бит), далее идет последовательность из восьми двойных слов или кадров (фреймов), нумеруемых с 0-го по 7-й. Каждое 32-разрядное слово содержит 21 информационный бит и 11 избыточных (контрольных) бит, которые служат для определения и корректировки ошибок. Протокол предусматривает коррекцию ошибок по алгоритму Бокгауза-Чоудхудри-Хоквингема, сокращенно БЧХ(32,12), при котором в одном 32-битном кодовом слове корректируется ошибка при приеме одного неверного бита (либо 2, если расстояние между ними не превышает 6 бит), а возникновение от 2 до 5 ошибок детектируется (т.е. это слово исключается и в большинстве моделей текстовых пейджеров эта часть обозначается скобками). В зависимости от функционального назначения блоки делятся на адресные, в которых передается физический адрес пейджера, и информационные, содержащие текст сообщения.

Основное отличие протокола POCSAG от других протоколов пейджинговой передачи заключается в способе приема содержащегося в начале каждого пейджингового сообщения физического адреса пейджера - кэпкода (CapCode), которому оно адресовано. Все возможные 2 млн. физических адресов разбиты на 8 групп, соответствующие 8 кадрам (frames) адресного блока. Адресный блок состоит из адресного кодового слова и предшествующих "пустых" слов (специальные фиксированные 32-битовые последовательности) и формируется следующим образом: физический адрес пейджера делится на 8. Остаток от деления дает номер фрейма в первое слово которого записывается частное от деления. Во все предыдущие фреймы записываются "пустые" слова (специальные фиксированные 32-битовые последовательности), а все оставшиеся до конца адресного блока слова пропускаются, т.е. сразу за адресным словом начинается следующий блок. Фактически остаток от деления является номером интервала времени (кадра frame), в котором данный пейджер будет вести прием и распознавание своего номера.

Пейджер принимает только кадры, соответствующие его адресу. Это позволяет в восемь

раз увеличить адресную емкость системы и значительно повысить срок службы элементов питания.

Информационный блок служит для передачи цифровой и алфавитно-цифровой информации на пейджер, заданный адресным блоком. Он содержит слово синхронизации, информационные слова, и, если сообщение закончилось, "пустые" слова до конца блока.

В протоколе POCSAG не оговаривается какие физические значения сигнала принимаются за 0, а какие за 1. Поэтому различные пейджеры (или режимы приема пейджера) воспринимают эту кодировку с точностью до наоборот. Отсюда появилось понятие инверсной кодировки POCSAG. Инверсная кодировка POCSAG полностью совпадает с описанной выше, за исключением того, что нулевые биты заменяются единичными, а единичные биты - нулевыми.

Увеличение скорости передачи сообщений ведет к увеличению пропускной способности системы, однако при этом снижается устойчивость к помехам, а главное - снижается чувствительность радиоприема, т.е. фактически - радиус рабочей зоны приема сообщений. Для подавляющего большинства пейджеров чувствительность в зависимости от скорости передачи равна следующим значениям: 512 бит/сек - 5 мкВ/м; 1200 бит/сек - 7 мкВ/м; 2400 бит/сек - 9 мкВ/м.

Протокол FLEX

Протокол пейджинговой связи FLEX разработан формой Motorola. Основным достоинством этого протокола является высокая скорость передачи данных - 1600, 3200и 6400 бит/сек, а, следовательно, высокая пропускная способность. Так, если в стандарте POCSAG ресурс частоты составляет 10-15 тысяч абонентов, то во FLEX-системах ресурс частотного канала лежит в пределах 20-80 тысяч абонентов. В отличие от протокола POCSAG протокол FLEX использует синхронную передачу данных, т.е. синхронизация передатчика и приемника производится по абсолютному значению

времени. Структура формата FLEX приведена на рисунке 5.2.

Рис. 5.2. Структура формата FLEX

При скорости 1600 бит/сек используется 2-уровневая частотная модуляция. При скорости 3200 бит/сек может использоваться как 2-уровневая, так и 4-уровневая частотная модуляция. При скорости 6400 бит/сек используется 4-уровневая частотная модуляция. Значения девиации для различных двоичных данных при 2-уровневой и 4-уровневой частотной модуляции приведены на диаграмме рис. 5.3.

Рис. 5.3. Значения девиации при частотной модуляции

Данные в протоколе FLEX формируются в кадры, которые передаются последовательно со скоростью 32 кадра в минуту (1,875 сек на кадр). Полный цикл протокола FLEX состоит из 128 кадров, которые нумеруются от 0 до 127 и передаются ровно 4 минуты. Каждый час делится на 15 циклов, пронумерованных от 0 до 14.

Так как протокол FLEX является синхронным, для его синхронизации используются сигналы точного времени, передаваемые в начале каждого часа в кадре 0 цикла 0. При передаче этого кадра осуществляется синхронизация приемников.

Каждый кадр протокола FLEX передается 1,875 сек и состоит из блока синхронизации (115 мсек) и 11 информационных блоков (по 160 мсек на блок).

Блок синхронизации обеспечивает синхронизацию кадра и настройку пейджеров (фрагменты "Синхрон. 1" и "Синхрон.2"), а также несет информацию о номере цикла и кадра (фрагмент "Кадр инфо").

Информационные блоки содержат служебную информацию, адресное поле, задающее адреса пейджеров, которым адресованы сообщения, векторное поле, указывающее, где расположены сообщения в поле сообщений и их длину и непосредственно поле сообщений, содержащее сами сообщения.

Последовательность расположения полей в кадре показана на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Последовательность расположения полей в кадре

Поля не привязаны к границам блока. Порядок расположения адресов пейджеров в адресном поле должен соответствовать порядку расположения векторов в векторном поле. Адреса пейджеров могут задаваться одним кодовым словом (короткий адрес),