Материал: Системы подвижной радиосвязи. лабораторный практикум. Федоров С.М., Бойко О.В

по назначению входящих в состав СНР БС:

– с БС – ретранслятором;

– БС – телефонным интерфейсом или коммутатором;

– БС – узлом связи.

по взаимосвязи БС:

–с независимыми БС;

–связанными БС (выделенными, коммутируемыми, радиорелейными, оптоволоконными и другими линиями связи).

по типу каналов связи:

–с закрепленными (фиксированными) каналами связи;

–равнодоступными каналами связи.

по принципу управления системой:

– с централизованным управлением;

– управлением со стороны абонентской станции;

– комбинированным управлением.

по классу радиосистемы:

–системы беспроводного абонентского доступа (СБАД);

–микросотовые системы беспроводной телефонии (МСБТ);

–системы передачи данных (СПД);

–сотовые системы подвижной радиосвязи (ССПР);

–профессиональные системы подвижной радиосвязи (ПСПР).

ССПР и ПСПР применяют для мобильной связи

подвижных абонентов. В них учтены расширение полос сигналов вследствие доплеровского эффекта, а также замирание сигналов при движении в городской застройке в условиях существенной интерференции электромагнитного поля. МСБТ и СБАД обслуживают только стационарных или малоподвижных абонентов. В СПД цифровые данные (текстовые, графические, мультимедийные и др.) передаются между компьютерами (контроллерами).

20

3. Для общего понимания вопроса, покажем на рис. 19 структурную схему сотовой системы подвижной связи.

Обслуживаемая территория разбивается на ячейки соответствующего размера. Примерно в центре каждой ячейки устанавливается базовая станция, включающая в себя приемопередающее устройство, антенно-фидерное устройство для образования радиоканалов с мобильными станциями и управляющее устройство (контроллер). Контроллер предназначен для обработки соединений мобильной станции с остальной сетью. Мобильная станция может находиться в любом месте обслуживаемой территории. Ядром системы является центр коммутации, к которому подключена каждая базовая станция специальным каналом связи. Центр коммутации также имеет выход на телефонную сеть общего пользования и управляет установлением соединений как между мобильными станциями, так и между стационарными телефонами.

Рис. 19. Обобщенная структурная схема сотовой системы подвижной радиосвязи

В сотовых системах между мобильной станцией

ибазовой станцией могут быть установлены каналы связи двух типов: каналы управления и информационные каналы. Каналы управления предназначены для обмена информацией, связанной с выполнением заявки на обслуживание, вызовом абонента и установлением соединения между вызывающим

ивызываемым абонентом. В свою очередь канал управления

21

делится на прямой (от базовой станции) и обратный (от мобильной станции). Информационные каналы предназначены для передачи речи или данных между пользователями.

Мобильная станция постоянно работает в режиме дежурного приема на канале вызова. Предварительно (при включении) выполняется инициализация мобильной станции: мобильная станция сканирует прямые каналы управления соседних базовых станций и выбирает канал с самым сильным сигналом (ближайшую базовую станцию). По свободному обратному каналу управления мобильная станция передает в центр коммутации свои персональные данные, которые используются для регистрации мобильной станции. Операции обмена служебной информацией с базовой станцией регулярно повторяются, пока включена мобильная станция. Кроме того, мобильная станция следит за сигналами вызова.

В системах подвижной связи должна быть обеспечена непрерывность связи при перемещении абонента из одной ячейки в другую. Для этого мобильная станция постоянно сканирует каналы управления соседних базовых станций и выбирает канал с самым сильным сигналом. Это позволяет следить за перемещением мобильной станции, и, если мобильная стация входит в другую ячейку, выбирается новая базовая станция. Такая организация связи мобильных станций называется эстафетной передачей, которая выполняется без прерывания сеанса связи, а в современных системах и незаметно для абонентов.

Заявка на сеанс связи от мобильной станции отправляется по свободному каналу управления через базовую станцию на центр коммутации. Центр коммутации по данным регистрации мобильных станций определяет базовую станцию, в зоне действия которой в данный момент находится вызываемая мобильная станция, и направляет ей

22

номер вызываемого абонента. Базовая станция по прямому каналу управления направляет звонок вызываемому абоненту.

Вызываемая мобильная станция в потоке служебной информации прямого канала управления распознает по номеру адресуемое ему сообщение и направляет ответ базовой станции. По этому ответу центр коммутации устанавливает канал связи между базовыми станциями, обслуживающими вызывающего и вызываемого абонента, а также информационные каналы внутри соты, по которым обмениваются информацией базовая и мобильная станции. Соответствующие сигналы от центра коммутации передаются

переходит в зону действия другой базовой станции, то под управлением центра коммутации старый канал заменяется новым без прерывания сеанса связи.

4. Эффект Доплера применяют в медицинской ультразвуковой диагностике и в радиолокации движущихся объектов. В средствах мобильной радиосвязи он приводит к негативным последствиям, что следует учитывать. Средства подвижной радиосвязи используют в условиях движущегося со скоростью от 10 до 500 км/ч современного автомобильного и железнодорожного транспорта. При таких скоростях существенны доплеровские смещения частот взаимно перемещающихся приемников и передатчиков систем связи. Необходимо, чтобы принципы и алгоритмы функционирования систем их учитывали, а работоспособность средств связи от них не зависела. Доплеровское смещение частот определяют так:

23

где ∆ и f – длина волны и частота передатчика;

v – скорость перемещения приемника относительно передатчика средств радиосвязи;

c = 3∙108 м/с – скорость распространения света. Например, при частоте 2 ГГц и скорости 500 км/ч

доплеровское смещение частоты составляет около 1000 Гц. Доплеровские смещения частот в радиоканалах систем связи имеют следующие негативные эффекты:

– несущие колебания могут выходить за пределы полос пропускания приемников средств связи, при этом связь ухудшится;

– возникают спектральные составляющие доплеровских тональных и субтональных частот, это может привести к срабатыванию средств вызывной сигнализации или перескокам частоты с одной на другую частоту сетки;

и, следовательно, появлению шума случайной частотной модуляции, при этом доплеровский шум, попадая в полосу

к доплеровской временной задержке, которая обратно пропорциональна доплеровскому смещению частоты, т. е.

В системах радиосвязи применяют следующие способы борьбы с проявлениями доплеровского эффекта:

– синхронизация несущих средств системной радиосвязи (в системах с TDMA доступом синхронизация – основной принцип обеспечения правильного функционирования систем и одновременно эффективный способ защиты от эффекта Доплера);

24