Система NEC имеет девять уровней иерархии, включая абонентов городской АТС и ПО. Обслуживаемая территория делится на мелкие зоны низового уровня радиусом 5...10 км (дальность действия стационарного зонального ретранслятора) и большие зоны (зональные группы, полученные объединением нескольких соседних мелких зон) радиусом 10...20 км, в которых осуществляется управление зональными ретрансляторами с помощью стационарной коммутирующей станции более высокого уровня иерархии. Каждая такая станция обслуживает одновременно от 8 до 32 мелких зон, объединенных в зональную группу (в зависимости от плотности распределения абонентов), и обеспечивает коммутационную емкость соответственно 5000...20000 абонентов. Абонентам, находящимся в пределах одной мелкой зоны, одновременно может быть предоставлено от 12 до 32 каналов. Каждая зона имеет присвоенные радиоканалы, несколько групп радиозон образуют зону со станцией управления базовыми станциями. Несколько зон управления образуют зону, в пределах которой сигнал вызова абонента ПО передается от каждой базовой станции одновременно. Информация о переходе ПО границы вызывной зоны и факт его перемещения в другую зону передается на радиотелефонный коммутационный центр.
Многоступенчатое управление подключением радиостанции ПО к телефонной сети имеет следующую структуру: АТС - коммутационный центр - станция управления - базовая станция - абонент ПО.
Максимальное число объектов:
- Станции управления на один коммутационный центр.. 6
- Базовые станции на одну станцию управления....... 32
- Радиоканалы на одну базовую станцию.............. 128
- Обслуживаемые ПО................................. 1,6 млн
Автоматический поиск свободного канала осуществляется с помощью выделенных каналов управления, которые являются общими для всех радиоволн одной зоны управления. Для автоматизации процессов управления вызовом используются следующие линии передачи данных: коммутационный центр - станция управления (скорость передачи данных 1200 бит/с), станция управления базовая станция (300 бит/с), базовая станция - абонент ПО (радиоканалы).
Вызов от абонента ПО начинает формироваться, как только снята трубка телефона. Сигналы вызова поступают на ближайшую базовую станцию, где сравниваются их уровни по каналам управления от каждой базовой станции, определяется наиболее пригодная базовая станция для формирования ТЛФ канала, фиксируется ТЛФ канал для абонента ПО и коммутационного центра; радиотелефон абонента настраивается на частоту выделенного ТЛФ канала, а коммутационный центр подключает к АТС выделенный ТЛФ канал. При перемещении ПО из одной радиозоны в другую в процессе разговора абонента (т.е. при ухудшении отношения сигнал-шум на приемной стороне ТЛФ канала базовой станции) станция управления определяет из всех каналов базовых станций канал с наилучшим отношением сигнал-шум и передает абоненту на коммутационный центр информацию о переключении к новому ТЛФ каналу.
В состав радиотелефонного коммутационного центра входит электронная коммутационная система D/10ESS, модифицированная под радиотелефонную службу, которая например, коммутируется в соответствии с вызовом абонента, запоминает информацию о его расположении, обрабатывает и хранит информацию об абонентском счете.
В состав каждой базовой станции входит более 100 передатчиков и приемников для каналов управления ТЛФ каналов. В стандартной стойке габаритными размерами 2100 х 520 х 225 мм размещаются 4 передатчика или 32 приемника.
Автомобильная радиостанция состоит из приемопередатчика с цифровым радиотелефонным терминалом, блока управления и антенны.
Приемопередающая и коммутирующая аппаратура зональной стационарной станции системы выполнена полностью на полупроводниковых элементах. Основными составными элементами радиотракта станции являются мощный передатчик, высокочувствительный приемник и многоканальный автоматический коммутатор с синтезатором частоты, что принципиально отличает новую систему от систем аналогичного назначения предшествующих модификаций, использующих диапазон частот 150... 450 МГц. Мощность передатчика может быть 2,5; 5; 10 или 25 Вт в зависимости от предполагаемого радиуса обслуживаемой зоны, при этом уровень его шумов 70 дБ, а отношение сигнал-шум на его выходе 45 дБ при передаче как речевых сообщений, так и данных. Такое же отношение сигнал-шум на выходе приемника.
- Рабочий диапазон передающего тракта, МГц....... 800
- Число автоматически коммутируемых каналов...... 600
- Разнесение каналов по частоте, кГц............. 25
- Мощность излучаемых сигналов, Вт............... 5
- Отношение сигнал-шум, дБ....................... 40
- Рабочий диапазон приемного тракта, МГц......... 900
- Избирательность, дБ, в полосе ы 16 кГц, не менее 70
- Габаритные размеры блока приемопередатчика, мм. 90x230x320
- Масса, кг...................................... 8,5
- Диапазон рабочих температур, S0o TC
-60...+60
- Питание от источника постоянного тока
напряжением, В.................................. 13,8
- Ток потребления, А:
в режиме ожидания и приема................... 1
при работе на передачу....................... 4
Основные функции управления выполняют два блока управления: мобильной и базовой станции. Каждый из них состоит из нескольких субблоков в соответствии с имеющимися каналами управления и контроля, в которых используются восьмиразрядные микропроцессоры.
В системе предусмотрена связь с абонентами подвижного объекта, находящегося в туннеле. Для этого над входом в туннель устанавливается вспомогательная радиорелейная станция, обеспечивающая ретрансляцию сигналов от базовой станции к абоненту ПО и обратно. Связь внутри туннеля поддерживается двумя способами. В прямом туннеле используется 12-ти элементная антенна, и удовлетворительное качество связи обеспечивается без промежуточных переприемных устройств на расстоянии 300...400 м. Можно обеспечить связь с помощью проложенного внутри туннеля излучающего коаксиального кабеля, с простыми простыми промежуточными усилителями, компенсирующими потери в кабеле. Вспомогательная радиорелейная станция - необслуживаемая. Предусмотрен контроль как самой станции, так и промежуточных усилителей.
Для определения местоположения ПО в системе используется триангуляционный метод, сущность которого заключается в одновременном измерении уровней сигнала, излученного антенной автоматического передатчика, в трех точках - тремя ближайшими зональными стационарными станциями коммутации и связи данной системы с последующим автоматическим сравнением значений этих уровней. Каждому сочетанию измеренных таким образом трех уровней сигнала вблизи приемных антенн в трех пространственно-разнесенных точках соответствует определенная точка нахождения ПО при идеальных условиях распространения сигналов. Из-за замираний и других негативных факторов метод допускает погрешность, значение и характер которой зависят от условий распространения радиоволн.
Следует отметить, что благодаря использованию интегральных схем, микропроцессоров и другой современной элементной базы удалось не только создать сравнительно недорогое оборудование, но и обеспечить вычислительную мощность и способность к оперативному перепрограммированию функций для удовлетворения сложных требований по управлению и техническому обслуживанию сотовой системы в целом и отдельных ее составных частей.
5.6. Система NAMTS и NTT.
Разработана в Японии. NAМNS является дальнейшим развитием системы с зоновым обслуживанием фирмы NEC. Характерной особенностью NAMTS является высокая производительность электронной ЦС при емкости сети 10 тыс. абонентов. Система с одной ЦС работает в диапазонах 400 и 800 МГц и обслуживает до 30 малых радиозон с радиусами от 2 до 25 км. NAMTS содержит 240 каналов, использует для установления связи два служебных канала, обеспечивающих автоматическое соединение вызовов, и имеет чрезвычайно широкую номенклатуру сервиса. Однако рост числа абонентов потребовал разработки системы большей емкости.
В 1979 г. корпорацией NTT в районе Токио была внедрена ССС емкостью до 100 тыс. абонентов. Планирование системы основано на разделении территории обслуживания на ячейки радиусом 5 км (10 км для сельской местности), в центре которых расположены БС. Все абоненты распределены по категориям приоритета, в соответствии с которыми им предоставляется 600 или 1000 дуплексных каналов, поэтому при межканальном разносе 25 кГц общая ширина полосы частот составляет 2-25 МГц. Особенностью ССС NTT является территориально-частотное планирование системы управления, построенной по методу больших зон обслуживания. При этом несколько ячеек (обычно 12-16) образуют зону управления, в которой установлена промежуточная станция управления, подключенная к нескольким БС и ЦС кабельными линиями. Каждой зоне управления предоставлены общие для всех БС дуплексные служебные каналы - вызывной (ВК) и канал доступа (КД), информация по которым передается со скоростью 300 бит/с методом частотной манипуляции (ЧМн). С целью повышения достоверности приема сообщений в несинхронных управляющих каналах соседних БС использован метод разнесенной передачи со смещением несущей частоты на 500 Гц. Однако применение этого метода привело к необходимости разработки отдельного приемопередатчика каналов управления с повышенной стабильностью генератора несущих частот.
5.7. Система AURORA.
Одной из перспективных ССС считается система AURORA, разработанная канадской фирмой NOVATEL. Ее основным отличием от рассмотренных систем является отсутствие ЦС подвижной связи, т.е. предполагается переход к распределенному принципу коммутации и управления. Такой подход позволил на 40% сократить первоначальные затраты, а эксплуатационные расходы снизить на 60%. Подсчеты специалистов показали, что общая экономия составит около 22 млн. дол. В системе с распределенным управлением вызовы из каждой ячейки поступают на ближайшую АТС обычной телефонной сети. Это определяет функциональную гибкость ССС, а также возможность ее расширения в условиях городской и сельской местности. Система AURORA работает в диапазоне 400 МГц и может быть перестроена на 150 или 800 МГц. Для нее выделено 240 каналов, в которых используется узкополосная ЧМ-12,5 кГц для передачи речевых сообщений, в то же время служебная информация передается методом дифференциальной фазовой манипуляции. Распределенная коммутация и управление представлены многоуровневой иерархической структурой. Локальная станция подвижной службы, к которой подключены БС, представляет собой микропроцессорную систему, выполняющую функции распределения каналов связи и сопряжения с БС по цепям сигнализации. Региональная станция подвижной службы работает как концентратор связи, к которому может быть подключено 27 локальных станций, и имеет выход в телефонную сеть. Главная станция подвижной службы выполняет функции статистического и координационного центра системы. Абонентская станция оснащена мощным микропроцессорным устройством, что дало возможность использовать подобную АС как в ССС, так и в централизованных системах подвижной связи.