Описанная система CD900 (рис. 13) имеет четырехуровневую структуру:
- телефонная сеть общего пользования (ТФОП);
- узловые АТС-П;
- базовые станции;
- абонентские станции.
Для управления используется система сигнализации МККТТ N 7, а в ТФОП для передачи информации применяется ИКМ 30. Для повышения надежности к каждой БС подходят две линии связи с ИКМ 30. В каналах сигнализации используются корректирующие коды Рида - Соломона. Отмечено, что применение вокодеров позволит снизить скорость передачи до 16 кбит/с и тем самым повысить помехоустойчивость. Система CD900 является перспективной системой ближайшего будущего.
5.10.2. Локальная сотовая система LCRN.
Принципы построения, методы модуляции и кодирования, применяемые в ССПС СD900, положены в основу разработки локальной сотовой системы (ЛСРС; Local Cellular Radio Network - LCRN) в диапазоне 60 ГГц. Ее назначение - организация радиосвязи между базовыми станциями, размещенными на подвижных базовых объектах. В свою очередь, каждая базовая станция может обслуживать подвижные абонентские станции в своей рабочей зоне (ячейке). Таким образом, ЛСРС отличается от ССПС тем, что в ЛСРС базовые станции являются подвижными и связь между ними в стационарном состоянии обеспечивается по радиоканалам. Для передачи речевой информации и данных в цифровой форме используется многостанционный доступ с временным разделением каналов (МДВР).
Сотовая организация ЛСРС позволяет эффективно использовать отведенную полосу частот. Так как система работает в диапазоне 60 ГГц, где велико затухание радиоволн в атмосфере, то поэтому максимальное расстояние между базовыми станциями не превышает 500 м. ЛСРС должна быть совместимой с ССПС CD900, разрабатываемой ФРГ. Поэтому модем ЛСРС и каналообразующая аппаратура совместимы с аппаратурой системы CD900.
Предполагается, что усилитель мощности передатчика выполнен на транзисторе с выходной мощностью 1 Вт. Для уплотнения и разделения каналов используется МДВР, а для борьбы с многолучевостью предполагается применять шумоподобные сигналы в виде фазоманипулированных сигналов или сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Отмечаются следующие особенности системы CD900, которые надо учитывать при проектировании в ЛСРС:
- испытательная проверка многолучевого канала с изменением запаздывания и интенсивности лучей и запоминанием их в корреляторе при каждом интервале передачи;
- корреляционное обнаружение сигналов, следующих за синхросигналом;
- некогерентное суммирование наиболее мощных лучей и когерентное суммирование разделяющихся лучей;
- использование m - ичного кодирования.
На рис. 16 представлена структурная схема ЛСРС. Все станции системы находятся в синхронном режиме, что не является проблемой для локальных систем. Скорость передачи информации в канале 16 кбит/с в соответствии с рекомендациями EUROCOM D/1 и МККТТ G.700. В ЛСРС с МДВР кадр имеет длительность 10 мс и содержит 20 дуплексных каналов. В течение каждого канального интервала передается сначала синхроимпульс (преамбула), а затем информационная часть (162 бита), закодированная в 864 символа. В целом для системы ЛСРС с 20 базовыми станциями достаточно 64 дуплексных канала. Характеристики ЛСРС приведены ниже.
Если допуск на замирание 8 дБ недостаточен, то необходимо применять кодирование и ШПС. Целесообразно использовать ФТ или m-ичное кодирование вместо ЧТ. Для обеспечения дополнительного усиления применяется:
"веерная" или многолучевая антенная система с шириной диаграммы направленности 10 градусов по вертикали и 30 градусов по азимуту, обеспечивающая увеличение усиления для каждой базовой станции на 13 - 16 дБ;
повторное использование частотных каналов; при ожидающейся интенсивности трафика коэффициент повторения частот равен 3, что обеспечивает дополнительное усиление в 5 дБ.
Параметры ЛСРС
Частота, ГГЦ....................................... 60
Мощность передатчика, Вт........................... 1
Усиление антенны передатчика, дБ................... 10
Усиление антенны приемника, дБ..................... 10
Шум-фактор, дБ..................................... 12
Полоса УПЧ (64 дуплексных канала, 16 кбит/с), МГц.. 3
Требуемое отношение сигнал-шум в полосе УПЧ........ 9
Вероятность ошибки................................. 0,18
Допуск замирания и затенения, дБ................... 8
Общее усиление, дБ................................. 138
В предлагаемой ЛСРС нет центральной станции, поэтому возникает проблема эффективного распределения потоков информации при обмене данными между БС. При этом в системе необходимо решать следующие задачи: управление лучами антенн станций; установление соединений между абонентами; ввод и вывод станций в ЛСРС; выход БС в телефонную сеть общего пользования; операционный контроль и управление конфигурацией ЛСРС. При необходимости антенны переключаются с интервалом 0,25 мс в соответствии с параметрами кадра.
При установлении соединений между абонентами возможны следующие случаи: оба абонента соединяются через одну БС; две соседние БС соединены в линию; одна или более БС используются в качестве радиорелейных станций.
Соединение БС, дискретное по своей природе, обеспечивается на основе пакетного режима работы с использованием протокола таксированной системы ALOHA (S-ALOHA). Ввод и вывод новой БС в ЛСРС осуществляется через ближайшую БС, которая опознает ее и разрешает ей войти в связь. Однако остаются нерешенными ряд вопросов, в том числе:
неизвестна интенсивность трафика, которую можно получить при заданном числе частотных каналов;
не определена внутренняя структура системы обработки сигналов, т.е. не определены ее функциональные схемы и элементная база. В общем случае ЛСРС отличается от ССПС, так как ЛСРС не имеет четко выраженной сотовой структуры .
5.10.3. Системы персонального радиовызова.
Системы персонального радиовызова являются разновидностью систем радиосвязи. Они предназначены для передачи информационных сообщений абонентам, находящимся на подвижных объектах.
В целях обеспечения возможности эффективного использования системы персонального вызова территория страны разделяется на условные зоны. Так, в Великобритании имеется 340 зон радиовызова. Подобная структура принята и в других странах. Наибольшим спросом пользуются малогабаритные приемники, например портативные приемники фирмы NEC (Япония) с дисплеями и бегущей строкой, работающие с использованием цифровой и буквенной информации.
Активно решается проблема задействования в системах персонального вызова спутников связи. Планируется для организации международной системы персонального вызова задействовать как геостационарные спутники, так и спутники, расположенные и на любых других орбитах. Такие работы активно проводятся в США в диапазоне 800...900 МГц, и в Японии 20/30 ГГц.
Системы персонального вызова в зарубежных странах организуются по зонам, секторам, в городской черте. В каждую сеть входит свой радиоцентр с несколькими передатчиками. Вызов осуществляется по любому телефонному аппарату путем набора номера радиоцентра и 6-значного номера вызова приемника вызываемого абонента. Любой приемник имеет один или четыре номера вызова, которые отличаются только последней цифрой. Каждому номеру вызова соответствует определенная комбинация НЧ импульсов в диапазоне 470,8...979,8 Гц. В приемнике при поступлении сигнала вызова включается зуммер и зажигается одна из четырех сигнальных лампочек, каждой из которых соответствует определенная сообщение, например "Вызов учреждения", "Вернитесь в главную контору фирмы" и т.д. Особенностью приемника является способность автоматически контролировать напряженность поля сигнала. Когда уровень входного сигнала падает ниже установленного предела, приемник посылает аварийный сигнал.
Одной из проблем при создании масштабных систем персонального вызова (более 100 - 150 тыс. абонентов) была необходимость стандартизации сигнальной системы и формата кода для обеспечения совместимости приемников, изготовленных различными фирмами.
Для устойчивой работы в каждой зоне системы установлены 8 10 одноканальных передатчиков, управляемых ЭВМ. Пропускная способность системы около 14 тыс.выз./ч. Если не хватает емкости (занят передатчик), принятый номер вызова приемника автоматически ставится на очередь.
На центральном радиоузле все входящие в течение 2 мин сигналы тонального вызова записываются в ЗУ ЭВМ, затем преобразуются в ВЧ импульсы и передаются в эфир импульсами длительностью 10 с. Перед передачей сигналов вызовов излучается предварительный сигнал длительностью 1 с, который включает все индивидуальные приемники системы персонального вызова данной зоны. После этого сигнала приемники остаются включенными в течение 9 с. Благодаря такому режиму работы обеспечивается экономичное использование источников питания приемников.
5.11. Выводы.
Современные ССС совмещают преимущества радиосвязи и телефонии, обеспечивая подвижные и стационарные объекты возможностью ведения телефонных переговоров и передачи данных. Цифровые системы позволяют, кроме этих услуг, передавать на ПО и принимать от них телексные и факсимильные сообщения, графическую, медицинскую и др. виды информации. Доступ через ССПР к базам данных и сетям ЭВМ еще в большей степени расширяет возможности ПА в получении самой разнообразной информации.
Одним из основных достоинств ССПР является способность обеспечить высококачественной связью большое количество абонентов в условиях ограниченного частотного спектра. Решение этой проблемы основано на повторном использовании одних и тех же частот, разнесенных в пространстве. Таким образом, благодаря сотовому принципу построения систем связи в сочетании с цифровыми методами передачи информации достигаются высокая пропускная способность и частотная эффективность.