Файл: Тематический план Темы лекций Классификация тс. Телевещание. Системы персонального вызова, стандарты pocsag, ermes, flex. Транкинговые (зоновые) системы связи.doc

Системы сотовой подвижной связи стандарта TACS строятся по радиальному принципу с использованием небольшого числа базовых станций. В таких системах каждая базовая станция непосредственно соединяется с центром коммутации (центральной станцией), который имеет выход в телефонную сеть общего пользования. Первая система этого стандарта была введена в эксплуатацию в Великобритании (г. Лондон) в январе 1985 г.

Основные характеристики системы представлены в таблице 6.2.

По принципу построения, сопряжению между станциями и организации управления система сотовой подвижной связи стандарта TACS почти полностью идентична системе стандарта AMPS. Отличие, в основном, состоит в ширине каналов и пиковой девиации частоты: в системе стандарта AMPS ширина канала равна 30 кГц, пиковая девиация частоты 12 кГц, а в системе TACS - 25 и 9,5 кГц соответственно. В системе используется 1000 дуплексных каналов, из которых 956 являются разговорными, а остальные образуют две группы по 21 каналу, которые являются каналами управления. В разговорных каналах для передачи информации используется узкополосная частотная модуляция. В каналах, которые используются для передачи данных, для преобразования цифровой информации в аналоговый сигнал применяется двоичная частотная манипуляция.

В сельской местности радиусы ячеек достигают 30 км, в городе же они могут уменьшаться до 200 м вследствие плохого качества приема сигнала. В системах этого стандарта обычно используются ненаправленные антенны. Коэффициент повторения частот С при этом равен 7.

Логика работы системы предусматривает автоматическую регулировку мощности передающих устройств: для автомобильной абонентской станции на 32 дБ, для портативной - на 20 дБ.

Тональные сигналы служат для организации дуплексного канала связи между базовой и абонентской станциями, Коэффициент повторения этих сигналов С_УПР = 7·3 = 21, причем для передачи используются частоты 5970, 6000, 6030 Гц. Сигнал частотой 800 Гц является ответным и передается только абонентской станцией.

Организация каналов управления в системах сотовой связи стандарта TACS аналогична рассмотренному выше стандарту AMPS (см. подраздел 6.4.2).

Процедура установления входящего вызова в системах стандарта TACS, а также процедуры установления исходящего вызова и эстафетной передачи абонента аналогичны таким же процедурам, регламентированным стандартом AMPS (см. подраздел 6.4.3, 6.4.4, 6.4.5).

Цифровые системы сотовой подвижной связи

Цифровые системы сотовой подвижной связи представляют собой системы второго поколения. По сравнению с аналоговыми системами они предоставляют абонентам больший набор услуг и обеспечивают повышенное качество связи, а также взаимодействие с цифровыми сетями с интеграцией служб (ISDN) и пакетной передачи данных (PDN). Среди этих систем широкое распространение получили те, которые базируются на стандартах GSM (DCS1800), D-AMPS (ADC), JDC, CDMA. Сравнительные характеристики стандартов представлены в таблице 6.4.

Система сотовой связи стандарта GSM

Мультидоступ

В стандарте GSM используется узкополосный многостанционный доступ с временным разделением каналов. При мультидоступе с временным разделением каналом абоненты передают свои сообщения на одной и той же радиочастоте, но в разное время. Это позволяет увеличить объем речевого трафика и дает ряд других преимуществ, характерных для цифровых систем связи. В структуре CDMA кадра содержит 8 временных позиций на каждой из 124 FDMA / TDMA / FDD.

FDD - частотное дуплексирование: полосы частот передачи и частот приема разнесены.

FDMA - частотное разделение рабочего диапазона. В полосе 25 МГц организует 120 несущих частот.

TDMA - временное разделение на 1 несущей частоте организуется 8 временных окон.

Спектр частот

Спектр частот представлен на рисунке 6.10.

Основные характеристики стандарта GSM:

частоты передачи мобильной (МС) и приема базовой станции (БС) 890-915 МГц;
частоты приема мобильной и передачи БС 935-960 МГц;
ширина полосы одного канала f_k=200 кГц;
ширина полосы системы 50 МГц;
максимальное количество радиоканалов – 124;
максимальное количество радиоканалов в БС - 16-20;
количество речевых каналов на несущей - 8;
алгоритм преобразований речи – RPE-LTP;
скорость преобразования речи – 13 Кбит/с;
скорость передачи информации – 270 Кбит/с;
вид модуляции – 0,3 GMSK;
радиус соты –5-35 км;
мощность передачи: БС - 44 Вт (13 дБ*Вт), МС – 1 Вт (3 дБ*Вт).

Рисунок 6.10 - Дуплексный разнос частот передачи и приема
Обработка речи в данном стандарте осуществляется в рамках принятой системы прерывистой передачи речи DTX (Discontinuous Transmission), которая обеспечивает включение передатчика только тогда, когда пользователь начинает разговор и отключает его в паузах и в конце разговора. Система DTX управляет детектором активности речи VAD (Voice Activity Detector), который обеспечивает обнаружение и выделение интервалов речи с шумом и без шума речи даже в тех случаях, когда уровень шума соизмерим с уровнем речи.

Для защиты от ошибок, возникающих в радиоканалах, применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения подвижных станций достигается медленным переключением рабочих частот сеанса связи (со скоростью 217 скачков в секунду).

Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов, вызванные многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в аппаратуре связи используется эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до 16 мкс. Система синхронизации оборудования рассчитана на компенсацию (до 233 мкс) абсолютного времени задержки. Это соответствует максимальной дальности связи 35 км (максимальный радиус соты).

Для модуляции радиосигнала применяется спектрально-эффективная гауссовская частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом. Формирование GMSK-радиосигнала происходит таким образом, что на интервале, соответствующем одному биту, фаза несущей изменяется на 90º. Это наименьшее изменение фазы, которое может быть обнаружено при данном типе манипуляции.

Виды интерфейсов

В переводной литературе приняты следующие обозначения: MS — подвижная станция; BTS — базовая станция; BSC — контроллер базовой станции; TCE — транскодер; ВSS — оборудование базовой станции (BSC+TCE+BTS); MSC — центр коммутации подвижной связи; HLR — регистр положения

; VLR — регистр перемещения; AUC — центр аутентификации; EIR— регистр идентификации оборудования; OMC — центр управления и обслуживания; NMC — центр управления сетью; ADC — административный центр; PSTN — телефонная сеть общего пользования; PDN— сети пакетной передачи; ISDN — цифровые сети с интеграцией служб.

Интерфейсы обеспечивают функциональное сопряжение элементов системы:

а) с внешними сетями:

соединение с PSTN –осуществляется по линиям связи 2 Мб/с;
соединение с ISDN-предусматривает 4 линии связи 2 Мб/с;
соединение с сетью NMT-450 через 4 линии связи 2 Мб/с;

б) Внутренние интерфейсы:

интерфейс между BSC и BTS (A-lis интерфейс с 64 Кб/с);
между MSC и BSS (A-интерфейс);
между MSC и HLR совмещен с VLR (B-интерфейс);
между MSC и HLR (C-интерфейс);
между HLR и VLR (D-интерфейс);
между MSC (E-интерфейс);
между BSC и OMC (O- интерфейс);
между MS и BTS (Um-радиоинтерфейс);

Физические и логические каналы

На одной несущей организуется 8 физических каналов, размещенных в 8 временных окнах, в пределах TDMA-кадра каждый физический канал использует одно и тоже временное окно в каждом временном TDMA- кадре и в нем содержится 114 бит.

Сообщение и данные группируются в логические каналы до формирования физического канала.

Логические каналы бывают 2-х типов:

каналы связи для передачи речи и данных в цифровой форме TCH.
каналы управления для передачи сигналов управления и синхронизации (CCH-каналы, таблица 6.7).

В GSM различают каналы для передачи речи и данных:

TCH/F - канал передачи сообщений с полной скоростью 22,8 Кбит/с;
TCH/H – полускоростной канал передачи сообщений со скоростью 11,4 Кбит/с.

Таблица 6.7

Каналы управления и синхронизации

BCCH	CCCH	SDCCH	ACCH
Канал для передачи сигналов управления	Общие каналы управления	Индивидуальный канал управления	Совмещенный канал управления
FSSH – канал подстройки несущей частоты f_BS MSCCH - канал временной синхронизации и опознавания BS. BCCH – канал управления передачей BS - MS.	PSH - канал вызова BS - MS RACH - канал параллельного доступа BS - MS (для запроса о назначении индивидуального канала управления). AGSH - канал разрушенного доступа BS- MS (для прямого доступа к каналу)	SDCCH/4 SDCCH/8 Состоит из 4 (8) подканалов. По ним идет запрос от MS о требуемом виде обслуживания BS- MS.	FACCH - быстрый совмещенный канал используется для передачи команд при хендовере SACCH – медленный – используется в прямом канале для передачи команды на установку выходного уровня мощности передатчика MS