Файл: Лекция тетrа стандартыны жмыс істеу аидасы tetra стандарты ш негізгі стандарттардан трады.docx

Жылдам жиілікті баптау ұғымы жиілікті қайта пайдалану қашықтығы ұғымымен тығыз байланысты. Жылдам жиілікті баптау дегеніміз - ұялы телефондардың белгілі бір спектрдегі кез-келген жиілікте жұмыс істеу қабілеті. Бұл жағдайда спектр коммутацияның уәкілетті органның рұқсатына сәйкес жүретінін және ұялы телефонның өзі қандай жиілік диапазонына арналғанын көрсетеді.



Сурет 6.2- Базалық станцияның қамту аймағы мен сигналдың күші сымсыз байланыс жүйелерін қайта пайдалану қашықтығын анықтайды.

Басқаша айтқанда, жиілікті ауыстыру жылдамдығы ұялы телефонның бір жиіліктен (арнадан) екіншісіне тез және тыныш ауысу мүмкіндігін анықтайды. Жылдам жиілікті реттеу ұялы байланыс операторларына бөлінген спектрдің салыстырмалы түрде аз бөлігін қайта пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл қасиет ұялы байланыстың тағы бір негізгі тұжырымдамасын - қоңырауларды ауыстыруды анықтайды.

Гексагондардың торы. Жиілікті қайталанатын сымсыз желіні құруды жеңілдету үшін желілік ұяшықтар әдетте алтыбұрыш түрінде қабылданады. Алты қырлы сымсыз желіні құрудағы басымдықты тұлға. Алтыбұрыштар, әдетте, пластиктен жасалады, бұл инженерлерге сымсыз жүйені оның дамуы кезінде, желінің қай аумақта жасалатынына қарамастан, көзбен көрсетуге көмектеседі. Бұл алтыбұрыштар сымсыз желіні көрнекі түрде көрсету үшін географиялық картаға салынған. Он алтыбұрыштар қолданылады, өйткені олар базалық станцияның қабаттасқан шеңбер шеңберін жақсы толтырады (6.3 сурет).



6.3 Сурет- алтыбұрыштардан құралған тор

Тор қызмет көрсетілетін абоненттер санына байланысты әр түрлі өлшемдегі алтыбұрыштардан тұруы мүмкін. Ірі қалалардағы қалалық жерлерде кішігірім алтыбұрыштар болуы керек, өйткені халық тығыз қоныстанған жерлерде көптеген базалық станциялар болуы керек. Ауылдық жердегі базалық станциялар қалалықтарға қарағанда үлкенірек ауданды құрайды, өйткені олардағы халық саны аз және көп таралған. Сондықтан ауылдық жерлерде әрбір алтыбұрыштың мөлшері үлкенірек болады, бұл абоненттердің тығыздығының төмендігін көрсетеді. Көршілес екі базалық станция арасында сигналдың қабаттасуы болмаса, қоңырауды ауыстыру мүмкін емес. Алты қырлы торды қолданудың басты артықшылығы - бұл сымсыз желіні жобалауға, оны қамтуды жобалауға және жиілікті қайта пайдалану жоспарларын құруға мүмкіндік береді.

---

Әзірлеу кезінде алтыбұрышты қағазға немесе зәкір нүктелерімен басқа тегіс жерге қоюға болады. Бұл әзірлеушілердің тілектеріне немесе сымсыз желінің конфигурациясына байланысты. Алты қырлы торды қолданудың кемшілігі, мұндай жағдайда базалық станцияны құру өте қиын. Бірақ қоңырауды ауыстыру режиміндегі ұяшықтарды құру кезінде абонент жіберілетін келесі ұяшықты анықтау пайдалы. Сондай-ақ, алтыбұрышты торды сымсыз желідегі трафикті жоспарлау үшін пайдалануға болады (6.3-суретті қараңыз).



6.4 Сурет- базалық станцияның орналасуына байланысты ұяшық көлемі.

Ұяшық мөлшері ландшафт түріне, желінің қажетті көлеміне және географиялық орналасуына байланысты (қалалық немесе ауылдық). 6.4 суретте оның орналасқан жеріне байланысты жасуша көлемінің өзгеруі көрсетілген (қалалық немесе ауылдық). 1990 жылдары ұялы байланыстың танымалдығы күрт өскенімен, ұяшықтың метрикалық өлшемі тез төмендеді және көптеген пайдаланушыларға қолдау көрсету мүмкіндігі артты.

6.2 GSM ұялы байланысындағы жиілікті қайта пайдалану қағидалары.

Жоғарыда айтылғандай, ұялы GSM ұялы желісінде әрбір ұяшыққа өзіндік базалық станцияның таратқышы (BTS) қызмет етеді, оның шығыс қуаты аз (P = 50 Вт) және байланыс арналары шектеулі. Теориялық тұрғыдан, мұндай таратқыштарды көрші жасушаларда қолдануға болады, егер іс жүзінде жасушалар әртүрлі факторлардың әсерінен бір-біріне сәйкес келмесе, мысалы радио толқындарының таралу жағдайларының өзгеруіне байланысты.

Алайда, іс жүзінде бірдей жұмыс жиілігі бар МС абоненттерінің мобильді станцияларының өзара әсерін ескеру қажет. Сондықтан жиілікті қайта пайдалану тұжырымдамасы жасалды, яғни 6.5 суретте көрсетілген әр ұяшықта i-арна радиожиіліктерінің белгілі бір тобы қолданылады

Сонымен, жиілікті қайта пайдалану көршілес ұяшықтарда F жүздеген диапазондар қолданылады, олар бірнеше жүздегеннен кейін қайталанады. Жиілікті қайта пайдалану принципінің мәнін түсіну үшін ұялы желінің модельдерін құрудың бірнеше мысалын қарастырыңыз:

1) А ұяшығына (6.5 сурет) ұялы ұялы байланыс жүйесіне бөлінген толық жиілік диапазонының бір бөлігін қолдануға рұқсат етіңіз (мысалы, анықтық үшін диапазонның оннан бір бөлігі VA = 1/10). Содан кейін көршілес В ұяшығында ВВ диапазонының екінші оннан бір бөлігі қолданылуы керек

- 1/10, өйткені екі жиіліктегі бірдей жиілік арналарын ортақ шекараның жанында пайдалануға болмайды. А және В ұяшықтарымен ортақ шекаралары бар С ұяшығында сіз диапазонның үштен бірін қолдануға тура келеді (BC = 1/10).

---

Сурет 6.5-Жиілікті қайта қосуға негізделген ұялы желі.

А және С ұяшықтарымен ортақ шекарасы бар, бірақ В ұяшығымен шекарасы жоқ D ұяшығында D 5 ұяшығындағыдай D = ұяшығындағыдай оннан бір бөлігін қайтадан қолдануға болады. B. Сол сияқты, ұяшықтарда: Е-А, F– В, Н - »С, яғни біз кластерлер деп аталатын, 3 жиіліктегі (3 элемент) топтардан тұратын бал құралын аламыз, яғни клеткалар тобына әртүрлі жиіліктер жиынтығымен;

2) 6.6 суретте 3 элементті кластер бар ұялы желі көрсетілген:

Fh, F2, F3.

Көршілес емес ұяшықтарда жиілікті қайта пайдалану қағидасы GSM ұялы байланыс желілерінде қолданылады, ал кластерлердің өлшемдері 21-ге дейін жетуі мүмкін.



Сурет 6.6- 3 элементтік кластер

3) 6.7 суретте 4 элементті кластермен, 8,8 суретте - 7 элементті кластермен ұялы желі көрсетілген.



6.7 Сурет- 4 элементтік кластер

Әлбетте, 3 элементті кластер - бұл ең аз мөлшердегі кластер, оның әрбір ұяшығында сіз ұялы байланыс жүйесіне бөлінген жұмыс жиіліктерінің толық спектрін 1/3 пайдалана аласыз. 3 элементті кластермен бірдей жиілік диапазоны бар жасушалар жиі қайталанады, бұл бірлескен каналдардың кедергісі мағынасында нашар, яғни бірдей жиіліктегі радиоарналарда жұмыс жасайтын ұялы жүйенің радиостанцияларынан, бірақ әр түрлі ұяшықтардан. Осыған байланысты көптеген элементтері бар кластерлер тиімдірек (6.7-сурет).

Жалпы жағдайда бірдей жиіліктік топтар (жиілік белдеулері) қолданылатын жасушалардың орталықтары арасындағы D қашықтық қарапайым байланыс арқылы кластердегі N жасушаларының санына байланысты:

D=R*(3N)½ (6.1)

мұндағы R - жасушаның радиусы (кәдімгі алтыбұрыштың айналасында орналасқан шеңбердің радиусы). Мысалы, кластердегі ұяшықтар саны N = 3-ке тең болса, мәні D = 3R; N = 4-D = 3.46 R кезінде; N = 7-D = 4.58R кезінде; N = 8-D = 4.97 R кезінде; N = 12-D = 6R кезінде; N = 19-D = 6.55 / R үшін.



Сурет 6.8- 7 элементтік кластер

D / R = q қатынасының шамасы көбінесе ко-канал кедергісін төмендету коэффициенті немесе ко-каналды қайталау коэффициенті деп аталады.

---

1 / N = C үшін, кластердегі жасушалар санының өзара есебі қолданылады: жиілікті қайта пайдалану тиімділігі коэффициенті немесе жай жиілікті қайта пайдалану коэффициенті. Осы шамаларды енгізу бізге өрнекті (6.2) келесі түрде жазуға мүмкіндік береді:

D=R(3/C)^1/2(6.2)

Айта кету керек, кластердегі элементтер санының артуы, арнаның кедергі деңгейін төмендету тұрғысынан тиімді, бір ұяшықта қолдануға болатын жиілік диапазонының пропорционалды төмендеуіне әкеледі.

Сондықтан, іс жүзінде кластердегі элементтер санын сигналдың / шудың қолайлы қатынасын қамтамасыз ете отырып, мүмкіндігінше аз таңдау керек.

Осы бөлімде айтылғандардың бәрі жиілікті қайта пайдалану принципін түсіндіретін диаграммадан басқа ештеңе емес, бірақ нақты ұялы желілердегі процестердің барлық күрделілігін көрсетпейді. Осы тізбек мысалдарында идеалды жасушалардың орталықтарында орналасқан BTS базалық станциялары бағыттаушы антенналарды қолданады ((Omni бағыттағы антенналар) немесе жай Omni], яғни базалық станциялардан радиосигналдардың сәулеленуі барлық бағыттарда бірдей күшпен жүруі керек) қабылданды. MS абоненті үшін бұл барлық бағыттағы барлық базалық станциялардың кедергілерін алуға барабар. Қазіргі заманғы цифрлы ұялы байланыс жүйелеріндегі кедергілер деңгейін төмендету үшін BTS базалық станцияларында бағыттық антенналар, мысалы, секторлық антенналар қолданылады [17].

4) 6.9-суретте ұялы мобильді желілердің цифрлық стандарттарында кең таралған 9 элементті кластер бар ұялы желі көрсетілген.



Сурет 6.9- 9 элементтік кластер

Бұл 9 кластерлік модельде жасушалар секторларға бөлінеді. BTS базалық станциясындағы ұяшықтың ортасында үш бағытты антенналар орнатылған, олардың әрқайсысы 120 ° секторды қамтиды. Ұяшықтың әр секторында сәйкес бағыттағы антеннадан радио сигналы бір бағытта ғана шығарылады. Сонымен қатар радиация деңгейі қарама-қарсы бағытта, демек, берілген ұяшықтың екі секторында мүмкіндігінше азаяды.

6.3 Ұялы желі мен оның элементтерінің функционалдық диаграммасы

ETSI ұсынған GSM ұялы байланыс жүйесінің архитектурасы 6.10 суретте көрсетілген. Оның компоненттерін және олардың мақсатын қарастырыңыз. MS - жылжымалы станция. Мобильді станция (PS), ол тікелей MS жабдықтары мен SIM (Subscriber Identity Mobile) карталарынан тұрады.

---

МС жабдығын абонент сатып алады және оның құрылымы 6.11 суретте көрсетілген IMEI (International Mobile Equipment Identity) нөмірі бар. SIM-карта абонентке қызметтерді ұсынуға байланыс операторының желісімен келісім жасалғаннан кейін беріледі. SIM картасында аутентификация процедурасын біржақты орындауға мүмкіндік беретін ақпарат бар, мысалы, жеке нөмір және Ki кілті. Яғни, біз абоненттің түпнұсқалығын растау туралы айтқан кезде, біз SIM картаның түпнұсқалығын растайтынымызды түсінеміз.



6.10 сурет - GSM ұялы байланыс жүйесінің архитектурасы

MSC - мобильді коммутация орталығы. Стандартты сандық арналардың коммутациялық түйіні 64 кбит / с құрайды. ISDN тіркелген желілеріндегідей, қоңырау шалу процесінің барлық функцияларын орындайды. Сонымен қатар, жеке тұлғаның ұтқырлығын қамтамасыз ету функциялары жүктелген. Оның сыртқы ортамен өзара әрекеті бастапқы PCM форматындағы цифрлық байланыс желілері арқылы жүзеге асырылады (ITU ұсыныстары G.703, G.704). Айта кету керек, бұл сызықтар көбінесе ХЭО терминімен анықталады - «E1 ағыны».



Сурет 6.11- IMEI нөмірлерінің бірегей құрылымы

GMSC - Gateway MSC. Тіркелген байланыстың - PSTN / ISDN және ұялы байланыстың - PLMN (Public Land Mobile Network) қосылысы бар басқа телекоммуникациялық желілерге қосылудың шлюзі болып табылатын транзиттік коммутациялық торап. HLR - үйге тіркелу. Телекоммуникация операторының белгілі бір желісі үшін абоненттік деректердің тізілімі. HLR тек осы желімен қызмет көрсету туралы келісімшартқа отырған абоненттер туралы МС туралы абоненттік деректерді қамтиды. Өздеріңіз білесіздер, жалпы жағдайда бірде-бір желі бұл қызметті жүзеге асырмайды, оны барлық байланыс операторларының барлық желілері орындайды. Бірақ қызмет сапасына абонент келісім жасасқан желі жауап береді. HLR абоненттік деректерінде тіркелген желілердегідей жазылушы қызметтер туралы қажетті ақпарат бар. Сонымен қатар, HLR жеке мобильділікті қамтамасыз ету үшін қажетті ақпаратты сақтайды, мысалы, жеке нөмір мен Ki абоненттік кілт сияқты, олар абоненттік деректерді тіркеу регистрінде жұмыс істейтін MSC деректері белгілі бір MS, қосылған / ажыратылған MS және т.б. туралы беріледі VLR - келушілерді тіркеу орны . Онлайн MSC абоненттерінің деректерін тіркеу. VLR қазіргі уақытта MSC қызмет көрсету аймағында орналасқан, MSN-мен, қандай абонент қызмет көрсету туралы келісімшарт жасасқанына қарамастан, бар. Бұл HLR-ден алынған VLR, VLR-де MSC қызметіндегі МС орналасқан жер туралы ақпарат бар. AUC - Аутентификация орталығы. Аутентификация және ақпаратты жабу орталығы. Аутентификация орталығының міндеті - үштіктерді құру. Үшінші ақпаратты MSC абоненттің SIM-картасының түпнұсқалығын растау және эфир арқылы берілетін пайдаланушы ақпаратын жабу үшін пайдаланады. Үштікті генерациялау процесі 6.12 суретте көрсетілген, онда Ki - HLR-де жазылған абоненттік кілт, RAND - кездейсоқ нөмір, SRES (Signed Response) - белгіленген жауап, Ks - ақпаратты жабу кілті

---