Слайд 1Системы подвижной связи
Лекция 21
Слайд 2Назначение
Системы подвижной радиосвязи предназначены для организации связи между абонентами
сетей общего пользования, входящих в ВСС РФ, и подвижными терминалами
пользователей (мобильными станциями), которые могут быть установлены на подвижных объектах (например, автомобилях) или находятся у абонентов
Слайд 3Контроль качества
Необходимость в передаче обслуживания возникает, когда качество канала связи,
оцениваемое по уровню сигнала или коэффициенту ошибок, падает ниже допустимого
предела
Для контроля таких ситуаций указанные параметры измеряются в МС как для своей ячейки, так и для ряда смежных ячеек
результаты измерений передаются в ЦК
Слайд 4Роуминг
Еще одна услуга сети сотовой связи возможность предоставления канала связи
в зонах обслуживания других сотовых связей, расположенных в другом городе,
области или стране
В сотовой связи такая возможность - «роуминг»
Слайд 5Повторное использование
Отличительной способностью систем сотовой связи является повторное использование частот
Это
позволяет существенно повышать емкость системы, т е количество каналов связи,
предоставляемых абонентам в переделах зоны обслуживания
Слайд 6Схема повторного использования частот
Слайд 7Кластеры
В соседних ячейках используют разные частоты, а через несколько ячеек
эти частоты повторяются
Группа смежных ячеек, в которых использованы разные частоты,
называется кластером
На рисунке показан кластер размером N=7, в котором используются семь различных частот (F1=F7)
Слайд 8Много частот
Если например, в соте рабочим являются 10 частот, то
для создания сотовой связи по указанному типу необходимо иметь 70
различных частот
Базовые станции, на которых допускается повторное использование одинаковых частот, должны быть удалены друг от друга на некоторое расстояние D, называемое “защитыным интервалом”
Слайд 9Соканальные помехи
Чем больше защитный интервал D, тем меньше уровень соканальных
помех, воздействующих на МС от БС соседних кластеров, работающих с
той же самой рабочем частотой
Эффективным способом снижения уровня помех на совпадающих частотах -использование направленных секторных антенн вместо антенн с круговой ДН
Слайд 10Защищенное расстояние
В общем случае защищенное расстояние D связано с числом
N ячеек в кластере соотношением
D=R√(3N)
где R-радиус сота
Слайд 11Сигнал-шум
Отношение мощности полезного сигнала, принимаемого МС от своей БС, к
мощности соканальной помехи от мешающей БС зависит не от расстояния
D между парными сотами, а от от отношения этого расстояния к их радиусу
q=D/r=√(3N)
Слайд 12Оптимизация размеров кластера
Соканальные помехи уменьшения при увеличении размера кластера
Однако увеличение
ячеек в кластере ведет в пропорциональному уменьшению полосы частот( числа
каналов), которые могут быть использованы в одной ячейке
Слайд 13Геальные размеры
На практике число элементов в кластере выбирают минимально возможным
для обеспечения необходимого соотношения сигнал-помеха
При заданном числе каналов связи на
БС размер зоны ее обслуживания, выражаемый через R , определяется числом абонентов, спобных вести переговоры с требуемым качеством на всей территории ячейки
Слайд 14Разделение
Если число каналов оказывается недостаточным для обеспечения требуемого качества обслуживания
абонентов, то ячейки разделяются на несколько мелких
Один из критерием качества-
вероятность отказа в предоставлении канала не превышает установленного значения (например 0,05)
Слайд 15При разделении
Число базовых станций увеличивается
Мощность излучения- как для базовых так
и для мобильных станций- уменьшается
Слайд 16Разные ячейки
В зависимости от плотности абонентов сотовая система связи может
включать себя ячейки различных размеров
Например, в центре города могут быть
организованы микроячйки с радиусом 0,2-1км
Слайд 17Большие ячейки
Для обслуживания автомобилетов создаются ячейки с радиусом до нескольких
десятков километров
Железнодорожный транспорт, воздушные и морские суда могут обслуживаться спутниковой
составляющей системы связи использования гиперячеек радиусом сотен и тысяч километров
Слайд 18Многостанционный доступ
Совместное использование многими абонентами ограниченного количества каналов связи базовых
станций организуют на основе МДЧР, МДВР или МДКР
Слайд 19Поколения
В аналоговых системах связи первого поколения использовался МДЧР, как наиболее
простой по своей технической реализации
В системах второго поколения применяться более
совершенные цифровые методы передачи сигналов на основе МДВР и МДКР, которые обеспечивают лучшую помехоустойчивость и большую пропускную способность сотовой связи
Слайд 20Сравнение мобильных систем связи
Слайд 21Структура сотовой системы радиосвязи
Слайд 24Транкинговая связь
Транкинг – это термин для автоматического распределения каналов связи
между абонентами по требованию
Транкинговая радиосвязь – это система, в которой
большое количество пользователей делит между собой общую область радиоканилов
Слайд 25Режимы работы транкинговой связи
Режим персональной радиотелефонной связи
Групповой (диспетчерский) режим связи
Режим
связи с АТС и УАТС
Режим непосредственной связи между МС
Слайд 26Каналы
Каналы из общей области распределяются между пользователями по требованию, по
ере того как они освобождаются
Ни один канал не закреплен за
определенным пользователем или группой пользователей
Слайд 27По сравнению……
Транкинговые системы проще и дешевле сотовых, имеют значительно меньшую
емкость и представляют абонентам меньший набор услуг
В простейшем виде-это одна
ячейка сотовой( радиусом 40-50 км). В центре которой находится достаточно мощный передатчик, работающий на высоко подвешенную антенну с круговой ДН в горизонтальной плоскости
Слайд 28Применение
Основное применение систем транкинговой связи-служебная, ведомственная связь(пожарная служба, МВД и
др)
Транконговые системы позволяют объединять их абонентов в группы, и тогда
основная нагрузка (80-90%) распределяется внутри сети, поскольку абоненты либо имеют ограниченный доступ в ТфОП, либо не имеют его вовсе
Слайд 29Вызов
В большинстве транкинговых радиосистем используется канал, на котором запрашиваются вызовы(канал
вызова)
Когда вызов установлен и принят, выделяется рабочий канал их
зоны обслуживания на время длительности вызова
Про его завершении канал возвращяется в зону обслуживания для перераспределения на другой вызов
Слайд 30Важные особенности
Транкинг особенно эффективен, когда число необходимых для работы каналов
больше, чем число, выделенное под систему
В отличие от систем сотовой
связи транкинговые сети работают только на региональном уровне без возможности национального и международного роуминга
Слайд 31Часто используют
В транкинговой сети часто используется полудуплексный режим работы, при
котором один и тот же канал поочередно используется для связи
в прямом и обратном направлениях
Наиболее распространенный способ многостанционного доступа-МДЧР
Слайд 32Однозоновая и Многозоновая
Первая предусматривает обеспечение связи в пределах зоны действия
одной базовой( центральной) станции
В многозоновой сети имеется несколько базовых станций.
Распределенных по территории и подключаемых к единому центру коммутации и управления
Слайд 33Многозоновые системы
Расширение зоны действия достигается с помощью дополнительных базовых станций
ретрансляторов
Связь между ретраснсляторами осуществляется по выделенным каналам связи через центр
коммутации
Ретрансляторы содержат набор приемопередатчиков по одному на каждый частотный канал(МДЧР), работающих на общую антенну
Слайд 34Режим работы транкинговой связи
Режим персональной радиотелефонной связи
Групповой(диспетчерский) режим связи
Режим связи
АТС и УАТС
Режим непосредственной связи между МС
Слайд 35Первые два режима
В режиме персональной связи связь между МС осуществляется
через ретранслятор без выхода в телефонную сеть
Групповой режим работы является
основным для транкинговых систем
Разговор между абонентами и вызываемым лицом будет слышан всем участникам группы
Слайд 36Оставшиеся два
В режиме связи АТС абонент может связаться с
любым абонентом учрежденческой или городской телефонной сети
Непосредственная связь между МС
используется, если абоненты находятся вне зоны обслуживания своего ретранслятора
Слайд 37Приемопредатчики
В транкинговых системах приемники\передатчики МС более сложнее чем те, которые
используются в системах, где канал распределены на постоянной основе
Это происходит
оттого, что объекты должны либо сканировать каналы в поисках доступного, либо постоянно слушать на выделенном для вызова канале
Слайд 38TETRA
TETRA –trans European trunked radio – Общеевропейская система транковой (транкинговой)
связи
Trunk – канал связи; магистральный канал
Trunking – группообразование, организация магистральной
связи
Слайд 39Пейджинг
Системы персонального радиосигнального радиовызова, или пейджинговые системы,-это системы односторонней мобильной
радиосвязи, обеспечивающие передачу коротких сообщений из центра системы на абонентские
приемники
Посылаемое сообщение называется «страницей»
Слайд 40Ответишь потом
Пейджинговые системы, обеспечивающие в основном одностороннюю связь »оператор МС»,
являются более экономичными в ситуациях, когда нет необходимости в немедленном
ответе на сообщение
Пейджинг экономит спектр, т к для передачи сообщения требуется только одна частота, и сообщения очень непродолжительны
Слайд 41Оповещение и управление
Получатель сообщения может быть оповещен о вызове либо
тональным сигналом приемника пейджера, либо вибрацией
некоторые пейджинговые системы предоставляют услуги
по управлению сообщениями
Слайд 42Прием
С терминала оператора сообщение поступает на базовую станцию, включающую радиопередатчик
и АФУ, с радиусом действия до 100 км
Пейджеры осуществляют прием
тех сообщений, которые им адресованы
Слайд 43Типы сообщений
В пейджерных системах могут передаваться сообщения четырех типов:
тональные,
цифровые,
буквенно-цифровые и
речевые
Слайд 44Проще и экономичнее сотовой связи
Краткость сообщений( не более 100-200 символов)
Передача
сообщений в одну сторону
Эффективнее использование канала связи по числу обслуживающих
абонентов
Слайд 45Частоты пейджинга
Используемые диапазоны частот
150,
300,
400,
500,
900 МГц
Слайд 46Беспроводные телефоны
Беспроводные телефоны первого поколения разработаны для использования в домашней
обстановке и имеют радиус действия 100м
Второе поколение отличается дополнительными услугами,
что позволяет из использовать на небольших предприятиях
Слайд 47Использование
Портативный приемопередатчик может работать:
В зоне действия локальной базовой станции установленной
в доме или офисе
С использование одной из многоканальных БС, установленных
в общественных местах, в радиусе примерно 200м
Слайд 48Система СТ2
Когда абонент находиться вне зоны локальной БС, он должен
инициировать вызов
Вызовы не могут производиться из ТфОп на телефонный аппарат
абонента СТ2
Скорость передачи данных 19,2 и 32 кбит/с для несинхронного и синхронного протоколов
Слайд 49Система DECT
Обеспечивает управление данными
Предоставляет абоненту возможность получать вызовы, когда он
находиться вне зоны локальной БС
Так как подвижный объект фактически стационарен,
условия, накладываемые на передачу данных, менее жесткие, чем в GSM
Слайд 52Системы персональной спутниковой связи
Не ограничены по привязке к конкретной местности
Способны
дополнить наземные системы сотовой связи там, где их организация невозможна
Слайд 53Используются околоземные орбиты
В системах ПСС экономичность достигается при использованием низких
околоземных орбит( с высотами до 1500км)
Это обеспечивает энергетический выигрыш по
сравнению с системами на основе геостационарных и высокоорбитальных спутников
Слайд 54В состав систем ПСС входят
Несколько спутников-ретрансляторов
Наземные Центр управления системой и
шлюзовые станции
Абонентские терминалы
Слайд 55По размеру сот различают
Пикос-связь внутри офиса, помещения с радиусом сота
10-50 м
Микросот-связь внутри аэропорта, торговых центров, организация локальных вычислительных сетей
с радиусом сота 100-300м
Макросот-основа сетей мобильной и персональной связи и имеют радиус сота до 40 км
Магасот-формируется узким лучом КА-ретранслятора и имеют радиус сота от нескольких сотен до тысячи км
Слайд 57Пример разбиения территории города на соты
Слайд 58Проблемы проектирования
В основе проектирования лежит критерий «эффективность-стоимость»
задачи проектирования: расставить базовые
станции, распределить частотные каналы между ячейками, обеспечить обслуживание с требуемым
качеством
Слайд 59Задача очень сложна
Поскольку конфигурация и параметры сети зависят от условия
местности, приходиться выполнять большой объем расчетов
В проетируемой сети обязательно производится
экспериментальные измерения характеристик электромагнитного поля с последующей корректировкой схемы сети
Слайд 60Некоторые сокращения
GSM – Global System for Mobile telecommunications – глобальная
система мобильной связи
CDMA - Code Division Multiple Access – многостанционный
доступ с кодовым разделением
UMTS – Universal Mobile Telecommunications System – универсальная мобильная телекоммуникационная система
UTRA – UMTS Terrestrial Radio Access – сеть радиодоступа системы UMTS
Слайд 63Использованные сокращения
HSCSD – High Speed Circuit Switching Data – высокоскоростная
передача данных с коммутацией каналов
GPRS – General Packet Radio Service
– обобщенные услуги пакетной радиопередачи
EDGE – Enhanced Data for GSM Evolution – повышение скорости для эволюции GSM