Реферат: Сотовые системы связи

сроков их выполнения, а остальные три класса задач решаются, как

правило, АСУ технологическими процессами (АСУ ТП). Известно,что

возникающие при такой интеграции задачи являются комплексными.

Поэтому такие интегрированные АСУ целесообразно называть

комплексными АСУ (КАСУ).

Таким образом, применительно к задачам управления связью

КАСУ связью (КАСУС) должна состоять из:

- общесетевой АСУС (ОС АСУС), которая решает общесетевые

задачи прогнозирования и планирования работы связи, а также (при

необходимости) планирует совместную работу с другими сетями

связи;

- нескольких системных АСУС, предназначенных для

планирования и организации работ своих систем связи сообразно с

общественным планом работы, поступающим от ОС АСУС, с которой

системные АСУС непосредственно связаны;

- нескольких АСУ средствами связи (АСУСС), осуществляющих

целевые планы работ,получаемые в директивном порядке от

собственных систем АСУС и предназначенных для реализации функций

управления техническими средствами связи, а также для

оперативного контроля этих технических средств связи. АСУСС,

таким образом, составляет объектовый уровень управления.

Предлагаемая структура комплексной АСУС (КАСУС) позволяет

объединить под единым управлением различные по специализации

системы радиосвязи с подвижными объектами в единую сеть

радиосвязи общего пользования. Однако, реализация КАСУС в свою

очередь потребует решения таких задач:

- объединение в единую систему связи различных технических

средств связи с различными возможностями сопряжения с

современными УВС;

- обеспечение эволюционной замены как УВС,так и управляемых

средств связи;

- разработка гибкой программно-аппаратурной среды на базе

унифицированного единого ряда УВС в целях организации управления

вычислительным процессом КАСУС (с точки зрения координации и

синхронизации работы управляющих вычислительных устройств

средств связи и КАСУС в целом);

- реализация сопряженных средств КАСУС с устройствами

управления технических средств связи и между собой.

1.5. Выводы.

Одним из важнейших достоинств ССПР является высокая

эффективность использования выделенного частотного спектра,

достигаемая путем повторного применения одних и тех же частот в

различных ячейках системы. Ограничивающим фактором при этом

являются внутрисистемные помехи, включающие взаимные помехи

ячеек с повторяющимися частотами, а также межканальные помехи.

Данное обстоятельство служит одним из определяющих при выборе

величины защитного интервала D, а также при распределении

частотных каналов в системе. Для ослабления названных помех

применяется ряд специальных мер, одна из которых состоит в

применении разнесенного приема, позволяющего в значительной

степени снизить уровень межканальных помех. В таких системах

удается не только повысить отношение мощности сигнала к мощности

помехи, но и получить некоторое подавление помехи в процессе

демодуляции путем соответствующего увеличения индекса модуляции.

Снижение взаимных помех достигается также соответствующей

пространственной ориентацией антенн смежных каналов.

Раздел II. Алгоритмы работы ССС и протоколы управления.

2.1. Структура системы управления в ССС.

Одной из основных задач при построении ССС является

разработка системы управления. При планировании ССС определяется

территория обслуживания, разделяемая на ячейки шестиугольной

формы, радиус описанной окружности которых может быть

различным - от 20-30 км в районах с малой плотностью трафика (в

основном сельскохозяйственных) до 0,5-2 км в районах с

высокой плотностью трафика (в густонаселенных городских

районах). Пользователи ССС, находясь в любой точке территории

обслуживания, могут с помощью абонентских станций связываться с

другими абонентами ССС и телефонной сети общего пользования.

Абонентская станция может быть выполнена в

портативном либо мобильном варианте. Функционально АС состоит из

блока управления, модема, приемопередатчика и антенны. Блок

управления сопрягается с приемопередатчиком, микротелефонной

трубкой и пультом управления, содержащим дисплей. В блок

приемопередатчика входят устройство передачи и приема сигналов

на радиочастоте. Модем осуществляет преобразование поступающих

сигналов со стороны абонента или со стороны сети в

соответствующую форму, необходимую для дальнейшей

обработки. Базовые станции обеспечивают сопряжение между

проводной частью ССС и абонентскими станциями. В состав БС

действующих систем входят приемники, передатчики, блоки

управления для связи с ЦС. С центральной станцией БС соединены

группой разговорных каналов и несколькими каналами передачи

данных. При обслуживании абонентов ССС центральная станция

выполняет такие основные функции, как:

- установление соединений между абонентами;

- разъединение по окончании разговора;

- слежение за качеством передачи речи;

- переключение АС на новый канал при перемещении АС во

время сеанса связи из зоны обслуживания одной БС в зону

обслуживания другой БС с целью обеспечения непрерывности

соединений;

- поиск подвижного абонента на территории обслуживания;

- тарификация, диагностика состояния системы.

Следует отметить, что отличие ЦС от электронных АТС стацио-

нарных телефонных сетей общего пользования в основном сводится

к особенностям программного обеспечения. Постоянно взаимодейст-

вуя, АС, БС и ЦС выполняют команды, поступающие со стороны

управляющей части сети. Структурно ССС могут быть построены по

радиальному или радиально-узловому принципу (в этом случае

используется централизованное управление), а также могут иметь

распределенное управление. По радиальному принципу могут быть

построены ССС с небольшим числом БС. Примерами таких

ССС являются АМPS (США), ТАСS (Великобритания). В таких

системах каждая БС непосредственно соединяется с ЦС, которая

имеет выход на телефонную сеть общего пользования.

По радиально-узловому принципу построены ССС, покрывающие

большую территорию обслуживания с большим числом абонентов, на-

пример системы NTT (Япония) и MATSE (Франция). В этих системах

БС непосредственно соединяются со станциями управления (СУ), ко-

торые, в свою очередь, подключены к ЦС проводными линиями связи.

При таком построении СУ осуществляет установление соединения,кон-

тролирует качество принимаемой информации, производит эстафетное

переключение каналов АС в другую зону, выделяет свободные разго-

ворные радиоканалы, передает сведения о произведенных операциях

на ЦС, которые фиксируют полученную от СУ информацию и может

осуществить перекоммутацию АС в зону действия другой централь-

ной станции.

При распределенном управлении ССС центральная станция как

координирующее звено не выделяется, поэтому подобные системы

построения имеют ряд таких преимуществ, как большая живучесть

и надежность, возможность более быстрого и экономичного нара-

щивания емкости сети.

2.2. Организация каналов управления.

В действующих ССС передача информации производится по выде-

ленным каналам передачи данных с шириной полосы частот 25 кГц.

Для обмена информацией между БС и АС на группу разговорных ра-

диоканалов выделяется один канал управления (КУ). В свободном

режиме АС постоянно настроена на частоту КУ. Обмен между ЦС и БС

ведется по проводному каналу передачи данных, также выделенному

на группу разговорных каналов.

В скандинавской системе NMT для обмена служебной информаци-

ей между ЦС, БС и АС применяется быстрая частотная манипуляция

(FFSK). Скорость передачи по КУ установлена 1200 бит/с. Информа-

ция передается в виде 64-разрядных кадров. Каждый кадр содержит

пять полей:

- номер канала N1, N2, N3 по которому передается данное

сообщение;

- префикс Р, характеризующий тип кадра;

- номер района обслуживания V1, V2, где расположена базовая

станция с номером канала N1 N2 N3;

- номер АС;

- информационное поле.

В направлении ЦС-АС информационное поле содержит 12 бит; в

направлении АС-ЦС номер района обслуживания V1 V2 не передается

и информационное поле содержит 20 бит. В системе NMT в качестве

управляющего используется любой из разговорных радиоканалов, что,

по мнению специалистов, повышает эффективность управления ССС.

Во французской системе МАТSЕ для КУ выбирается, как и в NMT, лю-

бой канал из группы разговорных. Скорость передачи информации

по КУ составляет 2,4 кбит/с. Форматы передаваемых сообщений при-

водятся на рис.4. В направлении БС-АС информационное поле содер-

жит 128 бит, образующих восемь кодовых слов по 16 бит в каждом,

поле управления доступом составляет два кодовых слова по 16 бит.

В направлении АС-БС информация передается в виде кадров

длиной 176 бит, кроме того, введен защитный интервал между кад-

рами длиной 16 бит. При передаче от АС запроса на исходящее сое-

динение заявка поступает в обратный КУ (канал управления в на-

правлении АС-БС) синхронно с сигналом "разрешение доступа" в ка-

нал АС-БС, передаваемым от БС,и сигналом тактовой синхронизации.

Это снижает вероятность конфликтной ситуации, т.е. предупреждает

поступление в обратный канал управления одновременно двух заявок

от разных АС.

В системах ТАСS (Великобритания) используются два типа ка-

налов управления: прямой и обратный КУ. Информация по прямому КУ

в направлении от БС к АС передается со скоростью 8 кбит/с непре-

рывным потоком, который при отсутствии информации для АС содер-

жит контрольный текст. Это является необходимым, так как в сво-

бодном состоянии АС сканирует каналы управления, выбирая канал

с наиболее высоким уровнем сигнала. На рис. 5 представлены стан-

дартные форматы, используемые в прямом КУ для передачи следующих

сообщений:

- о состоянии соответствующего обратного канала управления

(свободно/занято);

- информационные данные (слова А) - для четных номеров АС;

- информационные данные (слова В) - для нечетных номеров

АС.

Разряды, указывающие о состоянии свободно/занято, всегда

располагаются на одних и тех же позициях передаваемого формата

сообщения с тем, чтобы упростить их выделение из общего потока

информации. Объединение двух потоков информации (А и В)

уменьшает временной промежуток, отведенный для

синхропоследовательности. Достоверность принимаемой информации

увеличивается благодаря многократной передаче (пять повторов),

что особенно важно для каналов, подверженных замираниям и

интерференции. Для обеспечения необходимых требований по

вероятности ошибки информационные слова кодируются и

объединяются с разрядами коррекции ошибок. В приемнике

осуществляется мажоритарное накопление последовательностей

соответствующим правилам принятия решения (3 из 5). В прямом

канале управления на каждое кодовое слово используются 28 бит

информации и 12 бит коррекции ошибок; в обратном КУ используются

36 информационных бит и 12 бит коррекции ошибок. Код с такой

структурой способен исправлять однократную ошибку и обнаруживать

4 ошибки. Информационные слова - это сложные пакеты информации,

разделенные на группы или на отдельные разряды, каждый из

которых определяет параметры системы, номер серии, цифру в

набираемом номере и т.д. Более точное содержание формата внутри

слова зависит от типа сообщений.

Аналогичным образом организуется обмен информацией по КУ

в системе АМРS, в которой длина формата сообщения по прямому

КУ составляет 463 бита.

В японской системе NТТ прямой канал управления называется

вызывным каналом, поскольку по этому каналу производится вызов

АС; обратный КУ, называемый каналом доступа, используется при

исходящем соединении. Информация по каналам управления переда-

ется в цифровом виде со скоростью 300 бит/сек манчестерским ко-

дом. Длина стандартного сигнала составляет 43 бита, включая 12

контрольных разрядов. Все управляющие сигналы передаются после

8-разрядной синхрогруппы. В сигнале управления, поступающем со

стороны АС, содержится 24-разрядный заголовок, стартовый сигнал,

используемый как синхронизирующий, и сигнал, открывающий вход-

ной логический элемент БС. Заголовок и стартовый сигнал выде-

ляются на БС, остальная информация поступает на СУ. В состав ин-

формации, которую СУ непрерывным потоком передает по вызывному

каналу, входит номер вызываемого района и номер используемого

канала доступа. Если информации для АС нет, далее следует конт-

рольное заполнение.

Помимо каналов управления в системе NТТ между каждой БИ и

станцией управления введен канал для эстафетной передачи под-

вижной станции из одной зоны в другую, в котором передаются не-

обходимые сообщения со скоростью 12 кбит/сек.

В рассмотренных системах радиотелефонной связи радиокана-

лы используются как продолжение кабельных линий. Обмен сигнала-

ми происходит между ЦС и АС; БС выполняет функцию преобразовате-

ля радиосигналов в телефонный сигнал. Радиоканалы, как правило,

предоставляются со стороны ЦС. Выбор каналов определяется допол-

нительными алгоритмами на станции, которые не учитывают особен-

ности распространения радиоволн, поэтому при установлении связи

могут возникать потери вызова из-за низкого уровня сигнала, пе-

редаваемого по радиоканалу. Для повышения эффективности исполь-

зования каналов необходимо контролировать радиоканалы по различ-

ным параметрам, применяя децентрализованный контроль на каждой

БС.

Вместе с тем широкое применение цифровой обработки сигналов

при построении систем радиотелефонной связи позволила изменить

существующее положение. Примером может служить широкополосная

ССС CD=900, в которой все служебные процедуры (установление сое-

динения, выделение свободных разговорных каналов) ведутся по ка-

налу управления.Кроме того,по КУ БС выдает объединенную информа-

цию о поиске АС в своей ячейке. Дуплексный КУ представляет собой

непрерывно повторяющиеся временные "окна" (каналы) длительностью

75 мс каждый. Временные каналы нумеруются от 1 до 32 и формиру-

ются в непрерывные временные кадры длительность 2,4 с. Для дос-

тижения минимальной вероятности блокировки каждое "окно" делит-

ся на 2 информационных блока, в результате чего формируются 2

независимых дуплексных канала.

Для повышения эффективности работы в системе организовано

установление очереди для вызовов, поступающих в обоих направле-

ниях передачи. Это позволяет сократить на 20-25% число КУ и сни-

зить их непроизводительную загрузку.Установление очереди сводит-

ся к тому, что если в момент поступления вызова все разговорные

каналы заняты, то нет необходимости повторного набора номера.

При исходящих вызовах разговорные каналы назначаются только по

КУ, после чего в разговорном канале проходит тест для проверки

качества связи. Если канал неисправен, он заменяется другим.

Алгоритм выбора канала построен таким образом, чтобы новый канал

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15