ГЛАВА 4
ОСОБЕННОСТИ
ПОСТРОЕНИЯ СОТОВЫХ
ССПС СТАНДАРТОВ
GSM-900 (DCS-1800)
-Структурное построение ССПС
стандартов GSM-900 (DCS-1800)
-Особенности формирования
радиоканалов в стандартах
GSM-900
(DCS-1800)
-Особенности
формирования цифровых
кадров в
стандартах GSM-900
(DCS- 1800)
4.1.
Структурное построение ССПС стандартов
GSM-900 (DCS-1800)
Сотовые ССПС стандартов GSM-900 и DCS-1800
являются двухуровневыми коммутационно-распределительными системами [7). По
принципу построения и технической реализации стандарты GSM-900 и DCS-1800 не
имеют принципиального различия за исключением использования различных участков
частотного спектра. Стандарт DCS-1800 имеет более разветвленную сеть
телекоммуникационных ячеек и более сложную инфраструктуру.
Радиоуровень
Структурная схема ССПС стандарта GSM-900
показана на рис. 4.1. Радиоуровень включает
совокупность мобильных станций (MS) и базовых станций (BTS), размещаемых на
местности с целью электромагнитного покрытия всей зоны обслуживания.
Рис. 4.1. Структурная схема ССПС стандарта GSM-900
Станционный уровень
Станционный уровень включает систему базовых
контроллеров (BSC), коммутационных центров (MSC) и центров управления и
обслуживания (OMS), соединенных между собой и сетью ТРОП линиями многоканальной
электросвязи.
Коммутационный
центр
Коммутационный центр (MSC) обеспечивает все виды
соединений системы в своей зоне обслуживания. В направлении радиоуровня MSC
осуществляет коммутацию радиоканалов и маршрутизацию вызовов в процессе
перемещения MS.
Актуализация данных
Систематический контроль за MS и актуализация их
данных обеспечивается с помощью регистров HLR и VLR блока памяти. Информация о
местонахождении MS в зоне трафика хранится в регистре положения HLR. Это
позволяет в процессе заявок на связь определять конкретную BTS, которая
обслуживает вызываемую MS.
Идентификация станций
В регистре положения HLR хранится стандартный
модуль подлинности (SIM), содержащий международный идентификационный
конфиденциальный номер мобильной станции (IMSI), который является
удостоверением принадлежности MS к системе. Процедура проверки осуществляется в
блоке аудентификации (AUC) с помощью алгоритма (АЗ).
Идентификация основана на сравнении зашифрованной цифровой последовательности
(SRES), поступающей от MS, и такой же цифровой последовательности SRES; = К,
[RAND], сформированной в блоке AUC.
Процесс идентификации заключается в следующем. В
блоке AUC формируется случайная цифровая последовательность RAND, которая через
BSC передается на MS. В MS эта последовательность шифруется по алгоритму SRES;
= K; [RAND], где К; — открытый ключ системы, хранящийся в регистре
идентификации EIR мобильной станции. Алгоритм АЗ предусматривает использование
конфиденциального номера IMSI системы. Зашифрованная последовательность SRES
поступает от MS через BTS и BSG в регистр HLR блока памяти MSC и складывается
по модулю 2 в регистре EIR с такой же последовательностью, сформированной в
блоке AUC коммутационного центра. При совпадении последовательностей (нулевом
синдроме) SRES = SRES' коммутационный центр MSC продолжает дальнейшую обработку
цифровой информации, поступающей от MS. В противном случае (при несовпадении
последовательностей SRES 4 SRES') на MS посылается сигнал отсутствия аудентификации и ее данные не обрабатываются.
Информация о перемещениях MS из зоны трафика
одного MSC в зону трафика другого MSC хранится в регистре перемещения VLR. Это
обеспечивает реализацию процессов роуминга и роумингового буфера. при всех
перемещениях MS.
Контроллер базовых станций (BSC)
Контроллер базовых станций (BSC) управляет
несколькими BTS. Он обеспечивает
распределение радиоканалов, контроль соединения абонентов, регулировку
очередности, выполняет функции модуляции и демодуляции сигналов, кодирование и
декодирование сообщений, адаптацию скорости передачи цифровой информации.
Совместно с MSC контроллер BSC обеспечивает приоритетное обслуживание MS.
Центр управления и обслуживания системы (ОМС)
осуществляет распределение функций между базовыми контроллерами (BSC) и
коммутационными центрами (MSC).
Соединение элементов цифровой мобильной системы
связи ";::GSM-900 осуществляется с помощью внешних и внутренних
интерфейсов.
Внешние интерфейсы обеспечивают соединение
мобильной системы связи с телефонной сетью общего пользования (PSTN), сетью
передачи данных (PDN) и цифровой сетью (ISDN).
Соединение с сетями PSTN, ISDN и PDN
Соединение с PSTN осуществляется по стандартной
соединительной линии, обеспечивающей скорость передачи В = 2 Мбит/с, при
использовании системы сигнализации SS N7.
Соединение радиоуровня с сетью ISDN
осуществляется по стандартному интерфейсу (4 соединительные линии В = 2
Мбит/с), использующему систему сигнализации SS N7.
Соединение радиоуровня с сетью PDN
осуществляется по стандартному интерфейсу (4 соединительные линии В = 2
Мбит/с).
Внутренние GSM интерфейсы обеспечивают передачу
сообщений между элементами мобильной системы.
Управление
радиоуровнем
Управление радиоуровнем
системы коммутационным центром MSC осуществляется через А-интерфейс,
обеспечивающий передачу сообшений, вызовов,
управления передвижением. А-интерфейс объединяет каналы связи и линии
сигнализации, использующие протокол SS N7. Данные об изменении местоположения
MS передаются через В-интерфейс, а данные актуализации MS поступают
непосредственно в HLR регистр через С-интерфейс, Кроме этого, через С-интерфейс
поступают тарифные данные MS.
В процессе функционирования системы и
перемещениях MS данные регистра HLR систематически обновляются из регистра
перемещения VLR через Д-интерфейс.
Для осуществления процесса роумингового
буфера данные от MS между домашним и гостевым MSC передаются через
Е-интерфейсы.
В отличие от стандарта NMT-900 стандарт GSM-900
обеспечивает эстафетную передачу MS без потери связи при переходе из одной зоны
обслуживания в другую. Управление BTS базовым контроллером MSC осуществляется
через А-bis интерфейс. Передача осуществляется
цифровыми потоками с В = 2,048 Мбит/с. При работе в сетях с пакетной коммутацией
данные между BSC и MSC передаются через О-интерфейс,
Обмен данными между различными ОМС системы осуществляется через Х-интерфейсы.
Управление MS по радиоканалам осуществляется
между MS и BTS через стандартный U –радиоинтерфейс.
4.2. Особенности формирования радиоканалов
в стандартах GSM-900 (DCS- f 800)
Принципиальным различием ССПС стандартов GSM-900
и GSM-1800 являются использование более высокочастотного участка частотного
диапазона. Это позволяет получить в стандарте GSM-1800 значительно большее
количество дуплексных радиоканалов, повысить помехоустойчивость и качество
связи.
Сотовые ССПС цифровых стандартов GSM-900 и
DCS-1800 существенно отличаются от аналого-цифровых стандартов NMT-450i
(NMT-900):
-
способами модуляции сигналов и кодирования
сообщений;
- способами формирования каналов трафика.
Если в стандартах NMT-450i (NMT-900) обмен
служебной информацией осуществляется с помощью цифровых сигналов, а процесс
трафика
— с помощью аналоговых сигналов, стандарты
GSM-1800 и DCS-1800 являются принципиально цифровыми системами, в которых вся
информация передается в цифровой форме. Это обуславливает и существенные
различия в построении аппаратуры связи и технических характеристиках аналоговых
и цифровых систем.
Если в стандарте NMT-900 применяется частотное
разделение каналов и узкополосная частотная модуляция сигналов, то стандарт
GSM-900 использует частотно-временное разделение каналов и импульсно-кодовую
модуляцию сигналов.
Стандарты цифровых систем GSM-900 и DCS-1800
используют диапазоны частот 890...960 МГц и
1,71…1,88 ГГц соответственно
Рис. 4.2. Планы частот ССПС стандартов GSM-900 (DCS-1800)
Для обеспечения максимальной развязки между
каналами приема и передачи при формировании дуплексных каналов частотный
диапазон стандарта GSM-900 разделен на две части. Нижний частотный участок
890...915 МГц используется для формирования каналов передачи MS, а верхний
участок 935...960 МГц — для каналов передачи BTS. Защитный интервал между
частотными участками составляет 915...935 МГц. Каждый частотный участок
включает 124 фиксированные частоты с шагом сетки частот Ы, = 200 кГц. Такое
разделение частотных участков позволяет обеспечить разнос между каналами
передачи и приема в каждом дуплексном канале равный Ы, = 45 МГц. В стандарте
DCS-1800 каждый частотный участок включает 374 фиксированные частоты с шагом
сетки частот Ы, = 200 кГц. Частотные участки имеют защитный интервал
1.7085...1,805 ГГц. Частотный разнос между каналами передачи и приема в каждом
дуплексном канале составляет М = 95 МГц.
Особенностью формирования каналов приема и
передачи в цифровых стандартах ССПС является использование принципа ППРЧ
(псевдослучайных прыжков рабочих частот) во временной области. Существо работы
системы по принципу ППРЧ состоит в следующем.
Для работы передатчика (приемника) выделяется не
одна, а несколько рабочих частот. В процессе передачи сообщений передатчик
находится на первой частотной позиции определенное время, а затем перескакивает
на другую частотную позицию (рис. 4.3).
Интенсивность переключения рабочих частот
составляет А=217 скачков в секунду (медленное ППРЧ). Таким образом
осуществляется прерывистая передача речи на различных частотных участках. Для
упорядочения передачи (приема) информации стандартный цифровой кадр (ТДМА —
кадр) делится на 8 частей (0...7), каждая из которых передается на своей
временной и частотной позиции. Включение режима ППРЧ осуществляется только при
наличии в тракте модуляции речевого сигнала. В паузах речи и после окончания
разговора передатчик отключается.
В стандартах GSM-900 (DCS-1800) применяется
импульсно-кодовая модуляция сигналов (GMSK) с индексом модуляции ВТ-О,З.
Рис. 4.3. Принцип ППРЧ в стандартах
GSM-900 (DCS-1800)
Для пользования речи в импульсную
последовательность используется речевой КО- ДЕК, скорость передачи которого
составляет В„„= 13 кбит/с.
В BTS преобразование речевых сигналов
обеспечивается базовым контроллером (BЗC). Каждая базовая станция может
одновременно формировать 16...20 дуплексных радиоканалов.
4.3.
Особенности формирования цифровых
кадров в стандартах GSM-900 (DCS-1SOO)
Поскольку в стандартах GSM-900 (DCS-1800)
применяется принцип ППРЧ, то общий цифровой поток информации, формируемый в
соответствии с импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) аналоговых сигналов и цифровых
последовательностей передачи данных (ПД), передается в виде цифровых отрезков
(пакетов), вставляемых в частотно-временные окна. Цифровые стандарты GSM
используют 8 временных позиций (окон), обозначаемых TNp...
TN~. Каждая частотно-временная позиция
Цифровой
пакет NB T0 = 576,9 мкс
Рис. 4.4. Формирование цифровых кадров в стандартах GSM-900 и DCS-1800
(окно)
имеет длительность Т~ =- 576,9 мкс и обеспечивает передачу цифрового пакета значностью n = 156,25 (рис. 4.4).
Цифровой пакет включает 3 начальных и 3 конечных
бита, две группы по 57 бит шифрованных данных, два контрольных бита, 26 бит
обучающей последовательности и 8;25 бит защитного интервала. Длительность
элементарного сигнала (импульса) в каждом цифровом пакете составляет т„=
576,9/156,25 = 3,69 мкс. Таким образом, цифровой пакет передается со скоростью
В = 270,833 кбит/с. Каждый элементарный
Г
сигнал в цифровом пакете имеет свой номер BNq...ВХц~. Последний элементарный сигнал в цифровом пакете не
имеет номера. Его длительность составляет 0,25т„. Это обеспечивает устойчивость
приема цифрового пакета при наличии временной дисперсии распространения
радиоволн. Совокупность 8 цифровых пакетов, каждый из которых передается в
своем окне, составляет ТДМА-кадр цифровой информации.
Длительность передачи одного ТДМА-кадра составляет Ттдмд — — 8'=- 4,615 мс.
Из ТДМА-кадров
формируются мультикадры. Стандарты GSM-900 (DCS-1800)
используют мультикадры включающие 26 ТДМА-кадров и 51 ТДМА-кадр. Таким
образом, первый тип мультикадра имеет длительность
TMi — — Ттдм 26 =- 120 мс, а второй тип мультикадра
— TMg = Ттдм~ 51 ь =- 235,385 мс.
Из мультикадров
формируются суперкадры. Один суперкадр
может включать 51 мультикадр первого типа или 26 мультикадров второго типа. Длительность суперкадра
при этом составляет Tc — — 120 51 = 235,385 26 = =
6,12 с. Из суперкадров складывается вся цифровая
последовательность, называемая гиперкадром.
Гиперкадр
включает 2048 суперкадров. Период гиперкадра
составляет Тг — — 2048.6,12 = 10485,76 с, что
соответствует 3 ч 28 мин 5,3 с 760 мс. Необходимость большого периода гиперкадра диктуется требованиями криптографической защиты
информации. Номер кадра NF при этом используется как входной параметр.
Стандарты GSM-900 (DCS-1800) используют 5 видов
цифровых пакетов (временных интервалов):
-
NB — нормальный временной интервал; - FB — временной интервал подстройки
частоты; - SB — временной интервал синхронизации;
-
DB — установочный интервал; - АВ — интервал доступа.
В зависимости от вида временного интервала
изменяется и структура' цифрового пакета, передаваемого в этом интервале.
Обучающая последовательность в интервале NB
используется для установки эквалайзера приемника с учетом характеристик канала
связи
в
момент передачи информации. Нулевые биты в интервале FB определяют сигнал
установки частоты (ГССН).
Синхропоследовательность
в интервале SB несет информацию о номере ТДМА-кадра и
идентификационный код BTS. При нескольких повторениях таких цифровых пакетов
обеспечивается синхронизация в канале (SCH).
Интервал АВ используется для привязки MS к новой
BTS. Большой защитный интервал GP n = 68,25 бит
длительностью Т„, = 252 мкс обеспечивает связь в сотах с радиусом r <
ГЛАВА 5
ТРАНКИНГОВОЙ
РАДИОСВЯЗИ
-Принципы организации радиосвязи в
транкинговых радиосистемах
-Структурное построение транкинговых
радиосистем
-Аппаратура аналоговых систем
транкинговой
связи. Основные
технические характеристики
-Особенности построения цифровых
транкинговых ССПС
5. 1. Принципы организации радиосвязи в
транкинговых
радиосистемах
Транкинговые
системы в отличие от сотовых систем индивидуальной радиотелефонной связи
являются системами групповой радиосвязи и строятся по принципу формирования
разговорных групп (РГ) или радиосетей, составляемых из абонентов MS.
Разговорные группы (радиосети) формируются из условия общей заинтересованности
абонентов в получаемой информации.
Каждой РГ (радиосети) на время разговора
выделяется один дуплексный или симплексный радиоканал. Совокупность
равнодоступных каналов, выделяемых нескольким РГ (радиосетям), составляет
канальную базу (trunk) системы. Для обеспечения связи
большому количеству М мобильных радиоабонентов,
распределенных по разговорным группам, выделяется ограниченное количество N
радиоканалов (рабочих частот). Использование условия М > N основано на
статистической неравномерности потока заявок на вызовы даже в часы наибольшей
нагрузки (ЧНН) системы.
Принцип организации радиосвязи по радиосетям
позволяет получить значительную экономию радиочастотного ресурса при большом
количестве радиоабонентов. Это обеспечивает
существенное снижение эксплуатационной стоимости транкинговых
радиосистем по сравнению с сотовыми системами такой же абонентской емкости.
Другим принципиальным отличием систем транкинговой связи от систем сотовой связи является способ
организации телетрафика. В сотовых системах
коммутация каналов и управление осуществляется на уровне фиксированной сети
единым на всю зону обслуживания (30) центром коммутации подвижнеой
службы (ЦКПС). Базовые станции только ретранслируют сообщения в ЦКПС. В транкинговых же системах эта функция выполняется на радиоуровне (базовым коммутационным оборудованием каждого
сайта).
В транкинговых, как и
в сотовых системах, реализуется возможность вызова абонента стационарной
телефонной сети подвижным радиотелефонным абонентом РГ, а также вызова
подвижных абонентов абонентами стационарной телефонной сети. Однако, в отличие
от сотовых систем эти функции распространяются только на привилегированных
абонентов.
Кроме функций радиотелефонной связи транкинговые системы обеспечивают возможность передачи
данных (ПД) и реализацию функций определения координат местонахождения MS на
местности.
Организация телетрафика
между абонентами в РГ осуществляются базовыми контроллерами, которые принимают
вызовы от MS и предоставляют им дуплексные радиоканалы для обеспечения
разговоров, то есть радиосвязь в РГ осуществляется через сайтовый
радиоретранслятор. Базовые контроллеры осуществляют
также саморегулирование системы и
контролируют
качество каналов в процессе работы. При больших загрузках системы и сложной помеховой обстановке коммутация может осуществляться в так
называемым динамическом режиме, когда пораженные частоты передачи и приема
автоматически заменяются в процессе ведения связи.
5.2.
Структурное построение транкинговых
радиосистем
Транкинговые
ССПС в зависимости от площади зон обслуживания могут быть односайтовыми
и многосайтовыми. Примером многосайтовой
транкинговой ССПС может служить система SmartZone, разработанная компанией MOTOROLA (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Структура многосайтовой транкинговой ССПС
В многосайтовой
системе 30 создается несколькими сайтами, соединенными между собой
высокоскоростными каналами через зоновый коммутатор
передачи данных (ЗКПД). Для этого в состав базового оборудования каждого сайта
входит каналообразующее оборудование (КО), обеспечивающее формирование цифровых
потоков с другими сайтами. Для организации междусайтовой
связи используют выделенные многоканальные соединительные линии. Соединительные
линии (СЛ) могут строиться с помощью аппаратуры радиорелейной связи,
волоконно-оптических линий и кабельных линий связи.
Системные комплекты базового оборудования сайтов
включают также антенно-фидерное устройство (АФУ), базовый радиоретранслятор
(БР) и базовый контроллер (БК).
Для передачи информационных потоков в другие 30
используется зоновое оборудование, включающее:
-
зоновое каналообразующее оборудование (ЗКО);
-
зоновый контроллер (ЗК);
-зоновый
телефонный интерконнект (ЗТИ);
- зоновый аудиокоммутатор (ЗАК).
Таким образом, межзоновая
система телекоммуникаций позволяет маршрутизировать основные информационные
потоки, минуя междугородную сеть ТФОП.
Односайтовые системы
В
односайтовых системах 30 формируется в виде одной
телекоммуникационной ячейки (ТЯ), обслуживаемой комплектом базового
оборудования. Структура односайтовой транкинговой ССПС показан Рис. 5.2.
Структура односайтовой транкингоаой
ССПС
Системный комплект базового оборудования сайта
включает следующие функциональные группы:
-
базовое оборудование (базовый многоканальный ретранслятор, комбайнерная
система, антенно-фидерное устройство, базовый контроллер с
,.
телефонным интерконнектом);
-
полевое оборудование (комплекс мобильных портативных и бортовых MS и полевых
ретрансляторов).
В состав базового оборудования может входить
также базовый компьютер сайта. Базовый многоканальный ретранслятор включает
несколько независимых трактов передачи и приема, объединенных в блоке каналов в
канальные пары. Каждая канальная пара использует свои 1 рабочие частоты
передачи и приема, создавая дуплексный радиоканал. Количество. канальных пар
ретранслятора определяет канальную
базу (trunk) сайта.
Антенно-фидерное устройство (АФУ) базового
оборудования включает общую приемопередающую антенну (А), фидерную линию и комбайнерную систему. Комбайнерная
система обеспечивает развязку трактов передачи блока каналов при их работе на
одно АФУ.
Базовый контроллер является центральным
процессором сайта, обеспечивающим автоматизацию процессов каналообразования
и контроля.
Телефонный интерконнект
позволяет подключать базовый контроллер сайта к фиксированной телефонной сети
общего пользования (ТФОП), а также к каналообразующему оборудованию (КО) при
построении многосайтовой системы. Базовый компьютер
сайта выполняет задачи системного менеджера, Он обеспечивает управление
конфигурацией системы и пользовательскими функциями абонентов.
Электроснабжение базового оборудования
осуществляется от типовой однофазной электросети переменного тока напряжением
220 В (50 Гц).
Антенна сайта устанавливается на опоре с
максимально возможной высотой подъема, позволяющей обеспечивать
электромагнитное покрытие зоны обслуживания сайта. Фидер обеспечивает
подключение антенны к выходу комбайнерной системы и
входам трактов приема блока каналов.
Формирование РГ осуществляется путем выделения
каждой из них кодовых последовательностей (адресов) с помощью системного
менеджера (базового компьютера).
Программирование
элементов полевого оборудования
Системный
менеджер обеспечивает также программирование (ион- ым сталляцию)
элементов полевого оборудования и присваивает адреса при- веллигированным
MS; Он позволяет изменять конфигурацию системы, изменять состав и количество РГ
по заявке заказчика. Предусматривается возможность переформирования РГ в
динамическом режиме при возникновении чрезвычайных ситуаций управления.
Разговорные группы (РГ) в системе могут объединяться в макро группы, включающие
различные радиосети.
Многоприоритетные вызовы
В транкинговой системе
предусмотрены многоприоритетные вызовы. Контроль за степенью приоритетности
осуществляет базовый контроллер. Особым приоритетом обладает кнопка аварийного
вызова на MS. Приоритетные абоненты могут вызывать не только требуемых MS в РГ,
но также осуществлять вызовы других РГ и их абонентов (системные вызовы).
Процедура вызова
Вызов в системе осуществляется с помощью кнопки
РТТ (нажать для разговора), размещаемой на MS. Вызов может быть общим для всей
РГ или индивидуальным для отдельной MS. В этом случае абонент предварительно
набирает номер вызываемой MS на тастатуре интерфейса
пользователя. Другие MS данной РГ не слышат разговора этой пары. В случае
отсутствия свободного разговорного канала абонент после нажатия кнопки РТТ
слышит ряд коротких гудков (занято). При этом базовый контроллер автоматически
ставит эту MS в очередь и при освобождении канала (даже при отпущенной кнопке
РТТ) сообщает тональным сигналом о возможности организации разговора.
При воздействии помех во время разговора базовый
контроллер автоматически заменяет выделенный разговорный канал (пораженную
рабочую частоту). Такой процесс управления называется динамической
перегруппировкой каналов.
Базовый контроллер предусматривает также
возможность организации радиосвязи между MS минуя базовый ретранслятор (принцип
прямой связи). Это осуществляется путем перестройки MS на каналы не
используемые базовым ретранслятором или при выходе его из строя. При этом
базовый контроллер передает по каналу управления номер канала прямой связи и MS
автоматически перестраиваются на него.
5.3. Адресация и управление в аналоговых
системах транкинговой связи
Коммутации и контроль в системе
Автоматизация процессов коммутации и контроля в транкинговых ССПС основана на обмене цифровыми сигналами
адресации и управления по специальному управляющему каналу единому для всех MS
сайта. Так, в аналоговых транкинговых ССПС стандарта SmartNet в соответствии с протоколом адресации и управления
(табл. 5.1) по управляющему каналу со скоростью В = 3600 бит/с циркулирует
цифровой поток, формируемый из временных кадров. Таким образом, каждая из MS и
РГ в цифровом потоке имеет свое временное окно и может включиться для подачи
кодограммы вызова. Программное обеспечение базового контроллера позволяет
формировать 48000 индивидуальных адресов MS и 4096 адресов РГ.
При
вызове разговорной группы абонент MS нажимает кнопку РТТ. При вызове требуемой
MS абонент предварительно набирает номер этой MS. При первичном нажатии кнопки
РТТ в сторону BS передается входящая кодограмма (табл. 5.1, а).
Входящая
кодограмма включает Синхропоследовательность,
обеспечивающую тактовую синхронизацию и фазовый запуск, а также входящую
посылку для BS (цифровую последовательность n = 78
бит). Входящая кодограмма включает 2 кодовых слова. Первое кодовое слово
содержит адрес вызывающей MS и регистрационный сигнал зоны сайта, разделенные
специальным битом. Второе кодовое слово содержит адреса РГ и вызываемой MS,
разделенные специальными битами. Биты информационной избыточности двух кодовых
слов сосредоточены в конце входящей посылки.
После обработки входящей посылки базовый
контроллер по обратному управляющему каналу передает исходящую кодограмму (336 бит), включающую две одинаковые исходящие
посылки по 168 бит каждая (табл. 5.1, 6). После регистрации исходящей
кодограммы вызывающая и вызываемая MS автоматически перестраиваются на
разговорный канал, адрес которого находится в кодовом поле — mun вызова.
При групповом вызове РГ исходящая кодограмма,
формируемая базовым контроллером, будет включать в составе исходящих посылок
только адрес РГ и номер разговорного канала в кодовом поле — тип вызова (табл.
5.1, в). Исходящая кодограмма в этом случае регистрируется.
Цифровой протокол адресации по управляющему каналу
а) Входящая кодограмма
всеми MS вызываемой РГ, и MS автоматически
перестраиваются на предлагаемый
разговорный канал.
После занятия разговорного канала с целью его
удержания на время разговора
параллельно с голосовым сообщением на звуковой поднесущей
передается цифровая последовательность со скоростью В = 150 бод
(низкоскоростные данные — НСД), формируемая базовым контроллером (табл. 5.2).
При индивидуальном вызове каждое цифровое
сообщение (21 бит) включает 11 старших разрядов адреса вызывающей MS. Кроме
этого, передается код конфиденциальной связи (10 бит).
При групповом вызове базовый контроллер
поочередно передает 11 старших разрядов, работающих на передачу в данное время
РГ. Это позволяет MS во время проводимой ею сеанса голосовой связи одновременно
проводить функцию приоритетного мониторинга и иметь информацию об активности
других разговорных групп в системе. Для экономии времени на мониторинг анализ
проводится только по нечетным адресам разговорных групп.
Работающая на передачу MS в обратном направлении
передает тональный сигнал в полосе частот 76...138 Гц.
При вторичном нажатии кнопки РТТ на MS в
зависимости от помеховой обстановки базовый
контроллер может заменить разговорный . канал. Для этого он осуществляет
непрерывный контроль качества разговорного канала.
Окончание разговора (фаза отключения)
фиксируется при нажатии специальной кнопки MS (завершение разговора). При этом
MS передает тональный ТО (тональное сигнализирование
отключения). Тональный сигнал ТО от MS передается также после отпускания кнопки
РТТ по сигналу таймера, а от базовового контроллера
после окончания передачи НСД передаются цифровые последовательности (8 бит),
являющиеся сигналом ДО (данные об отключении связи).
5.4.
Аппаратура аналоговых систем
транкинговой связи. Основные
технические
характеристики
В зависимости от требований, предъявляемых к
системе транкинговой связи по площади обслуживания и
абонентской емкости используются различные стандарты систем и различное
оборудование. Абонентская емкость системы зависит от канальной базы сайтов,
определяемой типом используемых базовых контроллеров и базовых ретрансляторов,
Аналоговые стандарты транкинговой радиосвязи фирмы
MOTOROLA используют следующие типы базовых контроллеров:
-
контроллер StartSite — 3...5 каналов;
-
контроллер SmartWorks — 5...7 каналов;
- контроллер SmartNet
— 7...28 каналов.
Используемый базовый контроллер соответственно
определяет и стандарт системы транкинговой связи и ее
функциональные возможности: односайтовые системы StartSite, SmartNet; многосайтовая система SmartSone.
Наращивание количества канальных пар сайта
возможно не только сменой типа базового контроллера, но также путем подключения
дополнительного унифицированного оборудования.
Основными функциями базовых контроллеров
являются: генерирование и кодирование исходящих кодограмм; коррекция и
декодирование входящих кодограмм; генерирование НСД в разговорных каналах;
мониторинг активности голосовых каналов; контроль прохождения вызовов;
управление
базовыми ретрансляторами;
контроль
качества управляющего и голосовых каналов. Программирование базовых
контроллеров осуществляется с помощью базового компьютера IBM РС 386х40,
являющегося рабочим местам администратора системы. Базовый компьютер
обеспечивает также: программирование телефонного интерфейса; тестирование работы
системы;
программирование
списков абонентов системы;
архивирование
информации и тарификацию переговоров. Многоканальный базовый ретранслятор транкинговой радиосвязи
использует
приемопередатчики типа Qwantar и Quantro
(рис. 5.3).
Рис. 5.3. Базовый приемопередатчик
KBAHTPO (Quantro)
Сайтовое оборудование
В состав базового приемопередатчика входят: - модуль
приемных трактов;
- усилители
мощности — 25...60, 100...150, 225 Вт. - модуль предварительного усиления; -
блок управления;
-
источник литания.
Базовые ретрансляторы обеспечивают:
-
полнодуплексную ретрансляцию управляющих и голосовых радиоканалов сайта;
-
перестройку приемников и передатчиков независимыми синтезаторами частот с шагом
сетки 12,5; 25; 30 кГц и стабильностью частоты не менее 00001%;
-
автоматический контроль выходной мощности канальных радиопередатчиков с помощью
встроенного КСВ-метра;
-
индикацию работы системы.
Ретрансляторы могут работать в диапазоне частот
132...174, 403...470, '470...520 МГц.
Канальные пары диапазона 800...900 МГц
используют независимые передающие модули в диапазонах частот 851...870 и
935...941МГц и приемные модули в диапазонах частот 806...825 и 996...902 МГц.
Чувствительность
канального приемника составляет 0,25...0,3 мкВ. Избирательность по соседнему
каналу не менее 70...85 дБ.
Источники электропитания базовых ретрансляторов:
- сеть 90...264 В частотой 50 Гц;
-
постоянное напряжение (24...60) В.
Антенно-фидерная система сайта включает: -
ненаправленную антенну типа «штырь»;
-
направленную панельную антенну (4- или 8-секционную); - фидер питания; -
комбайнер.
Полевое
оборудование
Аппаратура полевого оборудования включает
различные типы мобильных станций. К ним относятся:
-
портативные радиостанции без клавиатуры MTS 2000 1 и с клавиатурой MTS 2000 Ш
для избирательных вызовов и выхода в сеть ТФОП с выходной мощностью 4 Вт и чувствительностью приемника 0,28 мкВ,
включающие гибкие антенны, зарядные устройства от сети 220 В и от сети
постоянного напряжения 12 В, головные гарнитуры и внешние микрофоны;
—
бортовые радиостанции MTS 2000 без дополнительной клавиатуры и MTS 2000 В8 с
дополнительной клавиатурой, обеспечивающей коллективный вызов и выход в сеть
ТФОП, с выходной мощностью 1...10 Вт и внешним громкоговорителем и АФУ
(бортовая антенна, коаксиальный кабель
-
базовые радиостанции типа SPEKTRA без дополнительной клавиатуры, а также с
дополнительной клавиатурой и встроенными системами сигнализации, с
жидкокристаллическим или вакуумно-люминесцентным индикатором.
5.5.
Особенности построения цифровых
транкинговых СССС
5.5.1.
Структурное построение цифровых транкинговых ССПС
Цифровые транкинговые
ССПС в настоящее время активно внедряются в существующие телекоммуникационные
системы, заменяя аналоговые системы. В системах групповой (транкинговой)
радиосвязи широкое применение нашли цифровые технологии ТЕТКА, SEQURENET,
ASTRO, разработанные фирмой MOTOROLA. Наиболее функционально полной является
технология ASTRO, разработанная для цифровой связи служб общественной
безопасности стран североамериканского континента. Технология ASTRO использует
протокол APC025, позволяющий реализовать перспективные цифровые способы
передачи (приема) и совмещать работу с широко распространенными аналоговыми транкинговыми системами, обеспечивая миграционную гибкость
при наращивании системы и увеличение площади покрытия. Протокол АРС025
позволяет также строить систему связи по обычному (конвенциальному) принципу.
Технология ASTRO обеспечивает существенное
повышение качества речевых сообщений и данных, расширение объема цифровых
команд управления по сравнению с аналоговыми системами, более эффективное
использование выделяемой полосы частот, гарантированное закрытие
(конфиденциальность) информации.
Цифровые
транкинговые ССПС,. использующие технологию ASTRO,
как и аналоговые транкинговые системы производства
фирмы MOTOROLA могут строиться путем организации и наращивания односайтовых (SmattNet II ASTRO)
или многосайтовых систем (SmartSone
ASTRO). При планировании транкинговых систем и
организации сайтов необходимо учитывать различные условия электромагнитного
доступа MS и BS в пределах площадей электромагнитного покрытия. Это обусловлено
различными выходными мощностями передатчиков MS и BS и степенью пересеченности
местности зоны электромагнитного покрытия. Так, типовая излучаемая мощность
портативных MS транкинговых систем составляет 2...5
Вт, бортовых MS — 15...100 Вт, а передатчиков BS — 5...350 Вт. Существенно
различаются также используемые АФУ. В MS применяются штыревые антенны с малыми
коэффициентами направленного действия, а BS используют как правило
специализированные (секториальные) АФУ. Неравенство в
энергетических потенциалах дуплексных радиолиний между MS .и BS приводит. к
наличию так называемых «мертвых точек» в зонах обслуживания, когда BS не
принимает сигналы от MS, а MS принимают сигналы от BS с высоким качеством.
Данный недостаток особенно проявляется в цифровых системах радиосвязи в виде
регистрации больших «пачек» ошибок не поддающихся исправлению.
Эффект неравенства качества радиоканалов,
создаваемых MS и BS н цифровых транкинговых
системах, строящихся по технологии ASTRO, устраняется с помощью использования
так называемых «удаленных приемников», размещаемых соответствующим образом в
зоне обслуживании и связанных соединительными линиями (СЛ) с ASTRO-компаратороМ! (рис. 5.4).
ASTRO-компаратор принимает цифровые сигналы
передающей М5 сразу от нескольких удаленных приемников. Это позволяет
отслеживать качество сигнала и выбирать тот удаленный приемник, который
Рис. 5.4. Структура однобайтовой цифровой ССПС SmartNet
И ASTRO
принимает
сигнал с наименьшими искажениями. Такая структура наделяет систему способностью
«голосовать», то есть выбирать наиболее качественный канал из множества
каналов, создаваемых различными рассредоточенными приемниками. Системы транкинговой связи, наделенные способностью «голосовать»,
часто называют системами полного покрытия зоны обслуживания (Total Area Coverage
— ТАС).
Базовое
оборудование односайтовой системы включает
диспетчерский пульт, интерконнект, контроллер сайта,
ASTRO-компаратор, полно- дуплексный ретранслятор, каналообразующее оборудование
и удаленные приемники. Технология ASTRO позволяет использовать до 16 удаленных
приемников при одном полнодуплексном ретрансляторе.
Диспетчерский пульт
Диспетчерский пульт содержит центральный
электронный банк (Central Electronic
Bank — СЕВ), который соединяется с цифровым
интерфейсным модулем ACIM (ASTRO Controle Interface Module). Модуль АС!М обеспечивает ввод сигналов от цифровых
интерфейсов DIU и,, интерфейса статуса STIM.
Цифровые интерфейсы
Цифровые интерфейсы DIU (Digital
Interface Unit) обеспечивают возможность организации
как цифровой, так и аналоговой связи в системе. Они являются специальными
групповыми преобразователями, применяемыми для преобразования аудиосигналов в цифровую форму и цифровых сигналов в
аналоговую форму. Интерфейсы DIU каналообразующего оборудования и портов
ASTRO-компаратора управляются системным контроллером диспетчерского пульта,
который обеспечивает взаимодействие между ними, а также с интерфейсами интерконнекта и,:,. сайтового
контроллера.
Каналообразующее оборудование
Каналообразующее оборудование применяется для
связи базового -", оборудования сайта с диспетчерским пультом. Для того,
чтобы сигналы могли передаваться по четырехпроводным
соединительным линиям, в состав портов ASTRO-компаратора, удаленных приемников
и базового ретранслятора вводятся ASTRO-модемы или специальное каналообразующее
оборудование, обеспечивающее передачу информации со скоростью 9,6 кбит/с.
При работе с аналоговыми станциями цифровой
интерфейс DIU обеспечивает преобразование аналоговых сигналов в сигналы D/А
(типа VSELP или IMBE) при приеме сообщений от интерконнекта
или от порта ASTRO- компаратора. Интерфейс информационного канала STIM служит
для получения от ASTRO-компаратор
а
информации о статусе территорий,
обслуживаемых удаленными приемниками, что позволяет определять, какие"
удаленные приёмники не были задействованы системой.
Синхронизация в системе
Построение «голосующей» цифровой системы
оказывается невозможным без обеспечения жесткой синхронизации элементов системы
(удаленных приемников и ретранслятора) в пределах зоны обслуживания.
Особенностью цифровой транкинговой
системы связи, использующей технологию ASTRO, является то, что голосующим
элементом является не MS, а ASTRO-компаратор, который обеспечивает синхронный
прием сигналов от ретранслятора и нескольких удаленных приемников.
В соответствии с алгоритмом работы транкинговой системы
М5 принимают цифровые сигналы управления, поступающие от контроллера сайта
через компаратор и ретранслятор, излучающий на общей рабочей частоте (общем
канале управления). Принятые сигналы отправляются обратно на компаратор по
нескольким каналам, где сравниваются. Оценка ведется по принципу наименьшего
искажения принимаемой цифровой последовательности.
Диспетчером, осуществляющим наблюдение за всеми
передаваемыми и принимаемыми сигналами, имеющим приоритетное право доступа К
каналу связи в системе, является системный контроллер диспетчерского пульта.
При использовании большого количества удаленных
приемников s пределах зоны обслуживания система
образует единый неделимый «сапер- байт». Такой суперсайт
может в дальнейшем войти в систему многосайтовой
(зоновой) связи SmartZone на правах отдельного сайта.
Обеспечение жесткой синхронизации приемников и
передатчиком цифровой транкинговой системы,
использующей технологию ASTRO, осуществляется на основе использования
спутниковой системы GPS, применяемой для глобального позиционирования объектов
на поверхности земли. При этом удаленные приемники и передатчики ретрансляторов
ASTRO должны работать в режиме внешней синхронизации от приемника GPS системы,
размещаемого совместно с базовым оборудованием. Частота опорного задающего
генератора системы GPS имеет точность до +0,004 Гц, обеспечиваемая рубидиевым
эталоном.
Технология
ASTRO позволяет формировать также гибридную аналогово-цифровую транкинговую систему. В этом случае полевое оборудование
системы может включать как цифровые радиостанции типа ASTRO XTS3000 и ASTRO Digital SPECTRA, так и аналоговые станции ( 1.С3/ LTS2000;
MCS/MTS2000). Однако разговорные группы, формируемые аналоговыми MS, не могут
работать в режиме шифрования информации. Технология ASTRO позволяет
использовать радиоканалы с шагом сетки частот 12,5 и 25 кГц при работе в
аналоговом и цифровом режиме. Шифрование сигналов при работе в цифровом режиме
с шагом сетки частот 25 кГц осуществляется по технологии Securenet.
При работе с шагом сетки частот 12,5 кГц используется специальное
ASTRO-шифрование. Цифровой режим позволяет удвоить количество рабочих частот,
Это обеспечивает существенное повышение эффективности системы с синхронным
излучением за счет увеличения количества одновременно работающих MS.
Гибридный принцип ASTRO-технологии, кроме формирования цифровых управляющих сигналов,
позволяет обеспечивать:
—
формирование субтоновых управляющих сигналов в
течение всего сеанса связи с непрерывной передачей данных о характере сеанса
связи (обеспечения групповых и индивидуальных разговоров, непрерывной передачи
идентификационных данных (номера) разговорной группы, индивидуального номера
абонентов при избирательном вызове, защите от несанкционированного
прослушивания разговора в случае неправильного подключения радиостанции к
голосовому каналу, оповещения абонента об активности приоритетных разговорных
групп, аварийную сигнализацию и регистрацию абонентов в системе);
-
динамическое распределение радиоканалов контроллером сайта в режиме ведения
полудуплексной связи;
—
формирование гибкой системы приоритетов с организацией очередей обслуживания
запросов на установление и продолжение сеансов связи;
—
обеспечение функции администрирования абонентов системы (отключение MS из
системы в случае ее утери, определение доступа к телефонному интерконнекту, перегруппировка разговорных групп при
изменении оперативной обстановки).
5.5.2.
Особенности построения цифровых многосайтовых
систем связи
Построение цифровых многосайтовых
систем возможно как простым наращиванием односайтовых
систем с базовыми контроллерами типа SmartNet ASTRO,
так и формирования многосайтовой системы SmartNet Sone ASTRO. Первый путь создания многосайтовых систем не требует замены существующего
базового оборудования. При этом многосайтовая система
будет сохранять основные функциональные возможности односайтовых
систем.
Многосайтовая
система SmartNet Sone ASTRO
наделяется дополни- тельными функциями, увеличивающими ее функциональные
возможности. К ним относятся:
-
программирование списка сайтов системы;
—
контроль выхода MS за пределы зоны радиопокрытия
сайта и определение ее местонахождения в пределах других сайтов;
-
предоставление голосовых каналов и каналов ПД MS различных сайтов с указанием
номеров сайтов, номеров разговорных групп и индивидуальных номеров MS, которым
выделяется голосовые радиоканалы;
—
формирование команд зоновой сигнализации, используемых для сквозного управления
системой;
-
непрерывная передача по управляющим каналам сайтов и каналам инфраструктуры
системы сигналов управления по непрерывному конт ролю
качества сквозного канала и динамической смене радиоканалов при их поражении в
процессе ведения связи;
-
автоматическая регистрация MS в сайте и в
системе;
-
непрерывный мониторинг разговорных каналов
сайтов и прогнозированное системное ранжирование каналов по их качеству; —
-
разрешение
или запрещение принципа динамического распределения каналов для системы в целом
-
централизованное предоставление каналов
выделенным абонентам системы для связи с абонентами сети ТФОП; '.
-
одновременный вызов нескольких
разговорных групп или всех пользователей системы и передача общей информации
или команды тревоги; - динамическое перегруппирование разговорных групп в
сайтах; '-
-
обеспечение самодиагностики отдельных
компонентов и всей системы.
К операторским функциям и функциям вызова
абонентов системы SmartNet Sone
ASTRO относятся:
-
групповой вызов разговорной группы; -
-
избирательный вызов отдельного абонента
системы в пределах одного сайта, в пределах списка сайтов и в пределах всей
системы;
-
автоматическая регистрация радиостанции в
новом сайте.
Технология ASTRO позволяет формировать многосайтовую систему, включающую 48 сайтов с высокой и
низкой плотностью, с общим количеством абонентов 48000 абонентов в зоне
обслуживания.
Структурная схема цифровой многосайтовой
транкинговой системы показана на рис. 5.5. Для
системного обмена междусайтовыми цифровыми потоками
управляющее оборудование системы включает зоновый
коммутатор передачи данных (ЗКПД), зоновое
каналообразующее оборудование (ЗКО), зоновый
контроллер (ЗК), зоновый аудиокоммутатор
(3AK) и зоновый телефонный интерконнект
(ЗИ). Обмен большими цифровыми потоками в реальном масштабе времени
обеспечивается быстродействующими ин- терфейсами
RS422.
Для преобразования сигналов аналоговой формы в
цифровую и обратно элементы ЗКО и ЗК содержат
групповые
интерфейсные модули DIU. Соединительные линии системы ПД между сайтами
используют четырехпроводное включение с возможностью
передачи цифровых потоков не менее 2,048 Мбит/с. Удаленные приемники в многосайтовой системе могут заменяться полевыми ретрансляторами,
обеспечивающими не только функции приема, но и функции передачи цифровых
сигналов.
Центральный ЗИ интерконнект
должен обеспечивать (согласно рекомендациям CCITT G703) передачу входящих и
исходящих вызовов в сеть ТФОП по цифровым соединительным
линиям
(30 голосовых каналов, скорость передачи 2,048 Мбит/с, кодирование HDB3).
Максимальны конфигурация центрального ЗИ, управляемого ЗК, включает до 8
телефонных интерконнектов типа МВХ (каждый МВХ имеет
возможность t подключения до 21 линии, имеет адресное
пространство для обслуживания до 1000 радиотелефонных абонентов).
Рис. 5.5. Структура многосайтовой
цифровой ССПС SmartSone ASTRO
Центральный контроллер зоны (3K) обеспечивает
обработку вызовов и управление всеми ресурсами системы. Конфигурация контроллера
выполнена с дублированием его основных узлов с целью повышения надежности
работы системы в целом. Параметры контроллера зоны программируются и
контролируются сетью управляющих терминалов, подключенных к контроллеру зоны
через локальную компьютерную сеть типа Internet. Диспетчерские пульты сайтов по
локальной сети передают на зоновый контроллер
информацию о сайтовой конфигурирации,
статусе элементов сайтов, управления ресурсами, контроля активности
пользователей.
Аудиотракты
коммутируются в центральном системном 3AK в виде стандартных потоков El
(2,048Мбит/с, код HDB3, рекомендации CCITT G703). Каналообразующее оборудование
должно обеспечивать привязку оборудования системы SmartZone
к наземной инфраструктуре связи не только по цифровым соединительным линиям, но
и создавать физический стык с оптоволоконными каналами, витыми парами,
коаксиальными кабелями й радиорелейными каналами.
Использование стандартной сигнализации
управляющего канала системы SmartNet И ASTRO позволяет наращивать существующие
системы до уровня многозоновой (общенациональной)
сети Omnilink. Для этого в системе предусмотрена
возможность применения FLASHport технологии для
загрузки дополнительного программного обеспечения.
5.5.3. Структурная схема и особенности функционирования
мобильной станции цифровой технологии ASTRO
Структурная схема MS цифровой технологии ASTRO
показана на рис. 5.6.
Основными
функциональными узлами мобильной станции являются:
-
интерфейс пользователя;
-
тракты приема и передачи (ВЧ);
-
тракты обработки цифровых сигналов речи, данных и сигнализации при приеме и
передаче сообщений;
-
тракт передачи сообщений.
Цифровые сообщения в радиоканале передаются со скоростью 9,6 кбит/с. При передаче
речевых сообщений аудиосигналы поступают от микрофона
(МКФ) интерфейса пользователя в вокодер (тракт передачи), где они преобразуются
в цифровую последовательность 4,8 кбит/с. В вокодере (voice
coder/decoder — голосовой
кодер/декодер) применяется
Рис. 5.6. Структурная схема MS цифровой
технологии ASTRO
специальная
технология преобразования аудиосигнала в цифровой вид
и обратно. Вокодер, используемый в мобильных радиостанциях по технологии ASTRO,
реализуется на основе высокоскоростного цифрового сигнального процессора (Digital Signal Processor — DSP) в интегральном исполнении.
С выхода
тракта передачи вокодера цифровая последовательность может поступать в
помехоустойчивый кодер речи 2,1 кБит/с
непосредственно, либо через тракт шифрования (пунктир). С выхода кодера речи
2,1 кбит/с сигналы в цифровой форме поступают в тракт цифровой сигнализации 2,7
кбит/с, где к ним добавляются цифровые сигналы системного управления и
формируется результирующая цифровая кодограмма со скоростью 9,6 кбит/с.
Цифровая кодограмма с выхода тракта
сигнализации подается в четырехуровневый модулятор. Модулированная цифровая
последовательность далее поступает в тракт передачи (ВЧ) мобильной станции.
При передаче данных цифровая последовательность
со скоростью 9,6 кбит/с от внешних устройств поступает на интерфейс ПД
интерфейса пользователя и далее непосредственно, либо через тракт шифрования
(пунктир) со скоростью 7,2 кбит/с подается на помехоустойчивый кодер ПД 2,4
кбит/с. С выхода помехоустойчивого кодера ПД цифровая последовательность со
скоростью 9,6 кбит/с поступает в тракт цифровой сигнализации и далее в
четырехуровневый модулятор.
Тракт приема сообщений
При приеме
голосовых сообщений и данных модулированные цифровые последовательности с
выхода тракта приема (ВЧ) мобильной станции поступают в четырехуровневый
демодулятор и далее со скоростью 9,6 кбит/с — на входы тракта цифровой
сигнализации. В тракте цифровой сигнализации из принимаемой кодограммы
выделяются сигналы системного управления, а цифровые сигналы речи подаются в
помехоустойчивый декодер речи 2,1 кбит/с. С выхода декодера речи цифровой поток
поступает на вход вокодера (тракт приема) непосредственно, либо через тракт
шифрования (пунктир). В тракте приема вокодера цифровые последовательности
речевых сообщений со скоростью 4,8 кбит/с методом дельта-модуляции
(CVSD-Continuously Variable
Slope Delta — дельта-
модуляция с непрерывно изменяющейся крутизной) преобразуются в аналоговые
сигналы. Далее аудиосигналы (речевые сообщения в
аналоговой форме) поступают на телефон (ТЛФ) интерфейса пользователя.
При приеме данных цифровые последовательности
с
выхода тракта цифровой сигнализации поступают в помехоустойчивый декодер 2,4
кбит/с и далее непосредственно, либо через тракт шифрования (пунктир) подаются
в интерфейс ПД.
Особенности построения вокодера
Технология ASTRO реализует вокодеры двух типов:,
-
линейное экстраполирующее кодирование LPC (Linear Predictive Coding), или VSELP (Vector Sum Excited
Linear Predictor — линейный
экстраполятор векторной суммы);
-
кодирование, использующее метод улучшенного многополосного возбуждения IMBE (Improved Multi-Band Excitation).
Методы кодирования VSELP и IMBE позволяют
эффективно использовать вокодеры при сравнительно низких скоростях передачи
(9,6 кбит/с) в радиоканалах с полосами частот 25 или 12,5 кГц.
Метод линейного экстраполирующего кодирования
LPC учитывает спектральный состав человеческого голоса и предсказывает
мгновенные изменения в аудиосигнале. Для этого
используются группы цифровых фильтров, которые эффективно имитируют особенности
голосового спектра.
В тракте передачи вокодера входное голосовое
сообщение анализируется, создаются мгновенные математические модели голосового
сигнала (формируется кодовая книга» известных голосовых сочетаний) и
подбираются цифровые фильтры к исходному голосовому сигналу. При пере- даче
сообщения по радиоканалу в составе команд цифровой сигнализации передаются
основные коды векторов кодовой книги для использования поискового просмотра при
обработке голоса на приемной
стороне.
В тракте приема вокодера осуществляется обратное преобразование, при котором на
основе полученных векторов кодовой книги подбираются группы фильтров для
синтеза голоса говорящего абонента.
Так, для определения сегмента голоса
длительностью 30 мс формируется код вектора значностью
144 бита. Это определяет конечную скорость преобразования вокодера, которая
составляет 4,8 кбит/с.
Вокодер IMBE использует метод улучшенного
многополосного возбуждения IMBE (Improved Multy-Band Excitation),
обеспечивающий высокую надежность приема в условиях повышенных аудиошумов и большого количества ошибок в каналах мобильной
связи. Вокодер IMBE считается наиболее перспективным для низкоскоростных систем
сжатия и передачи голосовой информации.
При кодировании методом IMBE вокодер разделяет
каждый сегмент речи на совокупность узкополосных сигналов и анализирует их на
пред- мет присутствия/отсутствия в них голосоподобного
сигнала. Это позволяет синтезировать возбуждающий сигнал для воссоздания
начального голосового сообщения на приеме без использования кодовой книги и
избежать значительного объема вычислений при обработке голосовых сигналов.
Вследствие этого IMBE-вокодер оказывается более
прост в конструкции и менее дорог в реализации.
Тракт шифрования сообщений
Цифровое шифрование является одной из
важнейших функций цифровой системы радиосвязи затрудняющее несанкционированное
прослушивание или дешифрование ранее записанной цифровой информации. Цифровое
шифрование заключается в выполнении процедуры комплексного нелинейного
алгоритма с использованием задаваемого пользователем ключа шифрования.
Алгоритмы шифрования являются комплексными нелинейными функциями, которые
обрабатывают информацию побитно и параметры которых определяются произвольно
выбранным ключом шифрования. Процесс шифрования основан на сложении по «модулю
два» цифровой последовательности шифровального ключа с цифровой
последовательностью цифрового информационного потока. В соответствии с
алгоритмом шифрования генерируется псевдослучайная двоичная последовательность,
которая накладывается на цифровой сигнал.
Реализация процесса шифрования при работе
цифровой системы радиосвязи возможна только при наличии системной
синхронизации. Технология ASTRO использует два различных алгоритма цифрового
шифрования. Закрытый алгоритм DVP позволяет получить 2,4 10~ ключей, а алгоритм
DVP-Х1 — 7,910" ключей шифрования. Каждая мобильная станция может
использовать до 16 шифровальных ключей (ключи могут быть при необходимости
распределены между разными алгоритмами шифрования).
Метод шифрования, реализуемый системой ASTRO,
обеспечивает: — сохранение качества передачи и приема сообщения при смене ключа
шифрования;
—
отсутствие прерывание голоса в начале шифрованного сообщения, поскольку
синхронизация шифрования осуществляется по сигналам встроенной цифровой
сигнализации;
—
гарантированная скрытность переговоров; — возможность использования цифровой
сигнализации для осуществления перекодирования мобильных станций по
радиоканалу.
Особенности работы помехоустойчивых
кодеков
Реальные радиоканалы мобильной связи
характеризуются наличием аддитивных и мультипликативных помех. При работе
системы это приводит к искажению формы цифровых сигналов и в результате может
привести к существенному ухудшению качества связи.
Для коррекции ошибок в цифровые
последовательности речи и передачи данных с помощью кодеров 2,1 кбит/с и 2,4
кбит/с соответственно вводится информационная избыточность путем добавления
проверочных битов. Особенностью декодеров технологии ASTRO является
способность, исправлять ошибки до тех пор, пока количество ошибок не превышает
информационную избыточность цифрового сигнала. При превышении количества ошибок
информационной избыточности декодеры используют часть прежней правильно
принятой информации для предсказания возможности восстановления искаженной
части. При этом синтезируется искаженная часть информации и вставляется на
место искаженной части цифровой последовательности., Использование
помехоустойчивых кодеков речи со скоростью 2,1 кбит/с в мобильных станциях
позволяет эффективно минимизировать шумовой эффект в каналах и получить хорошее
качество восстановленной речи. При этом нет необходимости в полном
восстановлении цифровой формы голоса, ибо это требует значительного увеличения
скорости передачи данных по радиоканалу. Таким образом, используемые кодеки в
цифровой транкинговой системе позволяют обеспечить
более высокий и устойчивый уровень качества звука по всей зоне радиопокрытия по сравнению с аналоговыми системами
радиосвязи.
Особенности тракта цифровой сигнализации
Способность распознавать передаваемые цифровые
сигналы своей системы в принимаемом цифровом потоке и не реагировать на
случайные и имитируемые цифровые сигналы помех в транкинговой
связи основана на введении специальной цифровой сигнализации, передаваемой
вместе с речевой информацией.
В существующих системах транкинговой
радиосвязи в качестве цифровой сигнализации используются:
-
кодированные управляющие сигналы PL и DPL (субтоны),
применяемые для избирательного доступа к ретранслятору;
-
идентификационные коды абонентских радиостанций, применяемые для избирательного
вызова абонента и определения его идентификационногo
номера (ID);
-
цифровая синхронизация процесса шифрования переговоров;
-
коды идентификации различных цифровых
шифровальных ключей;
-
сигналы срочного вызова для немедленного
оповещения о критической
ситуации.
В аналоговых системах, существует два способа
пересылки информации.
Субтоновая непрерывная сигнализация — сигнализация
и управляющая информация, которые передаются одновременно с голосом.
Использование субтонового диапазона частот в виде
тональных сигналов или в виде низкоскоростных данных позволяет избежать
интерференции с фрагментами одновременно передаваемого голосового сигнала.
Предварительная
сигнализация — пакет сигнальной и управляющей ",'
информации, посылаемая до начала голосового сообщения в форме,' тоновых сигналов
или в виде низкоскоростных данных.
Несмотря на то, что две эти схемы сигнализации
довольно эффективны при передаче информации, они все же имеют серьезные
недостатки. Субтоновая сигнализация в нижней полосе
голосового диапазона: ограничивает возможности передачи команд, поскольку
передается с; небольшой скоростью около 150 бит/с. Предварительная сигнализация
уменьшает время доступа к каналу связи.
Передача
голоса не может начаться до тех пор, пока не будет завершена передача
сигнализации, хотя в этом случае может передаваться больше информации, чем в субтоновом режиме. Это ведет к потере начала голосового
сообщения, так как абонент может реально начать я разговор до того, как его
радиостанция будет готова к передаче голоса. =, Таким образом, длительность
предварительной сигнализации должна,'; быть сведена к минимуму. В системе ASTRO
используется широкий 'з набор цифровых сигналов и
команд, которые внедряются в общий информационный поток. При поступлении
команды управления «вызов» (при нажатии кнопки PTT) вокодер радиостанции
немедленно начинает формирование речевого сигнала. При обработке достаточного
количества речевого сигнала начинается смешивание сигналов речи и сигнализации.
Такая последовательность обработки позволяет устранить потери информации в начале
сообщения. Сформированный цифровой поток ф
комбинированной речевой и сигнальной информации поступает в модулятор для
передачи по радиоканалу. Встроенная сигнализация объединяет в себе
положительные качества обоих описанных выше субтонового
и предварительного способов аналоговой сигнализации. Это позволяет системе
ASTRO обеспечивать пропускную способность на уровне способа предварительной
сигнализации, при этом выполняя непрерывное сигнализирование
в ходе всего речевого сообщения, что достигается только в системе аналоговой субтоновой сигнализации.
Сочетание непрерывной сигнализации с высокой
пропускной способностью ASTRO оперативно предоставляет полную информацию
радиостанциям в двух особо важных фазах осуществления сеанса связи: - поздний
вход в разговор, когда радиостанция начинает контролировать цифровой голосовой
канал в середине сеанса связи разговорной группы; — повторный вход в разговор,
когда MS утрачивает возможность контроля ~ цифрового голосового канала в
середине сеанса связи разговорной;" группы, а затем вновь обретает ее.
К принципиально новым свойствам цифровой
сигнализации относятся.
• Возможность
непрерывного повторения сигнальной информации во время всей передачи голоса до
тех пор, пока состояние радиостанции не изменится. Это позволяет принимающим
ASTRO станциям получать необходимую информацию управления в процессе разговора.
• Применение
универсального идентификационного номера системы радиосвязи (Network ID),
используемого в радиостанциях для доступа к инфраструктуре системы, а также для
скрытой настройки системы путем использования индивидуального для каждой
системы кодируюшего полинома.
• Передача
идентификационных номеров источника и пункта назначения. Это идентификационные
номера полевых абонентских радиостанций, которые могут быть использованы для
отображения номера передающей радиостанции или для избирательного вызова.
Идентификационный номер постоянно передается вместе с речевым сигналом, тогда
как в системе предварительной сигнализации он посылается только однажды и может
быть утрачен.
• Применение
группового идентификационного номера, используемого для обозначения разговорной
группы и группового вызова.
• Применение
синхронизации шифрования, используемой для под- держания синхронизации
вокодеров передающей и принимающей радио- станций во время выполнения
шифрованной передачи голоса.
• Применение
сигналов тревоги, передаваемых пользователями в критической ситуации.
Новые свойства системы
К
новым свойствам встроенной цифровой системой сигнализации относится: —
использование идентификационного номера шифра, передаваемого в процессе связи
для определения конкретного ключа дешифрования речевого сообщения; — применение
сигнальной информации для адаптации системы по мощности, позволяющей определять
пределы области действия радиостанции и регулировать уровни мощности
портативных передатчиков; — применение информационной избыточности в системе
сигнализации для защиты от ошибок.
Особенности построения цифровых модемов. Выбор
вида модуляции при построении систем с ограниченным частотным ресурсом является
одним из ключевых моментов, определяющим общее количество свободно доступных
каналов.
Технология ASTRO, использует четырехуровневую
частотную модуляцию (C4FM), совместимую с квадратурно-фазовой
манипуляцией (QPSK). Существо применяемой манипуляции состоит в том, что модулятор передатчика при поступлении на его
вход случайного цифрового потока 11100101011100 формирует посылки (Боды) в
соответствии с классической парой битов информации 00, 01,10,11 (четыре
уровня). Таким образом, в канале связи передаются уровни 11, 10, 01, 01,01, 11,
00. Скорость передачи в канале
оказывается в два раза меньшей (4,8 кбит/с) по сравнению со скоростью
поступления цифрового потоки (9,6 кбит/с). Частота посылки передатчика
оказывается сдвинутой относительно среднего значения (частоты настройки) по
четырем положениям: —
-
00
— сдвиг частоты посылки +0,6 кГц; —
-
01 — сдвиг частоты посылки +1,8 кГц; —
-
10 — сдвиг частоты посылки — 0,6 кГц; —
-
11 — сдвиг частоты посылки — 1,8 кГц.
В демодуляторе приемника исходный цифровой поток
восстанавливается.
5.4.
Технические характеристики и конструкция портативных
и бортовых
радиостанций технологии ASTRO
Портативные
цифровые радиостанции
Портативные цифровые радиостанции стандарта
ASTRO XTS3000 выпускаются для работы в диапазоне 136...]74 МГц (VHF),
403...470, 450...512 МГц (UHF), а также в диапазонах 806...821 МГц — передача,
851...869 МГц — передача, 851...869 МГц — прием.
Портативные цифровые радиостанции ASTRO XTS3000
(I и Ш) имеют одну общую конструктивную платформу и один общий пакет
программного обеспечения.
Конструктивная платформа включает:
- шестнадцатипозиционный
переключатель режимов шифрования;
-
двухпозиционный концентрический
программный переключатель; —
-
ручка включения и выключения станции
(регулятор громкости); — трехпозиционный программируемый тумблер; —
-
кнопка ТРЕВОГА;
- программируемые кнопки tt1...3 для выбора
режимов PL DPL, включения подсветки индикатора и клавиш и переход на связь в
режиме прямой видимости;
-
кнопка (тангента) включения передатчика (РТТ);
- универсальный разъем для RSS программирования
радиостанции;
- загрузки шифровальных ключей и подключения к
периферийным устройствам передачи данных;
-
индикатор разряда батареи; —
- антенна.
Пакет программного обеспечения
Пакет программного обеспечения включает:
—
«обычный пакет» Н35 («Conventional Package» H35), определяющий стандартные режимы и
сигнализацию (систему команд) Start-Alert;
—
пакет Н36 — для работы в пятиканальной односайтовой
системе StartSite; ": — пакет
Н37 — для работы в односайтовых системах SmartWorks (до 7 каналов) и SmartNet
(до 28 каналов);
—
пакет H38 — для работы в многосайтовой системе «SmartZone» (максимальная емкость до 48 сайтов, до 28
каналов в каждом сайте.
К дополнительным принадлежностям радиостанции
ASTRO ХТ$3000 относятся:
-
автомобильный адаптер ASTRO (АЧА) позволяет устанавливать портативные станции в
автомобиль и использовать их в качестве автомобильных, используя при этом
бортовое питание и, при необходимости, усилитель мощности;
- усилители
мощности для частотных диапазонов VHF, UHF и диапазонах„;;. 800 МГц;
-
никель-кадмиевые (NiCd) батареи сверхвысокой емкости
1500 мАч и средней емкости 1300 мАч;
-
зарядные устройства от сети 220В 50Гц, головные гарнитуры с полным охватом головы,
2 наушника, ручной микрофон или микрофон на кронштейне;
-
гарнитура с одним наушником, ручной
микрофон или микрофон; —
-
ушная микрофонная система (передает голос
через вибрацию кости в канале уха);
-
аудиопринадлежности
(выносной громкоговоритель/микрофон).
Бортовые (офисные) мобильные цифровые
радиостанции ASTRO Digital SPECTRA построены с
использованием микропроцессорной технологии и самых передовых цифровых
технологий, что обеспечивает их высокую функциональную гибкость.
Мобильные цифровые радиостанции ASTRO Digital SPECTRA выпускаются в пяти различных модификациях:
• ASTRO
Digital SPECTRA %3, программируемые на 255 каналов с
буквенно-цифровым жидкокристаллическим индикатором ЖКИ (2 строки — 14 знаков),
клавиатура 3х6, включая 3 ключа программирования, обеспечивающих быстрый доступ
к режимам путем выбора необходимого режима из заранее запрограммированного
меню;
• ASTRO
Digital SPECTRA W4, программируемые на 128 каналов с
буквенно-цифровым вакуумнолюминисцентным индикатором
ВЛ и вращающимися ручками поиска каналов и изменения громкости, обеспечивающих
возможность управления различными внешними устройствами (сирена, фары) через
внешний дополнительный блок DEK Siren/РА, работу в многосайтовой системе в случае зональной транкинговой связи;
• ASTRO
Digital БРЕСТКА W5, программируемые на 128 каналов с
буквенно-цифровым вакуумнолюминисцентным индикатором
ВЛИ (1 строка — 8 знаков), электронным переключателем каналов и регулировки
громкости, возможностью работы в многосайтовой
системе в случае зональной транкинговой связи.
• ASTRO
Digital SPECTRA W7, программируемые на 255 каналов с
буквенно-цифровым вакуумнолюминисцентным индикатором
ВЛИ (1 строка — 8 знаков), клавиатурой Зх4, обеспечивающей ввод телефонных
номеров, идентификационных номеров радиостанций, возможность управления
различными внешними устройствами (сирена, фары) через внешний дополнительный
блок DEK Siren/РА, способностью работы в многосайтовой системе в случае зональной транкинговой связи;
• ASTRO
Digital SPECTRA W9, программируемые на 255 каналов с буквено-цифровым вакуумнолюминисцентным
индикатором ВЛИ (1 строка — 8 'знаков), клавиатурой Зх4, обеспечивающей ввод
телефонных номеров и идентификационных номеров радиостанций, возможностью
управления различными внешними устройствами (сирена, фары) через внешний
дополнительный блок DEK Siren/РА, способностью работы
а многосайтовой системе в случае зональной транкинговой связи.
Технические
характеристики бортовых мобильных радиостанций I . ASTRO SPECTRA показаны в
табл. 5.3.
Бортовые мобильные цифровые радиостанции ASTRO Digital SPECTRA имеют одну общую конструктивную платформу
(W3, W4, W5, W7 и W9) и один общий пакет программного обеспечения. Каждая
радиостанция должна заказываться с одним из имеющихся пакетов системного
программного обеспечения.
-
«Обычный пакет» Н35 («Conventional Package» Н35) включает в себя стандартные режимы и
сигнализацию (систему команд) Start-Alert.
-
Пакет Н36 — для работы в 5-канальной односайтовой
системе StartSite.
-
Пакет Н37 — для работы в односайтовых системах SmartWorks (до 7 каналов) и SmartNet
(до 28 каналов).
- Пакет Н38 — для работы в многосайтовой
системе SmartZone (максимальная емкость до 48 сайтов,
до 28 каналов в каждом сайте, возможна многозоновая
система с распределенным контрольным оборудованием).
Мобильные цифровые радиостанции ASTRO Digital SPECTRA обеспечивают шифрованную радиосвязь при
использовании цифровых режимов передачи голоса со скоростью:
-
9,6 кбит/с — протокол передачи цифрового аудиосигнала
VSELP ASTRO;
—
9,6 кбит/с — протокол передачи цифрового аудиосигнала
IMBE (согласно протоколу АРС025);
—
12 кбит/с — протокол передачи цифрового аудиосигнала
CVSD Secure net.
В шифрованном режиме ASTRO используется алгоритм
синхронизации шифрования/дешифрования XL (синхронизация методом вектора инициализации),
а при работе в режиме Securenet используется как
алгоритм XL, так и поп-XL
(синхронизация по кодированной последовательности). Режим шифрования голоса
предварительно программируется при помощи сервисного программного обеспечения
RSS.
Для ввода в мобильные цифровые радиостанции
ASTRO Digital SPECTRA ключей шифрования применяется
загрузчик ключей КУ1 (Кеу Variable
Loader) серии DX. В цифровой системе радиосвязи ASTRO
для каждого ключа шифрования предусматривается уникальный (единственный) идентификационный
номер. Ключи шифрования, хранящиеся в памяти мобильных радиостанций ASTRO Digital SPECTRA (W4, W5, W7, W9) могут быть стёрты при
помощи соответствующей функции в меню защиты.
Такая защита ключей является функцией режима
энергозависимого хранения (Volatile Кеу Storage). Стандартная функция
в каждом шифровальном блоке позволяет уничтожать ключи в случае, если сменено
ЗУ с произвольным доступом (RAM). При потере питания станции более чем на 30 с,
ключ, используемый для шифрования/дешифрования ключей связи, также стирается,
что делает невозможным использование ключей связи.
Для сохранения начальных ключей (сохранения
ключей после потери питания более чем на 30 с) радиостанция может быть
запрограммирована (через RSS) в режим энергонезависимого хранения ключа (Non-Volatile Кеу Storage), который оставляет ключ (ключи) нетронутыми даже
при потере питания в течение 5 дней. Для более продолжительного периода
необходимо подключение дополнительного блока питания.
Для установки в автомобиле радиостанции ASTRO Digital SPECTRA используется набор различных
принадлежностей:
-
ручной микрофон или полудуплексная
телефонная трубка;
-
внешние громкоговорители различной
мощности с наборами для крепления;
- кронштейны и приспособления для крепления
различных типов;
- мобильная антенна 1/4 волны или 3/5 волны с
механическим или магнитным креплением;
- кабель питания для подключения к бортовой
электросети 12 В;
- клавиатура прямого ввода (DEK) для
инициализации запрограммированной функции нажатием кнопки для включения
динамика для громких объявлений и включения сирены;
- замок блокировки радиостанции;
-
ножная кнопка для подачи сигнала тревоги;
-
описание радиостанции.
Для настольной установки радиостанции в качестве
диспетчерской
дополнительно
поставляется: -
- настольный микрофон;
-
подставка для радиостанции со встроенным громкоговорителем;
-
стационарные антенны с различными диаграммами направленности, коаксиальные
кабели, устройства молниезащиты для коаксиального
кабеля;
- блок питания от сети 220В 50Гц — описание
радиостанции.
ГЛАВА 6
ПЕРСОНАЛЬНОГО
РАДИОВЫЗОВА
(СПРВ)
-Принципы
построения мобильных СПРВ
-Мобильные
СПРВ с многочастотным
комбинаторным и
линейным
бинарным
кодированием
-Особенности построения СПРВ
различных
стандартов
6.1. Принципы
построения мобильных СПРВ
Назначение
СПРВ
Мобильные системы персонального радиовызова
(СПРВ) предназначены для организации
вызова абонентов, местоположение которых неизвестно. Так как абоненты системы могут перемещаться в пространстве (являются
мобильными), то процесс вызова требуемого абонента соответствует его поиску.
Поэтому такие системы часто называются поисковыми или пейджинговыми системами
(от англ. paging — поиск). Каждый мобильный абонент
системы имеет индивидуальное радиоприемное устройство — пейджер (миниатюрный
радиоприемник с встроенной антенной).
В отличие от сотовых и транкинговых
систем мобильной радиосвязи, использующих общую группу свободнодоступных
рабочих частот (trunk), пейджинговые системы работают
на одной рабочей частоте, на которую настраиваются базовый радиопередатчик и
пейджеры системы. Вызов требуемого мобильного абонента осуществляется путем
передачи цифровой кодограммы, содержащей номер (адрес) вызываемого пейджера.
Другие пейджеры отвергают этот адрес как чужеродный сигнал внешней помехи.
Кроме адресного признака кодограмма вызова включает также информационную часть,
состоящую из совокупности формализованных команд и сообщений, в соответствии с
которыми действует пользователь пейджера. Вызывающим абонентом является абонент
стационарной телефонной сети общего пользования (ТРОП), который осуществляет
заявку на вызов. Заявка на вызов по телефону через АТС поступает на контрольно-оконечную станцию (КОС) системы персонального радиовызова, которая формирует кодограмму
вызова и подает ее на базовый радиопередатчик по модуляционной линии (рис.
6.1). 1
Рис. 6.1. Схема соединения КОС с базовой станцией
Основные
требования
Пейджинговая радиосистема, предназначаемая для
массового обслуживания пользователей, может рассматриваться как специфическая
система управления, для которой должны выполняться требования:
—
передачи заданного объема сообщений — Ч,;
—
минимального времени доставки сообщения
мобильному абоненту — Т,;~~< —
—
заданной достоверности доставляемой информации
— Р,.
Главным требованием для большинства СПРВ считается требование минимального
времени доставки сообщения Т,. Время доставки Т, складывается из времени набора
адреса и информации Т„, времени ожидания канала передачи Т, и времени передачи
сообщения Т„(Т, = Т„+ Т, + Т„). '=';
Время набора адреса и информации Т„определяется
типом СПРВ. „~; Оно включает время
набора номера контрольно-оконечной станции на ~ф
абонентском телефонном аппарате, время коммутации АТС с контрольно-оконечной
станцией и время ввода адреса и информации в кодирующее устройство пульта
управления оператора КОС.
Время ожидания канала передачи Т, включает
накопление информации, поступающей от других вызывающих абонентов в памяти КОС и время подготовки радиопередатчика
к излучению.
Время передачи сообщения Т„связано с объемом
сообщения Ч, а. скоростью передачи в
канале К„соотношением Т„= Ч,/RД.
Скорость передачи сообщения К„определяется
пропускной способностью канала связи С и количеством информации Н содержащейся
в одном элементе сообщения:
V Н
АНод(1+
') рш Р, Анод(1+ ' )
m
где
ЛР — полоса частот канала; р,/р
— отношение мощности сигнала Ф мощности шума в месте приема.
С учетом выражения (6.1) время передачи
сообщения будет определяться выражением
где
I, — количество информации в сообщении.
Таким образом, обеспечение условия Т„< Т,
возможно путем ограничения количества информации, приходящейся на одно
сообщение IД расширения полосы частот тракта передачи ЛР и повышения
энергетического параметра р,/р„,
в канале. Поэтому пейджинговые сообщения должны иметь по возможности компактную
форму (кодовые последовательности с ограниченным количеством знаков n). Это обеспечивает своевременность и достоверность
доставки сообщения пользователям.
Время ожидания канала передачи Т. может быть существенно
сокращено, если система не использует принцип ручного диспетчирования,
а информация от вызывающего абонента сразу записывается в память КОС. Это
реализуется при наличии у абонента сети ТФОП специального телефонного аппарата
с тастатурой тонального набора сообщения и частотным
кодером, а в КОС — преобразователя МЧКК в бинарную дискретную
последовательность (рис. 6.1).
Поскольку базовый передатчик пейджинговой
системы излучает на одной рабочей частоте fД, то
передача сообщений различным мобильным абонентам осуществляется последовательно
одно за другим, пока не освободится схема накопления в КОС.
Современные базовые передатчики пейджинговых
систем, как правило, используют угловую модуляцию (частотно-манипулированные
сигналы классов Е8Д, Р1Д, F8WXF). Модуляционные линии, соединяющие КОС с
базовым передатчиком, используют типовые каналы ТЧ со стандартными полосами
частот ЬГ = 0,3...3,4 кГц. Для организации модуляционных линий могут
использоваться линии телефонной связи (СЛ), а также специальные линии радио и
радиорелейной связи (РРЛ), создающие прямые каналы между КОС и базовой станцией
(рис. 6.1).