ВВЕДЕНИЕ

Рынок подвижной радиосвязи переживает во всем мире стремительное развитие. До 1995    года только в Европе рынок подвижной радиосвязи охватывал около 15 млн. абонентов с ежегодным оборотом более 8 млрд. долларов. Глобальной стратегией развития подвижной радиосвязи  является разработка и внедрение единых международных стандартов и создание на их основе международных и глобальных сетей общего пользования.                                                                                  

В настоящее время доминирующее положение на рынке подвижной радиосвязи занимают:

- профессиональные (частные) системы подвижной радиосвязи (PMR, PAMR);

- системы персонального радиовызова (Paging Systems);

- системы сотовой подвижной радиосвязи (Cellular Radio Systems);

- системы беспроводных телефонов (Cordless Telephony).

Профессиональные системы подвижной радиосвязи создавались и развивались в России в интересах обеспечения служебной деятельности государственных структур, правоохранительных органов, промышленных групп и других организаций. В течение ряда лет в России были разработаны и использовались комплексы оборудования радиосвязи "Лен", "Колос", "Гранит", "Вилия " и другие. В последние годы развитие профессиональных систем подвижной радиосвязи было направлено на расширение их функциональных возможностей, видов услуг, улучшение качественных характеристик и конфиденциальности связи. Были разработаны комплексы оборудования аналоговой симплексной и дуплексной радиосвязи "Маяк", "Сапфир", "Сигнал", "Заря", "Роса". Были созданы первые цифровые и цифро-аналоговые радиостанции с автоматическим поиском свободного канала связи, цифровой маскировкой или шифрованием передаваемых сообщений "Альфа", "Риф" и другие. Общие тенденции развития отечественных профессиональных систем подвижной радиосвязи отвечали современному мировому уровню развития подвижной связи, однако они разрабатывались в соответствии со стандартами России и не были ориентированы на западные стандарты, где уже наметилась тенденция международной стандартизации и унификации оборудования   профессиональной подвижной радиосвязи (PMR и PAMR). В результате большинство производителей подвижной радиосвязи PMR и PAMR обеспечивают совместимость оборудования при работе в  составе систем связи, построенных на единых стандартах.     Общий рынок систем и оборудования PMR и PAMR позволил разработать унифицированную элементную базу, массовый выпуск которой обеспечил ее высокую надежность и значительное снижение цен на эту продукцию. В результате ежегодный рост количества абонентов PMR и PAMR в западных странах составляет около 25%.

Начало внедрения систем персонального радиовызова (СПРВ) в нашей стране относится к 1980 г., когда в Москве в период летних Олимпийских игр была открыта СПРВ на основе оборудования фирмы Multi-Tone (Великобритания). Система работала на частотах около 43 МГц.

Второй этап развития СПРВ в России относится к осени 1993 года, когда практически одновременно начали работу компании "Вессо-Линк", "Радио-Пейдж" и "Информ-Эском". С 1994 года ; компания "Вессо-Линк", а чуть позже и другие, стали работать на русифицированных пейджерах. В настоящее время в Москве услугами СПРВ пользуются более 60 тыс. абонентов. Большинство oпeраторов СПРВ в России эксплуатируют свои системы в диапазонах 138-174 МГц, за исключением компании Mobile Express, которая использует частоту 473 МГц.

Для передачи сообщений подавляющее большинство СПРВ использует международный код   POCSAG. Отдельное направление развития СПРВ связано с использованием уплотнения сигналов УКВ-ЧМ радиовещательной станции, где используется код RDS. СПРВ этого типа не получили достаточно широкого распространения. В настоящее время в России рассматривается возможность построения СПРВ на основе общеевропейского стандарта ERMES диапазона частот 169 МГц. Внедрение этого стандарта в Европе осуществляется весьма интенсивно. В октябре 1995 года подписано первое международное соглашение о роуминге абонентов СПРВ ERMES между операторами  Telecom РТТ (Швейцария) и TDR (Франция).

Отечественные стандарты и оборудование для организации СПРВ с большой зоной обслуживания отсутствуют. Однако, известен ряд разработок СПРВ в России, ориентированных на локальное или функционально ограниченное применение, например, "Луч-1С", "Малютка-ПРВ", "Фортун  (УКВ-ЧМ) и другие.                                                                                                                                                  

Системы сотовой подвижной связи (ССПС) впервые были запущены в эксплуатацию в конце 70-х - начале 80-х годов в Скандинавских странах (NMT-450) и США (AMPS). Сотовый принцип топологий сети с повторным использованием частот во многом решил проблему дефицита   частотного  ресурса и в настоящее время является основным в создаваемых системах подвижной связи  общего пользования.             Стандартизация в области ССПС привела к тому, что на смену девяти отдельным аналоговым стандартам сотовой связи первого поколения пришли три цифровых стандарвторого поколения (GSM, D-AMPS, JDC), один из них - GSM признан "глобальным".                       

В настоящее время в России развиваются ССПС трех стандартов сотовой связи – NMT-450,GSM  и AMPS, два из которых - NMT-450 и GSM, приняты в качестве федеральных. Стандарт AMP и его цифровой вариант D-AMPS ориентированы на региональное использование.

Первая ССПС была открыта в Москве в 1991 году компанией "Московская сотовая связь ("МСС") и использует оборудование аналогового стандарта NMT-450. Постоянно развивая соста услуг связи, "МСС" успешно функционирует на территории Москвы и Московской области и обеспечивает взаимодействие с операторами сетей NMT-450 в других регионах. С апреля 1995 год "МСС" ввела на своей сети сотовой связи код идентификации пользователя (SIS), что избавило е от двойников и повысило популярность. В настоящее время абоненты "МСС" имеют возможное по заявке организовать роуминг с сетями NMT-450 в Санкт-Петербурге, а также Литве и Латвик "МСС" ведет активную работу по созданию федеральной сети NMT-450. Количество абонентов сети "МСС" превышает 20 тысяч.

В июне 1994 года в Москве началась коммерческая эксплуатация ССПС компании "Би-Лайн"  использующей аналоговый стандарт США AMPS (800 МГц). В настоящее время "Би-Лайн" также предоставляет услуги цифровой сотовой связи в стандарте "D-AMPS". ССПС "Би-Лайн" обслуживает более 20 тысяч абонентов на территории Москвы и области, а также обеспечивает административный роуминг абонентов с другими сетями этого стандарта.

С января 1996 года в Москве и области началась коммерческая эксплуатация сети цифрови сотовой связи стандарта GSM (900 МГц). Оператором сети GSM в Москве является компания "Мобильные ТелеСистемы" (МТС). В первые дни коммерческой эксплуатации "МТС" впервые в России открыла автоматический роуминг абонентов своей сети с абонентами ССПС стандарта GSM в Германии, Швейцарии, Финляндии и Англии.          Совместно с операторами сетей GSM в других региона "МТС" организована работа по созданию федеральной сети GSM России и ее интеграции с глобальной сетью сотовой связи, охватывающей Европу, Азию, Австралию и африканские страны

 Системы беспроводных телефонов (СТ) составляют определенную конкуренцию развитии сотовых систем подвижной связи. Первоначально создаваемые СТ были ориентированы на рези дентное использование, то есть - в условиях квартир и офисов.             Позже они стали развиватьсяка системы общего пользования, обеспечивающие поддержку услуг общего доступа. Среди стандартов систем СТ общего пользования наиболее перспективным является общеевропейский стандарт DECT, близким аналогом этого стандарта в США является стандарт PACS и стандарт PHS - в Японии, ориентированные на использование диапазонов частот, отличных от европейских.    Отечественное оборудование систем беспроводных телефонов общего пользования указанных стандартов не производится. Однако для организации беспроводной связи с фиксированными абонентами в России разработаны и выпускаются комплексы оборудования "радиоудлинителей", некоторые из ню поддерживают связь и с подвижными абонентами ("Карт", "Тулица", "Сигнал-101", "Гроздь", "Лес-4С" и другие).

Общие тенденции развития подвижной связи, направленные на международную интеграцию, активно поддерживаются Минсвязи, ГКЭС, ГКРЧ и Главгоссвязьнадзором России.

В соответствии с "Основными положениями развития взаимоувязанной сети связи (ВСС)> Российской Федерации" сети подвижной связи являются важнейшим компонентом инфраструктуры отрасли связи. ГКЭС России рассмотрены и одобрены "Концепция развития в России до 2010 года сетей сухопутной подвижной радиосвязи общего пользования" и "Концепция развития в России сетей радиовызова общего пользования". Разработана "Концепция использования в России транкинговых систем при организации коммерческих сетей связи".

В соответствии с технической политикой Минсвязи России перспективные сети подвижной связи будут создаваться на основе систем и средств соответствующих международных стандартов, прежде всего, принятых большинством стран европейского континента. При этом будут решаться вопросы по конверсии радиочастотного спектра и электромагнитной совместимости новых  средств с действующими в России радиосистемами.

В этой связи представленный в данной книге материал по современным стандартам и системам подвижной радиосвязи будет полезен широкому кругу специалистов, операторов и потребителей услуг связи, интересующихся практическими вопросами создания систем подвижной радиосвязи и современными тенденциями развития этого важного и весьма перспективного вида телекоммуникаций.

Глава 1.     ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ

1.1.Общие вопросы развития профессиональных систем подвижной радиосвязи

Первые системы подвижной радиосвязи создавались и развивались в интересах государственных организаций, коммерческих структур, скорой помощи, пожарных бригад, полиции и служб безопасности. В принятой за рубежом классификации эти системы относятся к так называем профессиональным системам подвижной радиосвязи - PMR (Professional Mobile Radio), иногда обозначение PMR понимают как частные системы подвижной радиосвязи - Private Mobile Radio отличие от сотовых систем существующие PMR не обеспечивают непрерывности связи при пересечении абонентами границ зон радиопокрытия, не имеют автоматического роуминга, не гарантируют абонентам других сетей одинаковый набор имеющихся услуг связи, включая вопросы оплаты [1.1-1.3].                                                                                                                                                    

Как правило, PMR имеют радиальную или радиально-зоновую структуру сети. PMR, обеспечивающие соединение подвижных абонентов с абонентами телефонных сетей общего пользования, называют PAMR (Public Access Mobile Radio). По данным СЕРТ - Европейской организации  администраций почты и связи, Количество абонентов PAMR в Европе составляет около 18% от общего количества абонентов PMR. Общее количество абонентов PMR в Европе увеличивается годно на 5-8%. Большинство пользователей PMR имеют свои сети, которые им принадлежат ими эксплуатируются [1.1].                                                                                                                   

PMR и PAMR могут использовать как симплексные, так и дуплексные каналы радиосвязи. Типовые структурные схемы рассматриваемых систем радиосвязи приведены на рис. 1.1-1.4.

Основными требованиями, предъявляемыми пользователями и операторами связи к являются:                                                                                                                                                       

-  обеспечение связи в заданной зоне обслуживания;

-  высокий уровень вероятности установления связи при условии отсутствия         данных о место нахождении подвижных абонентов;

-  возможность взаимодействия отдельных групп абонентов;

-  безопасность в отношении подслушивания;

- защита от воздействия аддитивных и мультипликативных помех;

-  высокий уровень разборчивости при приеме речевых сигналов;

-  минимальная ширина полосы частот канала связи;

-  низкие энергетические затраты подвижной станции;

- оперативность управления связью, в том числе - обеспечение управления на различных уровнях, возможность циркулярной связи, обеспечение связи через центры управления возможность приоритетного установления каналов связи.

Высокий уровень вероятности установления связи, не зависящей от местоположения подвижного абонента, обеспечивается в настоящее время путем совершенствования способов вхождения в связь и создания необходимых условий для высокой обеспеченности связью во всем регионе действия сети за счет использования вынесенных приемо-передающих станций и различных  радиоретрансляторов.                                                                                                                               

В современных сетях PMR взаимодействие групп абонентов с возможностью прослушивания радиопереговоров по принципу "каждый с каждым", осуществляется за счет варьирования зонь действия использования общего частотного диапазона, общих ключей шифрования или маскировки, а также выбором соответствующей мощности передатчиков.

Безопасность в отношении подслушивания обеспечивается в настоящее время путем шифрования или ключевой маскировки передаваемых сообщений. Рассматриваются вопросы включения в протоколы установления связи режимов аутентификации абонентов и идентификации абонентских станций, без прохождения этих процедур доступ в систему исключается.

Помехоустойчивость эксплуатируемых в настоящее время аналоговых PMR весьма низкая. Цифровые PMR используют методы помехоустойчивого кодирования и перемежения, пространственное и частотное разнесение, адаптацию радиотрактов к возникающим изменениям в канале связи.

Достаточно хорошая разборчивость передаваемых сигналов обеспечивается в действующих аналоговых сетях PMR за счет рационального выбора вида модуляции, способов построения модуляторов и демодуляторов, применения высококачественных акустических преобразователей, а также реализацией ряда других технических мер.

В цифровых PMR высокое качество передачи речевых сообщений, достаточное для профессиональной связи, обеспечивается при использовании адаптивных дельта-модуляторов при скорости аналого-цифрового преобразования 9,6 кбит/с. Современная элементная база позволяет реализовать в абонентских радиостанциях высококачественные по разборчивости алгоритмы речепреобразования CELP и VSELP при скорости преобразования речи до 4,8 кбит/с.

Требование минимизации используемой полосы частот и длительности передач в расчете на один канал связи в настоящее время выполняется только частично.

Важнейшей характеристикой системы подвижной радиосвязи является ее емкость, то есть максимальное количество обслуживаемых абонентов. Принципы организации системы связи и требуемые характеристики существенным образом определяют емкость сети. Принципиальным моментом является выбор способа использования выделенного частотного ресурса системы связи.

По способам использования частотного ресурса системы связи разделяются на следующие классы:                                        

- системы связи с закрепленными за абонентами каналами связи;

- системы связи со свободным доступом абонентов к общему частотному ресурсу; системы связи с пространственно-разнесенным повторным использованием частот (сотовые системы связи).

PMR и PAMR относятся к первым двум классам систем подвижной связи.

В PMR довольно часто используется принцип фиксированного закрепления

каналов связи заопределенными абонентами. В этом случае максимальное количество обслуживаемых абонентов на одной частоте (канале) зависит от интенсивности связи (количества сеансов связи в единицу времени),продолжительности сеанса связи и допустимой вероятности блокировки канала связи.

Общая нагрузка на канал связи в Эрлангах определяется выражением:

             где n - количество сеансов связи в час;

            Т - среднее время сеанса связи в секундах.

            Если n = 100; Т = 10 с; то А = 0,28 Эрл.

            На рис. 1.5 показана зависимость вероятности блокировки каналов связи (В) от нагрузки (А) и количества каналов в системе связи (С) [1.2]. Часто для расчета допустимой нагрузки в Эрлангах для системы связи с С каналами при заданной вероятности блокировки канала связи пользуются таблицей 1.1.

Из графиков рис. 1.5 и таблицы 1.1 следуют значительные преимущества систем со свободным доступом абонентов к каналам связи.

Однако при фиксированном закреплении каналов реализуется высокая оперативность установления связи. Современные PMR этого класса обеспечивают установление канала связи за время 100-250 мс.

Принцип свободного доступа абонентов к общему частотному ресурсу позволяет абонентской станции работать на любом канале связи в выделенной полосе частот. Этот принцип аналогичен принципу "общая шина", используемому й электронных вычислительных машинах.

      Принцип свободного доступа абонентов к общему частотному ресурсу получил название "транкинг" (Trunking). В соответствии с "Концепцией использования в России транкинговых систем при организации коммерческих сетей связи" [1.9] под термином "транкинг" понимается метод равного доступа абонентов к общему выделенному пучку каналов, при котором конкретный канал закрепляется для каждого сеанса связи индивидуально в зависимости от распределения нагрузки

в системе. Используются несколько способов реализации принципа транкинговой связи, ocнованые на различном подходе к поиску свободного канала связи. В одном случае функция поиска  свабодного канала и вызывного сигнала возлагается на абонентскую станцию, которая осуществляет последовательный (сканирующий) поиск незанятого канала во всем выделенном диапазоне за счет использования устройств автоматического поиска вызывного канала связи (АПВК). В гом случае анализ занятости каналов связи возлагается на подсистему управления PMR. При этом назначение свободного (вызывного) канала связи абонентской станции осуществляется по управления.                                                                                                                                            

В первом случае, когда абонентская станция осуществляет последовательный поиск свабодного (вызывного) канала связи с использованием АПВК, на каждом канале осуществляется процедура вхождения в связь, включая попытку тактовой и цикловой синхронизации. Таким образом, время установления канала связи для этого случая многократно увеличивается относите времени установления канала связи при фиксированном закреплении каналов за отдельными пами абонентов. По этой причине использование АПВК эффективно при небольшом (5-8) количестве каналов связи.                                                                                                                                 

       В целях обеспечения оперативности управления в современных PMR и PAMR анализ занятости каналов связи осуществляется системой управления связью на основе использования специального канала, через который обеспечивается полное управление функционированием а включая процедуры установления и прекращения связи. Важно, чтобы в сети связи имелась можность оперативного переключения организационного канала на другую частоту при поя помех.    

Использование принципа централизованной организации связи с использованием отдельного канала управления определяет необходимость обмена сообщениями абонентов через вынесенье приемопередающие (базовые) станции. В этом случае проектирование PMR должно oc вляться с учетом обеспеченности связью для двух направлений "вверх" и "вниз". Прямая между двумя абонентами без участия базовой станции не использовалась. Этот недостаток 27, нен в перспективном общеевропейском стандарте транкинговой связи "TETRA", где предусматривается режим прямой связи абонентов без участия центра [1.3, 1.4].

            Основной тенденцией развития PR и PAMR является использование и совершенствования| цифровых методов передачи, что позволит обеспечить:                                                              

            - одновременную передачу речевых сообщений и данных в формате стандартных цифровых сигналов;                                                                                                                                   

            - совместную передачу информационных сообщений и сигналов управления без взаимного мешающего влияния; 

            - интеграцию (при достаточно низком уровне затрат) существующих сетей радиосвязи    вновь разрабатываемыми;                                                                                                           - стабильно высокий уровень разборчивости передаваемых речевых сообщений в   уело всего диапазона дальности связи;                                                                                         

            - надежную и технически несложную защиту передаваемых сообщений от   подслушивания

            - непрерывный контроль качества функционирования каналов связи.                                             Перспективным направлением является переход от частотного разделения каналов

(FDMA) к временному (TDMA) с повышенной скоростью передачи сообщений. Модель функцирования перспективной PMR включает в себя следующие процедуры.                                                 При первой попытке установления канала связи подвижной радиостанцией через организационный канал осуществляется поиск в выделенной полосе частот канала с лучшими качествами показателями, на который возлагаются функции организационной линии связи. Через этот нал и определенный узел подвижной связи абонентская радиостанция может принимать чески транслируемую информацию об основных каналах связи различных групп абонентов данной  зоны.                                                                                                                      При штатном режиме работы подвижная радиостанция автоматически переключается свой оперативный канал связи.                                                                                                              

            При необходимости установления приоритетной связи соответствующий сигнал передав по организационному каналу. Связь устанавливается за счет использования непрерывно транслируемой переключающей команды, в соответствии с которой канал связи выделяется абонент: приоритетом.                                                                                                                                             

            Для выполнения рассмотренных выше требований наиболее рациональным в настоящее  время признается применение в PMR и PAMR метода временного разделения каналов связи (TDMA), при котором обеспечивается более высокое быстродействие при смене канала связи возможность количественной оценки показателей каналов связи. При этом основное внима уделяется повышению помехоустойчивости каналов связи.

            Ключевым вопросов для пользователей и операторов сетей PMR и PAMR является выбор стандарта связи. Принятие единого стандарта позволит значительно расширить объем вы оборудования, развить конкуренцию среди производителей и, как следствие, снизить затраты на внедрение и стоимость сетевого и абонентского оборудования.

1.2 Стандарты МРТ на системы транкинговой радиосвязи

        Для обеспечения совместимости сетей операторы и абоненты PMR стремились применять единый стандарт. Так как при этом не ориентировались на какой-то фирменный стандарт, то в качестве альтернативы оставался только выбор так называемого открытого стандарта. В качеств такого большинство операторов и производителей выбрали разработанный в Великобритании стандарт  министерства   почт   и  телекоммуникаций   МРТ   1327   (MPT   -   Ministry of Post an Telecommunication), используемый в английских транкинговых наземных системах подвижной радиосвязи. Этот стандарт определяет в основном протоколы сигнализации и может быть применен в сетях PMR и PAMR различной конфигурации и для различных частотных диапазонов [1.5]. Рдиоинтерфейс подвижной станции определяется протоколом МРТ 1343 [1.6], радиоинтерфейс базовой станции соответствует протоколу МРТ 1347 [1.7]. Основной формат кода синхронизации, предшествующего передаче цифровой информации в наземных системах подвижной радиосвязи (PMR и PAMR), определяется протоколом МРТ 1317. Его структура, включающая протокол МРТ 1327, показана на рис. 1.6.

Указанные протоколы сигнализации с аналоговой системой передачи речи для PMR и PAMR были согласованы между Великобританией, Францией, Италией и Германией, тем самым они приобрели статус международного стандарта и в настоящее время используются для построения   транкинговых систем наземной подвижной связи в различных диапазонах радиочастот.

Основными производителями оборудования, соответствующего протоколам МРТ, являются компании Motorola, Ericsson, Philips, Bosch, Nokia, GEC Marconi, Ascom и другие.

Состав протоколов МРТ, определяющих принципы построения наземных систем подвижной радиосвязи со свободным доступом к радиоканалам, показан в таблице 1.2.

Таблица 1.2

1.3 Стандарт MPT 1327 на сигнализацию в системах

 транкинговой радиосвязи

Стандарт МРТ 1327 определяет формат сигнализации для транкинговых систем наземной подвижной радиосвязи, в которых информационные сообщения передаются по аналоговому радиоканалу [1.5]. Формат сигнализации представляет собой определенную цифровую бинарную последовательность, передаваемую со скоростью 1200 бит/с быстрой частотной манипуляцией маленького FFSK (Fast Frequency Shift Keying). Базовая структура формата сигнализации пока на рис. 1.7.а. Она включает:

1.  Интервал установления (готовности) канала связи (LET), в течение которого передатчик после включения должен обеспечить на выходе уровень не менее 90% максимальной мощное должен быть готов к осуществлению модуляции. Интервал LET равен 5 мс и соответствует 5битам.

2.  Преамбулу (Preamble), представляющую собой меандровую последовательность "1"  и "  0" минимальным количеством 16 бит и оканчивающуюся "О". Преамбула обеспечивает тактовую синхронизацию канала связи.

3.  Сообщение (Message), представляющее собой совокупность синхропоследовательностей

кода адреса, одного или более кодовых слов данных.

4.  Бит согласования (Н) формата сигнализации представляет собой "1" или "О" в зависимисти от последнего знака, содержащегося в сообщении кодового слова.

Формат интервала "Message " (рис. 1.7 б) состоит из кодового синхрослова (синхропоследовательности), кода адреса и одного или более кодовых слов.

Синхропоследовательность обеспочивает цикловую синхронизацию, состоит из 16 и различается по форме в канале управления и канале связи. В канале управления используется  Синхропоследовательность показанная на рис. 1.7в .Синхропоследовательность канала связи является инверсной относительно синхропоследовательности канала управления (рис. 1.7 г).

Структура интервала "Message " включает в себя кодовые слова, общей длительностью бита. Каждое кодовое слово состоит из 48 информационных бит, за которыми следуют 16 проверочных бит (рис. 1.7 в).

Применяются два типа кодовых слов: адресные и данные, которые различаются первым битом (Код А). Адресному кодовому слову соответствует "1". Биты со 2 по 48 представляют собой информационное поле данных.

Проверочные биты используются для контроля ошибок.

Первые 15 проверочных бит получаются из циклического кода (63, 48). Для кодирования в кодовой комбинации биты с 1 по 48 представляют коэффициенты многочлена, имеющего члены х⁶² до х¹⁵. Этот многочлен делится по модулю 2 образующим многочленом:

_Х15 + х¹⁴+ X¹³ + X¹¹ + X⁴ + X² + 1.

Проверочные 15 бит соответствуют коэффициентам членов с х¹⁴ по х. в многочлене, ченном после деления. Последний проверочный бит циклического кода (63, 48) (бит 63 кодовой комбинации) затем инвертируется. Наконец, один бит добавляется к блоку из 63 бит (включащему инвертированный бит-номер 63), чтобы обеспечить проверку на четность всей комбинации 64 бит.

1.4 Стандарты МРТ 1347 и МРТ 1343 на радиоинтерфейсы

систем транкинговой связи

            Параметры радиоинтерфейса определяются стандартами МРТ 1347 и МРТ 1343. Стандарт МРТ 1347 содержит требования к радиоинтерфейсу и контроллерам транкинговой связи, относящиеся к базовым станциям коммерческих транкинговых систем. Требования к абонентскому радиооборудованию сформулированы в стандарте МРТ 1343.                                              

Требования к передатчику базовой станции (МРТ 1347)

Передающее устройство базовой станции должно обеспечивать формирование радиоканалов с разносом частот 12,5 кГц. Нумерация каналов соответствует таблице 1.3.

Оборудование обеспечивает возможность работы на одном из каналов от 58 до 560 в диапазоне частот 201,2125 МГц - 207,4875 МГц. Передача на частотах вне этого диапазона не разрешается.

Допустимое отклонение частоты относителтельно номинального значения не должно превышать'±1 кГц. Максимальная девиация частоты не должна превышать ±2,5 кГц. Для передачи речевых сообщений используется фазовая модуляция. Для  передачи цифровых сообщений используются тональные поднесущие и FFSK модуляция. При передаче цифровой информации все аудио сигналы в полосе прозрачности модуляционного фильтра не должны превышать минус  35 дБ относительно уровня поднесущих. Стандартом определяются следующие параметры модуляции при передаче цифровых сообщений:

1.  Скорость передачи 1200 бит/с

2.   Частоты поднесущих:

- при передаче "0"    1800 Гц

- при передаче "1"    1200 Гц

3.   Неравномерность амплитудно-частотной характеристики модулятора < 1,5 дБ

4.  Максимальная девиация частоты:

-  нормальные условия      1,5 кГц ±250 Гц

- предельные значения      1,5 кГц ±500 Гц.

Требования к приемнику базовой станции (МРТ 1347)

Приемное устройство базовой станции должно обеспечивать прием сигналов с разносом радиоканалов 12,5 кГц на следующих частотах (Таблица 1.4):

    Приемник должен обеспечивать работ диапазоне частот 193,2125 МГц - 199,4875 МГц. Работа на частотах вне этой полосы не paзрешается.

Допустимое отклонение относительно минального значения частоты не должно пре шать ±1 кГц.

         Полоса пропускания речевого тракта определяется интервалом 300 Гц - 2,55 кГц  Требования к радиоинтерфейсу абонентских станций определяются стандартом МРТ 1343 в основном, соответствуют перечисленным требованиям к радиоинтерфейсу со стороны базов станции. Исключение составляет требование к допустимому отклонению частоты относительно номинального значения, которое не должно превышать ±1,5 кГц.               

1.5    Протокол доступа к подвижной сети радиосвязи MAP 27

Для обеспечения передачи данных по радиоканалам передачи речевых сообщений используется протокол MAP 27 (Mobile Access Protocol). Он обеспечивает подключение терминалов дат персональных компьютеров, приемников систем местоопределения (GPS) и других цифровых си тем к радиостанциям транкинговой связи, функционирующим в соответствии с протоколами МРТ

Структурная схема, иллюстрирующая применение протокола MAP 27 в сети транкинпм связи, показана на рис. 1.8.

Протокол MAP 27 обеспечивает прозрачность транкинговых сетей связи с протоколами для сетей передачи данных и цифровых служб, позволяет обеспечить шифрование передаваемых сообщений и практически обеспечивает реализацию функций цифровых подвижных сетей связи существующих аналоговых подвижных сетях с протоколами МРТ.

1.6  Многосетевая система транкинговой подвижной радиосвязи

фирмы E.F. Johnson Co.

Принципы транкинговой связи с использованием отдельного канала управления были признаны перспективными, однако способы организации канала управления из-за отсутствия еди» стандартов разрабатывались самостоятельно различными фирмами-производителями оборудования.                                                                                                                                                                

В 70-х годах в США фирмой E.F. Johnson Co. была разработана аналоговая транкинговая система подвижной радиосвязи, в которой для передачи сигналов управления используется участок информационной полосы звуковых частот, расположенный ниже спектра частот речевого сигнала. Сигналы управления передаются непрерывно в процессе сеанса связи одновременно с речевым сигналом. Этот тип систем связи получил название "транкинговые системы связи с распределенным управлением" [1.8].

Первоначально система связи фирмы E.F. Johnson% Co. обеспечивала логическое управление каналами связи с рамках одной зоны или сети (LTR). В 80-х годах были разработаны аналаговые многосетевые (Multi-Net) транкинговые системы связи, которые могут одновременно поддерживать и управлять сетями связи с одной зоной (LTR), а также сетями связи с закрепленнымификсированными) каналами.

Многосетевая система фирмы E.F. Johnson Со. обеспечивает следующие основные             зовов и услуг связи:

- вызовы всех подвижных станций с диспетчерского пульта управления;

- групповой вызов одной подвижной станцией всех подвижных станций своей группы;

-  групповой вызов диспетчером всех подвижных станций группы;                                    

- дуплексную, полудуплексную или симплексную связь с подвижными станциями;       

-  соединение подвижной станции с телефонной сетью общего пользования в режиме дуплексной радиотелефонной связи;                                                                                         

- передачу данных через модемы, подключаемые к подвижным станциям и ретрансляторам автоматическую регистрацию подвижной станции при переходе из одной зоны обслуживания в другую;

- хранение номеров подвижных станций и повтор последнего;                                          

-  автоматический учет (биллинг) и регистрацию всех переговоров в сети;                      

- назначение рабочих каналов подвижных станций с пульта диспетчера связи без предварительного программирования станций;

- защиту от несанкционированного использования ретрансляторов сети;

- дистанционный "вывод из строя" с диспетчерского пульта управления       похищенных создающих помехи подвижных станций;

- установление приоритетов связи.

            Основные компоненты многосетевой системы связи фирмы E.F. Johnson показаны            натурной схеме рис. 1.9.

                      В таблицах 1.5 и 1.6 приведены номинальные значения частот каналов связи,                       используемых  системами Multi-Net в диапазонах 800 и 900 МГц.

Все подвижные станции в сетях Multi-Net LTR и с фиксированным распределением каналов отличаются только программным обеспечением. Типы ретрансляторов в сети Multi-Net отличаются друг от друга в зависимости от используемого частотного диапазона. Например, ретранслятор Johnson 8920 относится к системе диапазона 900 МГц, ретранслятор 8000 относится к системе 800 МГц.

Ретранслятор может быть установлен либо совместно с радиотерминалом сети (RNT) или на определенном удалении. С одним RNT могут одновременно работать до 30 ретрансляторов. Соединение RNT и ретрансляторов осуществляется по отдельной линии, обеспечивающей передачу речи и данных. В качестве такой линии может использоваться телефонная, оптоволоконная или радиорелейная линия. RNT соединен с модулем управления системой (SMM), который реализован на IBM e совместимом компьютере) с соответствующим фирменным программным обеспечением. обеспечивает также функции системы расчетов за предоставленные услуги. SMM обеспепо возможность дистанционного программирования параметров радиоретрансляторов.            

            Управление системой осуществляется посредством обмена сообщениями между псдвижными станциями и ретранслятором. Передача сигналов управления осуществляется в полосе до150 Гц низкочастотного тракта. Продолжительность процедуры доступа подвижной станции в сие с составляет 0,5 сек. Все принимаемые ретранслятором вызовы должны соответствовать определенной  группе специальных кодов доступа (ID), установка которых осуществляется программным методом оператором сети. Пользователи сети с различающимися ID-кодами не могут прослушать друг друга.

            В течение всего сеанса связи сигналы управления непрерывно передаются на ретранслятор подвижной станцией. В свою очередь, ретранслятор осуществляет непрерывную передачу cooшений управления на подвижную станцию и другие станции, управляемые этим каналом. Струк сообщения управления зависит от того, кому принадлежит данное сообщение - подвижной станции или ретранслятору. Скорость передачи данных управления составляет 300 бит/сек, что соответствует длительности одного элемента - 3,33 миллисекунды. Полное сообщение управления передается, примерно, за 225 миллисекунд.

            В многосетевой системе существуют два типа вызовов - стандартные и специальные. Группа специальных кодов ID 1-225 используется для стандартных вызовов, а группа кодов 226-254 меняется для специальных вызовов.

            Каждый ретранслятор доступен для вызова 225 подвижным станциям (225 ID-кодов Подвижная станция может программироваться на несколько ретрансляторов, что позволяет осуществлять доставку вызова через другие ретрансляторы, если это необходимо.

            Специальные вызовы обозначаются кодами ID 226-254. Примером специального вызов являются: вызов на особое подвижное средство, вызов-запрос, вызов отключения подвижной станции и т.д. В общем случае подвижная станция должна декодировать свой уникальный код ID чтобы, ответить на специальный вызов.                                                             

            В многосетевой системе может использоваться до 8163 уникальных кодов ID. В каждой подвижной станции в дополнение к групповым кодам ID устанавливается (программируется) уникалный код. Каждый раз, когда подвижная станция осуществляет вызов, она всегда передает уникальный код ID в дополнение к групповому. Любое устройство управления, оборудование кодером и дисплеем, может воспроизводить на экране код ID подвижной станции. Этим обеспечивается автоматическая идентификация подвижной станции, осуществляющей вызов.

            В системе предусматривается 5 уровней приоритетного доступа - от 5-го, самого нижнего до 1-го, самого высокого. При каждой попытке вызова подвижная станция сравнивает свой уровень приоритетности доступа с приоритетностью доступа для данной системы, передав; ретрансляторами. Если приоритетность доступа вызова равна или превышает приоритетностьдоступа системы, вызов разрешается, в противном случае - запрещается.

            Приоритетность доступа программируется в каждой подвижной станции для каждог типа вызова. Кроме того имеется один из четырех различных алгоритмов для определения приоритетности доступа в систему.

            В системе введены уровни приоритета по приему. Если подвижная станция программ с двумя или более групповыми кодами, это дает возможность вызову с более высоким приоритетным кодом ID приема прервать вызов с более низким приоритетным кодом ID приема.

            Интересной функцией в данной системе является дистанционное отключение подвижной станции. Потерянная, похищенная, используемая для создания помех или управления передачами подвижная станция может быть "выведена из строя" оператором через модуль управления системой (SMM). После подачи команды на отключение подвижная станция в ответ направляет подтверждение о том, что она успешно выведена из строя. Для восстановления работоспособности станции ее необходимо перепрограммировать.

            Для взаимодействия определенных групп подвижных станций с определенными ретрансляторами они программируются с помощью уникального системного ключа. Это дает возможное тупа к системе только уполномоченным пользователям. Системный ключ ретранслятора программируется на заводе-изготовителе, а системный ключ подвижной станции программируется при  программировании приемопередатчика подвижной станции. Системный ключ представляет собой которое используется как ретрансляторами, так и подвижными станциями для кодирования потока данных. До тех пор пока системные ключи подвижной станции и ретранслятора не совпадают - связь невозможна.

           В целом система транкинговой связи с распределенным управлением фирмы          E.F.Johnson

Со. обладает отдельными преимуществами по отношению к системам с централизованным управлением, основным из которых является отсутствие отдельного радиоканала управления.

1.7   Системы транкинговой подвижной радиосвязи фирмы Motorola

            В настоящее время большинство систем транкинговой подвижной радиосвязи использует оборудование стандартов МРТ 1327, МРТ 1347 и МРТ 1343 с централизованным управлением.

            Принцип централизованного управления используется фирмой Motorola в многофункциональных аналоговых однозоновых и многозоновых системах транкинговой подвижной радиосвязи с цифровым доступом и управлением транкинговой подвижной радиосвязи с цифровым доступом и управлением "Стартсайт", "Смартнет", "Смартзон" [1.10].

Семейство систем "Смартнет"

            Системы предназначены для организации групповой связи подвижных абонентов, а также индивидуальных переговоров» Системы работают в диапазонах 132-158, 146-174, 403-440, 435-475 МГц, возможно использование и диапазона 800 МГц. Разнесение частот соседних каналов 12,5, 20 или 25 кГц. Мощность передатчиков ретрансляторов может варьироваться от 1 до 100 Вт (максимальное значение зависит от диапазона частот).        Управление работой системы, в том числе, обмен командами и служебной дискретной информацией между системой управления и абонентскими радиостанцями, осуществляется по каналу управления со скоростью 3600 бит/с. Режим работы абонентских радиостанций - двухчастотный симплекс, минимальное частотное разнесение в разговорном канале - 4 МГц, максимальное - 8 МГц.

Система "Стартсайт"

            Систему "Стартсайт" можно рассматривать как "базовую", а при необходимости расширения зоны охвата и абонентской емкости система аппаратурно наращивается и переходит в описанные ниже модификации.

            Система может включать от одного до пяти каналов. Особенностью данной системы, отличающей ее от остальных вариантов семейства "Смартнет", является возможность работы как в режиме с каналом управления, так и в режиме с временным использованием его в качестве разговорного. В первом случае гарантируется возможность экстренного использования канала управления для передачи важных сообщений, например, аварийных вызовов. Во втором случае канал управления автоматически используется как разговорный при поступлении запроса, если все остальные каналы оказываются занятыми. Очевидно, что в это время система теряет все возможности, связанные с наличием канала управления. Как только освобождается один из каналов, которые могут использоваться для управления (до 4-х в пятиканальном варианте), он автоматически переводится в этот режим. Перевод системы из одного режима в другой может осуществляться также оператором системы.

            Структурная схема базовой системы изображена на рис. 1.10.

            Вместо коммутационного терминала используется программно-управляемый контроллер "Стартсайт" настольного исполнения. Контроллер допускает ввод до 16000 идентификационных номеров, до 2048 групп и 5 уровней приоритета абонентов и групп.        Эти возможности шире требуемых для 5-канальной системы. Однако, в случае наращивания системы, этот контроллер может использоваться как резервный в системе с большим числом каналов и как дистанционный для удаленных зон в многозоновой системе.

Обеспечиваются две возможности выхода в АТС. Выход через микропроцессорный блок (MRT1) предусматривает его установку в каждом ретрансляторе, через который радиоабоненты могут иметь доступ в АТС.  Блок обеспечивает доступ только в направлении радиоабонент-АТС, но не обратно.

По крайней мере, один ретранслятор должен оставаться без блока MRT1 для обеспечения работы канала управления. Другой вариант предусматривает использование терминала телефонного подключения (CIT), устанавливаемого в одном корпусе с контроллером. При этом обеспечивается до 3-х линий на АТС и доступ как радиоабонентов в АТС, так и в обратном направленнии. Блок CIT имеет выход для регистрации данных, связанных с переговорами абонентов. При подключении контроллера к АТС адресная информация может поступать в виде сигналов DTМF(входящая и исходящая) или в виде импульсного набора (только исходящая из контроллера).

            Контроллер соединяется с ретрансляторами отдельными кабелями. Для контроля раба системы и управления ее параметрами к контроллеру может быть подсоединен терминал оператора системы (SMT), включающий персональный компьютер, дисплей и клавиатуру. Дистанционное подключение терминала требует применения модемов. Для контроля и регистрации данных о работе системы может также использоваться специальный радиотерминал (Systemwatch Terminal),устанавливаемый в любом месте в пределах зоны охвата системы и принимающий информацию толлько по каналу управления.

            Полный набор возможностей системы и предоставляемых абонентам услуг обеспечивается только в режиме без отмены канала управления. Соответствующая информация представлена в педующем разделе, где описывается расширенный вариант системы с каналом управления.

Система "Смартнет II+"

            Система обеспечивает одновременную работу до 28 каналов и допускает подключение к АТС 'АТС) до 24 линий. В системе может быть зарегистрировано до 48000 идентификационных номеров абонентов с максимальным количеством разговорных групп до 4000. Структурная схема системы показана на рис. 1.11. Контроллер типа "Смартнет II+", используя специальную программу,управляет доступом абонентов в систему. Контроллер соединен кабелем с управляющим компьютером, в памяти которого хранятся программы, позволяющие оператору управлять параметрами и возможностями системы.

            К управляющему компьютеру может быть подключено до 10 терминалов операторов (SMT)Каждый терминал представляет собой компьютер со специальным программным обеспечением,дисплей и клавиатуру. Лицо, являющееся главным оператором системы, определяет объем данных программ, к которым может иметь доступ каждый оператор, а также его пароль для входа в систему. Доступ осуществляется с клавиатуры путем ввода пароля. Функции главного оператора могут осуществляться с одного из терминалов и доступ этого оператора ко всей базе данных также осуществляется вводом пароля. Вся текущая информация, относящаяся к компетенции каждого оператора, выводится на дисплей его терминала.

            Терминалы операторов соединяются с управляющим компьютером через стандартный интерфейс RS232 кабелями длиной до 30 м или линиями с модемами, рассчитанными на скорость передачи 9600 бит/с. В некоторых случаях может оказаться удобным соединение терминалов с управляющим компьютером через линии АТС.

        Каждый ретранслятор подключается к контроллеру 12-жильным кабелем длиной до             30 м Предполагается, что ретрансляторы находятся в непосредственной близости от антенного сумматора и антенны.

            Приемная и передающая части антенны состоят (каждая) из ненаправленной антенны с усилением 10 дБ, фидера длиной 160 футов и многоканального приемного разветвителя (приемная часть) и сумматора (передающая часть). Передатчики и приемники ретрансляторов подключаются к антенной системе отдельными кабелями.

            При подключении контроллера к АТС адресная информация может поступать в виде сигналов DTMF (входящая и исходящая) или в виде импульсного набора (только исходящая из контроллера)

            . Наличие канала управления позволяет обеспечить следующие возможности:

             -управление операторами доступом абонентов системы, т.е. управление     возможностями групповых и индивидуальных разговоров и связи с абонентами         АТС, добавлением или исключением из базы данных отдельных радиостанций и             групп, дистанционной блокировкой работы утерянных (украденных) радиостанций,          оперативным перегруппированием абонентов в экстренных ситуациях;

            - автоматическую постановку на очередь в случае занятости всех каналов с             уведомлением о предоставлении канала по мере освобождения;

            - приоритет последнего пользователя, т.е. преимущественное право на        предоставление канала абонентам в течение 10-секундной паузы между            передачами;

            - два варианта экстренного вызова: с прерыванием разговора абонентов с   наинизшим приоритетом или с постановкой на первое место в очереди.

            Абонентам системы может быть присвоен один из 8 уровней приоритета, используемых при постановке на очередь в случае занятости каналов. Возможен одновременный вызов нескольких разговорных групп, передача статусных сообщений, уведомление занятого абонента о вызове с автоподтверждением вызывающей стороне приема этого уведомления. Как уже было отмечено,

Радиостанция системы оповещает абонента различными звуковыми сигналами о своем состоянии или выполняемой операции: о типе входящего вызова, о невозможности выполнения полученной от абонента команды (незапрограммированность функции), об ограничении длительности передачи, о необходимости подзарядки аккумулятора, о режиме сканирования групп. В этом режие возможно автоматическое сканирование от 5 до 16 разговорных групп (в зависимости от типа радиостанции) с подключением абонента к разговору, если одна из этих групп его начинает. Радиостанция может быть заказана с перечнем сканируемых групп, либо этот перечень может формириваться с клавиатуры лицом, определяющим этот перечень. Набранный номер вызываемого абанта (или группы), статусные сообщения и другая цифровая информация представляются на не миниатюрного дисплея.

            Кроме терминала операторов (SMT) и упомянутого выше радиотерминала Systemwatch пользуется также радиотерминал контроля эфирного времени (RF АТА), представляющий собой радиочастотный модем с компьютером для приема и регистрации информации о дате, времени и |родолжительности разговоров, номерах сработавших радиостанций и телефонов АТС. Терминал принимает и обрабатывает информацию, передаваемую только по каналу управления.

            Конфиденциальность переговоров обеспечивается непредсказуемостью номера канала, предоставленного на время разговора или отдельной передачи, предоставлением канала только абонентам с вызываемым идентификационным групповым или индивидуальным номером. Кроме того,  течение разговора автоматически осуществляется передача этого номера по разговорному каналу(на частоте ниже разговорных частот). При случайном подключении радиостанции посторонней групппы к занятому каналу (маловероятный случай ошибочного декодирования запроса на связь или ланды о предоставлении канала) эта радиостанция примет адресованный не ее группе номер и будет автоматически возвращена в режим ожидания на канале управления.

            Надежность системы обеспечивается:

             автоматическим переключением на исправный канал в случае выхода из строя     какого-либо ретранслятора, появления на входе его приемника мешающей станции         или снижения уровня излучаемой мощности;

            - автоматическим переходом на резервный контроллер в случае неисправности     основного;

            - автоматическим переключением всех радиостанций на заранее определенные     частоты в случае выхода из строя основного и отсутствия резервного контроллера.

            В системе предусмотрена самодиагностика, тестирование операторами и сигнализация на терминалах операторов о всех возможных нарушениях работы.

            Работа радиостанций вне зоны охвата базовых станций системы (о выходе из зоны абонент извещается звуковым сигналом) возможна в обычном режиме (без автовыбора) и может быть организована следующими способами:

            - с помощью простых ретрансляторов, установленных вне зоны охвата системы.    Абоненты, оказавшиеся в зоне охвата такого ретранслятора, могут переключить             свои радиостанции на его рабочий канал. Ретранслятор может быть переносным -          для временной работы;

            - путем прямой связи друг с другом переключением портативных и мобильных      радиостанций на каналы, запрограммированные для работы в симплексном      режиме.

Если сигналы менее мощных, чем мобильные, портативных радиостанций не достигают приемных антенн ретрансляторов (например, при нахождении абонента в зоне сильно экранирующих объектов - туннелей, мостов, зданий и т.п.), то возможна установка широкополосных ретрансляторов, осуществляющих ретрансляцию сигналов во всей полосе рабочих частот в направлении группы основных ретрансляторов системы, расположенных в центре зоны.

Однако более радикальным способом расширения зоны охвата является переход к многозоновой системе.

Система "Смартзон"

           Система обеспечивает обслуживание до 50 зон, в каждой из которых может использоваться до 28 каналов. Это наиболее дорогостоящая система, использующая сложную систему управления с линиями связи между главной и удаленными зонами для всех базовых станций. В главной зоне используется специальный контроллер типа "Smartzone Zone Controller ". В отличие от приведенных выше вариантов система автоматически обеспечивает связь с абонентами независимо от их

расположения в пределах обслуживаемой территории (не требуется набор кода зоны  расположения абонента).

            Семейство системы "Смартнет" ориентировано, в первую очередь, на заказчиков требуется организация сети разговорных групп, в том числе со сложной иерархической рой. Системы обеспечивают также индивидуальную связь абонентов и возможность доступа в телефонные сети. Дополнительные базовые станции, необходимые для канала управления (по одной на каждую зону), обеспечивают оперативность работы системы и выполнение ряда дополнительных функций, в частности, автоматическую постановку на очередь, передачу статусных и экстренных сообщений при занятости всех разговорных каналов без прерывания разговора и т.п. "Смартнет" допускают передачу и прием цифровой (кодированной) речи при наличии необхадимго дополнительного оборудования.                                                                                             

            Необходимость одновременной работы в разговорном и управляющем каналах npeдъявляет к абонентским радиостанциям специфические требования. Однако абонентские станции "Смартнет" могут работать и в обычном режиме (без автовыбора).

            При подключении контроллеров систем к АТС необходимо обеспечивать поступлений щей в контроллер адресной информации в DTMF-коде. Исходящая информация может быть представлена как в DTMF-коде, так и в виде импульсного набора.

            Ниже отмечаются некоторые существенные особенности систем "Смартнет" и"Смартзон; / 1. Выбранная скорость передачи данных по каналу управления 3600 бит/с не является максимально возможной, но обеспечивает наилучший компромиссный выбор между максимизацией скорости передачи и максимальным расширением зоны охвата. Благодаря достаточной длительности посылок при выбранной скорости минимизируется риск ошибок при декодировании с управления на краях зоны охвата, где отношение сигнал/шум понижено.

            2.  Системы могут использоваться в режиме передачи данных при наличии дополнитольного оборудования. Благодаря поканальному принципу программирования для передачи данных необходим ограниченный объем оборудования в расчете на требуемое количество каналов. Для передачи данных может автоматически предоставляться любой из свободных каналов, но при большом ожидаемом объеме передаваемых данных рекомендуется пользоваться специально выделенным каналом. В этом случае при нескольких одновременных запросах на передачу данных исключается одновременное занятие нескольких разговорных каналов.

            3. Отдельный канал может быть предназначен для поискового вызова (пейджинга).При занятии всех разговорных каналов он автоматически может использоваться как еще один разговорный Следует учитывать, что в системе имеется режим вызова с уведомлением, который является для  радиоабонента сигналом поискового вызова.

            4. Для управления предусматривается поочередное использование одного из первые рабочих каналов. При наращивании рабочих каналов системы (увеличении количества a число каналов, предназначенных для управления, не меняется. Благодаря этому нет необходимости в перепрограммировании всех радиостанций, что было бы необходимо, если бы любой из каналов мог использоваться для управления.

            5.  Возможны любые изменения в составах групп без перепрограммирования уже используемых радиостанций. Возможны также любые изменения их общей иерархической структуры

            6.  Благодаря контролю уровня сигналов всех абонентских станций по всей обслуживаемой территории в системе "Смартзон" осуществляется выбор ретрансляторов, обеспечивающих лучшее отношение сигнал/шум, независимо от нахождения абонентов в зонах.

            7.  Система "Смартзон" обеспечивает автоматическую "передачу" движущихся абанентских радиостанций от одной группы ретрансляторов к другой.

            8.  В системе "Смартзон" не осуществляется передача вызова абоненту, радиостанция которого выключена, во избежание напрасного занятия канала управления.

9,Для оптимизации загрузки каналов лредусмотрено автоматическое регулирование органичения длительности переговоров с абонентами телефонной сети (в зависимости от ожидаемой динамики трафика).

1.8   Система транкинговой связи EDACS фирмы Ericsson

             В конце 70-х годов в США был открыт диапазон частот 800 МГц для развития транкинговых систем связи. Эта новая возможность дала толчок к разработке новых перспективных транкинговых систем радиосвязи.

            Фирмы-производители оборудования подвижной радиосвязи совместно с правоохранительными органами разработали требования по безопасности пользования системами транкинговой радиосвязи (Документ APS16). В этом документе рассматривается транкинговая система радиосвязи фирмы Ericsson, получившая название EDACS (Enhanced Digital Access Communications System) -усовершенствованная система связи с цифровым доступом. Система EDACS разрабатывалась с целью обеспечения жестких требований APS16 и превысила их в части надежности и отказоустойчивости, обеспечив, в то же время, возможность использования этих сетей различными коммерческими организациями.

            Системы EDACS выпускаются в различных вариантах на диапазоны частот 30-300 Мгц, 800 МГц и 900 МГц с разносом каналов связи 25; 30 и 12.5 кГц [1.11, 1.12].

            Принято различать "Системы EDACS" и "Сети EDACS". В системах EDACS предусмотрен один радиоканал управления. Системы имеют различную конфигурацию, начиная от "EDACS базового уровня" до "EDACS уровня 4".

            Системы EDACS, объединенные между собой при помощи контроллеров узлов связи или интегрированного контроллера узлов связи и диспетчерских пультов управления, образуют сеть EDACS.                                       

            И, наконец, так называемые "Расширенные сети" соединяют снабженные несколькими узлами сети EDACS для покрытия больших территорий (до страны).

            В системе EDACS используются два вида радиоканалов: рабочий канал и канал управления. Для каждой радиостанции может быть выделен один рабочий канал. Канал управления служит для обмена цифровой информацией между радиостанциями и устройствами компьютерного управления работой всей системы.

            Рабочие каналы используются собственно для обмена информацией (разговорной или данных) между радиостанциями. Рабочие каналы используются для ретрансляции сообщений между подвижными радиостанциями и центральным диспетчерским узлом. Упрощенную схему обмена между радиостанциями и узлом радиосвязи можно описать следующим образом [1.11-1.13]:

            - абонентская радиостанция работает в режиме непрерывного прослушивания канала управления, ожидая команду по этому каналу;

            -когда абоненту нужно выйти на связь, он нажимает на кнопку "Для переговоров нажать", и его радиостанция посылает по каналу управления на узел радиосвязи цифровое           сообщение "Мне нужен канал связи";

            - получив это сообщение, аппаратура узла связи выделяет свободный рабочий       радиоканал посылкой ответного цифрового сообщения по каналу управления;

            - получив это сообщение, абонентская радиостанция перестраивает свой     передатчик и приемник на выделенный таким образом радиоканал;

            - затем эта абонентская радиостанция и аппаратура выделенного радиоканала        осуществляют высокоскоростную операцию установления связи;

            - после этого на абонентской радиостанции раздается звуковой сигнал оповещения          абонента о том, что он может начать переговор.

Все перечисленные операции происходят с весьма высокой скоростью. Менее чем за половину секунды выделяется радиоканал, и абонент получает звуковое оповещение об установлении связи. Абонент начинает переговори в течение переговора вся описанная выше процедура повторяется несколько раз. Последующие периоды передачи получает любой из рабочих каналов, свободных в данный момент времени. Благодаря высокой скорости обмена сигналами управления и взаимодействия в системе EDACS абонент практически не чувствует никакой задержки при переключении с канала на канал. Абоненту представляется, что для него выделен один свободный радиоканал. Вы можете считать такой канал "виртуальным", предназначенным для вашего сеанса связи

            Вызов, поступающий на систему EDACS, содержит две информационные части: первая часть - режим связи, вторая часть - тип вызова. В системе EDACS предусмотрены три режима передачи для четырех типов вызовов.

            Широкая полоса (25/30 кГц) была предусмотрена в системе EDACS с самого начала в расчете на стандартную скорость передачи данных в 9600 бит/с. Эта скорость используется для передачи сигналов управления и взаимодействия, для обмена разговорными сигналами и данными между подвижными объектами. Все три режима передачи предусмотрены для каждого широкополой рабочего канала системы EDACS при связи между радиостанциями во всех конфигурациях.

         Узкополосный канал EDACS (12,5 кГц) служит для обмена сигналами управления и взаимо действия, а также для передачи данных, но не цифровых разговорных сигналов.

            Групповой вызов является стандартным для системы EDACS. Такой вызов может быть для  абонентов или для отдельных групп. Групповой вызов может относиться к любому числу радистанций. Такие группы абонентов часто называют "переговаривающимися группами".

            Каждая радиостанция системы EDACS снабжена своим адресом однозначно идентифицирующим ее, что позволяет обращаться к каждой из них индивидуально. Индивидуальный вызов позволяет вести переговоры между отдельными станциями, и эти переговоры не прослушиваются никем из других абонентов системы.

            Экстренный вызов формируется нажатием на кнопку экстренного вызова на радиостанции. При этом радиостанция передает запрос экстренного вызова по входному каналу управления. Система EDACS получает запрос и выделяет этому вызову свободный канал. Если все каналы заняты, запрос ставится в начало очереди, чтобы выделить ему первый же освободившийся канал. Даже при большой нагрузке экстренные вызовы получают канал быстро и обслуживаются эффективно.

            Важным преимуществом системы EDACS является то, что об экстренном вызове оповещается не только диспетчер, но и все абоненты данной группы. В результате, все они имеют возможность предпринять соответствующие меры немедленно.

Вызов всех абонентов системы позволяет диспетчеру быстро связаться со всеми радиостанциями системы. Когда диспетчер посылает этот вызов, система прекращает обслуживание всех остальных вызовов и выделяет один канал для всех абонентов системы.

            Система EDACS может обслуживать 16000 абонентов, объединенных в 2048 групп. Дальнейшее развитие инфраструктуры до уровня 3 возможно за счет увеличения количества контроллеров узлов связи, диспетчерских пультов управления (до 30).

            Система и сети EDACS рассчитаны на использование как аналоговых, так и цифровых радиостанций, обеспечивающих передачу речевых сигналов в цифровой форме в режиме защиты информации (Voice Guard).

            Обеспечиваются следующие режимы связи:

            - передача аналоговых речевых сообщений частотной модуляцией;

            - передача речевых сообщений  в цифровой форме с возможностью защиты                        сообщений (Voice Guard);                                                                                

            - передача сообщений абонентам телефонной сети общего пользования.

Во всех режимах передача сигналов управления осуществляется со скоростью 9,6 кбит/с.

В режиме цифровой передачи информации кодирование речи осуществляется с помощью специального сигнального процессора. Структурная схема процесса кодирования речи показана на рис. 1.13.

Аналого-цифровое преобразование речевого сигнала осуществляется с частотой 9кГц, чем каждая выборка амплитуды сигнала кодируется 8-ю битами, в результате чего формируется импульсно-кодовая последовательность с тактовой частотой 64 кГц. Эта последовательнось подвергается специальной обработке и компрессии (алгоритм фирмы Ericsson: адаптивноемного- уровневое кодирование). Указанный алгоритм обеспечивает динамическую адаптацию к индивидуальным характеристикам речевого сигнала абонента и формирует низкоскоростную цифровую последовательность, которая может быть передана по радиоканалам с разносом 25 кГц. Компррессированную последовательность подвергают кодированию (защита от ошибок) в процессоре,получившем название "синтетическая регенерация звука " [1.12]. Далее, сформированная информационная последовательность делится на пакеты, в каждый из которых включают коды синхронизации  сигналы управления и взаимодействия. Результирующая последовательность передается в радио канале со скоростью 9,6 кбит/с. Применяемая в системах EDACS процедура преобразован лотового речевого сигнала в цифровой обеспечивает приемлемое качество при вероятности ошибки на бит до 10% и отношении сигнал/шум в канале связи 10-13 дБ.

1.9 Общеевропейская транкинговая система подвижной радиосвязи стандарта TETRA

            Общие тенденции, связанные с интеграцией систем подвижной радиосвязи идентичного значения, расширением зоны обслуживания, развитием услуг связи и взаимодействием с современными цифровыми сетями связи, привели к необходимости разработки в рамках ETSI общеевропейского стандарта на транкинговые системы подвижной радиосвязи, получившего название TETRA (TransEuropean Trunked RAdio). ETSI представляет стандарт TETRA и системы связи на основе как новое поколение PMR, следующее за аналоговыми транкинговыми PMR.

TETRA ориентирована на тех профессионалов, кому необходимы передача речи с высоким качеством, речи и данных, пакетная передача данных с возможностью шифрования.

            Стандарт TETRA базируется на технических решениях у, рекомендациях стандарта GSM(Global System for Mobile Communications) - глобальная система подвижной связи.

Основными элементами сети транкинговой связи стандарта TETRA, как и известных PMRявляются: центр коммутации подвижной связи, базовые станции, диспетчерский пульт управлеш подвижные станции (автомобильные и ручные).

            В стандарте TETRA используется временное разделение каналов связи (TDMA) с четырьмя временными окнами (пакетами), что позволяет обеспечить одновременно передачу четырех pечевых каналов на несущую. Разнос соседних радиоканалов составляет 25 кГц как и в обычных системах связи.

            Требуемый уровень излучения в соседнем канале - минус 60 дБ. Дуплексный разнос радио, каналов для передачи и приема равен 10 МГц.

            Общая структура временных кадров показана на рис. 1.14. Передача сообщений осущется мультикадрами (Multiframe). Один мультикадр содержит 18 простых TDMA кадров длительность 1,02 с. Один TDMA кадр в мультикадре - контрольный. TDMA кадр содержит четь пакета (time slots), его продолжительность составляет 56, 67 мс. Один пакет занимает времен  интервал, равный 14,167 мс, и содержит 510 бит, 432 из них (два блока по 216 бит) относято информационному сообщению. В середине каждого пакета содержится синхропоследовательщ SYNCH, которая применяется для временной синхронизации пакета и как тестирующая (или oчающая) последовательность для адаптивного канального эквалайзера в приемнике. Пакеты ли "вверх" (uplink) содержат также интервал PA (Power Amplifier), предназначенный для установле  уровня излучаемой мощности по первому передаваемому пакету, и защитный интервал (GP) в конце для исключения перекрытия соседних пакетов (рис. 1.14 г) [1.15].

            При организации каналов связи для обслуживания многих абонентов применяются две схемы уплотнения TBD. Для линии "вниз" (downlink) применяется статистическое временное уплотнение (STM), для линии "вверх" - STMA -статистический многостанционный доступ (рис. 1.15).

            Передача четырех речевых каналов в полосе 25 кГц (в два раза меньше, чем в узкополос ЧМ системе) стала возможной благодаря использованию в стандарте TETRA низкоскоростного кодера речи с алгоритмом CELP, относящегося к классу алгоритмов "анализа и синтеза" речи [1.15-,7]. Скорость передачи цифрового речевого потока на выходе кодера речи равна 4,8 кбит/с.

       Принцип "анализа и синтеза" состоит в преобразовании параметров речи и представлении их в такой форме, чтобы ошибка на выходе синтезатора по отношению ко входу была минимальной. Применительно к кодированию речи по алгоритму CELP формирующий выходной фильтр 11.16], определяющий восприятие синтезированной речи, должен обеспечивать качественное ее (восстановление по передаваемым параметрам и обеспечивать ее узнаваемость.

     Для повышения помехоустойчивости канала связи в стандарте TETRA применяется канальное кодирование и перемежение. Канальное кодирование основано на введении избыточности в передаваемый цифровой поток за счет «добавления тестовой последовательности. Принимая искаженную при распространении радиоволн тестовую последовательность, закон формирования которой известен в приемнике, осуществляется оценка уровня ошибок и сравнение его с пороговым. При передаче данных, когда ошибки превышают заданный уровень, используется процедура автоматического запроса на повторную передачу пакета ARQ (Automatic Repeat Request). Этот метод не используется при цифровой передаче речи, так как задержка пакетов при ARQ непредсказуем»передаче речи используется прямая коррекция ошибок (FEC - Forward Error Correction).       К

     В условиях релеевских замираний сигнала в каналах подвижной связи эффективным методом борьбы с пакетами ошибок является прямоугольное перемежение, используемое также в стандарте TETRA. Если в процессе передачи потерян пакет сообщения, то при деперемежении (восстановлении) в приемнике он трансформируется в одиночные ошибки, которые исправляются

            методами FEC. Общая скорость сформированного в результате преобразования аналогового речевого сигнала в цифровой, последующего его кодирования и перемежения, а также формирования пакетов составляет 36 кбит/с.

            В стандарте ТЕТRA применяется цифровая ti/4-DQPSK модуляция, которая позволяет снизить скорость передачи информационного цифрового потока с 36 кбит/с до 18 кбит/с. Это обеспечивается за счет того, что π-/4-DQPSK модуляция использует алфавит из четырех символов:

{π- /4;π /4; -Зπ/4; Зπ/4},

каждому из которых ставится в соответствие два информационных бита (00, 01, 10, 11), передавмых в общем потоке со скоростью 36 кбит/с.

Преимущества выбора модуляции вида /4-DQPSK проявляются в     следующем[1.15]:     

            - передача двух информационных бит одним символом в радиоканале увеличивает             спектральную эффективность до 2 бит/с/Гц;

             - передача информационных сообщений за счет изменения фазы несущей не          требует при  приеме абсолютной оценки фазы сигнала, при этом могут быть         использованы очень простые схемы демодуляторов;

            - передача сообщений в радиоканале осуществляется с постоянной огибающей.

             В настоящее время разработку оборудования стандарта TETRA осуществляют фирмы Nokia,Philips, Ericsson, Alcatel и другие.

             Внедрение цифровой подвижной службы стандарта TETRA в Европе предполагается с 1 квартала 1997 года, первоначально в интересах служб безопасности, полиции и охраны границы [1.17].

            К этому времени для стандарта TETRA должны быть выделены два дуплексных участка спектра 2 х. 2МГц в полосах частот 380-385 МГц/390-395 МГц. К 2006 году для сетей TETRA будут выделены 2 х11 МГц (в сумме) в полосах частот 385-390 МГц/395-399,9 МГц; 410-430 МГц/450-470 МГц; 870-876 МГц/915-921 МГц.

В таблице 1.7 приведены сравнительные характеристики и услуги связи стандартов TETRA и 3SM, предполагаемые к внедрению к 1998 году.

Глава 2. СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОГО РАДИОВЫЗОВА

2.1Современный рынок систем персонального радио

Современный рынок услуг подвижной связи характеризуется высокими темпами развития систем персонального радиовызова (СПРВ), которые гармонично сопрягаются с системами радисвязи и передачи данных.

            Персональный радиовызов (пейджинг) - услуга электросвязи, обеспечивающая беспроводную одностороннюю передачу информации в пределах обслуживаемой зоны [2.1]. По своему назначению СПРВ можно разделить на частные (ведомственные) и общего пользования.

             Частные СПРВ обеспечивают передачу сообщений в локальных зонах или на ограниченной территории в интересах отдельных групп пользователей. Как правило, передача сообщений в таких СПРВ осуществляется с пультов управления диспетчерами без взаимодействия с телефонной сетью общего пользования (ТФОП).

            Под системами персонального радиовызова общего пользования понимается совокупность технических средств, через которые с помощью ТФОП происходит передача в радиоканале сообщений ограниченного объема. Развитие СПРВ происходит путем внедрения техники автоматического взаимодействия с ТФОП, применения цифровых способов передачи вызовов (адресов) и сообщений в буквенно-цифровом виде, повышения пропускной способности и помехоустойчивости, через миниатюризацию уменьшение потребления электроэнергии оконечными устройствами [2.1].

            Основными компонентами коммерческого успеха этих систем являются: широкая зона обслуживания в масштабах страны с возможностью межнационального взаимодействия; низкие тарифы и арендная плата; простота передачи сообщений и удобство пользования; малые габариты приемников СПРВ и длительный срок непрерывной работы с одним источником питания [2.2].

Первые СПРВ были открыты в 50-х годах и в настоящее время количество обслуживаемых  абонентов в СПРВ общего пользования разных стран превышает 20 млн. Рост количества абонентов в европейских СПРВ составляет около 20% в год.

             СПРВ разрабатывались для предоставления услуг в полосах частот 80-931 МГц. Конкретные миналы частот выделялись на основе национальных условий использования СПРВ, а также в зависимости от вида передаваемых сообщений.

            Потенциальными пользователями систем персонального радиовызова, прежде всего, являются деловые люди, различные экстренные службы (скорая помощь, полиция, пожарная охрана, аварийно-спасательные службы, службы перевозок различных грузов и т.д.

       О структуре пользователей услуг СПРВ можно судить, например, по распределению абонентов французской службы Alphapage. Так, основную категорию пользователей составляют лица, занятые в сфере различного рода услуг, предоставляемых фирмам (консультационная, экспертная деятельность) и частным лицам (административная работа, здравоохранение, бытовое техническое обслуживание, культурно-социальная сфера), доля которых достигла, соответственно, 18% и р7%. В области строительства и инженерных работ (в том числе, в сельской местности) концентрировалось 16% абонентов. На долю работников оптовой торговли промышленными товарами приходилось 11%, на долю работников транспорта и связи, соответственно, 10% и 9%. Персонал, (занятый в установке и обслуживании электронного и электрического оборудования, составил 7% (абонентского парка. Прочие категории пользователей составили 12 % [2.2-2.5].

            В настоящее время широко известны многочисленные типы национальных и частных систем персонального радиовызова, разработанных различными фирмами США, Великобритании, Японии  и других стран. Основные характеристики этих СПРВ приведены, например, в работе [2.2].

            Наибольшая динамика развития СПРВ отмечается в Европе. Большинство европейских фирм - операторов сетей СПРВ стремились к созданию общего рынка оборудования и услуг СПРВ. В этой связи были приняты меры по координации работ и созданию единых интернациональных стандартов СПРВ, которые могли бы обеспечить массовое производство абонентских приемников с их использованием в различных вызывных системах [2.3-2.10].

ЕВРОСИГНАЛ

            В 1969 г. СЕРТ - Европейская конференция администраций почт и связи - провела стандартизацию СПРВ, скоординировав диапазон частот и структуру используемых кодовых формирование которых осуществлялось тональными сигналами. Эта система сигналов название "ЕВРОСИГНАЛ". Общее количество кодов на канал составляло несколько десятков тысяч. Первые подобные системы были внедрены во Франции, ФРГ и Швейцарии с общи количством абонентов более 300 тысяч. Параллельно в некоторых европейских странах было несколько национальных СПРВ на основе использования оборудования американских фир вые СПРВ этого типа были введены в Великобритании.                                                               

            Структура "ЕВРОСИГНАЛА" не могла обеспечить обслуживание необходимого ком абонентов и разнообразие услуг связи. Для развития СПРВ была создана Ассоциация европейских систем персонального радиовызова (ESPA).

POCSAG

            Ключевым фактором в развитии СПРВ явилась стандартизация радиоинтерфейса. В 1978 году был впервые опубликован код POCSAG (Post Office Code Standardization Advisory Group) и были сделаны .предложения по его широкому внедрению для передачи тональныхщений. В 1979 году был опубликован код POCSAG для передачи цифровых и буквенно-цифровых сообщений со скоростью 512 бит/с, позже скорость передачи сообщений кодом POCSAG была доведна до 1200 бит/с и 2400 бит/с. Код POCSAG утвержден CCIR - Международным кон) тивным комитетом по радиосвязи - в 1982 году в качестве международного стандарта рекомедация 584). Сегодня код POCSAG используется в большинстве существующих СПРВ.

ERMES

            Требования к функциональному развитию сетей СПРВ, увеличению скорости передачи сообщений, а также интеграции национальных сетей СПРВ в транснациональные привели к необходимости разработки в рамках ETSI общеевропейского стандарта  на СПРВ, получившего название ERMES (European Radio Messaging System). Стандарт был одобрен в 1992 году.

            К основным достоинствам СПРВ ERMES относятся:

            - общая сеть для всех европейских стран и общеевропейский роуминг;

            - общий радиоинтерфейс, обеспечивающий очень высокую емкость сети при          передач личных видов сообщений, включая текстовые, в узкой полосе частот;

            - общая спецификация на приемники персонального радиовызова.

            Ожидается, что к 2000 году СПРВ ERMES будут предоставлять услуги около 100 нентам [2.11, 2.12].

2.2.   Действующие и перспективные системы персонального радиовызова

            В настоящее время перспектива дальнейшего развития СПРВ зависит от возможности расширения зоны охвата, объединения систем разных стран, создания общего информаци пространства с формированием общей системы нумерации абонентов, единой полосы че структуры сигналов.

Американская система Metrocast

            СПРВ Metrocast обеспечивает передачу буквенно-цифровых сообщений. Различны СПРВ Metrocast соединяются с общим центром, который обеспечивает управление сетями и распределение сообщений абонентам, принадлежность которых к конкретным сетям известна центру.

Metrocast, в основном, обслуживает абонентов в городах, она связана по отдельным службам с СПРВ British Telecom в Великобритании. Обе эти системы используют код POCSAG работают в общей полосе частот в УКВ (ОВЧ) диапазоне. В этой системе приемники персонального вызова обеспечивают поиск (сканирование) вызывных сигналов по рабочим частотам.

Объединенная европейская система Europage

            СПРВ Europage обеспечивает передачу сообщений в едином информационном пространстве на территории  Германии (Cityruf), Франции (Alphapage), Италии (Teledrin) и новыми сетями в Великобритании, образованными консорциумом Europage UK Ltd.

            Британский консорциум объединяет шесть национальных операторов, которые подписали соглашение об обслуживании района с центром в Лондоне. Система работает в общей полосе частот в  УКВ  диапазоне. Опыт эксплуатации системы Europage использован для организации СПРВ нового поколения с общеевропейской зоной охвата ERMES

СПРВ Receptor

СПРВ Receptor для передачи сообщений использует поднесущие частоты в спектре сигналов ЧМ радиовещания. Абонентские приемники СПРВ размещаются в наручных часах. Испытания системы, разработанной фирмой AT&T, проведены в 1989 г. в Сиэтле и Портлэнде (США). Фирма AT&T рассчитывает на глобальный рынок с объединением региональных сетей в общую мировую сеть персонального радиовызова.

      Значительная доля в создании СПРВ Receptor принадлежит британской фирме Palsy, которой удалось разработать две полупроводниковые микросхемы: приемника прямого преобразования и синтезатора частот. Функционально приемник персонального вызова (ППВ) включает в себя приемник  ЧМ-вещания, микропроцессор и микросхему электронных часов. Для нормальной работы в автомобиле или в зданиях ППВ должен обладать высокой чувствительностью и большим диамическим диапазоном (40-60 дБ). Напряжение питания приемника составляет 0,9 В. Питание осуществляется от обычной часовой батарейки, емкостью 50-60 мАч, которая должна обеспечить работоспособность ППВ и часов почти год. Высокая чувствительность ППВ обеспечивается узкополосным гираторным фильтром. КМОП ИС синтезатора частот обеспечивает быструю пере- стройку по частоте, что позволяет проходить весь диапазон ЧМ-вещания с шагом 50 кГц. В составе ИС синтезатора содержится узкополосный фильтр для выделения ЧМ-поднесущей, на которой  передается информационный сигнал со скоростью 19 кбит/с. Часы- приемник персонального вызова в общем корпусе, с единым дисплеем, сбраслетом-антенной разработаны японской фирмой Hattori Seiko. Приемник персонального радиовызова  в часах для систем типа Receptor разработан также фирмой Motorola [2.8] и фирмой Roadster.

Спутниковые СПРВ

            Идея создания глобальных систем оповещения с доставкой кодированных сообщений абонентам в любой точке земного шара воплощается в спутниковых СПРВ.

            В настоящее время в Великобритании British Telecom проводит технические испытания спутниковой СПРВ, которая войдет в состав систем INMARSAT. Разрабатываются технические решения, связанные с абонентским приемником и протоколами связи.

            Первая спутниковая система персонального радиовызова разработана в США фирмой Mtel и получила название Sky-Tel.

            Эта СПРВ обслуживает абонентов почти в 100 городах, в первую очередь - в Северной Америке и Сингапуре. Спутниковый канал СПРВ Sky-Tel работает везде на одной частоте 931 МГц.

2.3.  Код POCSAG для систем персонального радиовызова

            В настоящее время код POCSAG широко используется в системах радиовызова. Он позволяет обеспечить около двух миллионов адресов, возможность передачи тональных сигналов, цифровых и буквенно-цифровых сообщений. Структура кода позволяет строить экономичные абонентские приемники.

            Код POCSAG ориентирован на применение частотной манипуляции (FSK) и использование   прямой коррекции ошибок (FEC).

            Термины для описания двоичного кода POCSAG следующие:

            •  Преамбула (preamble) - начальная часть протокола передачи кода персонально     радиовы зова, которая обеспечивает тактовую синхронизацию принимаемого сиера           с экономным потреблением режима батареи питания    

            •  Пакет (batch) - интервал протокола передачи кода, содержащий кадры (frames) и кодове слово синхронизации (SC - Synchronisation Codeword).                                                            •Кодовое слово (codeword) - фиксированное количество бит, содержащих               информационное сообщение, сигналы цикловой синхронизации, сообщения            управления, адресную информацию, коды обнаружения и защиты от ошибок.

            •  Кадр (frame) - фиксированный временной интервал, входящий в состав пакета    (batch)

            •  Синхронизирующее кодовое слова (Synchronization Codeword) - последовательно             передаваемых в начале кадра, предназначенная для перевода пейджера в режим    адреса и сообщения.

            Один передаваемый блок в коде POCSAG состоит из преамбулы, за которой следуем или несколько пакетов, каждый из которых начинается с синхронизирующего кодового слова (SC Synchronization' Codeword).

            Полная структура кода POCSAG показана на рис. 2.1, ей соответствуют следующие временнные соотношения:                                                                                                                             

            1 пакет = SC (синхронизирующее кодовое слово) + 8 кадров = 17 кодовых слов.

            1 кадр = 2 С (кодовых слова).                                                                                               

Код POCSAG является асинхронным. Это означает, что пакет может приниматься в момент времени. Передача формата осуществляется с преамбулы, которая переводит персонального вызова из режима "дежурного приема" в режим "приема", причем на интервале приема преамбулы осуществляется тактовая синхронизация. Длина преамбулы равна длине од пакета, плюс два кодовых слова (576 бит). Структура преамбулы достаточна для того, чтобы печить тактовую синхронизацию приемника в любой момент излучения сигнала вызова. Длина POCSAG не определена: после преамбулы может передаваться пакет за пакетом и каждый пакет- со своим синхронизирующим кодовым словом.                                                                             

            Пакет включает в себя 8 кадров, каждый из которых состоит из двух кодовых слов, которые могут соответствовать либо адресу, либо части сообщения.

             Адреса POCSAG делятся на 8 групп. Приемники реагируют только на те кадры, где содержатся их индивидуальные адреса. Прием другого адреса или "пустого кодового слова" означает конец сообщения.

       Общее количество абонентов в системе POCSAG может быть оценено, если определить пропорцию передаваемых чисто тональных, цифровых и алфавитно-цифровых (текстовых) сообщений. Каждое из этих сообщений передается различным количеством кодовых слов POCSAG. Например, тональный вызов требует только одного кодового слова. Цифровой вызов требует три коловых слова, а алфавитно-цифровое (текстовое) сообщение может содержать 20 кодовых слов.

     Распределение типов вызовов можно оценить, изучая типичные гистограммы передачи собщений. Для примера, на рис. 2.2. приведена загрузка типичного канала для системы POCSAG в одном из городов, когда одновременно используются все типы вызовов.

Максимальное количество абонентов оценивается формулой:

  где R - максимальная скорость передачи кодовых слов (кодовых слов в секунду),   m - максимальная длина сообщения, выраженная в количестве кодовых слов, Рn - доля персональных вызовов, которые имеют длину п. кодовых слов; Q - процентное содержание принимаемых сообщений длины п. в час наибольшей нагрузки.                                                                                                                     

            Использование данных рис. 2.2. в предположении работы в формате POCSAG со скоростью 2400 бит/с приводит к оценке 242000 абонентов на канал.                                                                               

          Для сравнения можно напомнить, что в системах профессиональной радиосвязи при длительности передаваемых сообщений 5-10 с, вероятности блокировки канала около 5% нтенсивности связи в час наибольшей нагрузки 0,025 Эрланг, количество обслуживаемых абонентов может составлять 50-100.

            В таблице 2.1 приведены результаты анализа СПРВ POCSAG для различных скоростей передачи [2.11, 2.12].                                                     

2.4. Код ERMES для нового поколения СПРВ

            С целью координации усилий в рамках создания общеевропейской СПРВ руководители администраций связи 16-ти стран Европы в январе 1990 года подписали Меморандум о взаимопонимании, где определили свое участие в проекте и намерения по эксплуатации сетей ERMES

[2.10

СПРВ ERMES обеспечиеает  болеесовершенные   услуги  персонального радиовызова :

            передачу цифровых сообщений длиной от 400 до 9000 символов;

            - передачу произвольного набора данных объемом до 64 кбит;

            - возможность приема вызова и сообщений унифицированным приемником во всех         странах, входящих в СПРВ ERMES

            Страны, участвующие в проекте ERMES, договорились о выделении для СПРВ единого диапазона частот 169,4-169,8 МГц, в котором организуется 16 радиоканалов с разносом частот 25 к кГц [2.10].                                                                                                                                              

            Предусматривается использование сканирующих по частотам абонентских приемников, также как и в СПРВ Metrocast Receptor.                                                    '                                                 

ETSI придавал большое значение проблеме оптимизации структуры радиосигнала с целью достижения максимума пропускной способности. ERMES является полностью цифровой системой, обеспечивает скорость передачи сообщений 6,25 кбит/с, что позволяет повысить в 10-15 раз ем- кость трафика по сравнению с существующими аналоговыми СПРВ [2.10].                                          

            Радиоинтерфейс, используемый для СПРВ ERMES, более сложный, чем в СПРВ    POCSAG.

            Цикл передачи состоит из 60-ти циклов по одной минуте каждый, причем каждый цикл содержит 5 подпоследовательностей по 12 секунд. Каждая из подпоследовательностей включает в себя 16 типов "пачек", обозначаемых от А до Р. Каждая пачка состоит из 4-х групп бит, обеспечивающих:                                                                                                                                                    

            1.  синхронизацию;

            2. передачу служебной системной информации;

            3. передачу адреса;

            4. передачу информационного сообщения.

            Полная структура кода ERMES показана на рис. 2.3

            Используется прямая коррекция ошибок (FEC), циклический код (30, 18), расстояние Хемминга - 6.

            В процессе приема сообщений осуществляется сканирование по 16 частотным каналам с последовательным обзором 16 типов пачек (от А до Р) в поисках адресного кода абонента.

            Процесс сканирования показан на рис. 2.4. [2.6, 2.10, 2.11].

            Разработку оборудования и абонентских приемников для СПРВ ERMES осуществляя ведущие фирмы в области создания систем персонального радиовызова: NEC, Ericsson, Panasonic. Philips и т.д.                                                                                                                 

            Код ERMES позволяет реализовать стратегию крайне экономичного использования источника питания. При длине сообщения 40 знаков соотношение режимов работы "прием-дежурный прием" может быть равно 1:200 при задержке доставки сообщения на радиоинтерфейсе в 6секунд или 1:1000 - при задержке до 30 секунд. При соотношении указанных режимов работы 1:70реально достижимом токе потребления приемника 30 мкА время непрерывной работы при превышает 40 недель [2.11, 2.12].                                                                                                

            Планируется объединение абонентов сетей ERMES диапазона 160 МГц с абонентами спутниковых СПРВ типа Sky-Tel диапазона 931 МГц в Северной Америке и Сингапуре через сответствующие интерфейсы между подсистемами управления [2.10].

2.5.   Сравнение систем персонального радиовызова POCSAG и ERMES

POCSAG

            Общая структурная схема системы персонального радиовызова с широкой зоной обслуживания на основе кода POCSAG состоит из следующих основных частей;

             РТ     - Paging Terminal - терминал персонального вызова;

PNC - Paging Network Controller - контроллер сети персонального вызова;

            ОМС - Operations and Maintenance Center - центр эксплуатации и обслуживания;      PTN   - Paging Transmission Network - сеть передачи персонального вызова, в состав

            входят :

BS - Base Station - базовая станция персонального вызова;

            ТЕ   - Transmitter Expander - распределитель передаваемых данных к BS. Структурная схема системы POCSAG показана на рис. 2.5.

Терминалы персонального вызова принимают и анализируют входящие данные вызовов телефонной сети общего пользования. Требования к линиям связи определяются ожидаемыми трафиком связи, то есть загрузкой канала вызова. Базовый блок может обслужить около 100000абонентов с интенсивностью нагрузки 0,5 вызовов в час. Для больших систем базовые  блоки   могутнаращиваться.

Групповая передача сигналов в системе персонального вызова обеспечивается таким образом, что сообщения могут быть переданы одновременно для всех абонентов. Сеть может обеспечивать до 1024 различных групп до 100 абонентов в каждой группе.

            Могут быть обеспечены такие функции как автоматическая повторная передача сообщений к определенным приемникам и приоритетность сообщений.

ERMES

            Система ERMES отличается от системы POCSAG специфическим способом взаимодействия операторов и централизованных служб в части эксплуатации и обслуживания. В системе ERMES могут быть выделены следующие основные части:

PNC      - Paging Network Controller - контроллер сети персонального вызова;

            РАС      - Paging Area Controller - контроллер зоны обслуживания вызовами;

BS        - Base Station - базовая станция.

            Контроллер сети персонального вызова является интерфейсом к сетям общего пользования (PSTN, PSPDN, ISDN, X.400 и т.д.). PNC работает в трех различных режимах:

PNC-1    - в режиме входящих вызовов;

PNC-H   - в режиме регистра положения;

PNC-T   - в режиме передачи.

            В небольших сетях все эти режимы управляются одним и тем же аппаратным комплексом PNC.

            РАС обеспечивает распределение данных к приемо-передатчикам и выполняет некоторые оперативные статистические вычисления, необходимые при поступлении вызовов.

            BS контролирует и передает сигналы персонального радиовызова.

          На рис. 2.6. показана структурная схема системы ERMES. Каждый компонент системы соответствует своему интерфейсному уровню и обозначается следующим образом:

11- формат кодирования вызываемого приемника персонального радиовызова

 12    - протокол PAC-BS;

 13    - протокол PNC-PAC;

 14    - протокол связи PNC-PNC;

 15    - методы доступа;

 16    - сети связи.

   Внедрение СПРВ ERMES проходит на фоне активно действующих СПРВ POSCAG. На прогрессивным направлением внедрения СПРВ ERMES считается их совмещение с действ сетями POCSAG [2.11]. На рис. 2.7. показана структурная схема комбинированной сети нального радиовызова фирмы Telecom Finland [2.12]. Основным достоинством этой сети то, что уже используемые виды услуг и интерфейсы остаются без изменения. Кроме того, ты действующей сети POCSAG будут иметь возможность пользоваться новыми ее свойств новые абоненты СПРВ ERMES смогут пользоваться расширенным набором услуг.

            В дополнение к обычному подключению к ТФОП СПРВ ERMES могут быть соединены со службами пакетной передачи сообщений, службами телекса и видеотекса (протокол Х.400), рече-1 вой почтой и другими телеслужбами, которые могут быть сопряжены с системой ERMES посредством протокола UCP (Universal Computer Protocol). Взаимодействие с другими сетями ERMES 1 осуществляется по специально разработанному интерфейсу "14".                                                           

       Один контроллер пейджинговой сети PNC будет обслуживать и абонентов сети POCSAG и I абонентов сети ERMES, а также обе радиоподсистемы. Пользователи имеют возможность стать

абонентами двух сетей и могут иметь один и тот же номер, а также переключаться из сети в сеть. Две СПРВ обслуживает одна система управления (ОМС). Радиосети двух СПРВ работают на различных частотах.

2.6 Код FLEX фирмы Motorola для систем персонального радиовызова

            Рынок систем персонального радиовызова не отличается многообразием протоколов и стандартов передаваемых сигналов. Кроме тогокаждый из них имеет свои недостатки и функциональные ограничения.

Фирма Motorola разработала свой протокол передачи сигналов СПРВ, получивший наименование FLEX, основным достоинством которого является повышенная скорость передачи сообщений и, как следствие, большая емкость системы, улучшенные характеристики помехоустойчивости канала передачи и обеспечение более экономичного режима работы пейджера относительно СПРВ с кодом POCSAG. Код FLEX является синхронным, при его формировании используется кодирование и перемежение. Полная структура кадров в СПРВ FLEX приведена на рис. 2.8.

            Кадры в СПРВ FLEX передаются последовательно со скоростью 32 кадра в минуту (1,875 секунды на кадр). Полный цикл протокола FLEX включает 128 кадров, передаваемых в течение 4 нут, обозначаемых номерами от "О" до "127". Каждый час разделяется на 15 циклов, обозначаемых от "О" до "14".                                                                                                                                           

            Информационная часть (слово) кадра содержит номер кадра, состоящий из 7 бит, и номер цикла - 4 бита. Код FLEX является синхронным, и для его синхронизации, осуществляемой по сигналам точного времени, используется кадр "О" и цикл "О" в начале каждого часа. При передаче нулевого цикла и нулевого кадра осуществляется синхронизация приемников.                                   

            Интервал синхронизации (Sync) каждого кадра разделяется на три блока: "Sync 1", "Frame Info", "Sync 2".

    Блок "Sync 1" обеспечивает синхронизацию кадра. Блок "Frame Info" несет информацию номере цикла и кадра, индикатор фазы мультиплексирования и 4 проверочных бита для оценки качества принимаемой информации. Блок "Sync 2" обеспечивает цикловую (кадровую) синхронизацию в приемнике, демультиплексирование и декодирование блоков сообщений. Полная структура интервала синхронизации (Sync) показана на рис. 2.9. Результаты анализа информационной емкости кода FLEX представлены в таблице 2.2 [2.13].

скорости блока данных:                                                                                                       -

1600 бит/с; дает 167000 рабочих кодовых слов;

3200 бит/с; 334080 рабочих кодовых слов;

6400 бит/с; 668160 рабочих кодовых слов.

            Для цифрового знака нужны 4 бита; при кодовом слове (32,21) для передачи сообщения может использоваться 21 бит. Результатом этого являются 5 ¹/₄ знака на кодовое слово, и на 10 знаков необходимо 1 ¹⁹/г1 кодовых слова; всего требуется 4 кодовых слова, включая адресное кодовое слово, векторный бит и проверочные биты.

            Для буквенно-цифрового сообщения необходимо 7 бит; при кодовом слове (32, 31) для передачи сообщения может использоваться 21 бит. Это требует 14 кодовых слов на 40 знаков; всего требуется 17 кодовых слов, включая адресное слово, векторный бит и проверочные биты.

            Принципиальным шагом к успешному внедрению кода FLEX в системы и средства связи явилась разработка фирмой Motorola микросхемы специализированного сигнального процессора (DSP) и соответствующего программного обеспечения для формирования и приема этого сигнала персонального радиовызова [2.14]. Использование

этого DSPсовместно    с программными    средствами открыло разработчикам практически реализуемый эффективный способ передачи сообщений в различных радиоканалах, включая и СПРВ. По мнению Motorola, изготовители во все будут внедрять такие изделия, которые превратят протокол FLEX в неотъемлемую часть по дневной жизни, начиная с пейджеров и компьютеров - до бытовых устройств в домах и в авто былях. Общая структурная схема передатчика СПРВ FLEX показана на рис. 2.10.                     

Глава 3.    СИСТЕМЫ СОТОВОЙ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ

3.1. Стандарты сотовых систем подвижной радиосвязи

            Развитие в 70-х годах сотовых систем подвижной связи и их внедрение решили проблему экономии спектра радиочастот путем многократного использования выделенного частотного ресурса при пространственном разнесении приемопередатчиков с совпадающими рабочими частотами. Сотовая топология позволила многократно увеличить емкость телекоммуникационных сетей по отношению к сетям радиальной структуры без ухудшения качества связи и расширения выделенной полосы частот. Однако, внедрение систем сотовой подвижной связи (ССПС) началось после того, как были найдены способы определения текущего местоположения подвижных абонентов и обеспечения непрерывности связи при перемещении абонента из одной соты в другую.

            Известны девять основных стандартов аналоговых ССПС [3.1; 3.2] (табл. 3.1). Один из них -NMT-450 - принят в качестве федерального стандарта для России. На его основе созданы ССПС в Москве ("Московская сотовая связь"), Санкт-Петербурге ("Дельта-Телеком") и других городах.

            Однако, аналоговые ССПС уже не удовлетворяют современному уровню развития информационных технологий из-за многочисленных недостатков, главные из которых - несовместимость стандартов; ограниченная зона действия; низкое качество связи; отсутствие засекречивания передаваемых сообщений и взаимодействия с цифровыми сетями с интеграцией служб (ISDN) и пакетной передачи данных (PDN).

            В последние годы из-за ограниченных возможностей стандартов NMT-450 и NMT-900 во всем мире наблюдается снижение роста числа их пользователей [3.3, 3.4].

            В 80-х годах в Европе, Северной Америке и Японии приступили к интенсивному изучению принципов построения перспективных цифровых ССПС и сегодня уже разработаны три стандарта таких систем с макросотовой топологией сетей и радиусом сот до 35 км: общеевропейский стандарт GSM, принятый Европейским институтом стандартов в области связи (ETSI); американский стандарт ADC (D-AMPS), разработанный Промышленной ассоциацией в области связи (TIA); японский стандарт JDC, принятый Министерством почт и связи Японии.

            Общеевропейский стандарт GSM - первый в мире стандарт на цифровые ССПС, который предусматривает их создание в диапазоне 900 МГц и является основой стандарта ССПС DCS 1800 (диапазон 1800 МГц) с микросотовой структурой, принятого в настоящее время в Европе. Стандарт GSM реализуется в настоящее время в Северной Америке в диапазоне 1900 МГц (PCS-1900).

             Указанные выше стандарты на цифровые ССПС отличаются своими характеристиками. Они построены на единых принципах и концепциях и отвечают требованиям современных информационных технологий (табл. 3.2) [3.2; 3.5; 3.6].

             Стандарт GSM - результат фундаментальных исследований ведущих научных и инженерных центров Европы. Разработанные в GSM системные и технические решения могут использоваться для всех перспективных цифровых ССПС. В первую очередь, к таким решениям относятся: построение сетей GSM на принципах интеллектуальных сетей; распространение модели открытых систем на ССПС; внедрение новых, более эффективных, моделей повторного использования частот; применение временного разделения каналов связи (TDMA); временное разделение режимов приема и передачи пакетированных сообщений; использование эффективных методов борьбы с замираниями сигналов, основанных на частотном разнесении, путем применения режима передачи с медленными скачками по частоте (SFH) и тестирования канала связи с помощью псевдослучайной последовательности, известной в приемнике; применение блочного и сверточного кодирования в сочетании с прямоугольным и диагональным перемежением; программное формирование логических каналов связи и управления; использование спектрально-эффективного вида модуляции (GMSK); разработка высококачественных низкоскоростных речевых кодеков; шифрование передаваемых сообщений и закрытие данных пользователей.

Примечание к таблице 3.1

(1)    - В зависимости от обстоятельств могут допускаться исключения.

(2)    - Зона управления охватывает 10 ячеек.

(3)    - Скорость модуляции составляет 50 мс/знак.

(4)    - Повторяется от 5 до 11 раз в зависимости от типа сообщения с побитным мажоритарным декодированием; кроме того, для достижения

декорреляции два потока соообщений чередуются в общем канале индивидуального вызова. NMT-450-A – стандарт  NMT-450, модифицированный для Австрии.

NMT-450-F - стандарт    NMT-450, модифицированный для Франции.

NMT-450-N - стандарт    NMT-450 Скандинавских стран.

RTMS-101H - первая сотовая система Италии, эксплуатация прекращена с 1990 года.

            Принципиально новым шагом в развитии ССПС было принятие для GSM концепции интеллектуальной сети и модели открытых систем (OSI), одобренных международной организацией стандартов (ISO) [3.6; 3.7]. Концепция построения интеллектуальной сети подробно рассмотрена в [3.8-3.10] и сегодня применяется в процессе создания всех перспективных цифровых ССПС с макро- и микросотами. Она предусматривает объединение ССПР, систем радиовызова и персональной связи при условии оперативного предоставления абонентам каналов связи и развития услуг. Модель OSI интерпретирует процесс передачи сообщений как иерархию функциональных взаимозависимых уровней, каждый из которых имеет встроенный интерфейс на смежном уровне. Структура уровней в модели OSI применительно к стандарту GSM показана на рис. 3.1 [3.7].

            Американский стандарт ADC (D-AMPS) разрабатывался для отличных от Европы условиг-диапазон частот 800 МГц и работа в общей с существующей аналоговой ССПС AMPS полосе частот. В этом случае для цифровой ССПС необходимо было сохранить частотный разнос каналов 30 кГц, используемый в AMPS, и обеспечить одновременную работу абонентских радиостанций в в аналоговом, так и в цифровом режимах.      Применение специально разработанного речевого кодека ( VSELP), имеющего скорость преобразования речевого сигнала 8 кбит/с, и цифровой дифференциальной квадратурной фазовой манипуляции со сдвигом я/4 позволило в режиме TDMA организовать три речевых канала на одну несущую с разносом канальных частот 30 кГц (табл. 3.2).

            Японский стандарт JDC во многом совпадает с американским. Основные отличия заключаются в использовании другого частотного диапазона, дуплексного разноса полос частот приема и передачи - 55 МГц при разносе каналов 25 кГц. Стандарт JDC адаптирован также к диапазон) 1500 МГц (табл. 3.2).

            Все стандарты цифровых ССПС обеспечивают взаимодействие с ISDN и PDN. Принятые технические решения гарантируют высокое качество передаваемых сообщений в режимах открытой или закрытой (засекреченной) передачи.

          Количество абонентов сетей связи интенсивно увеличивается. На рис. 3.2 показан рост количества абонентов сетей сотовой связи в Европе, начиная с 1986 года [3.13]. Предполагаемое распределение абонентов по сотовым сетям различных стандартов к 2000 году показано на рис. 3,3 [3.14].

3.2. Особенности построения цифровых ССПС с макросотовой структурой

           Принципы построения цифровых ССПС позволили применить при организации сотовых сетей

   результате без увеличения общей полосы частот системы связи значительно возросло число каналов на соту. В первую очередь, сказанное относится к стандарту GSM. Вид модуляции, способы   кодирования и формирования сигналов в каналах связи, принятые в GSM, обеспечивают прием сигналов с отношением сигнал/помеха С/1 = 9 дБ [3.11], в то время как в аналоговых системах тот же показатель равен 17-18 дБ. Поэтому передатчики базовых станций (BTS), работающие на совпадающих частотах, могут размещаться в более близко расположенных сотах без потери высокого качества приема сообщений.

            Первыми моделями повторного использования частот, которые применялись в аналоговых ССПС, были модели с круговыми диаграммами направленности (ДН) антенн базовых станций. В сетях цифровых ССПС для сот с круговой ДН антенн применяют модель повторного использования частот, включающую 7 или 9 сот. На рис. 3.4 показана модель повторного использования частот для семи сот. Модель с круговой ДН антенн предполагает передачу сигнала BTS одинаковой мощности по всем направлениям, что для абонентских станций эквивалентно приему помех со всех направлений.

            Эффективным способом снижения уровня соканальных помех, то есть помех по совпадающим частотным каналам, может быть использование секторных антенн. В секторе направленной антенны сигнал излучается в одну сторону, а уровень излучения в противоположном направлении сокращается до минимума. Секторизация сот позволяет более часто повторно применять частоты в сотах при одновременном снижении уровня помех. Общеизвестная модель повторного использования частот в секторизованных сотах включает три соты и три BTS. В таком случае задействуют три 120-градусные антенны на BTS с формированием девяти групп частот (рис. 3.5).

            Самую высокую эффективность использования полосы частот, то есть наибольшее число абонентов сети в выделенной полосе частот, обеспечивает разработанная фирмой Motorola (США) модель повторного использования частот, включающая две BTS [3.12] Как следует из схемы, показанной на рис. 3.6, каждая частота используется дважды в пределах модели, состоящей из четырех BTS. Благодаря этому каждая из четырех BTS в пределах действия шести 60-градусных антенн может работать на 12-ти группах частот.

            Например, в сети GSM с общей полосой 7,2 МГц (36 частот), модель повторного использования частот двумя BTS позволяет на одной BTS одновременно применять 18 частот (в модели с тремя BTS таких частот 12). Емкость сети возрастает на 50%, однако для обеспечения прежнего значения вероятности блокировки канала связи необходимо снижение этого показателя до 40%.

            В любой ССПС емкость сетей зависит от количества каналов связи в соте N, которое, например, для стандартов с временным разделением каналов определяется выражением:

В таблице 3.3 приведены значения количества каналов N на соту для ССПС различных стандартов при разных коэффициентах повторного использования частот. Как следует из этой таблиции при одинаковой полосе частот ССПС наибольшее число каналов на соту и, следовательно, наибольшая емкость сетей может быть реализована в стандартах GSM и JDC в полускоростном канале связи. Внедрение полускоростного канала в сетях связи GSM ожидается к 1997 году после завершения разработки речевого кодека со скоростью преобразования речи 6,5 кбит/с.

                                                                                                                    Таблица  3.3

            Структура сот и схемы повторного использования частот разрабатывались при условии, что   местоположение подвижного абонента заранее неизвестно и непредсказуемо. В отличие от этой концепции в настоящее время развивается новое направление в подвижной связи, основанное на использовании интеллектуальных антенных систем, автоматически перестраивающих свои диаграммы направленности на источник излучения сигнала.

            Интеллектуальные антенные системы разрабатываются и применяются уже много лет [3.15], однако их реализация до последнего времени в коммерческих системах была не выгодна до появления дешевых сигнальных процессоров, удобных к реализации алгоритмов управления диаграммой направленности антенн, разработанных применительно к цифровым сотовым системам связи со своей структурой логических каналов управления.

            В настоящее время развиваются два способа построения интеллектуальных антенных систем, основанных на коммутировании лучей и адаптации диаграммы направленности. Оба способа основаны на увеличении коэффициента усиления антенны в направлении на абонентскую станцию, причем только адаптивные антенны обеспечивают максимальный коэффициент усиления и минимальный уровень соканальных помех [3.16].

            Интеллектуальная антенная система состоит из нескольких антенн, объединенных электронной схемой с фазовыми и амплитудными аналазиторами. В результате анализа принимаемых сигналов, поступающих на различные элементы антенны, вычисляется направление оптимального приема. Сигнальный процессор в реальном масштабе времени формирует суммарную диаграмму направленности антенн на источник излучения с учетом частоты принимаемого сигнала и некоторых других параметров.

            В работе [3.17] приведены результаты экспериментальных исследований по использованию интеллектуальных антенных систем с адаптацией диаграммы направленности для случая использований одной соты. Целью исследований было сравнение максимальной емкости соты для случая использования TDMA и системы, использующей адаптацию диаграммы направленности антенной системы (SDMA). Результаты исследований иллюстрируются графиками рис. 3.7, где показана вероятность блокировки входящего вызова при различной нагрузке в сети в Эрлангах. При граничном значении вероятности блокировки вызова 0,01 использование адаптации диаграммы направленности антенной системы позволяет увеличить нагрузку в системе связи до шести раз по отношению к обычной системе TDMA.

            Практическая реализация интеллектуальных антенных систем представляется весьма перспективной для сотовой связи независимо от стандарта GSM, DECT и т.д. Их применение на практике не будет требовать уменьшать размеры сот при возрастании нагрузки. Увеличение емкости сети сотовой связи может в этом случае обеспечиваться внедрением новых аппаратных средств и соответствующего программного обеспечения.

3.3 Микросотовая структура систем подвижной связи

            Следующий шаг развития сотовых систем подвижной связи после введения цифровой технологии – переход к микросотовой структуре сетей.  При радиусе сот несколько сотен метров их

емкость может быть увеличена в 5-10 раз по сравнению с макросотами. Кроме того, применение абонентских радиостанций существующих стандартов цифровых ССПС наряду с портативными маломощными абонентскими радиостанциями, служащими основой для создятем персональной связи (PCS) [3.18].                                                                                                

            Микросотовая структура ССПС органически сочетается с макросотами. Микросоты страна основе BTS небольшой мощности, обслуживающих участки улиц, помещения в зданиях (магазины, аэропорты, вокзалы и т.д.).         Микросотовая структура может рассматриваться как развитием рудования макросотовой базовой станции, с управлением единым контроллером и с взаимные единением при помощи линий со скоростью передачи 64 кбит/с. Микросоты берут на себя нагрузку от медленно перемещающихся абонентов, например, пешеходов и неподвижных автомобиле

            Принципы построения создаваемых микросотовых сетей подвижной связи отличаются осуществующих для макросотовых сетей. К таким отличиям относятся отсутствие частотного планирования и «эстафетная передача» (handover).                                                                                       

            Первое отличие связано с тем, что в условиях микросот трудно спрогнозировать условия распространения радиоволн и дать оценку уровня соканальных помех. В этом случае практичские невозможно применять принципы частотного планирования в макросотах. Кроме того, фиксированное распределение каналов приводит к низкой эффективности использования спектра частот. По данным причинам в микросотовых сетях связи действует процедура автоматического адаптивного распределения каналов (АРК) связи, реализованная, например, в европейском стан DECT на цифровые системы беспроводных телефонов общего пользования [3.19].  

          Преимущества АРК особенно заметны при рассмотрении емкости сетей связи, так как тогда практически отсутствуют потери эффективности использования соединительных линий, а вазможность повторного задействования канала зависит от среднего уровня помех, а не от максималыго.

            Что касается второго отличия, то в микросотовых сетях в процессе обычного телефонного соединения число переключений между BTS возрастает, и для обеспечения непрерывности се необходимы новые быстродействующие алгоритмы переключения (handover

            В существующих цифровых ССПС применяют так называемые алгоритмы принудительного переключения, относящиеся к классу распределенных алгоритмов, которые работают значительно быстрее, чем централизованные алгоритмы аналоговых ССПС. В микросотовой структуре нет необходимости нагружать сеть измерением уровня радиосигнала для принятия решения о переключении. Функции измерения переданы подвижной станции, которая передает его результаты на BTS. В процессе переключения не требуется синхронизировать BTS. Центр коммутации подвижной связи не задействуется до тех пор, пока не будет выполнено фактическое переключение.

            Впервые микросотовая структура сетей связи была реализована в системах беспроводных телефонов (Cordless Telephones) общего пользования. Основные характеристики стандартов цифровых систем беспроводных телефонов общего пользования приведены в таблице 3.4.ver).

            Микросотовая структура используется при реализации сетей в рамках концепции персональной связи (PCN) [3.18-3.20], которые в Европе создаются на основе стандарта DCS-1800, предусматривающем соответствие радиоинтерфейса стандарту GSM. В рамках реализации концепции персональной связи в структуру сетей вводятся пикосоты с радиусом «{10-60 м, предназначенные для обслуживания абонентов в городских районах с большой плотностью населения и в закрытых зонах (офисы, жилые помещения, подземные гаражи, вокзалы и т.д.). Применение пикосот – еще один значительный шаг к повышению емкости ССПС.

3.4 Перспективные ССПС

            На этапе создания ССПС второго поколения топологическое развитие сетей на принципах перехода от макросот к микро- и пикосотам, а также внедрение эффективных методов повторного использования частот служат основными направлениями увеличения их емкости. Данные методы ограничивают возможности ССПС второго поколения по емкости и видам предоставляемых услуг связи в рамках выделенного диапазона частот.

            Если не учитывать перехода на полускоростные каналы связи, то рост емкости ССПС второго поколения может происходить только путем перевода существующих стандартов в новые диапазоны частот. В качестве примера можно привести распространение рекомендаций стандарта GSM-900 на стандарт DCS-1800.

            Дальнейшее увеличение емкости ССПС без значительного расширения рабочей полосы частот возможно при создании новых протоколов связи и методов управления сетью, включающих процедуры распределения частотных и временных каналов по сети, местоопределения подвижных абонентов и "эстафетной передачи". Данные задачи решаются в рамках создания ССПС третьего поколения, которые будут отличаться унифицированной системой радиодоступа, объединяющей существующие сотовые и беспроводные системы с информационными службами XXI века.

       В сочетании с широкополосными сетями ISDN (B-ISDN) ССПС третьего поколения будут иметь архитектуру единой сети, и предоставлять связь абонентам в различных условиях, включая движущийся транспорт, жилые помещения, офисы и т.д. [3.21].

В Европе работы по созданию ССПС третьего поколения, получившей название UMTS (универсальная система подвижной связи), проводятся СЕРТ в рамках исследовательской программы RACE [3.21]. В процессе разработки UMTS последовательно реализуется предложенная СЕРТ концепция развития стандартизации в области связи.

В конце 80-х - начале 90-х годов СЕРТ и ETSI провели большую работу по созданию стандартов подвижной связи. Разработаны общеевропейские стандарты на цифровые ССПС GSM-9O0 DCS-1800, на цифровые системы беспроводных телефонов DECT и персонального радиовызов ERMES, на сети профессиональной подвижной связи TETRA и др. Внедрение перечисленных стандартов позволяет обеспечить создание сетей с возможностью предоставления услуг пользователям каждой системы связи в рамках Европы. Однако взаимодействие абонентов указанных систем невозможно.

Концепция создания универсальной системы подвижной связи UMTS подразумевает объединение функциональных возможностей указанных выше систем в единую систему третьего поколения с предоставлением стандартизованных услуг подвижной связи (сотовой, беспроводной, персонального вызова и т.д.). Одна из задач проекта - создание к 1998 году радиотерминала стоимостью около 100 долл. США, обеспечивающего все виды услуг связи (речь, данные, видео и т.д при скорости передачи информации по радиоканалу 2 Мбит/с в условиях микросотовой и пикосотовой структур сети [3.22]. Радиотерминал должен работать в сетях частного и общего пользования, обслуживаемых разными операторами. Должна также обеспечиваться регистрация абонента при переходе из одной сети в другую.

Концепция UMTS будет реализована на принципах интеллектуальной сети. Для более эффективного использование ее ресурсов предполагается применить новый способ распределения вы зовов, связанный с разделением вызова и управления соединением и предусматривающий резервирование соединений. Для звонка абоненту рассматривается использование сигналов персонального радиовызова. В UMTS предполагается создание распределенной базы данных с разделение) подсистем коммутации, управления и передачи данных. Преимущества распределенной базы данных - применение меньшего числа служебных сигналов из-за возможности локальной обработки данных, высокая надежность базы данных и оперативный доступ. Кроме того, распределенная базе данных может быть динамичной, т.е. группироваться в зоне текущего местоположения абонентов что уменьшает время соединения.                                                                                                              

Особенность сетей UMTS состоит в исследовании новых принципов "эстафетной передачи при которых необходимо обеспечить непрерывность связи в случае перехода из одной сети в другую, для чего необходимо передавать сигналы межсетевого управления.                                           

Сегодня в рамках создания UMTS исследуются принципы построения каналов связи и управления, а также рассматриваются методы доступа, модуляция и кодирование сообщений, организация управления, аутентификация абонентов и шифрование сообщений с учетом межсетевого взаимодействия. Окончательные технические решения по созданию UMTS будут приняты в 1997-199 годах.

Работы по созданию единой международной ССПС третьего поколения проводятся Международным союзом электросвязи (МСЭ). В 1992 г. Всемирная Административная конференция по pадио (WARC-92) рекомендовала для будущей системы подвижной связи общего пользован» FPLMTS диапазон частот 1-3 ГГц, в котором будет выделена полоса 60 МГц для персоналах станций и 170 МГц для подвижных станций. МСЭ признал, что космические системы передачи должны быть неотъемлемой частью FPLMTS. Начало ввода наземных компонентов системы ожидается к 2000 г., ввод спутниковой подсистемы FPLMTS в полосах частот 1980-2010 МГц и 2170-221 МГц - к 2010 г. Пока что в МСЭ проводятся исследования, касающиеся методов дуплексной передачи, модуляции, размещения каналов, протоколов связи и сигнализации. Разрабатывается общий всемирный план нумерации и соответствующие характеристики сети, которые гарантировали бы абонентам возможность перемещения в масштабах всего мира. При разработке будущих сек должны быть использованы международные технические характеристики, которые определены р нее МККР и МККТТ [3.23, 3.24].                                                                                                                  

        На рис. 3.8 представлены поколения ССПС и этапы их развития.                                             

Глава 4.    АНАЛОГОВАЯ СОТОВАЯ СИСТЕМА

ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ СТАНДАРТА NMT-450

4.1. Принципы организации ССПС стандарта NMT-450

Стандарт на аналоговые сотовые системы подвижной радиосвязи NMT-450 Скандинавских стран (The Nordic Mobile Telephone System) разработан совместно Администрациями связи Дании, Финляндии, Норвегии и Швеции для организации совместной автоматической системы подвижной радиотелефонной связи общего пользования в Скандинавских странах [4.1- 4.5].

В NMT-450 подвижные станции полностью совместимы со всеми базовыми станциями системы независимо от страны. Все подвижные абоненты имеют возможность работать в любой из стран, входящих в систему.

Подвижные станции, используемые в системе, проходят типовую приемку, а затем покупаются или арендуются абонентами из Дании, Финляндии, Норвегии, Швеции, России и др.

            Система снабжена четырьмя типами абонентских подвижных станций:

-обычные подвижные-станции;                                 -.:       '

- подвижные станции с приоритетом;

- портативные подвижные станции; -подвижные станции - таксофоны.

            Система, в основном, предназначена для обслуживания наземных подвижных абонентов, однако, в некоторых случаях может обслужить также и абонентов морских подвижных служб на небольших расстояниях от берега.

Система обеспечивает:

- вхождение в связь и регистрацию стоимости разговора как из подвижной станции, так и наоборот, в автоматическом режиме;

-возможность организации связи между подвижной станцией любым абонентом стационарной телефонной сети или с любой другой подвижной станцией, включенной в систему, независимо от страны;

- возможность автоматического поиска подвижного абонента в пределах объединенных сетей (например, Скандинавских стран).

            Принцип работы подвижной системы радиосвязи основан на взаимодействии с фиксированной телефонной сетью. В состав сетей подвижной связи входят:

MSC - центр коммутации подвижной связи;

BTS - базовые станции;

MS   - подвижные станции.

            Центр коммутации подвижной связи (MSC) обеспечивает управление системой подвижной радиосвязи и является интерфейсом между подвижной станцией и фиксированной телефонной сетью. Структурная схема типовой сети сотовой связи стандарта NMT-450 приведена на рис. 4.1. Каждый MSC обслуживает группу базовых станций. Совокупность BTS, обслуживаемых одним MSC, образует зону обслуживания (ТА). Принцип формирования зоны обслуживания иллюстрируется рис. 4.2.

            Система спроектирована таким образом, что в зависимости от значимости абонентов она может им предоставить некоторые преимущества, такие как сокращенный набор, приоритет и т.д.

           На каждой базовой станции один канал используется как канал вызова, он маркируется специальным сигналом опознавания. Один или несколько других каналов, когда они свободны, маркируются другим сигналом, показывающим, что канал свободен. Подвижные станции, находящиеся в зоне действия базовой станции, постоянно работают на прием на канале вызова. Однако, при определенных обстоятельствах, MSC может допускать использование канала вызова для ведения разговора. Эта возможность может быть использована только в том случае, когда на базовой станции все каналы связи заняты.

В дополнение к сигналам, различающим каналы вызова и каналы связи, имеются сигналы, определяющие зону обслуживания и страну, в которой находится подвижная станция, а также сигналы, обозначающие номер канала. Все служебные сигналы являются цифровыми и передаются со скоростью 1200/1800 бит/с FFSK модуляцией (Fast Frequency Shift Keying).Принцип формирования FFSK сигнала показан на рис. 4.3.

4.2Диапазон рабочих частот

Рабочие частоты находятся в двух полосах: 453-457,5 МГц и 463-467,5 МГц, которые используются для радиосвязи между подвижной и базовой станциями и между базовой и подвижной станциями, соответственно.

            Дуплексный разнос каналов приема и передачи в стандарте NMT 450 равен 10 МГц. Частотный разнос соседних каналов равен 25 (20) кГц.

            Так как общее число радиочастот, имеющихся в наличии в системе, ограничено, то для того, чтобы увеличить емкость системы связи предусматривается формирование малых зон связи ("малые ячейки"). Однако, как следствие, увеличивается вероятность достижения границы зоны обслуживания базовой станции к другой, управляемой тем же радиотелефонным коммутатором. Более того, выходная мощность передатчиков всех подвижных станций автоматически уменьшается по команде радиотелефонного коммутатора, когда станция входит в зону "малой ячейки".

            Та же процедура уменьшения мощности используется для того, чтобы уменьшить помехи в случае, когда подвижные станции находятся близко от базовых станций с обычными зонами обслуживания.

4.3.   Осуществление соединения

Вызов подвижной станции

            Вызов всех типов подвижных станций посылается одновременно всеми базовыми станциями, расположенными в зоне связи, в которой предполагается работа подвижных станций. Когда подвижная станция приняла сигнал вызова, содержащий ее сигнал опознавания, она отвечает на вызов сигналом подтверждения на ответной частоте канала вызова, после чего MSC передает канал связи той базовой станции, в зоне которой ответила на вызов подвижная станция. Подвижная станция принимает номер нужного канала и подключает к нему предоставленный ей канал связи.

            Весь обмен сигналами между MSC и подвижной станцией осуществляется по каналам связи. Канал вызова, на котором продолжают работать на прием все остальные подвижные станции, готов к немедленной передаче следующего вызова.

Вызов с подвижной станции

            Когда подвижный абонент дает вызов, подвижная станция автоматически находит и занимает свободный канал, по которому передаются все служебные сигналы, и происходит разговор.  

4.4 Нумерация и соединение

            Схема адресации выполняет следующие задачи:                                                                        

            а) дает возможность вызывающему абоненту информировать телефонную сеть о коде вьзываемой подвижной станции;                                                                                                                       

            б) служит для передачи информации в телефонную сеть;                                                          

            в) дает возможность подвижной станции отвечать на вызов MSC;

            г) опознавать на MSC вызывающую подвижную станцию.                                                                        Существующее оборудование телефонных сетей некоторых стран ограничивает число цифр идущих после кода магистрали Рп (0 или 9), которые может набрать абонент, до семи. С кош доступа, состоящим из кода магистрали, плюс две цифры, т.е. Рп М1 М2, могут быть набран! только пять цифр. Предусмотрено использование кода абонента, состоящего из шести цифр Х1XI ХЗ Х4 Х5 Х6. Для связи по направлению MSC - MS полный шестизначный код применим во всех четырех странах, как это будет показано ниже [4.1, 4.2].                                                                           I

            В Швеции соединения в телефонной сети осуществляются имеющимся оборудованием, использующим цифры Рп М1 М2 Х1 Х2. Последние две цифры обозначают номер MSC, которому принадлежит абонент. В Дании, Финляндии и Норвегии соединения в телефонной сети осуществляются путем анализа цифр Рп М1 М2 (МЗ) Х2 (ХЗ).                              

            Этот принцип удовлетворяет требованию б), изложенному выше.

Опознавание подвижного абонента требует большей информации, чем цифры Рп М1 Ш (МЗ); (Х1-Х6), набираемые подвижным абонентом, потому что MSC должен иметь возможном различать абонентские номера (Х1-Х6), принадлежащие различным странам. Поэтому для передачи по радиоканалу к номеру абонента (Х1)...Х2 прибавляется цифра Z, обозначающая страну. Цифpa Z используется только внутри самой системы, а не набирается вызывающим абонентом. Пр¹ осуществлении передачи в сторону подвижного абонента Z прибавляется к номеру абонент (Х1)...Х6 тем радиотелефонным коммутатором, где подвижный абонент находится в зоне другого радиотелефонного коммутатора. При передаче от подвижного абонента цифра Z автоматически формируется и излучается подвижной станцией.

            Хотя цифра Х1 и не набирается, когда вызывающий подвижный абонент принадлежит к сетям в Дании, Финляндии и Норвегии, она должна прибавляться в MSC к номеру абонента радиотелфонными коммутаторами в этих странах таким же образом, как и цифра Z.

            Следовательно, во всех странах внутри подвижной радиотелефонной системы подвижные абоненты идентифицируются номером Z Х1 Х2 ХЗ Х4 Х5 Х6, и он присутствует во всех передач; между:

MSC - MSC;

MSC - MS;

MSC - BTS.

            Комбинация Z X1-X2 удовлетворяет требованиям в) и г), изложенным выше.

Таким образом, для того, чтобы послать вызов в сторону подвижного абонента, вызывающ! абонент должен набрать следующие номера, чтобы выйти на нужный коммутатор, где зарегистррована вызываемая подвижная станция:

            1) вызовы подвижной станции Швеции:

            национальный       Рп М1 М2 Х1 Х2 ХЗ Х4 Х5 Х6,

             международный    11 12 М1 М2 Х1 Х2 ХЗ Х4 Х5 Х6.

            На радиотелефонном коммутаторе, где зарегистрирована подвижная станция, перед Х1 Х2 ХЗ Х4 Х5 Х6 прибавляется цифра Z;

2) вызовы подвижных станций Дании, Финляндии и Норвегии:

национальный       Рп М1 М2 (МЗ) Х2 X Х4 Х5 Х6,

международный    И 12 (13) М1 М2 (МЗ) Х2 ХЗ Х4 Х5 Х6.

            На коммутаторе, где зарегистрирована подвижная станция, перед Х2 ХЗ Х4 Х5 Х6 прибавляется цифра Z, обозначающая страну и цифра XI.

            Одним из основных требований является то, чтобы система позволяла вызывать перемещающегося абонента, то есть абонента, который находится в другой зоне связи. Это требование делает необходимым введение в MSC регистра положения абонентов для того, чтобы можно было отслеживать путь своих абонентов. Когда подвижная станция перемещается из одной зоны связи в другую, она автоматически посылает на MSC, контролирующий новую зону связи, сигнал об изменении местоположения. От нового MSC информация об изменении адреса подвижной станции передается по телефонной сети или по сети передачи данных на MSC, где зарегистрирован абонент. Передача данных между подвижной станцией и MSC, в зону действия которого она въезжает, обычно не требует каких-либо действий подвижного абонента.

            В регистре, в который внесена подвижная станция на своем MSC, делается поправка, и все вызовы этого подвижного абонента переадресовываются в зону действия нового MSC.

            Подвижная станция оборудована селектором страны, который препятствует перерыву связи в случае работы с базовыми станциями, отличными от базовых станций данной страны. Полная структура рабочего кадра показана на рис. 4.4 [4.3, 4.4].

Во время подачи вызова базовая станция (по команде MSC) постоянно излучает контрольный сигнал (тональный сигнал частотой около 4000 Гц) и посылает его в сторону подвижной станции, которая принимает его и вновь передает на базовую станцию. Принятый возвращенный сигнал детектируется и оценивается базовой станцией. Если качество передачи (отношение сигнал/шум, усредненное за определенный промежуток времени) делает это необходимым, то базовая станция принимает решение о подключении другой базовой станции или о разъединении вызова. Базовые станции посылают информацию о результатах оценки отношения сигнал/шум на MSC.

В случае переключения разговора в процессе передачи по команде MSC подчиненные ему базовые станции выполняют измерения напряженности поля сигнала, на котором работает подвижная станция. Для измерения напряженности поля сигнала все базовые станции снабжены многоканальными приемниками - мониторами. Информация о результатах измерений дает вазможность MSC принять решение, какой базовой станции (или каким) передать разговор.

            Команда о начале измерений передается на базовые станции немедленно, как только начинает идти вызов, для того, чтобы определить, подходит ли используемая базовая станция.        

            Результат измерений в начале каждого разговора используется также для того, чтобыделить, не превышает ли уровень принимаемого от подвижной станции сигнала заданный максимальный уровень и, если превышает, то MSC дает подвижной станции команду уменьшить уровень излучаемой мощности.                                                                                                                                 

            Диаграммы, иллюстрирующие протоколы установления входящего вызова и обмена сообщениями в режиме "эстафетной передачи", приведены на рис. 4.5 и 4.6.

4.5.   Сравнение характеристик стандартов NMT-450 и NMT-900

            В настоящее время около 40 стран приняли стандарты NMT-450 и NMT-900 [4.5]. Стандарт NMT-450 принят в России в качестве федерального стандарта.

            Принципы построения сотовых систем радиосвязи стандартов NMT-450 и NMT-900 практически совпадают. Обе системы сотовой связи базируются на спецификации стандарта NMT-450. Основные отличия более совершенного стандарта NMT-900, в основном, были связаны с введением став абонентского оборудования малогабаритной ручной станции, совершенствованием управления и развитием услуг связи [4.1; 4.2]. Малогабаритные ручные станции разработаны в частота NMT»450.                                                                                                         

            Кроме того, в NMT-900 добавляется новая структура кадра, официально определяемая документом 4.3 doc.l спецификации. В кадр включается дополнительная информация, префиксы и линейные сигналы. Изменена та часть спецификации, которая относится к взаимодействиям MSC и BTS (например, самотестирование, тревога). Эти изменения отражаются в пунктах спецификации I 4.3.3.7 и 4.3.3.8 doc. I [4.1, 4.2].                                                                                                                    

На рис. 4.7. приведены частотные планы стандартов NMT-450 и NMT-900 [4.3, 4.4]. В таблице 4.1 представлены основные характеристики стандартов NMT-450 и NMT-900 I

В настоящее   время стандарт NMT-450 доработан и его характеристики доведены до уровня стандарта NMT-900. Новая версия получила обозначение NMT-450L Основные усовершенствования включают в себя увеличенную производительность, качественную работу ручных телефонов и защиту доступа к сети связи с помощью системы идентификации абонента (Subscriber Identification Security/SIS).

            Идентификация абонента (абонентской станции) осуществляется по специальному ключу (SAK), записанному в подвижную станцию. Этот же ключ содержится в регистре идентификации, установленном в центре коммутации. Процедура идентификации осуществляется при каждом новом звонке от подвижной станции [4.4].

Системы сотовой подвижной связи стандартов NMT-450i и NMT-900 предоставляют абонентам широкий набор услуг. Кроме передачи речевых сообщений на местном, междугородном и международном уровнях, сети NMT позволяют отправить телефаксы и иметь доступ к различным зам данных, при этом скорость передачи данных не должна превышать 4,8 кбит/с.    

            Абонентам предоставляются следующие услуги: переадрсеация вызова на другой номер, ограничение вызова, то есть продолжительности разговоров, конференц-связь трех абонентов, организация пользовательских групп с сокращенным набором номера и другие услуги.

             На базе стандартов NMT разработаны системы беспроводной связи для стационарных абанентов (WiLL) [4.5]. Все абонентские устройства, включая телефаксы и модемы передачи данный можно включить в систему этой радиотелефонной связи в качестве интерфейса пользователя. С точки зрения абонента этот вариант связи не отличается от проводной телефонной связи.Также и  нумерация беспроводного абонентского телефона может не отличаться от нумерации проводной сети.

            В системе беспроводного абонентского доступа WILL речь и сигнализация могут быть зашифрованы на радиоинтерфейсе [4.5]