Сотовые системы связи

Сотовые системы связи

Исходящий вызов от АС может быть предназначен как для

абонента ТФОП, так и для абонента ССС. Для установления

исходящего соединения на АС набирается номер вызываемого

абонента;этот номер передается на БС и далее транслируется на ЦС

по каналу передачи данных. После анализа информации и выделения

свободного РК в действующих ССС организуется тест контроля

состояния каналов, устанавливается соединение и в сторону

вызываемого абонента посылается вызов. После ответа абонента

проключается тракт.

В системе NMT в исходном состоянии АС настраивается на

частоту КУ, в качестве которого используется один из разговорных

радиоканалов. Абонент АС набирает номер, который переписывается

в запоминающее устройство (ЗУ), и снимает трубку. После выбора

свободного РК по нему передается сигнал "канал занят". Со

стороны ЦС производится подтверждение принятия сигнала "канал

занят", на который АС выдает ответное подтверждение. При

получении этого подтверждения ЦС передает на АС сигнал

готовности к приему номера. Из ЗУ АС по разговорному радиоканалу

транслируется номер вызываемого абонента, и после подтверждения

приема номера на БС проводная телефонная пара подключается к

радиоканалу. Ответ вызываемого абонента служит основанием для

проключения разговорного тракта и включения тонального

пилот-сигнала с частотой 4 кГц на БС для контроля

качества передачи. Таким образом, обмен сигналами в системе NMT

ведется по разговорным радиоканалам, система работает с

взаимным многократным подтверждением приема каждого

сигнала, что обеспечивает высокую надежность установления

связи.

В системах АМРS и ТАСS управление при исходящем

вызове основано на на применении сигналов SAT и ST. Как и в

системе NMT, номер вызываемого абонента записывается в ЗУ

абонентской станции. Затем АС проверяет состояние обратного КУ

на занятость, т.е. определяет возможность доступа в прямой КУ.

Получив доступ, АС передает исходящий вызов, в котором

содержится номер вызывающей АС и номер вызываемого абонента; БС

транслирует исходящее сообщение по каналу передачи данных на ЦС,

где осуществляется проверка на несанкционированный доступ

вызывающего абонента к данной системе. Если абонент имеет право

доступа к сети, то ЦС инициирует в течение 1-4 мс состояние

обратного КУ как "занято", выделяет свободный РК и сигнал SAT;

одновременно с этим устанавливается соединение в сторону

вызываемого абонента и ему передается вызов. Получив номера РК и

сигнала SAT, АС настраивается на частоту разговорного

радиоканала и по нему передает соответствующий сигнал SAT через

БС на ЦС, после получения которого осуществляется проверка

разговорного тракта ЦС-БС-АС. Далее ЦС ожидает ответа абонента и

при снятии абонентом трубки проключает разговорный тракт и ведет

контроль за качеством речи.

Установление исходящего вызова в системе NTT в отличие от

рассмотренных выше систем производится с участием СУ. Набранный

номер записывается в память АС, и по каналу КУ через БС на СУ

поступает сигнал "начало вызова", в котором содержится номер

вызывающего абонента. Затем СУ выбирает свободный РК и передает

номер этого радиоканала на АС. Одновременно СУ передает на ЦС

синхросигнал по каналу передачи данных, а в сторону БС СУ дает

команду эстафетной передачи об изменении напряженности поля для

контроля качества передачи. После завершения процедуры

организации разговорного тракта СУ считывает номер вызываемого

абонента из ЗУ АС и устанавливает соединение между абонентами.

Таким образом, в системе NTT обмен сигналами происходит по

служебным каналам трех типов, что усложняет алгоритм и

программное обеспечение управляющего комплекса, а также схему АС

и БС и снижает надежность установления связи.

Сопоставляя протоколы входящего и исходящего вызовов в

рассмотренных системах, можно отметить, что организация

разговорного тракта содержит однотипные операции управления. Это

означает, что программы, обеспечивающие входящий вызов, могут

быть реализованы в виде подпрограмм режима исходящего вызова.

2.6. Протоколы поддержания непрерывной связи в ССС.

Одной из основных проблем при разработке ССС является

обеспечение непрерывной связи в течение сеанса передачи во время

передвижения АС по территории обслуживания. Принцип этой

операции, вызываемой "эстафетной передачей" АС, заключается в

следующем. Для оценки качества передачи в установленном

разговорном тракте по РК непрерывно передается пилот-сигнал для

постоянного измерения отношения сигнал/помеха по мощности .

Если величина принимает значение ниже установленного порогового

уровня, то начинается процедура эстафетной передачи. Снижение

мощности принимаемого полезного сигнала может происходить при

выходе АС из зоны действия БС, а также при перемещении

подвижного абонента в зону с длительными замираниями сигналов. В

действующих системах при ухудшении качества передачи от ЦС по БС

поступает команда измерить величину в РК. Измерение

производится с помощью специальных приемников, которые могут

быть настроены на частоту любого радиоканала системы. Оценивая

полученные от БС результаты измерений, ЦС выбирает зону с

максимальным отношением сигнал/помеха и переключает АС на новый

радиоканал.

Протокол обмена сообщениями в режиме эстафетной передачи в

системе NMT представлен на рис. 8. В этой системе контроль за

качеством речи ведется по тональному пилот-сигналу с частотой

4 кГц, который методом внеполосной модуляции вводится в

разговорный тракт на БС1, излучается совместно с речевым

сигналом и ретранслируется обратно. При снижении величины

ниже порогового значения ЦС выдает на соседние базовые станции

команду произвести измерение отношения сигнал/помеха с указанием

номера радиоканала РК1. По результатам измерений ЦС выбирает БС

с максимальным значением величины (например, БС2) и выделяет

свободный радиоканал РК2 в зоне действия БС2. По радиоканалу РК1

через БС1 на АС передается номер нового радиоканала РК2, по

которому АС и ЦС взаимодействуют сигналами

"передача-подтверждение". По окончании обмена ЦС производит

переключение соответствующих устройств и проводной телефонной

пары для продолжения разговора по новому разговорному каналу.

После всех переключений необходимых цепей с БС1 на БС2 ЦС

освобождает телефонную пару, соединенную с РК1 на БС1.

В системах АМРS и TACS протокол обмена сообщениями в

рассматриваемом режиме отличается от систем NMT лишь тем, что

контроль за качеством передачи ведется с помощью сигнала SAT. По

мере приближения АС к границе ячейки величина отношения

сигнал/помеха уменьшается. Поэтому БС1 может выдать на ЦС сигнал

"ухудшение качества", по которому ЦС идентифицирует шесть

окружающих БС и дает им команду измерить уровень сигнала SAT1 в

данном РК. Центральная станция сравнивает полученные результаты

и выбирает новую ячейку с более высоким уровнем сигнала,

например БС2, в направлении которой передает номер нового РК и

номер SAT2. Это сообщение транслируется на АС в разговорном

радиоканале, по которому ведется сеанс связи. Подтверждением

получения информации является кратковременное (на 50 мс)

прерывание сигнала SAT2, зафиксировав которое БС1 посылает

сигнал исполнения на ЦС. В новом радиоканале АС передаем на ЦС

сигнал готовности, ЦС производит соответствующую перекоммутацию,

освобождая БС1, и проключает новый разговорный тракт. Контроль

за качеством передачи ведется по сигналу SAT2, дискретная

информация передается в РК методом бланкирования, при котором

речевые сигналы прерываются. Вся процедура эстафетной передачи

занимает около 250 мс, поэтому для абонента момент переключения

происходит незаметно.

В системе NTT различаются три случая эстафетной передачи:

- АС перемещается в пределах зоны обслуживания СУ;

- АС перемещается в пределах зоны обслуживания ЦС;

- АС перемещается в зону обслуживания другой (визитной) ЦС.

Рассмотрим эстафетную передачу АС при ее перемещении в

пределах зоны обслуживания СУ. При ухудшении качества передачи

по каналу эстафетной передачи БС1-СУ передается сигнал

"ухудшение качества" и СУ передает по каналу эстафетной передачи

команду на соседние БС "измерить напряженность поля на "заданной

частоте" и выбирает ту БС, результат измерения которой

удовлетворяет двум условиям:

- величина напряженности поля должна быть максимальной из

всех полученных;

- разница между выбираемой величиной напряженности поля и

исходной, полученной от БС1, должна быть не менее 5 дБ.

Выбрав БС2, СУ ищет свободный РК2 в направлении БС2 и по

каналу передачи данных передает на ЦС сигнал занятия РК2. После

того как установлен разговорный тракт ЦС-СУ, СУ передает номер

РК2 на АС через БС1 по каналу эстафетной передачи. При этом АС

настраивается на частоту радиоканала РК2 и передает по каналу

эстафетной передачи на СУ сигнал подтверждения, получив который

СУ освобождает РК1 и производит соответствующую перекоммутацию.

Весь процесс эстафетной передачи в этом случае занимает около

800 мс.

Таким образом, в системе NTT алгоритм взаимодействия между

телефонными станциями сети оказывается наиболее сложным,

поскольку введены промежуточные станции управления. Вместе с тем

такой подход не предъявляет жестких требований к

производительности СУ, так как нагрузка в системе управления

распределяется между ЦС и СУ, а требование высокой пропускной

способности обеспечено введением дополнительного канала

управления.

2.7. Примеры реализации центральной системы.

В системе NMT в качестве ЦС используется электронная

автоматическая телефонная станция типа DХ 200 МТХ. Эта станция

может применяться на всех уровнях сети, т.е. в качестве

оконечной, зоновой, узловой и междугородной станций.

Максимальная абонентская емкость DХ 200 МТХ, используемой в

качестве ЦС, - 100 тыс. номеров, максимальное число радиоканалов

3500. Система имеет пропускную способность 100 тыс. вызовов в

час, что соответствует интенсивности обрабатываемой нагрузки

2500 эрл. (при средней занятости 90 с). Система управления может

расширяться по мере необходимости.

При обслуживании станцией DХ 200 МТХ комбинированной

нагрузки проводной и радиотелефонной сетей максимальная

абонентская емкость определяется удельной нагрузкой абонентских

линий. Структурная схема станции приведена на рис. 9. Станция DХ

200 МТХ, используемая в качестве ЦС, имеет три выхода на

окружающие технические средства: выход на ТФОП, выход к БС,

выход к системе технической эксплуатации станции. Станция DХ 200

МТХ одновременно используется и как одна из АТС, следовательно,

должна выполнять те же функции, что и любая АТС ТФОП. На DХ 200

МТХ установлено оборудование соединительных линий,

обеспечивающее линейное согласование станционного оборудования и

линий связи, обмен сигналами в процессе обслуживания соединения.

Так как DХ 200 МТХ является электронной станцией, то при

подключении аналоговых соединительных линий устанавливаются

cогласующие устройства ИКМ. Коммутационная система ЦС,

состоящая из модулей 32х32 линий ИКМ, производит коммутацию

временных каналов линий ИКМ в соответствии с командами

управления, которые выдаются в процессе установления вызова.

Емкость коммутационной системы наращивается добавлением модулей,

которые образуют группы с максимальной емкостью 256 линий ИКМ

(7680 разговорных каналов). С целью повышения надежности работы

коммутационная система полностью дублируется.

Обработка вызовов на станции функционально разделена и

производится микропроцессорными блоками (микро-ЭВМ),

соединенными между собой с помощью быстродействующей шины

сообщений. Для повышения надежности микропроцессорные блоки

дублированы. Оборудование станции может наращиваться по мере

роста емкости станции. Оборудование рассмотренной станции

предназначено для работы в ТФОП. При использовании DХ 200 МТХ в

ССС к оборудованию станции добавляются специальные блоки:

а) блок обслуживания нижних уровней протокола сигнализации NMT

(блок не дублируется, устанавливается на каждой поступающей от

БС линии ИКМ); б) блоки обслуживания сигнализации между АС и ЦС

(при определении местоположения АС и в процессе эстафетной

передачи АС). Число блоков зависит от емкости станции,

минимально устанавливаются два блока. Техническая эксплуатация

DХ 200 МТХ осуществляется с помощью системы технической

эксплуатации.

Функции управления станцией делятся на три уровня обработки

информации: первичная, вторичная и контроль за работой АТС

(мониторинг). Такое деление позволяет оптимизировать

оборудование для каждого из соответствующих уровней управления.

Нижний уровень (уровень3) включает предварительную обработку

внутристанционной информации, а также информации, поступающей от

абонента. Оборудование состоит из ряда блоков сопряжения,

главной задачей которых является управление сигналами набора

номера и линейными сигналами в режиме реального времени.

Вторичная обработка информации (уровень 2) также связана с

обработкой поступающей от абонента информации: управление

сигнализацией, анализ поступающей цифровой информации,

маршрутизация. Верхний уровень управления (уровень 1)

обеспечивает работоспособность станции. Разделение функций

управления на три уровня и их реализация рассредоточенными

микро-ЭВМ повлекла за собой соответствующее разделение

программного обеспечения на программы технической эксплуатации,

программы обслуживания вызовов, программы предварительной

обработки. Посредством такого функционального деления различные

задачи разделены на каждом уровне. Каждая задача выполняется с

помощью своей программы-задания. Программы-задания каждой

микро-ЭВМ образуют пакет прикладных программ, внутреннее

взаимодействие между которыми осуществляется посредством обмена

сообщениями.

Пакет программ технической эксплуатации является самым

большим в системе и включает в себя программы,

обеспечивающие эксплуатацию, техническое обслуживание и диалог

между оператором и ЭВМ. Эти программы делятся на группы:

программы обслуживания абонентов, маршрутизации, учета нагрузки

и стоимости разговора, административного управления. Программы

технической эксплуатации обеспечивают контроль и наблюдение за

работой оборудования станции, анализ поступающей аварийной

сигнализации и восстановление работоспособности станции,

статистическую обработку отказов. Имеющиеся в пакете программы

взаимодействия обеспечивают связь с периферийным оборудованием.

В состав пакета также входят программы, обеспечивающие обмен

данными между диспетчером и станцией. Поскольку пакет программ

весьма велик, а сами программы вызываются и исполняются через

сравнительно большие промежутки времени, то они записаны на

магнитном носителе и по мере необходимости загружаются в

оперативную память для выполнения.

Структура программ обслуживания вызова основана на принципе

разделения процессов вызова на входящий и исходящий. Программы

обслуживания сигнализации соответственно разбиты на программы

регистровой и линейной сигнализации. Пакет программ линейной

сигнализации производит обработку и формирование линейных

сигналов по запросам из пакета обслуживания вызовов, причем

может обслуживаться любая система линейной сигнализации. Имеется

пакет программ для обслуживания сигнализации в соответствии с

рекомендациями МККТТ N 7. Имеется также пакет программ MFC/РВ,

который обслуживает линии с многочастотной и тастатурной

сигнализациями, из которого посылаются сообщения в пакет

обслуживания вызова о поступлении сигналов и ведется управление

посылкой сигналов МFC по директиве, полученной от программы

обслуживания вызова.

Поскольку сигнализация всех возможных типов проходит

преобразование в формат стандартной внутренней сигнализации

станции, то для работы с любым типом внешней сигнализации

достаточно добавить соответствующую программу преобразования в

программное обеспечение станции. Поэтому DХ 200 МТХ легко

адаптируются к любым сетям. Кроме того, в пакет программ

обслуживания вызова входят программы управления системой

коммутации и программы доступа к центральному ЗУ, а также

программы для определения характеристик трафика. Этот пакет

представляет собой совокупность программ, образующих систему,

готовую к загрузке в память ЭВМ. Программы, участвующие в

обслуживании нагрузки и поэтому используемые наиболее часто,

хранятся в оперативных ЗУ. Более редко используемые программы

хранятся на магнитном носителе и загружаются в оперативную

память микро-ЭВМ по мере необходимости.

Программное обеспечение предварительной обработки состоит

из небольших пакетов, основной функцией которых является

обработка сигналов, необходимых для программ обслуживания

соединения, в реальном масштабе времени. Пакет этих программ

используется также для первичной обработки сигналов от

абонентов, для обеспечения обменом сигналами по абонентской

линии и подключении ее к свободному каналу в соответствии с

сообщениями из программы обслуживания вызовов.

Системное обеспечение является базисом, который организует

совместную работу всех программ и их выполнение в ЭВМ. Имеется

стандартный набор программ, состоящий из операционной системы и

некоторых дополнительных программ. Собственно операционная

система предназначена для обслуживания вызовов и обеспечения

обмена сигналами между остальными программами. Все параметры,

описывающие конкретные индивидуальные характеристики данной

станции, сгруппированы в блок станционных параметров. Таким

образом, увеличение емкости станции вызывает лишь необходимость

изменения данных в этом блоке. Благодаря большой глубине

модульности все программы могут быть последовательно проверены,

что обеспечивает надежность работы. Поскольку программные

элементы независимы, то введение какого-либо нового требования

или функции затрагивает лишь соответствующий элемент, который

можно модифицировать, заменять или расширять независимо от

других.

В ССС в качестве ЦС широко используется цифровая

автоматическая телефонная станция с распределенным управлением

типа System 12, при этом обмен информации между ЦС и АС ведется

через модемы, работающие со скоростью 1200 бит/с. Поскольку

System 12 полностью цифровая станция, аналого-цифровое

преобразование информации производится на БС. Канальный модуль

АС может осуществлять управление максимум 30 каналами, в числе

которых могут быть КУ и РК, относящиеся к одной или нескольким

БС.

Для использования электронной АТС типа System 12 в ССС в

программное обеспечение станции вводятся два новых программных

модуля в дополнение к существующим: для управления каналами,

оборудованными модемами, и для обработки информации по

определению местоположения АС, эстафетной передаче АС, обработке

информации об изменении качества передачи. При организации ССС в

Бельгии предполагается, что первоначально ЦС типа System 12

будет работать с 45 БС и обслуживать 5000 абонентов, в

последующем планируется увеличение емкости сети до 50000

абонентов и увеличение числа БС до 245. Максимальная емкость

System 12 при использовании ее в качестве ЦС ограничивается

только стоимость кабельной сети. Поэтому считается

целесообразным организовать в ССС вторую ЦС также типа System

12. Применение System 12 планируется и при проектировании

полностью цифровых ССС, например СD-900.

2.8. Выводы.

Рассмотренные алгоритмы работы сотовых сетей связи и

протоколы управления в различных режимах работы показали, что в

системах, эксплуатируемых в настоящее время, имеется ряд

отличий, обусловленных различием характеристик используемой

аппаратуры, вычислительной и коммутационной техники.

При создании перспективных цифровых ССС имеются чрезвычайно

важные проблемы, среди которых следует выделить выбор методов

уплотнения каналов связи, рациональных методов модуляции для

передачи речевых сообщений, способных обеспечить хорошую

разборчивость при низких скоростях передачи по радиоканалам, что

приведет к высокой спектральной эффективности цифровых ССС. При

их разработке необходимо ориентироваться на результаты

проводимых испытаний цифровых сотовых сетей связи, учитывая

имеющийся опыт эксплуатации действующих ССС, а также

рекомендации МККР и МККТТ.

Раздел III. Принципы проектирования ССС.

3.1. Цели проектирования и исходные данные.

Приведенные ниже принципы проектирования основываются на

опыте проектирования сотовых сетей связи во многих странах мира

и, прежде всего, на опыте фирмы NOKIA.

Целью проектирования сети является:

- обеспечение охвата требуемой зоны обслуживания с высоким

качеством речевой связи;

- обеспечение емкости для обслуживания абонентской нагрузки

с низкой интенсивностью потерь.

Путем эффективного проектирования сети (например, путем

разделения зоны действия базовой станции на секторные сотовые

ячейки), а также использования имеющихся сооружений (зданий,

мачт, линий передач и т.д.), можно достичь минимальной стоимости

инфраструктуры сотовой сети. При проектировании сотовых сетей

каждый проект выполняется с учетом желаний и возможностей

заказчика.

Для составления окончательного проекта сети требуется

четкая информация о следующих основных параметрах:

- количество имеющихся свободных каналов (в зависимости от

ширины полосы и разноса между каналами)

- планируемые зоны обслуживания (города и магистральные

дороги)

- топография и типы местностей в зонах обслуживания (карты)

- существующие сооружения и т.п. (список предлагаемых

пунктов расположения базовых станций)

- оценка распределения и прироста абонентов и нагрузки

- прочие параметры проектирования (нагрузка на абонента,

допустимая интенсивность потерь, минимальная приемлемая

напряженность поля и т.д.)

Так как все вышеупомянутые параметры фактически нам

не известны, мы производим здесь только предварительный расчет

максимальной емкости. Он содержит оценку требуемых материалов

(базовых станций и каналов).

Перед проектированием сети стоят две разные цели, зависимые

от обслуживаемой местности.

1. В сельских местностях главная задача - это произвести

большие зоны охвата с высокой мощностью передачи и высокими

антеннами (обычно с помощью ненаправленной антенны).

2. В городах, где нагрузка интенсивная, главная задача -

это обеспечение максимальной емкости и компактных размеров ячеек

с небольшой мощностью и низкими антеннами (часто с помощью

направленной антенны и секторных ячеек). Проблема проектирования

сетей городских районов состоит в том, что применяются одни и те

же частоты с минимальной внутриканальной помехой.

В городских районах целесообразно использовать "зонтичные"

базовые станции, т.к. они охватывают и такие районы, которые

недостаточно хорошо охвачены малыми ячейками.

3.2. Проектирование радиотелефонной сети.

В начале проектировщику радиотелефонной сети нужны данные о

вышеупомянутых параметрах. Их он может получать путем изучения

предлагаемых пунктов расположения базовых станций.

Топографические карты необходимо иметь при составлении плана

сети (прогноз зоны охвата и распределение каналов с минимальными

взаимными помехами) с помощью автоматизированных средств

проектирования. Измерения зоны охвата выдают информацию о

фактическом распространении радиоволн и одновременно дают

заказчику точное определение охвата и функционирования сети.

Проектирование сети охватывает и определение параметров

телефонной станции подвижной службы (ТСПС), что влияет на

удачную передачу соединения из одной сотовой ячейки в другую.

Проектирование сети - это бесконечный процесс. Действующая

сеть выдает информацию о распределении трафика и прироста

абонентов и эта информация может, в свою очередь, влиять на

составленные раньше проекты устройства сетей. Проектирование

сети постоянно расширяется, как и сама сеть.

3.3. Технические характеристики и основы для

расчета сетей.

Полоса частот 2 х 4,5 МГц

Разнос между каналами 25 кГц

Количество каналов 180

Размер узла (модель группы повторяющихся ячеек) 9

Макс. интенсивность потерь в ЧНН 5% (3 мин. на час)

Средняя создаваемая нагрузка на абонента 25 мЭрл

Тип базовой станции (БС) NMT-450

Количество каналов/статив в БС 8

Чувствительность базовой станции <-2 дБмкВ эдс

Мощность передачи БС 0,7 - 50 Вт

(выход канала)

Количество каналов на группу каналов 20

Минимальный разнос между 175 кГц

каналами в сумматоре БС

Количество каналов на одну антенну передачи 16

Типичный коэффициент усиления антенны:

5 дБи (ненаправленная антенна)

8 дБи (направленная с 120 град. шириной

диаграммы направленности)

9 дБи (направленная с 60 град. шириной

диаграммы направленности)

Затухание антенного фидера (450 МГц):

5 дБ/100 м (1/2")

3 дБ/100 м (7/8")

Чувствительность ТСПС < 0 дБмкВ эдс

Мощность передачи ТСПС 15, 1,5 и 0,15 Вт

3.4. Зона обслуживания.

Сеть охватывает район с диаметром: около 30 км.

3.5. Размеры сотовых ячеек.

Обычно мощности передачи базовой станции и ТСПС находятся

на балансе. Это значит, что количество речевой связи одинаково

высокое в обоих направлениях. Размер ячейки вычисляется путем

определения минимальной приемлемой напряженности поля,

получаемой ТСПС от базовой станции, и использования уравнения

для вычисления затухания напряженности поля от базовой станции.

Вычисляется минимальная напряженность поля (т.е.

напряженность поля на краю ячейки) из условий:

Чувствительность ТСПС равна -113 дБ, что соответствует в

антенне напряжению 0 дБмкВ эдс и напряженности поля 17 дБмкВ/м.

Напряженность поля на уровне чувствительности 17 дБмкВ/м

Граница быстрого замирания +10 дБ

Граница медленного замирания +4 дБ

Усиление антенны подвижной станции -5 дБ

Затухание антенного фидера подвижной станции +2 дБ

-----------

Минимальная приемлемая напряженность поля 28 дБмкВ/м

Напряженность поля превысит пороговое значение в пределах

сотовой ячейки с 90-процентной вероятностью времени и

месторасположения.

Размер сотовой ячейки (т.е. радиус ячейки в напряжении

главного лепестка антенны) вычисляется, применяя уравнения

Юл-Ньюхолм (Juul-Nyholm; COST 207. Digital land mobile radio

communication. Final report, стр. 18-19. Luxembourg 1989).

Приведенные ниже примеры в виде таблиц вычислены используя

вышеуказанное уравнение.

Затухание сумматора и прочее затухание = 3,5 дБ

Затухание антенного фидера = 2,5 дБ

Поправочный коэффициент местности:

0 дБ городская местность

5 дБ пригородная м. (лесистость)

10 дБ сельская м.

16 дБ полуоткрытая м.

25 дБ открытая м.

Коэффициент усиления антенны = 5 дБи (ненаправленная)

Мощность = 50 Вт

Радиус зоны охвата (км)

Высота Городская Пригородная Сельская Открытая местн.

антенны (м)

30 7,6 10 14 31

50 10 14 19 38

70 12 17 24 43

100 15 22 27 50

150 20 26 33 58

Коэффициент усиления антенны = 5 дБи (направленная)

Мощность = 5 Вт

Радиус зоны охвата (км)

Высота Городская Пригородная Сельская Открытая местн.

антенны (м)

30 5,2 7,1 9,7 24

50 6,7 9,3 13 30

70 8,1 11 16 34

100 10 14 21 39

150 13 19 25 46

Коэффициент усиления антенны = 9 дБи

(направленная, 60 град.)

Мощность = 0,7 Вт

Радиус зоны охвата (км)

Высота Городская Пригородная Сельская Открытая местн.

антенны (м)

30 3,0 4,1 5,7 15

50 3,8 5,3 7,4 20

70 4,6 6,4 8,9 24

100 5,5 7,8 11 28

150 6,9 10 14 32

3.6. Расчет емкости.

Используя формулу "Эрланг Б" можно вычислять создаваемую

нагрузку, когда количество каналов и интенсивность потерь

известны. Ниже примером служит район внутри кольцевой дороги

г.Москвы.

Район А = пи х 14 х 19 км2 = 836 км2

Размер ячейки пи х (3,0/2) км2 = 7,1 км2

Ориентировочное макс.кол-во ячеек 836/7,1 = 118

Предполагается, что базовые станции можно располагать в

отработанных пунктах.

Количество каналов телетрафика в ячейке (в каждой ячейке по

одному каналу для сигнализации): 19

Потерь 5%, следовательно, создаваемая нагрузка на ячейки

14,3 Эрл

Максимальная нагрузка; предполагается, что нагрузка

одинаково распространена: 118 х 14.3 = 1687 Эрл

Количество абонентов: 1687/0,025 = 67000

Вышеуказанное число - это теоретическое число для

максимального количества обслуживаемых абонентов, когда сеть

проектирована как сеть большой емкости для городской местности.

Количество абонентов можно увеличить путем понижения мощности

передачи базовой станции.

Раздел IV. Радиотелефонные системы общего пользования

с большой зоной обслуживания

(РТСОП-БЗ).

4.1. Радиотелефонная система "Алтай".

Отечественная система радиотелефонной дуплексной связи с

подвижными объектами "Алтай", которая в настоящее время

используется более чем в 40 городах СССР, является типичным

представителем РТСОП-Б3. Эти радиосистемы основаны на

использовании одной центральной радиостанции (ЦРС), антенна

которой располагается на максимально возможной высоте (рис. 10).

Основные принципы функционирования РТСОП-Б3 "Алтай" были

разработаны в начале 60-х годов и с тех пор практически не

изменились. Существенная модернизация проводилась в части

аппаратуры, используемой в системе. Первоначально

(1959..1963гг.) система была разработана для диапазона 160 МГц

("Алтай") с разносом частот 50 кГц, в основном на электронных

лампах (особенно высокочастотные каскады). Затем (1968..1971гг.)

система была переоборудована для диапазона 330 МГц ("Алтай-3")

тоже с разносом частот 50 кГц, но с широким использованием

транзисторов, функциональных элементов и другой современной

элементной базы.

В 1974..1978 гг. была введена очередная модернизация

радиооборудования системы с учетом разноса частот 25 кГц

("Алтай-3М") и применением интегральных схем,

термокомпенсированных кварцевых генераторов, переводом

центрального радиотракта (ЦРТ) полностью на транзисторы, в том

числе в выходных каскадах передатчика (3-е поколение). при этом

существенно были уменьшены масса и габариты радиостанции,

потребление от источников питания, повышена надежность.

В настоящее время система модернизируется. В нее вводятся

устройство автоматического опознавания номера абонента ПО;

синтеза частот и микропроцессорное устройство управления

("Алтай-3С").

В системе "Алтай-3М" помимо автоматической связи абонентов

ПО с абонентами телефонной сети предусмотрена возможность

использования диспетчерской связи с абонентами ПО, что позволяет

более эффективно использовать радиочастотный спектр и уменьшить

время занятия канала.

Система "Алтай-3М" состоит из: центральной радиостанции,

ведомственных диспетчерских пунктов, абонентских радиостанций,

соединительных линий, ремонтно-профилактической мастерской.

Связь в системе осуществляется в дуплексном режиме через единую

городскую ЦРС в диапазоне частот 301,1375..305,8125 и

337,1375..341,8125 МГц с разносом частот 36 МГц. весь диапазон

частот, выделенный для системы "Алтай-3М", разбит на 22 участка

(ствола), по восемь радиоканалов в каждом. Разнос частот между

радиоканалами 25 кГц.

Число стволов, разрешенных к установке в каждом городе,

определяется решением органов Государственной инспекции

электросвязи на основе утвержденного плана распределения частот

по территории СССР.

Структурная схема одного ствола системы "Алтай-3М" показана

на рис 11. На рисунке и в последующем тексте приняты следующие

условные обозначения:

Центральная радиостанция.................... - ЦРС

Приемопередающее оборудование............... 1 ППО

Блок резонансных фильтров передачи.......... 2 БРФ ПРД

Блок резонансных фильтров приема............ 3 БРФ ПРМ

Резонансный фильтр.......................... 4 РФ

Блок мостовых фильтров...................... 5 БМФ

Мостовой разделительный фильтр.............. 6 МРФ

Блок антенных разделителей.................. 7 БАР

Антенный разделитель........................ 8 АР

Антенна ЦРС................................. 9 А

Коробка промежуточная....................... 10 КП

Направленный осветитель (из комплекта ППО).. 11 ОН

Контрольно-измерительная аппаратура......... - КИА

Пункт управления............................ - ПУ

Комплект коммутационного оборудования

центральной станции, модернизированный...... 12 ККОЦС-М

Статив генераторного оборудования........... 13 СГО

Комплект коммутационного оборудования

диспетчерского пункта, модернизированный.... 14 ККОДП-М

Статив коммутации диспетчера

(из комплекта ККОДП-М)...................... 15 СКД

Пульт управления диспетчер

(из комплекта ККОДП-М)...................... 16 ПУД

Дежурный техник............................. 17 ДТ

Центральный диспетчер....................... 18 ЦД

Пульт сигнализации техника

(из комплекта ККОЦС-М)...................... 19 ПСТ

Абонентская станция......................... 20 АС

Сетевой блок питания АС..................... 21 СБП

Антенна контрольной АС...................... 22 АК

Устройство соединительных линий

промежуточное............................... 23

Ведомственный диспетчерский пункт........... - ВДП

Прямой абонент ВДП.......................... 24 ПА

Предприятие связи, используемое

в качестве промежуточного пункта

для кабельных линий связи................... 25

Упрощенный ведомственный диспетчерский

пункт....................................... 26 УВДП

Антенно-фидерные устройства................. - АФУ

Соединительные линии ПУ-ЦРС, ПУ-АТС,

ВДП-АТС, ПУВДП, ВДП-ПА соответственно 1..4

Передатчик, передача........................ - ПРД

Блок управления и сигнализации.............. - БУС

Приемник, прием............................. - ПРМ

Коэффициент бегущей волны................... - КБВ

Реле соединительное линии исходящей......... - РСЛИ

Городская автоматическая телефонная сеть.... - ГАТС

Входящие в ствол радиоканалы равнодоступны и объединены

системами автоматического поиска свободного (АПСК) и вызывного

(АПВК) каналов. Это позволяет использовать для связи любой из

свободных в данный момент радиоканалов и значительно увеличить

пропускную способность системы.

За каждым абонентом ПО закрепляется индивидуальный

избирательный вызов. Отдельные группы абонентов, кроме того,

имеют общий циркулярный вызов. Число избирательных вызовов в

стволе 989, циркулярных 10, избирательных номеров ведомственных

диспетчеров 18. Каждый ствол автономен и имеет свою нумерацию

абонентов, ведомственных диспетчерских пунктов и циркулярных

вызовов.

Система взаимодействия на участка радиотракта тональная.

Для этой цели используются 42 частоты в диапазоне 1003..2397 Гц

с разносом в 34 Гц. Избирательный вызов абонентских станций

состоит из комбинации трех частот, передаваемых одновременно.

Число абонентов, которое без ущерба для качества

обслуживания можно включить в один ствол, зависит от средней

продолжительности разговора, среднего числа выходов на связь в

часы наибольшей занятости радиоканалов.

В каждом конкретном случае число абонентов в стволе

определяется расчетом на основе полученных исходных данных и

может составлять 250..300. Когда требования к допустимой

вероятности потери вызова из-за занятости радиоканалов не

установлены, она может быть принята равной 20%.

Оборудование, предназначенное для использования в

системе "Алтай-3М", включает следующие составные части (из

расчета на один ствол):

Приемопередающая аппаратура ЦРС 7РЗС-1 "Алтай ЦС-3М".... 1

Антенно-фидерные устройства ЦРС в составе:

резонансных фильтров передачи......................... 4

резонансных фильтров приема........................... 1

мостовых фильтров..................................... 3

антенных разделителей................................. 1

Вибратор (элемент антенны).............................. 36

Коробки распределительные:

КР-1.................................................. 12

КР-2.................................................. 2

КР-3.................................................. 4

Радиостанция абонентская 7Р23В-1 "Алтай АС-3М" с сетевым

блоком питания.......................................... 2

Коммутационное оборудование ЦРС, модернизированное

(состав: 3 статива, ПСТ, ККОЦС-М)....................... 1

Коммутационное оборудование диспетчерского пункта,

модернизированное (состав: статив коммутации диспетчера,

пульт управления, два комплекта для дежурного техника и

центрального диспетчера)................................ 20

Стативы генераторного оборудования:

СГО-1................................................. 1

СГО-2................................................. 1

Измерительные приборы:

переходное вспомогательное устройство ПВУ АС-3М....... 1

блок УНЧ.............................................. 1

заглушка.............................................. 1

соединительные кабели................................. 3

Число радиостанций абонентских мобильных "Алтай-АС-3М"

7Р23В-1, сетевых блоков питания и антенн "Волновой канал"

определяется проектом.

Приемопередающее оборудование соединяется с комплектом

коммутационного оборудования центральной станции, к которому, в

свою очередь, подключаются соединительные линии от АТС, ВДП,

оборудование дежурного техника и центрального диспетчера. К

ККОЦС подключается также оборудование генераторов сигналов

вызывных и сигнальных частот, а также устройств, обеспечивающих

работу автоматики системы; ППО и ККОЦС-М могут устанавливаться в

зданиях смежных, расположенных рядом или в разных, удаленных

друг от друга.

При расположении радиооборудования и коммутационного

оборудования в зданиях, удаленных друг от друга,ЦРС должна

содержать радиостанцию и пункт управления. При раздельном

расположении этих частей между радиооборудованием и

коммутационным оборудованием необходимо обеспечить

соединительную линию емкостью 17 х 2 на каждый ствол. В качестве

соединительных линий могут быть использованы физические линии и

(или) линии с аппаратурой уплотнения, РРЛ.

Каждый комплект коммутационного оборудования диспетчерского

пункта, устанавливаемый на пункте ведомственного или

центрального диспетчера, а также дежурного техника, допускает

подключение шести четырехпроводных соединительных линий для

связи с ЦРС (для оборудования центрального диспетчера

используется и пятый провод), четырех двухпроводных

соединительных линий к пультам прямых абонентов или к другим

пультам. Диспетчерские пункты имеют по шесть релейных "шнуровых

пар", позволяющих коммутировать любые две соединительные линии

между собой (одновременно до шести пар абонентов). Оператор

пульта может включиться в разговор на правах третьего абонента.

Один пульт обеспечивает одновременную работу двух

операторов. По числу линий, соединенных с ЦРС, определяется

число свободных радиоканалов, которые могут быть одновременно

заняты данным диспетчерским пунктом. К одному комплекту

коммутационного оборудования ЦРС можно подключить 36

соединительных линий ведомственных диспетчеров (по две линии на

один номер), две соединительные линии центрального диспетчера и

четыре - дежурного техника. Число ведомственных диспетчерских

пунктов на ствол устанавливается распределением между ними

соединительных линий. При максимальной емкости канала оно

колеблется от 18 (на каждый диспетчерский пункт по две

соединительные линии) до 6 (по шесть соединительных линий).

Вместо комплекта оборудования диспетчерского пункта при

незначительной нагрузке может быть использован упрощенный

вариант его построения с помощью четырехпроводного телефонного

аппарата. Для этого от ПУ прокладывается одна четырехпроводная

линия, а диспетчер не может соединиться с другими абонентами.

Для автоматической связи в системе "Алтай-3М" необходимо

включить ККОЦС-М в сотенную группу на выделенной АТС. Входящей

связью от абонентов АТС к к радиоабонентам может пользоваться

группа абонентов ПО в количестве 100 абонентов в группе.

Исходящей связью к абонентам АТС могут пользоваться

радиоабоненты ПО с правом пользования автоматическим выходом на

общегосударственную коммутируемую сеть.

Номер, выделенный на АТС сотенной группы, должен

соответствовать номеру группу избирательного вызова, который

указывается в разрешении на использование частот (например,

выделенная на АТС 34-я сотенная группа имеет номер 55, а

выделенные для абонентов ПО избирательные вызовы- номера

400..699, т. е. номера избирательных вызовов абонентов ПО,

имеющих выход на АТС, должны быть 500..599, а в системе

нумерации ГАТС 34-55-00..34-55-99).

Чтобы задействовать 100 номеров для абонентских станций в

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5