|
| |
|
Главная Журналы  10-- 00 Рс/Рм,ЪБ О 37,5 150 600 v,Sm/c 20 SO й Рис. 5.4. Зависимость вероятности ошибок от отношения мощностей сигнал/ помеха: а - экспериментальная (для скоростей 1 - 256 кбит/с; 2 - 128 кбит/с; 3 - 64 кбит/с; 4 - 32 кбит/с; 5-16 кбит/с); б - теоретическая (/ - девиация 2,4 кГц; 2 - девиация 4,8 кГц) британия) создала совмещенную систему автоматического определения местоположения подвижных объектов (AULS - Automatic Uehicle Location System) [14], в- которой радиотелефон совмещен с навигационной приставкой, что позволяет осуществлять радиотелефонную связь и определять координаты подвижного объекта с высокой точностью (30 м). Система AULS является прообразом ССС третьего поколения, в которых будут сочетаться свойства как собственно ССС (передача телефонных сообщений и данных подвижному абоненту с высоким качеством), так и информационно-измерительных систем, оп11еделяющих координаты и параметры движения подвижного объекта. Зная координаты и параметры подвижного объекта, можно управлять их движением. Таким образом, ССС третьего поколения станут пер-выми представителями автоматизированных сетей связи и управления наземным движением подвижных объектов (АСУ НД). Цифровые ССС и сотовые сети АСУ НД представляют системы радиосвязи с высокой эффективностью использования радиоресурса за счет малых размеров ячеек и цифровых методов передачи. Система управления в таких ССС имеет высокую производительность, так как при переходе к микрозоновой сети возникают проблемы, связанные с управлением большого числа стационарных и подвижных радиостанций, например: проблема входящего вызова (в направлении БС--АС), требующая определения местонахождения подвижного абонента, поскольку циркулярное обращение ЦС ко всем БС может оказаться малоэффективным вследствие чрезмерной нагрузки на каналы связи; проблема обеспечения непрерывности разговора при движении АС в зоне обслуживания из одной ячейки в другую, так как при малых ячейках в каналах сети возрастает поток данных по переводу абонентов. Следует отметить, что в действующих ССС с крупными ячейками доля таких сообщений составляет 20 % от общего объема передаваемой информации и может быть более высокой при уменьшении размеров ячеек, что требует внедрения высокоэффективной системы управления. Эти проблемы можно успешно решить, создавая комплексы электронно-вычислительной техники на базе микропроцессоров, мини- и микроЭВМ, а также высокопроизводительные ЭВМ, совместную работу которых следует рассматривать как систему управления ССС. Если качество передачи сообщений определяется методами и техникой обработки цифровой информации, то подсистема управления определяет надежность, скорость и устойчивость установления связи, живучесть системы и ее гибкость. 2. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ В ЦИФРОВЫХ СОТОВЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ При построении ССС главная задача - разработка системы управления. При планировании ССС определяют территорию обслуживания, которую разделяют на ячейки шестиугольной формы. Радиус описанной окружности может быть различным: от 20-30 км в районах с малой плотностью трафика (в основном сельскохозяйственных), до 0,5-2 км в районах с высокой плотностью трафика (в густонаселенных городских районах). Пользователи ССС, находясь в любой точке территории обслуживания, могут с помощью абонентских станций связываться с другими абонентами ССС и телефонной сетью общего пользования. Абонентскую станцию выполняют в портативном или мобильном варианте. Функционально АС состоит из блока управления, модема, приемопередатчика и антенны. Блок управления сопрягается с приемопередатчиком, микротелефонной трубкой и пультом управления, содержащим дисплей. Модем преобразует поступающие сигналы со стороны абонента или со стороны сети в соответствующую форму, необходимую для дальнейшей обработки. В блок приемо„ ередат-чика входит устройство передачи и приема сигналов на радиочастоте. Базовые станции обеспечивают сопряжение между проводной частью ССС и абонентскими станциями. В состав БС действующих систем входят приемники, передатчики, блоки управления для связи с ЦС. С центральной станцией БС соединены группой разговорных каналов и несколькими каналами передачи данных. При обслуживании абонентов ССС центральная станция выполняет следующие функции: соединение между абонентами; разъединение по окончании разговора; слежение за качеством передачи речи; переключение АС на новый канал при перемещении АС во время сеанса связи из -зоны обслуживания одной БС в зону обслуживания другой БС для обеспечения непрерывности соединений; поиск подвижного абонента на территории обслуживания; тарификацию, диагностику состояния системы. Следует отметить, что ЦС отличается от электронных АТС стационарных телефонных сетей общего пользования программным обеспечением. Постоянно взаимодействуя, АС, БС и ЦС выполняют команды, поступающие со стороны управляющей части сети. ССС строят по радиальному или радиально-узловому принципу с централизованным управлением, но можно использовать распределенное управление. По радиальному принципу построены ССС с небольшим числом БС, например ССС AMPS (США) и TACS (Великобритания). В таких системах каждая БС непосредственно соединяется с ЦС, которая имеет выход на телефонную сеть общего пользования. По радиально-узловому принципу построены ССС, охватывающие большую территорию обслуживания с больпшм числом абонентов, например системы NTT (Япония) и MATSE (Франция). В этих системах БС непосредственно соединены со станциями управления (СУ), которые, в свою очередь, подключены к ЦС проводными линиями связи. При таком построении СУ устанавливает соединение, контролирует качество принимаемой информации, переключает каналы АС в другую зону, выделяет свободные разговорные радиоканалы, передает сведения о произведенных операциях на ЦС, которая фиксирует полученную от СУ информацию и может выполнить перекоммутацию А-., в зону действия другой ЦС. При распределенном управлении ССС центральная станция как координиру-
Рис. 5.5. Форматы сообщений канала управления в системе MATSE: тс - тактовая синхронизация; КС - кадровая синхронизация ющее звено не выделяется, поэтому подобные системы построения имеют преимущества: большую живучесть и надежность, возможность более быстрого и экономичного наращивания емкости сети. В действующих ССС информация передается по выделенным каналам передачи данных с шириной полосы частот 25 кГц. Для обмена информацией между БС и АС на группу разговорных радиоканалов выделяется один канал управления (KV). В свободном режиме АС постоянно настроена на частоту КУ. Обмен между ЦС и БС ведется по проводному каналу передачи данных, также выделенному для группы разговорных каналов. В скандинавской системе NMT для обмена служебной информацией между ЦС, БС и АС применяется быстрая частотная манипуляция (FFSK)- Скорость передачи по КУ 12О0 бит/с. Информация передается в виде 64-разрядных кадров. Каждый кадр содержит пять полей: 1) номер канала Ni, N2, Ns, по которому передается данное сообщение; 2) префикс р, характеризующий тип кадра; 3) номер района обслуживания vi, v, в котором расположена базовая станция с номером канала Ль N2, N3, 4) номер АС; 5) информационное поле. В направлении ЦС -АС информационное поле содержит 12 бит, в направлении АС - ЦС номер района обслуживания не передается и информационное поле содержит 20 бит. В системе NMT в качестве управляющего используется любой из разговорных радиоканалов, что, по мнению специалистов, повышает эффективность управления ССС. Во французской системе MATSE как и в NMT для КУ выбирают любой канал из группы разговорных. Скорость передачи информации по КУ 2,4 бит/с. Форматы передаваемых сообщений показаны иа рис. 5.5. В направлении БС - АС информационное поле содержит 128 бит, образующих восемь кодовых слов по 16 бит в каждом, поле управления доступом составляет два кодовых слова по 16 бит. В направлении АС - БС информация передается в виде кадров длиной 176 бит, кроме того, введен защитный интервал между кадрами длиной 16 бит. При передаче от АС запроса на исходящее соединение заявка поступает в обратный КУ (канал управления в направлении АС - БС) синхронно с сигналом «разрешение доступа» в канал АС - БС, передаваемым от БС, и сигналом тактовой синхронизации. Это снижает вероятность конфликтной ситуации, т. е. предупреждает поступление в обратный канал управления одновременно двух заявок от разных АС. В системе TACS (Великобритания) используют два типа каналов управления: прямой и обратной КУ. Информация по прямому КУ в направлении от БС к АС передается со скоростью 8 бит/с непрерывным потоком, который при отсутствии информации для АС содержит контрольный тест. Это является необходимым, так как в свободном состоянии АС сканирует каналы управления, выбирая канал с наиболее высоким уровнем сигнала. На рис. 5.6, а показаны стандартные форматы, используемые в прямом КУ Для передачи следующих сообщений: о состоянии соответствующего обратного канала управления (свободно/занято); информационные данные (слова А) для четных номеров АС; информационные данные (слова В) для нечетных номеров АС. Разряды, указывающие состояние свободно/занято, всегда располагаются на одних и тех же, позициях передаваемого формата сообщения, чтобы упрос- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||