Радиальный и зоновый принцип построения систем связи

Сентябрь 14, 2022

Главная
Алгебра
Радиальный и зоновый принцип построения систем связи

Содержание

2. Еремеев О.И. * Сотовый принцип построения систем связи Сотовый принцип построения радиосетей позволяет преодолеть ограничения на
3. Еремеев О.И. * Основные понятия сотовых систем связи Кластер - группа сот с различными наборами частот
4. Еремеев О.И. * Основные понятия сотовых систем связи Общая ширина полосы, занимаемая системой: FC=FKNC FK –
5. Еремеев О.И. * Основные понятия сотовых систем связи Защитным интервалом D называется расстояние между БС, на
6. Еремеев О.И. * Секторные антенны Использование в БС антенн с круговыми диаграммами направленности создает большой уровень
7. Еремеев О.И. * Схема построения ССС
8. Еремеев О.И. * Схема построения ССС В центре каждой ячейки находится БС, которая обслуживает все АС
9. Еремеев О.И. * Устройство АС
10. Еремеев О.И. * Устройство АС Блок управления включает в себя микротелефонную трубку (микрофон и динамик), клавиатуру
11. Еремеев О.И. * Устройство АС Приемник по составу соответствует передатчику, но с обратными функциями входящих в
12. Еремеев О.И. * Устройство АС Логический блок – микрокомпьютер, осуществляющий управление работой АС. Синтезатор – является
13. Еремеев О.И. * Устройство БС
14. Еремеев О.И. * Устройство БС Особенность построения БС - разделение приемных и передающих антенн, наличие нескольких
15. Еремеев О.И. * Устройство БС Приемник и передатчик имеют ту же структуру, что и в АС,
16. Еремеев О.И. * Центр коммутации
17. Еремеев О.И. * Центр коммутации Центр коммутации (ЦК) представляет собой автоматическую телефонную станцию ССС, которая обеспечивает
18. Еремеев О.И. * Центр коммутации Управление работой ЦК и системы в целом производится от центрального контроллера.
19. Еремеев О.И. * Аналоговые стандарты ССС Аналоговые: AMPS – аналоговый стандарт, используемый в США, Канаде, Центральной
20. Еремеев О.И. * Стандарт GSM GSM (Global System for Mobile Communication) – глобальная система мобильной связи.
21. Еремеев О.И. * Множественный доступ в стандарте GSM Системы GSM работают в диапазоне около 900 МГц,
22. Еремеев О.И. * Множественный доступ в стандарте GSM В каждом частотном канале данные передаются в 8
24. Скачать презентацию

Слайд 2

Еремеев О.И.
*
Сотовый принцип построения систем связи
Сотовый принцип построения радиосетей позволяет преодолеть

ограничения на число каналов в условиях ограниченного частотного ресурса ΔFS. Его основой является повторное использование частот в смежных зонах (сотах) - в соседних ячейках системы
используются разные полосы частот, а через
несколько ячеек эти полосы повторяются вновь.
Такой принцип позволяет при ограниченной
общей полосе частот охватить системой сколь
угодно большую зону обслуживания и существенно
повысить емкость системы.

Слайд 3

Еремеев О.И.
*
Основные понятия сотовых систем связи
Кластер - группа сот с различными

наборами частот
(3,7 и более).
Соканальные помехи – помехи от станций
системы, работающих на одинаковых частотах,
но в разных ячейках.
Для уменьшения уровня таких помех более
выгодно использование кластеров с большим
числом элементов (например, с размером,
равным 7). На практике число сот в кластере
может достигать пятнадцати.

Слайд 4

Еремеев О.И.
*
Основные понятия сотовых систем связи
Общая ширина полосы, занимаемая системой:
FC=FKNC
FK

– ширина полосы частот одного канала СС;
N – количество каналов, которое выделяется одной БС в кластере;
С – размер кластера или количество БС в кластере.
Число каналов связи в соте (или количество абонентов):
N=FC /(CFK).
Параметр С – частотный параметр сотовой системы связи (ССС) или коэффициент повторного использования частот. Он определяет максимально возможное число каналов в соте (и в системе в целом).

Слайд 5

Еремеев О.И.
*
Основные понятия сотовых систем связи
Защитным интервалом D называется расстояние
между

БС, на которых допускается повторное
использование определенного выделенного
набора частот.
В общем случае расстояние D между центрами
ячеек связано с С отношением D=R ,
где R – радиус ячейки.
Параметр q=D/R= называется коэффициентом
уменьшения соканальных помех или коэффициентом
соканального повторения.
Величина защитного интервала D зависит от допустимого уровня помех и условий распространения радиоволн.

Слайд 6

Еремеев О.И.
*
Секторные антенны
Использование в БС антенн с круговыми диаграммами направленности создает

большой уровень соканальных помех.
Снижение уровня помех обеспечивается
использованием направленных
секторных антенн с шириной ДН 120 или
60 градусов (на 3 или 6 секторов).
Преимущества:
1. В секторе сигнал излучается в одну
сторону, а уровень излучения в противоположном
направлении сокращается до минимума.
2. Деление сот на сектора позволяет чаще
применять частоты в сотах повторно.

Слайд 7

Еремеев О.И.
*
Схема построения ССС

Слайд 8

Еремеев О.И.
*
Схема построения ССС
В центре каждой ячейки находится БС, которая обслуживает

все АС в пределах своей зоны.
При перемещении абонента из одной зоны в другую происходит передача его обслуживания от одной БС к другой. Соответствующая процедура называется хендовером.
Все БС соединены с центром коммутации (ЦК) по выделенным проводным или радиорелейным каналам. С ЦК имеется выход на ТСОП.
Сотовые системы связи могут иметь один и более центров коммутации, что может быть обусловлено процессом развития системы или ограниченной емкостью коммутационной системы. В такой ситуации один из ЦК может называться головным, шлюзовым или транзитным.

Слайд 9

Еремеев О.И.
*
Устройство АС

Слайд 10

Еремеев О.И.
*
Устройство АС
Блок управления включает в себя микротелефонную трубку (микрофон и

динамик), клавиатуру и дисплей.
Приемопередающий блок состоит из передатчика, приемника, синтезатора частот и логического блока.
В состав передатчика входят:
АЦП – преобразует сигнал с выхода микрофона в цифровой вид.
Кодер речи – осуществляет кодирование сигнала речи, т.е. его преобразование по определенным законам с целью сокращения избыточности сигнала.
Кодер канала – добавляет в цифровой сигнал, получаемый с выхода кодера речи, дополнительную (избыточную) информацию, предназначенную для защиты от ошибок при передаче сигнала по линии связи; кроме того, кодер канала вводит в состав передаваемого сигнала информацию управления, поступающую с логического блока.
Модулятор – осуществляет перенос информации кодированного видеосигнала на несущую частоту.

Слайд 11

Еремеев О.И.
*
Устройство АС
Приемник по составу соответствует передатчику, но с обратными функциями

входящих в него блоков:
Демодулятор – выделяет из модулированного радиосигнала кодированный видеосигнал, несущий информацию.
Декодер канала – выделяет из входного потока управляющую информацию и направляет ее на логический блок; принятая информация проверяется на наличие ошибок, и выявленные ошибки исправляются.
Декодер речи – восстанавливает поступающий на него с кодера канала сигнал речи, переводя его в естественную форму, со свойственной ему избыточностью, но в цифровом виде.
ЦАП – преобразует принятый цифровой сигнал речи в аналоговую форму и подает его на вход динамика.
Эквалайзер – служит для частичной компенсации искажений сигнала вследствие многолучевого распространения; в некоторых случаях может отсутствовать.

Слайд 12

Еремеев О.И.
*
Устройство АС
Логический блок – микрокомпьютер, осуществляющий управление работой АС.
Синтезатор –

является источником колебаний несущей частоты, используемой для передачи информации по радиоканалу. Наличие гетеродина и смесителя обусловлено тем, что в ССС для передачи и приема используются разные участки спектра (дуплекс).
Гетеродин - генератор электрических колебаний, применяемый для преобразования частот сигнала, т.е. он создаёт колебания вспомогательной частоты, которые в блоке смесителя смешиваются с поступающими извне колебаниями высокой частоты.
Антенный блок – включает в себя антенну (например, четвертьволновой штырь) и коммутатор прием/передача, который подключает антенну либо на выход передатчика, либо на вход приемника.

Слайд 13

Еремеев О.И.
*
Устройство БС

Слайд 14

Еремеев О.И.
*
Устройство БС
Особенность построения БС - разделение приемных и передающих антенн,

наличие нескольких приемников и такого же числа передатчиков, которые позволяют вести одновременную работу на нескольких каналах с различными частотами.
Одноименные приемники и передатчики имеют общие перестраиваемые опорные генераторы, обеспечивающие их согласованную перестройку при переходе с одного канала на другой; конкретное число приемопередатчиков зависит от конструкции и комплектации БС.
Для обеспечения одновременной работы всех приемников на одну приемную антенну и передатчиков – на одну передающую антенну, между данными блоками устанавливается делитель мощности на N выходов (для приемной части) и сумматор на N входов (для передающей части).

Слайд 15

Еремеев О.И.
*
Устройство БС
Приемник и передатчик имеют ту же структуру, что и

в АС, за исключением того, что в них отсутствуют ЦАП и АЦП, т.к. и выходной сигнал передатчика, и входной сигнал приемника являются цифровыми.
Блок сопряжения с линией связи осуществляет упаковку информации, передаваемой по линии связи на центр коммутации, и распаковку принимаемой от него информации.
Контроллер БС (компьютер) осуществляет управление работой одной или нескольких станций, а также контроль работоспособности всех входящих в нее блоков и узлов. КБС обеспечивает передачу обслуживания при переходе АС между сотами (в зоне одного КБС), передачу вызовов между АС (в зоне действия одного контроллера). КБС также осуществляют радиоизмерения в каналах связи, регулирование мощности передатчиков АС и БС.

Слайд 16

Еремеев О.И.
*
Центр коммутации

Слайд 17

Еремеев О.И.
*
Центр коммутации
Центр коммутации (ЦК) представляет собой автоматическую телефонную станцию ССС,

которая обеспечивает все функции управления сетью.
Назначение:
осуществляет постоянное слежение за АС, организует их эстафетную передачу между БС, обеспечивая непрерывность связи при перемещении АС из соты в соту;
производит переключение рабочих каналов в соте при появлении помех или неисправностей;
на ЦК замыкаются потоки информации со всех БС, и через него осуществляется выход в другие сети связи – ТСОП, сети международной связи, спутниковой связи, другие сотовые сети.
В состав ЦК входит несколько коммутаторов. Каждый из коммутаторов подключается к линиям связи через соответствующие контроллеры связи, которые осуществляют промежуточную обработку потоков информации (упаковку/распаковку, буферное хранение).

Слайд 18

Еремеев О.И.
*
Центр коммутации
Управление работой ЦК и системы в целом производится от

центрального контроллера. Работа ЦК предполагает участие операторов, поэтому в состав центра входят соответствующие терминалы, а также средства отображения и регистрации информации.
Важными элементами системы являются Базы Данных:
Домашний регистр содержит сведения обо всех абонентах, зарегистрированных в данной системе, и о видах услуг, которые могут быть им оказаны; фиксирует местоположение абонента для организации его вызова и регистрируется фактически оказанные услуги.
Гостевой регистр – содержит сведения об абонентах-гостях (роумерах), т.е. об абонентах, зарегистрированных в другой системе, но пользующихся в настоящее время услугами сотовой связи в данной системе.
Центр аутентификации – обеспечивает процедуры аутентификации абонентов и шифрования сообщений.
Регистр аппаратуры (иначе идентификации) – если он существует, содержит сведения об эксплуатируемых АС на предмет их исправности и санкционированного использования.

Слайд 19

Еремеев О.И.
*
Аналоговые стандарты ССС
Аналоговые:
AMPS – аналоговый стандарт, используемый в США, Канаде,

Центральной и Южной Америке (с 1983г.). Рабочие частоты для БС 869…894 МГц и для АС 824…849МГц, ширина полосы канала связи – 30кГц. В последствие замененный на D-AMTS, работающем на тех же частотах, но использующий полностью цифровые каналы управления.
NMT – скандинавская система мобильной связи, существует в двух вариантах NMT 450 (с 1981г.) и NMT 900 (с 1986г.).
NMT 450: диапазон частот для БС 463…467,5 МГц и для АС 453…457,5 МГц.
NMT 900: диапазон частот для БС 935…960 МГц и для АС 890…915 МГц.
Ширина полосы канала – 25 кГц.

Слайд 20

Еремеев О.И.
*
Стандарт GSM
GSM (Global System for Mobile Communication) – глобальная система

мобильной связи. Стандарт GSM 900 предусматривает работу БС в диапазоне 935…960 МГц и 890…915 МГц для АС при ширине канала связи 200кГц.
Совершенствование данного стандарта привело к освоению нового частотного диапазона 1800МГц, в котором благодаря более широкой рабочей полосе частот в сочетании с меньшими размерами сот удается строить сети значительно большей емкости.
GSM 1800: Частоты БС 1710…1785 МГц, АС 1805…1880 МГц, полоса канала связи 200 кГц. В США версия данного стандарта работает на частоте 1900МГц
Каналы связи в GSM:
Полоса частот в 25 Мгц делится на полосы в 200 Кгц. Каждой БС соответствует своя полоса (или несколько полос). Абоненты полосы разделены во времени. Каждому абоненту соответствует один кадр. Восемь кадров объединяются во фрейм. 26 фреймов, в свою очередь, образуют мультифрейм, который повторяется циклически. Длина мультифрейма – 120 миллисекунд. На один кадр приходится 1/200 мультифрейма, т.е. около 0.6 миллисекунды.

Слайд 21

Еремеев О.И.
*
Множественный доступ в стандарте GSM
Системы GSM работают в диапазоне около

900 МГц, разбитом на два поддиапазона шириной по 25 МГц : 890..915 МГц (от АС к БС) и 935..960 МГц (от БС к АС) - используется организация дуплексной связи с частотным разделением (FDD).

Каждый частотный поддиапазон разбит на 124 частотных канала.
Ширина полосы каждого частотного канала - 200 кГц.
Речевой канал системы GSM использует пару частотных каналов с результирующим разносом 45 МГц.
Наличие разноса препятствует появлению переходных помех между направлениями приема и передачи.

Слайд 22

Еремеев О.И.
*
Множественный доступ в стандарте GSM
В каждом частотном канале данные передаются

в 8 канальных интервалах (КИ), т.е. используется временное разделение каналов.
Восемь КИ объединяются в цикл, а 26 циклов - в повторяющийся циклически сверхцикл длительностью 120 мс.
Длительность КИ составляет около 600 мкс.
Конкретное портативное устройство ведет передачу сигнала базовой станции в одном из КИ.
В течении остальных КИ передача не ведется (передатчик "молчит").

Радиальный и зоновый принцип построения систем связи

Содержание

Еремеев О.И.*Сотовый принцип построения систем связиСотовый принцип построения радиосетей позволяет преодолеть

Еремеев О.И.*Основные понятия сотовых систем связиКластер - группа сот с различными

Еремеев О.И.*Основные понятия сотовых систем связиОбщая ширина полосы, занимаемая системой: FC=FKNCFK

Еремеев О.И.*Основные понятия сотовых систем связиЗащитным интервалом D называется расстояние между

Еремеев О.И.*Секторные антенныИспользование в БС антенн с круговыми диаграммами направленности создает

Еремеев О.И.*Схема построения ССС

Еремеев О.И.*Схема построения СССВ центре каждой ячейки находится БС, которая обслуживает

Еремеев О.И.*Устройство АС

Еремеев О.И.*Устройство АСБлок управления включает в себя микротелефонную трубку (микрофон и

Еремеев О.И.*Устройство АСПриемник по составу соответствует передатчику, но с обратными функциями

Еремеев О.И.*Устройство АСЛогический блок – микрокомпьютер, осуществляющий управление работой АС.Синтезатор –

Еремеев О.И.*Устройство БС

Еремеев О.И.*Устройство БСОсобенность построения БС - разделение приемных и передающих антенн,

Еремеев О.И.*Устройство БСПриемник и передатчик имеют ту же структуру, что и

Еремеев О.И.*Центр коммутации

Еремеев О.И.*Центр коммутацииЦентр коммутации (ЦК) представляет собой автоматическую телефонную станцию ССС,

Еремеев О.И.*Центр коммутацииУправление работой ЦК и системы в целом производится от

Еремеев О.И.*Аналоговые стандарты СССАналоговые:AMPS – аналоговый стандарт, используемый в США, Канаде,

Еремеев О.И.*Стандарт GSMGSM (Global System for Mobile Communication) – глобальная система

Еремеев О.И.*Множественный доступ в стандарте GSMСистемы GSM работают в диапазоне около

Еремеев О.И.*Множественный доступ в стандарте GSMВ каждом частотном канале данные передаются

Похожие презентации