Системы подвижной связи

Содержание

Слайд 2

Назначение Системы подвижной радиосвязи предназначены для организации связи между абонентами сетей

Назначение

Системы подвижной радиосвязи предназначены для организации связи между абонентами сетей

общего пользования, входящих в ВСС РФ, и подвижными терминалами пользователей (мобильными станциями), которые могут быть установлены на подвижных объектах (например, автомобилях) или находятся у абонентов
Слайд 3

Контроль качества Необходимость в передаче обслуживания возникает, когда качество канала связи,

Контроль качества

Необходимость в передаче обслуживания возникает, когда качество канала связи, оцениваемое

по уровню сигнала или коэффициенту ошибок, падает ниже допустимого предела
Для контроля таких ситуаций указанные параметры измеряются в МС как для своей ячейки, так и для ряда смежных ячеек
результаты измерений передаются в ЦК
Слайд 4

Роуминг Еще одна услуга сети сотовой связи возможность предоставления канала связи

Роуминг

Еще одна услуга сети сотовой связи возможность предоставления канала связи в

зонах обслуживания других сотовых связей, расположенных в другом городе, области или стране
В сотовой связи такая возможность - «роуминг»
Слайд 5

Повторное использование Отличительной способностью систем сотовой связи является повторное использование частот

Повторное использование

Отличительной способностью систем сотовой связи является повторное использование частот
Это позволяет

существенно повышать емкость системы, т е количество каналов связи, предоставляемых абонентам в переделах зоны обслуживания
Слайд 6

Схема повторного использования частот

Схема повторного использования частот

Слайд 7

Кластеры В соседних ячейках используют разные частоты, а через несколько ячеек

Кластеры

В соседних ячейках используют разные частоты, а через несколько ячеек эти

частоты повторяются
Группа смежных ячеек, в которых использованы разные частоты, называется кластером
На рисунке показан кластер размером N=7, в котором используются семь различных частот (F1=F7)
Слайд 8

Много частот Если например, в соте рабочим являются 10 частот, то

Много частот

Если например, в соте рабочим являются 10 частот, то для

создания сотовой связи по указанному типу необходимо иметь 70 различных частот
Базовые станции, на которых допускается повторное использование одинаковых частот, должны быть удалены друг от друга на некоторое расстояние D, называемое “защитыным интервалом”
Слайд 9

Соканальные помехи Чем больше защитный интервал D, тем меньше уровень соканальных

Соканальные помехи

Чем больше защитный интервал D, тем меньше уровень соканальных помех,

воздействующих на МС от БС соседних кластеров, работающих с той же самой рабочем частотой
Эффективным способом снижения уровня помех на совпадающих частотах -использование направленных секторных антенн вместо антенн с круговой ДН
Слайд 10

Защищенное расстояние В общем случае защищенное расстояние D связано с числом

Защищенное расстояние

В общем случае защищенное расстояние D связано с числом N

ячеек в кластере соотношением
D=R√(3N)
где R-радиус сота
Слайд 11

Сигнал-шум Отношение мощности полезного сигнала, принимаемого МС от своей БС, к

Сигнал-шум

Отношение мощности полезного сигнала, принимаемого МС от своей БС, к мощности

соканальной помехи от мешающей БС зависит не от расстояния D между парными сотами, а от от отношения этого расстояния к их радиусу
q=D/r=√(3N)
Слайд 12

Оптимизация размеров кластера Соканальные помехи уменьшения при увеличении размера кластера Однако

Оптимизация размеров кластера

Соканальные помехи уменьшения при увеличении размера кластера
Однако увеличение ячеек

в кластере ведет в пропорциональному уменьшению полосы частот( числа каналов), которые могут быть использованы в одной ячейке
Слайд 13

Геальные размеры На практике число элементов в кластере выбирают минимально возможным

Геальные размеры

На практике число элементов в кластере выбирают минимально возможным для

обеспечения необходимого соотношения сигнал-помеха
При заданном числе каналов связи на БС размер зоны ее обслуживания, выражаемый через R , определяется числом абонентов, спобных вести переговоры с требуемым качеством на всей территории ячейки
Слайд 14

Разделение Если число каналов оказывается недостаточным для обеспечения требуемого качества обслуживания

Разделение

Если число каналов оказывается недостаточным для обеспечения требуемого качества обслуживания абонентов,

то ячейки разделяются на несколько мелких
Один из критерием качества- вероятность отказа в предоставлении канала не превышает установленного значения (например 0,05)
Слайд 15

При разделении Число базовых станций увеличивается Мощность излучения- как для базовых

При разделении

Число базовых станций увеличивается
Мощность излучения- как для базовых так и

для мобильных станций- уменьшается
Слайд 16

Разные ячейки В зависимости от плотности абонентов сотовая система связи может

Разные ячейки

В зависимости от плотности абонентов сотовая система связи может включать

себя ячейки различных размеров
Например, в центре города могут быть организованы микроячйки с радиусом 0,2-1км
Слайд 17

Большие ячейки Для обслуживания автомобилетов создаются ячейки с радиусом до нескольких

Большие ячейки

Для обслуживания автомобилетов создаются ячейки с радиусом до нескольких десятков

километров
Железнодорожный транспорт, воздушные и морские суда могут обслуживаться спутниковой составляющей системы связи использования гиперячеек радиусом сотен и тысяч километров
Слайд 18

Многостанционный доступ Совместное использование многими абонентами ограниченного количества каналов связи базовых

Многостанционный доступ

Совместное использование многими абонентами ограниченного количества каналов связи базовых станций

организуют на основе МДЧР, МДВР или МДКР
Слайд 19

Поколения В аналоговых системах связи первого поколения использовался МДЧР, как наиболее

Поколения

В аналоговых системах связи первого поколения использовался МДЧР, как наиболее простой

по своей технической реализации
В системах второго поколения применяться более совершенные цифровые методы передачи сигналов на основе МДВР и МДКР, которые обеспечивают лучшую помехоустойчивость и большую пропускную способность сотовой связи
Слайд 20

Сравнение мобильных систем связи

Сравнение мобильных систем связи

Слайд 21

Структура сотовой системы радиосвязи

Структура сотовой системы радиосвязи

Слайд 22

Базовые станции

Базовые станции

Слайд 23

Стандарты

Стандарты

Слайд 24

Транкинговая связь Транкинг – это термин для автоматического распределения каналов связи

Транкинговая связь

Транкинг – это термин для автоматического распределения каналов связи между

абонентами по требованию
Транкинговая радиосвязь – это система, в которой большое количество пользователей делит между собой общую область радиоканилов
Слайд 25

Режимы работы транкинговой связи Режим персональной радиотелефонной связи Групповой (диспетчерский) режим

Режимы работы транкинговой связи

Режим персональной радиотелефонной связи
Групповой (диспетчерский) режим связи
Режим связи

с АТС и УАТС
Режим непосредственной связи между МС
Слайд 26

Каналы Каналы из общей области распределяются между пользователями по требованию, по

Каналы

Каналы из общей области распределяются между пользователями по требованию, по ере

того как они освобождаются
Ни один канал не закреплен за определенным пользователем или группой пользователей
Слайд 27

По сравнению…… Транкинговые системы проще и дешевле сотовых, имеют значительно меньшую

По сравнению……

Транкинговые системы проще и дешевле сотовых, имеют значительно меньшую емкость

и представляют абонентам меньший набор услуг
В простейшем виде-это одна ячейка сотовой( радиусом 40-50 км). В центре которой находится достаточно мощный передатчик, работающий на высоко подвешенную антенну с круговой ДН в горизонтальной плоскости
Слайд 28

Применение Основное применение систем транкинговой связи-служебная, ведомственная связь(пожарная служба, МВД и

Применение

Основное применение систем транкинговой связи-служебная, ведомственная связь(пожарная служба, МВД и др)
Транконговые

системы позволяют объединять их абонентов в группы, и тогда основная нагрузка (80-90%) распределяется внутри сети, поскольку абоненты либо имеют ограниченный доступ в ТфОП, либо не имеют его вовсе
Слайд 29

Вызов В большинстве транкинговых радиосистем используется канал, на котором запрашиваются вызовы(канал

Вызов

В большинстве транкинговых радиосистем используется канал, на котором запрашиваются вызовы(канал вызова)

Когда вызов установлен и принят, выделяется рабочий канал их зоны обслуживания на время длительности вызова
Про его завершении канал возвращяется в зону обслуживания для перераспределения на другой вызов
Слайд 30

Важные особенности Транкинг особенно эффективен, когда число необходимых для работы каналов

Важные особенности

Транкинг особенно эффективен, когда число необходимых для работы каналов больше,

чем число, выделенное под систему
В отличие от систем сотовой связи транкинговые сети работают только на региональном уровне без возможности национального и международного роуминга
Слайд 31

Часто используют В транкинговой сети часто используется полудуплексный режим работы, при

Часто используют

В транкинговой сети часто используется полудуплексный режим работы, при котором

один и тот же канал поочередно используется для связи в прямом и обратном направлениях
Наиболее распространенный способ многостанционного доступа-МДЧР
Слайд 32

Однозоновая и Многозоновая Первая предусматривает обеспечение связи в пределах зоны действия

Однозоновая и Многозоновая

Первая предусматривает обеспечение связи в пределах зоны действия одной

базовой( центральной) станции
В многозоновой сети имеется несколько базовых станций. Распределенных по территории и подключаемых к единому центру коммутации и управления
Слайд 33

Многозоновые системы Расширение зоны действия достигается с помощью дополнительных базовых станций

Многозоновые системы

Расширение зоны действия достигается с помощью дополнительных базовых станций ретрансляторов
Связь

между ретраснсляторами осуществляется по выделенным каналам связи через центр коммутации
Ретрансляторы содержат набор приемопередатчиков по одному на каждый частотный канал(МДЧР), работающих на общую антенну
Слайд 34

Режим работы транкинговой связи Режим персональной радиотелефонной связи Групповой(диспетчерский) режим связи

Режим работы транкинговой связи

Режим персональной радиотелефонной связи
Групповой(диспетчерский) режим связи
Режим связи АТС

и УАТС
Режим непосредственной связи между МС
Слайд 35

Первые два режима В режиме персональной связи связь между МС осуществляется

Первые два режима

В режиме персональной связи связь между МС осуществляется через

ретранслятор без выхода в телефонную сеть
Групповой режим работы является основным для транкинговых систем
Разговор между абонентами и вызываемым лицом будет слышан всем участникам группы
Слайд 36

Оставшиеся два В режиме связи АТС абонент может связаться с любым

Оставшиеся два

В режиме связи АТС абонент может связаться с любым абонентом

учрежденческой или городской телефонной сети
Непосредственная связь между МС используется, если абоненты находятся вне зоны обслуживания своего ретранслятора
Слайд 37

Приемопредатчики В транкинговых системах приемники\передатчики МС более сложнее чем те, которые

Приемопредатчики

В транкинговых системах приемники\передатчики МС более сложнее чем те, которые используются

в системах, где канал распределены на постоянной основе
Это происходит оттого, что объекты должны либо сканировать каналы в поисках доступного, либо постоянно слушать на выделенном для вызова канале
Слайд 38

TETRA TETRA –trans European trunked radio – Общеевропейская система транковой (транкинговой)

TETRA

TETRA –trans European trunked radio – Общеевропейская система транковой (транкинговой) связи
Trunk

– канал связи; магистральный канал
Trunking – группообразование, организация магистральной связи
Слайд 39

Пейджинг Системы персонального радиосигнального радиовызова, или пейджинговые системы,-это системы односторонней мобильной

Пейджинг

Системы персонального радиосигнального радиовызова, или пейджинговые системы,-это системы односторонней мобильной радиосвязи,

обеспечивающие передачу коротких сообщений из центра системы на абонентские приемники
Посылаемое сообщение называется «страницей»
Слайд 40

Ответишь потом Пейджинговые системы, обеспечивающие в основном одностороннюю связь »оператор МС»,

Ответишь потом

Пейджинговые системы, обеспечивающие в основном одностороннюю связь »оператор МС», являются

более экономичными в ситуациях, когда нет необходимости в немедленном ответе на сообщение
Пейджинг экономит спектр, т к для передачи сообщения требуется только одна частота, и сообщения очень непродолжительны
Слайд 41

Оповещение и управление Получатель сообщения может быть оповещен о вызове либо

Оповещение и управление

Получатель сообщения может быть оповещен о вызове либо тональным

сигналом приемника пейджера, либо вибрацией
некоторые пейджинговые системы предоставляют услуги по управлению сообщениями
Слайд 42

Прием С терминала оператора сообщение поступает на базовую станцию, включающую радиопередатчик

Прием

С терминала оператора сообщение поступает на базовую станцию, включающую радиопередатчик и

АФУ, с радиусом действия до 100 км
Пейджеры осуществляют прием тех сообщений, которые им адресованы
Слайд 43

Типы сообщений В пейджерных системах могут передаваться сообщения четырех типов: тональные, цифровые, буквенно-цифровые и речевые

Типы сообщений

В пейджерных системах могут передаваться сообщения четырех типов: тональные,

цифровые,
буквенно-цифровые и
речевые
Слайд 44

Проще и экономичнее сотовой связи Краткость сообщений( не более 100-200 символов)

Проще и экономичнее сотовой связи

Краткость сообщений( не более 100-200 символов)
Передача сообщений

в одну сторону
Эффективнее использование канала связи по числу обслуживающих абонентов
Слайд 45

Частоты пейджинга Используемые диапазоны частот 150, 300, 400, 500, 900 МГц

Частоты пейджинга

Используемые диапазоны частот
150,
300,
400,
500,
900 МГц

Слайд 46

Беспроводные телефоны Беспроводные телефоны первого поколения разработаны для использования в домашней

Беспроводные телефоны

Беспроводные телефоны первого поколения разработаны для использования в домашней обстановке

и имеют радиус действия 100м
Второе поколение отличается дополнительными услугами, что позволяет из использовать на небольших предприятиях
Слайд 47

Использование Портативный приемопередатчик может работать: В зоне действия локальной базовой станции

Использование

Портативный приемопередатчик может работать:
В зоне действия локальной базовой станции установленной в

доме или офисе
С использование одной из многоканальных БС, установленных в общественных местах, в радиусе примерно 200м
Слайд 48

Система СТ2 Когда абонент находиться вне зоны локальной БС, он должен

Система СТ2

Когда абонент находиться вне зоны локальной БС, он должен инициировать

вызов
Вызовы не могут производиться из ТфОп на телефонный аппарат абонента СТ2
Скорость передачи данных 19,2 и 32 кбит/с для несинхронного и синхронного протоколов
Слайд 49

Система DECT Обеспечивает управление данными Предоставляет абоненту возможность получать вызовы, когда

Система DECT

Обеспечивает управление данными
Предоставляет абоненту возможность получать вызовы, когда он находиться

вне зоны локальной БС
Так как подвижный объект фактически стационарен, условия, накладываемые на передачу данных, менее жесткие, чем в GSM
Слайд 50

Стандарты

Стандарты

Слайд 51

Сравнение

Сравнение

Слайд 52

Системы персональной спутниковой связи Не ограничены по привязке к конкретной местности

Системы персональной спутниковой связи

Не ограничены по привязке к конкретной местности
Способны дополнить

наземные системы сотовой связи там, где их организация невозможна
Слайд 53

Используются околоземные орбиты В системах ПСС экономичность достигается при использованием низких

Используются околоземные орбиты

В системах ПСС экономичность достигается при использованием низких околоземных

орбит( с высотами до 1500км)
Это обеспечивает энергетический выигрыш по сравнению с системами на основе геостационарных и высокоорбитальных спутников
Слайд 54

В состав систем ПСС входят Несколько спутников-ретрансляторов Наземные Центр управления системой и шлюзовые станции Абонентские терминалы

В состав систем ПСС входят

Несколько спутников-ретрансляторов
Наземные Центр управления системой и шлюзовые

станции
Абонентские терминалы
Слайд 55

По размеру сот различают Пикос-связь внутри офиса, помещения с радиусом сота

По размеру сот различают

Пикос-связь внутри офиса, помещения с радиусом сота 10-50

м
Микросот-связь внутри аэропорта, торговых центров, организация локальных вычислительных сетей с радиусом сота 100-300м
Макросот-основа сетей мобильной и персональной связи и имеют радиус сота до 40 км
Магасот-формируется узким лучом КА-ретранслятора и имеют радиус сота от нескольких сотен до тысячи км
Слайд 56

Разбиение ячеек на более мелкие

Разбиение ячеек на более мелкие

Слайд 57

Пример разбиения территории города на соты

Пример разбиения территории города на соты

Слайд 58

Проблемы проектирования В основе проектирования лежит критерий «эффективность-стоимость» задачи проектирования: расставить

Проблемы проектирования

В основе проектирования лежит критерий «эффективность-стоимость»
задачи проектирования: расставить базовые станции,

распределить частотные каналы между ячейками, обеспечить обслуживание с требуемым качеством
Слайд 59

Задача очень сложна Поскольку конфигурация и параметры сети зависят от условия

Задача очень сложна

Поскольку конфигурация и параметры сети зависят от условия местности,

приходиться выполнять большой объем расчетов
В проетируемой сети обязательно производится экспериментальные измерения характеристик электромагнитного поля с последующей корректировкой схемы сети
Слайд 60

Некоторые сокращения GSM – Global System for Mobile telecommunications – глобальная

Некоторые сокращения

GSM – Global System for Mobile telecommunications – глобальная система

мобильной связи
CDMA - Code Division Multiple Access – многостанционный доступ с кодовым разделением
UMTS – Universal Mobile Telecommunications System – универсальная мобильная телекоммуникационная система
UTRA – UMTS Terrestrial Radio Access – сеть радиодоступа системы UMTS
Слайд 61

Характерные полосы частот

Характерные полосы частот

Слайд 62

Развитие стандарта GSM

Развитие стандарта GSM