Сети подвижной связи. Состав и принципы построения

Существуют три основных вида наземных мобильных сетей:

Транкинговые сети [16, 64]. Они работают только в зоне радиопокрытия или в несколь­ких отдельных зонах, связанных сетью связи и не гарантирующих непрерывность связи во время движения.

Пейджинговые сети, обеспечивающие передачу короткой текстовой информации.

Сотовые сети, которые представляют собой наиболее мощную группу сетей как по ох­вату территории и объему передаваемой информации, так и по количеству оказываемых ус­луг [2, 4, 29, 71].

Сотовые сети разделяются по определенным стандартам, которые отличаются принци­пами каналообразования, сигнализации и управления. Из широко известных систем можно назвать:

NMT (Nordic Mobile Telephony) — система, работающая с применением аналогового уплотнения и частотным управляющим каналом.

GSM (Global System for Mobile communications) — система, применяющая частотно-временное уплотнение, имеющая многоканальную систему сигнализации [2, 4, 29, 71].

CDMA (Code Division Multiple Access) — система, передающая информацию с помо­щью особого типа числового кодирования [4].

Для Северной Америки характерно применение системы AMPS (Advance Mobile Phone System) и D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone System). Они представляют собой амери­канские варианты аналоговых и цифровых систем связи для подвижных объектов.

Подвижные сети связи опираются на общедоступную телефонную сеть, но в то же время требуют усовершенствования оборудования станций для отслеживания передвиже­ния объектов. В простейшем случае сеть подвижных объектов (рис. 2) начинается с ус­тановки антенны и организации радиоканала, заменяющего абоненту проводную абонент­скую линию.

Рис. 2 Принцип построения одной соты

Все абонентские радиолинии могут использоваться всеми абонентами, находящимися в данной зоне. Как говорилось, укрупнение пучка увеличивает его использование.

Абонент имеет трубку, которая представляет собой мобильную радиостанцию, далее — мобильную станцию (МС). Она соединяется по радиоканалу с базовой приемопередающей станцией (БС), представляющей собой радиоаппаратуру, необходимую для обслуживания одной соты. Контроллер базовых станций (КБС) может обслуживать несколько БС. В его функции входит несколько логических задач, в частности, поиск канала по заявке абонента и управление подключением абонента к этому каналу, слежение за качеством передачи — регулировка мощности и определение момента, когда абонент покидает зону обслуживания. В этот момент уровень принимаемого сигнала падает ниже заданного порога. Задача кон­троллера — найти БС с нормальным уровнем сигнала и переключить подвижный объект на этот канал. В случае, если такой БС нет, то КБС должен выработать сигнал для передачи со­единения другому контроллеру.

Контроллеры подключаются к центрам коммутации подвижной связи (ЦКПС). Эти цен­тры представляют собой коммутационные станции, оснащенные оборудованием и про­граммным обеспечением для выполнения задач связи с подвижным объектом.

Требования к сотовой системе связи заключаются в следующем:

максимальное число радиоканалов;

максимальная зона радиопокрытия.

Эти требования противоречивы, поскольку максимальное число каналов образуется в ультракоротком диапазоне. В то же время в этом диапазоне увеличивается затухание и уменьшается расстояние, на которое возможна радиопередача. Поэтому подвижные сети связи строятся на так называемом принципе повторного использования радиочастот [46, 91], который заключается в том, что выделенный для сотовой связи диапазон радиочастот раз­бивается на несколько частей, и в различных сотах используются несовпадающие радиочас­тоты. Повторно эти частоты используются только в сотах, отстоящих хотя бы на одну соту от соты, использующей ту же частоту. Такое разбиение называется частотным радиопла­ном. На рис. 3, а показан один из возможных частотных радиопланов 3/9. Весь диапазон частот, который может быть использован базовой станцией, разбивается на три группы — А, В, С. Сеть разбивается на соты, скомпонованные в группы по три соты, содержащие раз­личные частоты (кластеры).

Рис. 3 Принцип повторного использования частот

В центре каждой радиозоны устанавливаются антенны, направленные под углом 120° по отношению к друг другу. Таким образом все возможные частоты распределяются по группам по три направления в каждой. Внутри кластера не допустимо повторное использо­вание частот.

Возможен и другой частотный радиоплан, например, при разбиении частотного диапа­зона на 7 групп, в каждой из которых устанавливаются указанные выше антенны — план 7/21 (рис. 3, б).

Дата добавления: 2013-12-13