Стільниковий системи зв'язку Вступ В даний час в багатьох капіталістичних країнах,
атакож у ряді країн, що розвиваються ведеться інтенсивне внедреніесотових мереж
зв'язку (ССС) загального користування. Такі сетіпредназначени для забезпечення рухомих
і стаціонарних об'ектовтелефонной зв'язком і передачею даних. У ССС рухомими
об'ектаміявляются або наземні транспортні засоби, лібонепосредственно
людина, що знаходиться в русі і імеющійпортатівную абонентську станцію (рухливий
абонент). Возможностьпередачі даних рухомого абоненту різко розширює
еговозможності, оскільки крім телефонних повідомлень він можетпрінімать телексні
і факсимільні повідомлення, різного родаграфіческую інформацію (плани місцевості,
графіки руху ит.п.), медичну інформацію та багато іншого. Особливу значеніеССС
набувають у зв'язку з активним впровадженням в усі сферичеловеческой діяльності
персональних комп'ютерів, різноманітних баз даних, мереж ЕОМ. Доступ
до них через СССпозволіт рухомого абоненту оперативно і надійно получітьнеобходімую
інформацію. Відповідно зросте і роль сістемсвязі, підвищаться вимоги
до якості передачі інформації, пропускної здатності, надійності роботи.
Збільшення обсягу інформації вимагатиме скорочення временідоставкі та отримання
абонентом необхідної інформації. Іменнопоетому вже зараз спостерігається стійкий
зростання мобільних средстврадіосвязі (автомобільних і портативних радіотелефонів),
коториедают можливість співробітникові тієї чи іншої служби поза рабочегоместа оперативно
вирішувати виробничі питання. Радіотелефонперестал бути символом престижу
і став робочим інструментом, що дозволяє більш ефективно використовувати
робочий час, оперативно управляти виробництвом і постійно контроліроватьход
технологічних процесів, що забезпечує дополнітельниедоходи при використанні
радіотелефону у виробництві. Впровадження ССС в багато галузей народного
хозяйствапозволіт різко підвищити продуктивність праці на подвіжнихоб'ектах,
домогтися економії матеріально-трудових ресурсів, забезпечити автоматизований
контроль технологіческіхпроцессов, створити надійну систему управління транспортнимісредствамі
або мобільними роботами, розподіленими на большойтерріторіі і
що входять до складу гнучких автоматизованих сістемуправленія. Використання системи
радіозв'язку з рухомими об'ектаміможно розділити на наступні класи: відомчі
(або приватні) системи рухомого зв'язку (ВСПС); стільникові системи рухомого
зв'язку (ССПБ); системи персонального радіовиклику (СПРВ). Історично вперше
в експлуатації з'явилися ВСПС, так * Що умовах обмежень на використання
радіозв'язку можливість застосування для зв'язку з рухомими абонентами предоставляласьгосударственним,
відомчим або великим приватним організаціям (поліція,
пожежна охорона, таксі і т. п.). Для визоваподвіжного абонента (всередині обмеженою
зони обслуговування) стали використовуватися СПРВ. , Що з'явилися зовсім недавно ССПСявляются
принципово новим видом систем зв'язку, так як оніпостроени відповідно
зі стільниковим принципом распределеніячастот по території обслуговування (територіально-частотноепланірованіе)
і призначені для забезпечення радіосвязьюбольшого
числа рухомих абонентів з виходом на телефонну сетьобщего користування
(ТМЗК). Якщо ВСПС створювалися (і створюються) в інтересах вузького кола абонентів,
то ССПС за кордоном сталііспользоваться в інтересах широких кіл населення.
Свою назву ССС отримали відповідно до сотовимпрінціпом організації зв'язку,
відповідно до якого зона обслуговування (територія міста або регіону) поділяється на
велике число малихрабочіх зон або сот у вигляді шестикутників. У центрі каждойрабочей
зони розташована базова станція (БС), осуществляющаясвязь по радіоканалах
з багатьма абонентськими станціями (АС), встановлених на рухомих об'єктах,
що знаходяться в її рабочейзоне. Базові станції з'єднані дротяними телефонними
лініямісвязі з центральною станцією (ЦС) даного регіону, котораяобеспечівает підключення
рухомих абонентів з будь-якими абонентамітелефонной мережі спільного користування
(ТМЗК) з помощьюкоммутаціонних пристроїв. При переміщенні рухомого абонента
ізодной зони в іншу проводиться автоматичне переключеніеканала радіозв'язку
на нову базову станцію, тим самимосуществляется естафетна передача рухомого
абонента отпередающей до наступної (сусідній) базової станції. Управління
контроль за роботою базових і абонентських станційосуществляется ЦС, у пам'яті
ЕОМ якої зосереджені какстатіческіе, так і динамічні дані про рухомі
об'єктах ісостояніі мережі в цілому. На відміну від централізованих в стільникових мережах
подвіжнойсвязі радіозв'язок базової станції з абонентською станціейосуществляется
в межах малої робочої зони, що позволяетмногократно використовувати одні
і ті ж частоти в зонеобслужіванія. Кількість абонентів в ССС визначається пропускнойспособностью
і числом БС, що дорівнює кількості робочих зон, котороевозрастает по квадратичне
закону зі зменшенням радіусарабочей зони R при постійному радіусі зони
обслуговування R0. Еслідесять років тому радіус робочої зони в ССС дорівнював 5-15
км, тов даний час він дорівнює 200 м. Так зменшення радіусу рабочейзони
з 30 до 0,5 км дозволить збільшити в 3600 раз чіслоподвіжних абонентів, оснащених
радіозв'язком і імеющіхвозможность виходу на ТМЗК. Отже, еффектівностьіспользованія
спектру радіочастот у ССС у багато разів вище, ніж вцентралізованних
системах рухомого зв'язку, що дозволить вперспектіве забезпечити управління великим
числом наземнихподвіжних об'єктів. Зі зменшенням радіусу робочої зони з'являється
возможностьуменьшіть потужність передавачів і чутливість приймачів, що
значно поліпшить електромагнітну сумісність (ЕМС) абонентів в ССС і
ЕМС між ССС та іншими системами, що використовують певні спектри радіочастот,
а також позволітснізіть вартість і габаритні розміри абонентської станції, забезпечити
доступ до баз даних і ЕОМ. Зазначені переваги дозволяють вже у
даний времяповисіть оперативність управління і контролю у работеподведомственних
підприємств і організацій, поліпшити качествотехнологіческіх процесів в
системах з великим чісломтранспортних коштів. Стрімке зростання обсягів переданої
інформації требуетзначітельного скорочення часу доставки та обробки
абонентомнеобходімой інформації. Це одна з причин швидкого ростамобільних коштів
зв'язку на базі ССС. Впровадження ССС означає появу принципово нового
відасвязі - масової радіотелесвязі, тобто нового виду послуг. Ужесейчас абонентський
термінал ССС - стільниковий радіотелефон (СРТ)-визнається багатьма зарубіжними експертами
первинним терміналом, яким абонент користується як у стаціонарному стані
(вдома, на службі), так і в русі. Широке впровадження портативних СРТВ перспективі
дозволить забезпечити кожної людини персональнимтелефоном зі своїм
індивідуальним номером. Створення систем масової радіотелесвязі з великим чісломподвіжних
абонентів, великою пропускною здатністю і високімкачеством прийому
повідомлень можливе тільки при іспользованіісотового принципу побудови системи
зв'язку. Цим і об'ясняетсяповишенний інтерес до ССПС. Діючі в даний час
зарубіжні ССС в порівнянні сцентралізованнимі мережами мають наступні переваги:
- Велике число абонентів; - висока якість передачі телефонних повідомлень
і даних; - можливість зв'язку з ЕОМ та базами даних; - висока ефективність
використання спектра радіочастот най кращих електромагнітна сумісність
з другімірадіотехніческімі системами. Використання ССС широким колом споживачів
в отрасляхтранспорта, зв'язку, енергетики, будівництва, сфериобслужіванія,
ремонту та ін приносить істотний економіческійеффект. За оцінками експертів США
щорічні доходи від впровадження іексплуатаціі СБС в США досягають 2 млрд. дол.
Зарубіжні експерти відзначають можливість створення ССС беззначітельних початкових
капітальних витрат. Спочатку ССС создаютсяс великими робочими зонами (радіус
зон близько 10 км) іотносітельно невеликим числом абонентів. У міру поступленіядоходов
та зростання числа заявок на СРТ розміри зон зменшуються іувелічівается число
абонентів. При цьому постійно наращіваетсяоб'ем типового обладнання базових
станцій, АТС і центральнойстанціі за рахунок доходів від використання ССС действующіміабонентамі.
Тому первісні капітальні витрати могутбить значно
менше повних витрат, що припадають намаксімальное число абонентів. Розділ I.
Загальні відомості про системи радіозв'язку з рухомими об'єктами (ПЗ). 1.1. Класифікація.
За призначенням системи зв'язку з ПЗ можуть бути розділені на: - відомчі
(спеціалізовані) радіотелефонні системи; - радіотелефонні системи загальної
користування. Створені першими, відомчі системи застосовуються впромишленності,
сільському господарстві, на транспорті та встроітельстве, таксі, швидкої допомоги,
а також у разлічнихаварійних службах. Ці системи призначені для оператівногоуправленія
процесами виробничої діяльності. Разлічаютдіспетчерскіе радіотелефонні
системи, що використовуються для связіруководітеля робіт з абонентами ПЗ,
а також для зв'язку абонентовмежду собою і з радіосистемами передачі даних. Последніенаходят
застосування в автоматизованих системах управленіяпроізводством,
технологічними процесами і в таких системах, вкоторих від рухомого абонента
(ПА) або до нього необходімопередавать з високою швидкістю великий обсяг інформації.
Однак в силу роз'єднаності відомчих мереж, неефективного використання
ними спектру частот, ограніченностіколічества обслуговуються рухомих абонентів,
сложностіуніфікаціі апаратури зв'язку і управління, а також ряду другіхпрічін
застосування відомчих систем носить ограніченнийхарактер. Однак відомчі
системи радіозв'язку з подвіжниміоб'ектамі незважаючи на зазначені недоліки
могутпросуществовать ще тривалий час, що пояснюється іхпрактічностью і
орієнтацією на ті умови і специфіку робіт, длякоторих вони створювалися і відпрацьовувалися.
Таким чином, стає актуальною задача перетворення і модифікації
етіхсістем з метою їх об'єднання в єдину мережу рухомий радіосвязісогласно
концепції побудови мережі радіозв'язку з подвіжниміоб'ектамі загального користування.
Одним з варіантів вирішення такого завдання може бути способорганізаціі єдиного
автоматизованого управленіяведомственнимі та іншими локальними системами радіоподвіжнойсвязі,
об'єднуються в мережу радіозв'язку з рухомими об'ектаміобщего
користування. Радіотелефонні системи загального користування в настоящеевремя складають
основний вид зв'язку з ПЗ. Вони дозволяють наіболееполно і ефективно використовувати
виділений частотний спектр і, поєднуючи своїх споживачів в одну групу,
дають їм возможностьобщего доступу до системи зв'язку незалежно від ведомственнойпрінадлежності
(за принципом міської телефонної мережі). Зазначене перевагу систем
забезпечує широкий комплексуслуг: автоматичне підключення абонентів між
собою і сабонентамі міської телефонної мережі, а також інших міст ігосударств
з використанням міжміських та міжнародних ліній, передачі мови та даних,
а в найближчому майбутньому телексних іфаксімільних повідомлень, кольорових графічних
зображень, інформації з банків даних і т.п. Радіотелефонні системи загальної
користування поділяються на двавіда: - системи з великими зонами обслуговування (БЗО
- Радіальниесістеми); - системи з малими зонами обслуговування (МОЗ - сотовиесістеми
зв'язку). Системи з великою зоною обслуговування засновані наіспользованіі однієї
центральної радіостанції, яка обслуговує зонубольшого радіусу (від 50 до 100 км).
Потужність передавача етойстанціі вибирається в залежності від заданої напруженості
поляна межах території, що обслуговується і укладена в межах от100 до
250 Вт, а антена розташовується в найбільш високою точкезони обслуговування. Широкому
впровадження таких систем препятствуетряд притаманних їм недоліків, перш за все
невозможностьсущественного збільшення кількості обслуговуваних абонентов.Также,
для систем БЗО необхідно: - виключати вплив потужних передавачів на пріемнікіцентральних
станцій, тому що на центральних станціях (УКХ-діапазон) вони використовуються
спільно; - виключати вплив потужних передавачів центральних станційсоседніх
зон на роботу центральної станції даної зони; - контролювати якість
зв'язку всередині кожної зони дляподвіжних абонентів, що знаходяться на різних
видалення отцентральной станції даної зони; - ретельно планувати частотну обстановку
в виделенномдіапазоне; - забезпечувати рівнодоступного каналів зв'язку
з сторониподвіжних об'єктів. Тим більше, збільшення числа каналів на ограніченнойтерріторіі
обслуговування викликає необхідність соответствующегоувеліченія числа
центральних станцій (ЦС), що працюють сдостаточно великою потужністю. Ця обставина
при налічіікруговой діаграми спрямованості антени ЦС призводить квозможності
виникнення взаємних перешкод для большінстварадіостанцій ПА, що знаходяться
в зоні обслуговування. Крім того, значного збільшення числа каналів препятствуетограніченность
виділяється спектру радіочастот та невозможностьповторного
використання каналів у прилеглих районах через забольшой потужності передавача.
Інші недоліки пов'язані з многолучевостью распространеніярадіоволн при роботі
в міських умовах із щільною забудовою іналічіем радіозатененних зон, що
може викликати значітельниеіскаженія сигналів і навіть їх пропажа на відстанях,
близьких кпредельним. Відзначимо також можливість вознікновеніяінтермодуляціонних
перешкод через досить щільного расположеніяканалов. У зв'язку з перерахованими
причинами виникла необходімостьінтенсівних пошуків і досліджень в області
розробки систем сбольшой ефективністю використання виділеного спектру івисокой
пропускною здатністю, які були б у состоянііобслужівать велике
кількість абонентів. Ці ісследованіяначалісь на рубежі 60-70-х років і привели
до созданіютерріторіальних систем з малими зонами обслуговування, получівшіхназваніе
стільникових систем радіозв'язку з рухомими об'єктами. Стільникові системи рухомого
радіозв'язку мають прінціпіальноновую структуру, засновану на стільниковому побудові
іраспределеніі частот, відповідно до якого зона обслуговування поділяється велике число
осередків ( "сот"), кожна з яких обслужіваетсяотдельной радіостанцією невеликий
потужності, що знаходиться в центреячейкі (рис. 1). Невелика потужність передавачів
в системах МЗОі, відповідно, невеликий радіус їх дії, допускаеторганізацію
повторення частот прийому-передачі через 1 - 2 зони.Ето дозволяє реалізувати
основна перевага стільникової системи-забезпечення високоякісної
радіозв'язком великого колічестваПА в умовах обмеженого частотного діапазону.
До переваг систем МОЗ також відносяться: - застосування порівняно малопотужних
передавачів у базовихстанціях і, як наслідок цього, економія радіоспектру
за счетдінаміческого розподілу частот виділеного діапазону междузонамі забезпечення
зв'язку; - можливість гнучкого еволюційного розвитку системи МОЗ (за рахунок,
наприклад, збільшення або зменшення числа зонобслужіванія); До недоліків систем
МОЗ відносяться: - збільшення вартості систем в цілому за рахунок іспользованіябольшого
числа стаціонарних базових станцій; - необхідність застосування апаратури
безперервного слеженіяза рухомими абонентами, тому що розподіл каналів
связіменяется від зони до зони і тому можливі перерви зв'язку пріпересеченіі рухомими
абонентами кордонів сполучених зон. За принципами реалізації управління
СРПО підрозділяються успадковує групи: СРПО з ручним керуванням, в яких реалізується
ручнаякоммутація радіоканалів як між рухомими об'єктами, так імежду
рухомими і стаціонарними абонентами, ручна корекція івізуальний контроль
оператором режимів робіт як абонентскіхрадіопередающіх станцій (АРС), так і
апаратури центральних (базових) станцій тощо; СРПО з автоматизованим управлінням,
в яких толькочасть операцій виконуються людиною, а більша частина операційпо
обслуговування рухомих об'єктів - за допомогою управляющіхвичіслітельних
засобів (УВС) згідно з заданим алгорітмамработи; СРПО з автоматичним управлінням,
в яких все основниеопераціі встановлення зв'язку і контролю за роботою
сістемиреалізуются за рахунок організації систем автоматіческогоуправленія - без
участі людини-оператора. Останнім часом найбільшого поширення набули
СРПО, що мають: - стільниковий або квазісотовую структури; - автоматизоване або
автоматичне керування; - можливість входу в мережу загального користування ілісопряженія
з іншого СРПО; - можливість передачі цифрових сигналів управління іпрямого
і зворотного перетворення інформації (у тому числі іречі) в цифрову форму
і назад. Впровадження в ССПР цифрових методів обробки інформації всамой найближчому
майбутньому дозволить отримати абонентам цілий ряддополнітельних послуг: доступ
до міжнародних баз даних, факсимільний зв'язок, визначення місця розташування
ПА з большойточностью, отримання медичних даних і т.д. Як ужеотмечалось вище,
ССПР характеризуються високою еффектівностьюіспользованія спектру. Нарешті, вони
можуть знайти застосування вкачестве тимчасового кошти для повної або часткової
заміни вкороткіе терміни провідного телефонного зв'язку в нових районахзастройкі і
забезпечення зв'язком абонентів, які мешкають ілівременно що знаходяться у важкодоступних
районах. Інтенсивне використання ССПР за кордоном почалося в начале80-х років.
До 1985 ССПР найбільш широко експлуатувалася вСША, Японії, Скандинавських
країнах. В даний времяосуществляется їх впровадження у ФРН, Великобританії,
Франції іряде інших країн. 1.2. Принципи побудови стільникових систем. Розділити
обслуговується територію на Микрозона можна двумяспособамі: статистичним,
заснованим на ізмереніістатістіческіх параметрів розповсюдження сигналів у сістемахсвязі,
або детермінованим, заснованим на вимірюванні ілірасчете параметрів
поширення сигналу для конкретногорайона. При статистичному способі вся
обслуговується терріторіяразделяется на однакові за формою зони і з помощьюстатістіческіх
законів розповсюдження радіохвиль визначаються іхдопустімие розміри
та відстані до інших зон, в пріделахкоторих виконуються умови допустимого взаємного
впливу. Щоб оптимально розділити територію на Микрозона, т. е.без
перекриття або пропусків ділянок, можуть бути іспользованитолько три геометричні
фігури - трикутник, квадрат ішестіугольнік (рис. 2). Найбільш придатною
фігурою являетсяшестіугольнік, тому що якщо антену встановлювати в його центрі, то
кругова форма діаграми спрямованості буде покривати почтівсю його площа.
Радіостанції ПЗ (рис. 1), що знаходяться в мікрозонах, могутсвязаться ЦРС, що знаходиться
в центрі цієї зони (БС). Всемікрозони пов'язані з'єднувальними лініями
з главнойрадіостанчіей ССПР. В якості з'єднувальних ліній могутіспользоваться
кабелі, радіорелейні лінії. Главнаярадіостанція (ЦС) з'єднується з телефонною
мережею. Такімобразом, при зв'язку абонента АТС з абонентом ПО сигнал виклику ізтелефонной
мережі потрапляє на ГЗСС, від неї по соедінітельнимлініям до однієї з МЗЦС і
потім по радіоканалу до абонента ПЗ. Передавач МЗЦС має порівняно невелику
потужність, необхідну для зв'язку з абонентами ПЗ в Микрозона, поетомууровень
створюваних ним перешкод значно нижче. Це даетвозможность використовувати ті ж частоти
і в інших ячейках.Расстояніе до цих осередків, в яких можуть бути використані
однії теже робочі частоти, залежать від умов распространеніярадіоволн,
допустимого рівня перешкод і числа радіостанцій, розташованих навколо цієї комірки.
Вважається допустимим, щоб стільникового шестикутної структурі частоти повторювалися
через двеячейкі (рис. 3). Це означає, що, використовуючи 7 рабочіхканалов,
можна перекрити всю зону обслуговування. Есліінтенсівность навантаження по всій зоні однакова,
то й розміри всехячеек вибирають однаковими. Зазвичай розподіл абонентів
ПО повсей території, що обслуговується нерівномірно (зменшується отцентра до
периферії), тому доцільно так змінювати клітинки, щоб їх розміри збільшувалися
до периферії. Це позволяетуменьшіть вартість ССПР в цілому за рахунок зменшення
необходімогочісла БС. Однак у цьому випадку потужності передавачів центральнихі
рухомих радіостанцій будуть залежати від розмірів комірок, тому доцільно
використовувати автоматично регульовану посигналити кореспондента потужність передавача.
Крім того, длятерріторій із зонами різного розміру треба більш тщательноопределять
ті з них, в яких можна повторно іспользоватьрабочіе канали.
При статичному способі в більшості випадків получаемийінтервал між зонами, в
яких використовуються однакові рабочіеканали, виходить більше необхідного
з точки зреніяподдержанія взаємних перешкод на допустимому рівні. Більш оптимальний
детермінований спосіб поділу Назон. При ньому ретельно вимірюють або розраховують
параметрисістеми для визначення мінімального числа центральних станцій, що забезпечують
задовільний обслуговування абонентів за всейтерріторіі, враховується
рельєф місцевості для определеніяоптімального місця розташування ЦРС,
є возможностьіспользовать спрямовані антени, пасивні ретранслятори ісмежние
центральні станції в момент пікового ногрузкі і т.д.Однако цей спосіб
складний і вимагає в ряді випадків моделірованіяс використанням ЕОМ. У стільникових системах
необхідно визначити, яку ЦРСподключіть для зв'язку з абонентом ПЗ, т.
тобто определітьместоположеніе абонента ПЗ на території обслуговування. При етомне
потрібна висока точність визначення местоположеніяподвіжного об'єкта. Досить
визначити тільки Микрозона вкоторой він знаходиться. При вхідного зв'язку, т.
тобто від ЦС кабоненту ПЗ, сигнал виклику може передаватися або поспеціальним викличних,
або за вільними каналами, на коториерадіостанціі ПО настроюються автоматично.
Местоположеніеопределяется за рівнем сигналу, що надходить від радіостанції
Пона найближчу БС. яка і включається для ведення переговорів сабонентамі
ПЗ. При переїзді в зону дії іншої БСрадіостанція ПЗ автоматично переходить
на канал нової БС. Пріетом постійно повинен забезпечуватися контроль за радіостанціейПО,
для чого в процесі ведення розмови з абонентом ПЗ на БС Ідалії
в ЦС спільно з промовою передаються контрольні сигнали. Існують різні методи
визначення координат: найбільш поширений з них тристоронній дальномернийметод
для оцінки дальності імпульсними або фазометріческімісістемамі, а
також тріангуляціонний метод для вимірювання азімутаПО по відношенню до базових станцій,
прінімаюшім сигнал егоабонента. Є також пропозиції по використанню
методаелектронного оповіщення, при якому на кордонах зонустанавліваются електронні
пости оповіщення, предназначенниедля передачі абоненту ПО інформації про пересічної
області. Етаінформація запам'ятовується радіостанцій по і може бути затемпередана
на ЦРС, що приймають заявку на обслуговування абонентовПО. Однак така
система вимагає додаткової апаратури, яка встановлюється на всій території
обслуговування. Следуетотметіть, що методи визначення координат радіостанції ПО
іалгорітмов виділення ЦРС ще вимагають дополнітельнихісследованій. Після виділення
однією з декількох ЦРС для связіс абонентом ПЗ необхідно виділити робочий
канал. У найпростіших стільникових системах з відносно равномернойсредней навантаженням
використовується фіксований распределеніеканалов, при якому за кожною зоною
закріплюється один канал, арадіостанція ПЗ може перемикатися на канали всіх
зонавтоматіческі у міру переходу з однієї зони в іншу. У болеесложних системах
за кожною зоною може бути закріплена группаканалов (стволів); радіостанція
ПО при роботі в цiй зонеавтоматіческі вибирає канал, вільний в даний момент
отсвязі. При переході в іншу зону вона автоматіческіпереключается на іншу
групи каналів і на пошук свободногоканала в новій зоні. При фіксованому розподіл
каналів під час піковойнагрузкі, яка найчастіше виникає в центрі
обслужіваемойтерріторіі, центральні осередки можуть бути перевантажені, аперіферійние
мати вільні канали, що приводить кнееффектівному використання спектра.
У цьому випадку лучшепріменять динамічний розподіл каналів, при якому
любойканал може бути використаний в будь-якій Микрозона обслуговування. У системі
зв'язку з динамічним розподілом каналовобрабативается великий обсяг інформації.
Для цього іспользуетсябистродействующая ЕОМ, в якій запам'ятовується інформація
осостояніі кожного каналу в кожній зоні обслуговування і ізмененіеее при зміні
стану системи. Абонент рухомого об'єкта, який здійснює виклик, повинен
мати свій адресний ознака дляопределенія стану, і для автоматизації розрахунку
оплатиобслужіванія. Центральну радіостанцію необхідно перемикати сканала
на канал у міру розподілу каналів у межах зониобслужіванія. При динамічному
розподіл увелічіваетсязагруженность каналів і знижується інтенсивність
відмов посравненію з системами, в яких використовується фіксірованноераспределеніе
каналів. Але управління системою усложняется.Каждая ЦРС повинна працювати
на всіх частотах сістеми.Радіостанція ПО може працювати або на одному, або на групперавнодоступних
каналів. Таким чином одноканальнаярадіостанція ПЗ може
забезпечити зв'язок на всій терріторііобслужіванія (звичайно, якщо канал не зайнятий другойрадіостанціей).
При фіксованому розподіл каналоврадіостанція ПО повинна
працювати на всіх каналах системи, акаждая ЦРС повинна мати 1/7 від загального числа
каналів. Однією з основних функцій БС є обеспеченіесопровожденія між
провідний частиною ССПР і АС. До складу БСвходят приймачі, передавачі і блоки
управління для зв'язку з ЦС.С центральною станцією БС з'єднані групою розмовних
каналові декількома каналами передачі даних. Передавачі БС і АСімеют невелику
потужність, необхідну для забезпечення зв'язку впределах осередку, що дає можливість
використовувати одні і ті жечастоти в різних осередках, рознесених один
від одного наопределенное захисне відстань D (рис. 3). Повторноепрімененіе одних
і тих же частот дозволяє найбільш економноіспользовать виділений ресурс
і забезпечує високу пропускнуюспособность системи. У процесі руху ПО перетинають
кордону осередків. При етомАС, встановлені на ПЗ, за командами ЦС передаються
від однієї БС кдругой, перемикаючись на вільний частотний канал соседнейячейкі.
Автоматичний пошук вільних каналів і установленіесоедіненія здійснюється
без порушення зв'язку по командах ЕОМ, що управляє комутаційним обладнанням.
Процедураавтоматіческого перекладу АС від однієї БС до іншої в процессдвіженія
ПО отримала назву "естафетної передачі". Пріперемещеніі ПО з однієї комірки в
іншу ЕОМ фіксує полученниепо радіоканалу управління дані про якість сигналу, місця розташування
об'єкта і деякі інші, з іспользованіемспеціальной програми
визначає відповідний заданнимтребованіям вільний канал в тій комірці,
куди переместілсяабонент. Після цього ЦС посилає сигнал для автоматіческогопереключенія
АС на цей канал. Крім даної процедури ЦСвиполняет наступні
функції: - управління та контроль за роботою БС і АС; - встановлення з'єднань
між абонентами і раз'едіненіеіх після закінчення розмови; - спостереження за якістю
передачі; - пошук ПЗ на території обслуговування; - тарифікація та діагностика
стану системи. За структурою ССПР можуть бути побудовані за радіальному ілірадіально-вузловому
принципом або мати розподілене управленіе.По радіальному принципом
будуються ССПР з невеликим колічествомБС, такі, наприклад, як TACS (Великобританія)
і AMPS (США). БСсоедіняются безпосередньо з ЦС, які, у свою чергу, під'єднані
до телефонної мережі загального користування. Радіально-вузловий принцип
застосовується у разі, якщо ССПРобслужівает велику територію із значним
колічествомабонентов. Такими системами є NTT (Японія) і MATS-E (Франція).
При цьому БС з'єднуються зі станціями управління, які провідними лініями
зв'язку підключені до ЦС. Станцііуправленія встановлюють з'єднання, здійснюють
контролькачества прийнятої інформації, виробляють естафетноепереключеніе. Крім
того, вони передають відомості про проізведеннихопераціях на ЦС. Остання фіксує
отриману інформацію і, вслучае необхідності, перекоммутірует АС в зону
дії другойЦС. При розподіленому управлінні ЦС відсутня, а функцііуправленія
здійснюють БС і АС. Суттєвим є питання про приватний плануванні
в ССПР.В згідно з прийнятими принципами кожної БС виделяетсяопределенний
набір частотних каналів, який може повторяться.Как вже згадувалося, БС, на
яких допускається повторноеіспользованіе виділеного набору частот, поділяються
між собойзащітним інтервалом D (див. рис. 3). Саме возможностьповторного
використання одних і тих же частот определяетвисокую ефективність застосування
частотного спектру в ССПР.Смежние БС, що використовують різні набори частотних
каналів, утворюють групу з З станцій. Якщо кожній БС виділяється набір ізканалов
з шириною смуги Fк, то загальна ширина смуги, занімаемаяССПР, буде Fc = Fк m
C, де m - число каналів. Таким чином, величина З визначає мінімально можливе
число каналів всістеме, тому її часто називають "частотним параметром" системи
(у деяких джерелах - "коефіцієнтом повтореніячастот"). Кількість активних
абонентів у всій зоні обслужіваніяопределяется співвідношенням: - R0 ¬ 2 N = L | m
1,21 | | - | | m, (1) LR - - R0 ¬ 2где L 1,21 | | - | - число БС, LR - R0 - радіус
зони обслуговування, R - радіус комірки. Тоді ефективність використання спектру
частотопределяется виразом: (2) з якого випливає, що величина ефективності
не залежить відрахований каналів в наборі і збільшується в міру уменьшеніярадіуса
осередки. Таким чином, використання менших радіусовячеек дає можливість
збільшити повторюваність частот. Крометого, з (2) видно, що доцільно обирати
малі значення С. Застосування шестикутної форми осередків позволяетмінімізіровать
необхідну частотний діапазон, посколькуобеспечівает оптимальне співвідношення
між величиною З ізащітним інтервалом 1 - D ¬ 2 С = ---||---| (3) 3 LR -
Крім того, шестикутна форма найкращим образомвпісивается в кругову діаграму
спрямованості БС, встановленої в центрі клітинки. Зупинимося більш докладно
на питанні про вибір размеровячеек (радіусі R). Ці розміри визначають захисний
інтервал D (див. рис. 3) між осередками, в яких одні і ті ж частотимогут бути
використані повторно. Зауважимо, що величина інтервалазавісіт також від допустимого
рівня перешкод і условійраспространенія радіохвиль. У припущенні, що інтенсівностьнагрузкі
в межах всієї зони однакова, осередки вибіраютсяодінакових розмірів.
Зі співвідношення (1) випливає, що прізаданном розмірі зони обслуговування
(радіус R0) радіус осередку Rопределяет також число абонентів N, здатних одночасно
вестіпереговори на всій території обслуговування. З цього соотношеніятакже
видно, що зменшення радіуса осередку дозволяє?? е толькоповисіть частотну ефективність
і збільшити пропускнуюспособность системи, але й зменшити потужність
передавачів ічувствітельность приймачів БС і АС. Це поліпшує условіяелектромагнітной
сумісності ССПР з іншими радіоелектроннимісредствамі і системами і
знижує її вартість. З іншого боку, надмірне зменшення радіусу ячеекпріводіт
до значного збільшення числа перетинів ПА граніцячеек, що може викликати
перевантаження пристроїв керування ікоммутаціі системи. Крім того, можливо
збільшення чісласлучаев виникнення взаємних перешкод. І, нарешті, при малихзначеніях
R в реальних умовах навіть незначне отклоненіеположенія антени щодо
геометричного центру ячейкіможет викликати відчутне зменшення відносини
сигнал/перешкода всістеме. У зв'язку з цим в реальних умовах при виборі велічіниR
доводиться приймати компромісне рішення. Типові значеніярадіусов вибираються
на основі розрахунків і досвіду експлуатації ісоставляют величину 0,5 - 2,5 км
(у Лондоні та Стокгольмі). Вперспектіве особливо для районів з щільним трафіком
етавелічіна, як вважають, буде зменшуватися. Оцінимо, для прикладу, можливе
кількість актівнихабонентов ССПР для сучасного міста, характерізуемоговелічіной
радіусу зони покриття R0 = 30 км при радіусеячейкі R = 1 км. Нехай
число одночасно обслуговуються однією БСактівних абонентів дорівнює 16. Підрахунки
за наведеною формуледают величину N, що дорівнює 17 тис. Якщо прийняти розумну
дляпрактікі величину активності мережі (відношення кількості абонентів, що ведуть у кожен
даний момент часу переговори, до общемуколічеству абонентів в мережі) рівною
0,1, то загальна її емкостьсоставіт 170 тис. абонентів. Відповідно до ісследованіямізарубежних
фахівців, у містах з населенням, превишающім2 млн. чол.,
потреба в радіотелефонні засобах оценіваетсяна рівні 2% від населення (в
містах з меншим населенням онасоставляет 1 - 1,5%). Таким чином, ємність
рассмотреннойсеті може задовольнити потребу міста з населеніемпорядка 8-9
млн. чол. У реальних умовах розподіл ПА в пределахобслужіваемой території
може бути нерівномірним. Як правило, воно зменшується від центру до периферії.
При цьому наіболеераціонально вибирати величину R таким чином, щоб її размериувелічівалісь
від центру до периферії. Слід враховувати, чтотребуемая потужність
передавачів БС і ПА не залишається незмінною, а визначається розмірами осередків.
У цьому випадку раціональнопріменять автоматично регульовану залежно отінтенсівності
сигналу кореспондента потужність передавача. Виключно важливим
питанням, що визначає у значітельнойстепені основні характеристики ССПР, є
распределеніечастотних каналів між БС. Воно дозволяє забезпечити нізкійуровень
межканальних перешкод, які суттєво впливають напомехоустойчівость
системи. Існують три способи Розподіл