Презентация на тему Радиальный и зоновый принцип построения систем связи

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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).

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.

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.

– 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.

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.

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").