- •1. ВВЕДЕНИЕ
- •1.1. Радиосвязь и её значение для человечества
- •1.2. Радиоволны
- •1.3. Диапазоны радиоволн
- •1.4. Каналы радиосвязи
- •2. ЭТАПЫ ИСТОРИИ РАДИОСВЯЗИ
- •2.1. Начало формирования научных основ
- •2.2. Изобретение как итог науки
- •2.3. Первые устройства беспроводной связи
- •2.4. Радиосвязь во второй половине XX века - итоги и тенденции
- •2.5. Предыстория космической радиосвязи
- •3. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
- •3.1. Геофизические факторы, влияющие на распространение радиоволн
- •3.2. Распространение волн диапазонов СЧ, НЧ и ОНЧ
- •3.3. Распространение волн диапазона ВЧ
- •3.4. Распространение волн диапазонов ОВЧ, УВЧ и СВЧ
- •3.5. Помехи радиосвязи
- •4.2. Сигналы и помехи в ВЧ радиолиниях
- •4.3. Структура автоматизированной сети ВЧ радиосвязи
- •4.4. Магистральная ВЧ радиосвязь
- •4.5. Особенности и структура зоновой радиосвязи с вынесенным ретранслятором
- •4.6. Варианты структур сетей зоновой радиосвязи диапазона ВЧ с вынесенным ретранслятором
- •4.7 Системы ВЧ радиосвязи в гражданской авиации
- •4.9. Ионосфера как ресурс комплексной пейджерной сети радиосвязи
- •4.10. Роль и проблемы ВЧ радиосвязи в комплексной системе связи Российской Федерации.
- •5.2. Состав оборудования РРЛ
- •5.3. Размещение станций
- •5.4. Выбор и чередование частот в радиорелейной связи
- •6. ПОДВИЖНАЯ РАДИОСВЯЗЬ
- •6.1. Этапы развития подвижной радиосвязи
- •6.2. Термины, классификация и особенности сетей подвижной радиосвязи
- •6.3. Варианты сетей наземной сотовой подвижной радиосвязи
- •6.5. Радиотелефонная сеть общего пользования "Алтай-ЗМ"
- •6.7. Сотовая система связи стандарта GSM
- •6.8. Развитие в России систем подвижной связи третьего поколения
- •7. СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОГО РАДИОВЫЗОВА
- •7.1. Назначение и принципы построения систем персонального вызова
- •7.2. Структурная схема СПВ
- •7.3. Протоколы систем пейджерной связи
- •7.5. Типы пейджеров
- •7.6. Характерные особенности построения приемников СПВ
- •7.7.Структурные схемы и основные показатели конкретных пейджеров
- •7.8. Приемник персонального вызова Telefind Согр.(США)
- •8.2. Орбиты и зоны обслуживания спутниковых систем связи и вещания
- •8.3. Способы модуляции и уплотнения в радиоканалах спутниковой связи
- •8.5. Многостанционный доступ и методы разделения сигналов
- •8.6. Классификация земных станций
- •8.7. Структурные схемы и основные характеристики земных станций
- •8.8. Принципы построения приемных и передающих устройств земных станций
- •8.9. Назначение, состав и основные параметры бортовой аппаратуры
- •8.12. Бортовые радиопередающие устройства
- •8.13. Приемные устройства бортовых ретрансляторов
- •8.14. Общие сведения и требования к антеннам
- •8.15. Общие принципы построения космических систем телеконтроля и управления
- •8.16. Примеры систем спутниковой связи
- •8.17. Системы низкоорбитальной спутниковой связи
канале управления остаётся прежней - 24,7 кбит/с. Информация быстрого совмещённого канала управления передаётся половиной информационных бит временного интервала кадра в канале связи, с которым он совмещается в восьми последовательных кадрах. Для передачи информации каналов управления, за исключением совмещёных, используется 51-кадровый мультикадр.
6.8. Развитие в России систем подвижной связи третьего поколения
В настоящее время заканчивается работа по созданию сис тем мобильной связи третьего поколения, получившей название IMT-2000 (International Mobile Telecommunications - 2000). К отли чительным особенностям этой системы можно отнести [6.13, 6.14]:
1)обеспечение глобальной связи;
2)совместимость с действующими системами связи второго поколения;
3)значительное расширение ассортимента услуг, включая как высококачественную речевую низкоскоростную связь, так и вы
сокоскоростные услуги мультимедиа и беспроводной доступ в Internet; при этом тарифы на предоставление всех этих услуг должны быть значительно снижены;
4)адаптацию к различным условиям и сценариям связи;
5)практически мгновенный доступ к услугам;
6)эффективное использование радиоресурсов.
Европейская система подвижной связи третьего поколения (система UMTS) является результатом дальнейшего развития сис тем второго поколения, таких как ISDN и GSM. Конечная цель раз работки систем связи семейства IMT-2000/UMTS - это создание универсальной системы связи, объединяющей все виды сетей подвижной и стационарной связи, включая как спутниковые, так и наземные сотовые и пейджерные системы.
Проведенные научно-исследовательские работы позволили сформулировать основные принципы внедрения подвижной связи третьего поколения в России [6.13, 6.14]: постепенный переход от систем подвижной связи второго к системам третьего поколения; преемственное лицензирование услуг связи систем третьего поко ления, с поддержкой операторов стандарта GSM; порядок серти фикации оборудования должен быть взаимоувязан с европейской системой стандартизации; государственное регулирование опера торской деятельности и рыночных механизмов в выделении необ
ходимого частотного ресурса; обеспечение национальной и ин формационной безопасности.
Реализация услуг систем связи третьего поколения требует выбора ряда технических решений. К ним относятся разработка нового радиоинтерфейса для передачи сообщений со скоростью до 2048 кбит/с. В настоящее время согласованы пять вариантов радиоинтерфейсов третьего поколения, состав и краткие техниче ские характеристики которых приведены в [6.14]. Поскольку с уве личением скорости передачи сообщений расширяется полоса час тот радиоканала, в условиях возрастающего дефицита частотного ресурса приобретает актуальность проблема с распределением спектра частот и выбор эффективных методов манипуляции и ра диодоступа для систем связи IMT-2000.
Снижение тарифов на предоставление услуг связи приво дит к необходимости повышать пропускную способность подвиж ной сети связи без значительных дополнительных затрат на раз витие существующих физических каналов связи. Это возможно за счет применения коммутации пакетов вместо коммутации кана лов, как это реализовывалось в подвижных системах связи второ го поколения.
Таким образом, в результате проводимых работ определя ются условия выделения полос частот для подвижной связи третьего поколения, решаются проблемы электромагнитной со вместимости радиосредств систем связи третьего поколения с ра диосредствами, действующими в настоящее время в полосе 2 ГГц; выполняются работы по созданию сетей пакетной коммутации для подвижной связи и т.д.
В завершение отметим, что работы, которые ведутся в на правление развития стандартов и сетей второго поколения, позво ляют констатировать, что в ближайшие 1-2 года системы связи стандартов GSM (900/1800/1900) и TDMA (IS-136) будут предос тавлять своим абонентам практически полный пакет услуг систем связи третьего поколения при развитых инфраструктуре сетей, международном роуминге и рынке радиотелефонов [6.14].
7. СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОГО РАДИОВЫЗОВА
7.1. Назначение и принципы построения систем персонального вызова
Известно, что связь - это основа управления: руководителю необходимо иметь возможность оперативной связи с подчиненны ми. Еще более важна оперативная связь для различных аварий ных служб, для врачей и органов правопорядка. Для повышения эффективности всех видов человеческой жизнедеятельности не обходимо расширять ресурсы оперативного извещения каждого отдельного человека о происходящих событиях, актуальных для него изменениях обстановки, т. е. необходимо обеспечить непре рывную связь с каждым человеком и между людьми.
Единственным способом связи с человеком, находящемся в произвольных местах и тем более в движении, является радио связь. Ее целесообразность и необходимость подтверждает тот факт, что в последние два десятилетия возникла и интенсивно развивается глобальная связь, охватывающая практически всю планету - персональный радиовызов. Система персонального ра диовызова (СПВ) позволяет передать вызов и необходимый мини мум информации человеку или группе людей, независимо от места их нахождения. При этом в большинстве случаев нет необходимо сти в двухсторонней связи, а достаточно передать краткую инфор мацию. По сравнению с двухсторонней телефонной радиосвязью СПВ требует существенно меньших затрат на ее организацию; бо лее эффективно использует радиочастотный спектр, поскольку один радиоканал может обслуживать большее количество абонен тов; характеризуется меньшим энергопотреблением, большей эко логичностью и возможностью охвата сколь угодно больших территорий.
Первоначально СПВ функционировали с радиусом действия, ограниченным территорией предприятия или помещениями внутри здания, охваченными многовитковой проводной петлей. Одна из первых систем этого типа - ''Мультитон'' была разработана в 1956 г. подобные системы с индуктивной связью, использующие магнит ное поле с низкими частотами несущих колебаний, находит приме нение и в настоящее время. Система персонального радиовызова этого типа используются, например, для обслуживания участников различного рода совещаний и массовых мероприятий, для срочно го вызова участника совещания к телефонному аппарату, для пе
редачи сигналов срочного вызова дежурным врачам в больницах, оперативным работникам различных служб, пожарным командам; для обеспечения персональной связи с шахтерами при экстре мальных ситуациях и т.д. [7 1, 7.2].
Для значительных территорий СПВ строятся на основе ра диосвязи на метровых и дециметровых волнах. В различных сис темах подобного класса обычно используются полосы частот, при легающие к: 30, 80, 160, 300 и 450 МГц. Зона уверенного приема сигналов в диапазоне 450 МГц меньше, чем в диапазоне 160 МГц, что обусловлено менее благоприятными условиями распростране ния радиоволн этого диапазона, а также более заметным влияни ем метеорологических условий, рельефа местности и т.д. Диапа зоны 450 и 900 МГц предпочтительны в городах с плотной за стройкой из железобетонных зданий, так как радиоволны этих диапазонов обладают хорошей проникающей способностью; к тому же на этих частотах сравнительно слабо проявляется влияние ат мосферных и промышленных помех.
Абонент СПВ использует малогабаритный вызывной прием ник (пейджер), имеющий индивидуальный номер (адрес). В про стейшем случае вызов передается по телефонной сети на цен тральную станцию, преобразуется в кодированный радиосигнал и передается на выделенной для СПВ частоте в то место, где на ходится абонент.
Если радиус действия для одного передатчика центральной станции не позволяет обслужить всю территорию, то она разбива ется на отдельные зоны, в каждой из которых имеется свой пере датчик. Сигнал вызова длительностью 1...2 с передается всем пейджерам, однако сработает только тот из них, который настроен на определенную частоту и имеет соответствующий адрес. Полу чив вызов, абонент по телефонному аппарату по заранее извест ному номеру принимает адресованное ему сообщение, либо полу чает соединение для телефонного разговора, либо, что характерно для современных СПВ, сигнал вызова совмещается в пейджера с визуальным отображением сообщения небольшого объема на дисплее. Сигнал вызова может подаваться не только одному, но и группе абонентов, если им присвоен единый адрес. Вызов может подаваться абонентам с повтором, с автоматической проверкой и корректировкой правильности принятого сообщения.
На первых порах применялся метод многочастотного комби национного кодирования (МЧКК). В этом случае последовательно или параллельно передавалась комбинация из некоторого набора фиксированных, заранее известных частот, например 2 из 38 (США, конец 50-х годов). В этой системе при приеме кодовой ком
бинации данного абонента дешифратор включал низкочастотную часть приемника и вызываемый слышал речевое сообщение, пе редаваемое ему диспетчером. В системе использовалась частот ная модуляция несущего колебания.
Впоследствии, при увеличении числа абонентов в системах СПВ начал применяться метод двоично-цифрового кодирования (ДЦК) вызова. В этом случае адрес кодируется последовательной комбинацией двоичных символов (логические нули и единицы). Это уже цифровая система персонального вызова.
В первых цифровых СПВ кроме адреса абонента переда вался небольшой объем дополнительной информации, обычно не более 10 сигналов, которые либо отображались на индикаторе в виде цифр, либо включали различные типы сигнализации, напри мер, звуковой сигнал различной тональности.
Обычно в цифровых системах применяется частотная мани пуляция, если же для вызова используются вещательные пере датчики с ЧМ (например, шведская система MBS), то применяется относительная фазовая модуляция (ОФМ), так как в этом случае удается избежать взаимных помех между сигналами персонально го вызова и стереофонического вещания.
Для двоичной передачи адреса и дополнительной информа ции в различных системах используются различные методы коди рования: разновидности кодов БЧХ (Боуза-Чоудхури-Хогвингема), кодов Грея или двоично-десятичной безызбыточный код с повто рением кодовой комбинации (в сетях Multiton).
В итоге развития СПВ позволили передавать дополнитель ную цифровую информацию, на пример, номер вызывающего або нента. С середины 80-х годов СПВ позволяют передавать буквен но-цифровое сообщение фиксированной длины, до нескольких де сятков символов, либо сообщение типа бегущая строка. Некоторые конструкции приемников позволяют запоминать несколько послед них сообщений и время их получения, а также просматривать эти сообщения в дальнейшем. С 1994 года появилась возможность организовать обратную связь пейджера с СПВ. В развитых странах в настоящее время СПВ стали самым распространенным и деше вым видом мобильной связи. Пейджерной связью уже пользуются десятки миллионов людей, и, тем не менее, ежегодно число або нентов СПВ увеличивается примерно на 20%. В России, к сожале нию, сеть СПВ находится в зачаточном состоянии, однако уже на блюдается быстрый рост числа абонентов.