МИНИСТРЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Рязанский государственный радиотехнический университет

3110

Учебное пособие

по курсу:

Сети и системы связи с подвижными объектами

Рязань 2008

Настоящее пособие является продолжением серии изданий для подготовки студентов специальности 210402 «Средства связи с подвижными объектами» к сдаче государственного экзамена. Включает себя основные теоретические сведения по предметам:

«Сети и системы средств связи с подвижными объектами». Авторы выражают благодарность за предоставленные материалы сотрудникам кафедры ТОР:

доц. к.т.н. Бакке Андрею Васильевичу

Содержание

1. Понятие сети связи. Сети «Ad Hoc», принципы маршрутизации в сетях «Ad Hoc», проблемы безопасности в сетях «Ad Hoc». Особенности систем подвижной радиосвязи. Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI).

2. Классификация систем и сетей подвижной радиосвязи. Базовые понятия систем подвижной радиосвязи. Диапазоны частот, используемые в системах подвижной радиосвязи. Системы спутниковой связи и навигации.

3. Краткий обзор систем подвижной радиосвязи: транкинговые системы, системы сотовой связи, системы связи третьего поколения. Принцип повторного использования частот. Режимы функционирования мобильных станций в сетях подвижной радиосвязи.

4. Основы энергетического расчета систем подвижной радиосвязи. Понятие и классификация замираний. Числовые характеристики многолучевых каналов связи. Меры борьбы с замираниями.

5. Методы оценки потерь при распространении радиоволн. Эмпирические формулы Окамуры. Тепловые шумы и интерференционные помехи.

6. Принципы территориального планирования систем подвижной радиосвязи: определение зоны уверенного приема, телефонный трафик, общие проблемы проектирования сети.

7. Классификация каналов связи в системах подвижной радиосвязи. Алгоритмы многостанционного доступа. Проблемы возникновения коллизий в сетях подвижной радиосвязи, алгоритмы предотвращения коллизий, протоколы Aloha.

8. Модуляция цифровых сигналов. Методы полосовой модуляции. Модуляция OFDM.

9. Методы автоматического определения местоположения подвижных объектов. Принципы организации и функционирования спутниковых навигационных систем (СНС). Основные характеристики СНС NAVSTAR и ГЛОНАСС. Дифференциальные подсистемы навигации.

10. Система сотовой связи стандарта NMT-450 (NMT-900). Услуги, предоставляемые системой, частотные планы стандарта. Структурные схемы базовой станции и центра коммутации.

11. Организация физических и логических каналов связи стандарта NMT. Организация соединения в системе стандарта NMT, основные режимы работы системы.

12. Федеральная система сотовой связи стандарта GSM. Услуги, предоставляемые системой, частотные планы стандарта. Особенности системы стандарта GSM, основные характеристики системы.

13. Структурная схема организации сети связи стандарта GSM. Регистры стандарта GSM. Домены подсистемы коммутации, методы скоростной передачи данных в GSM. Методы определения местоположения подвижных объектов в GSM.

14. Организация логических и физических каналов связи в системе стандарта GSM. Структура радиоинтерфейса, виды пакетов физического уровня. Модель OSI системы стандарта GSM. Кодирование речевого трафика в системе стандарта GSM.

Особенности систем подвижной радиосвязи. Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI).

Беспроводные сети передачи данных обладают следующими преимуществами:

- гибкость сети (отсутствие привязи терминалов к точкам)

- создание временных конфигураций сети «ad Hoc»

- неограниченное распространение радиоволн по обширным территориям

недостатки:

- низкое качество канала связи (вер-ть битовой ошибки >10^-3)

- региональное регулирование радиоспектра (ограниченность частотного ресурса)

- высокая стоимость оборудования

- принципиальное нарушение конфиденциальности и возможность перехвата.

Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем.

Открытой называется система, которая может взаимодействовать с другими системами в соответствии с заранее определенными стандартами. Модель OSI предусматривает набор процедур и функций, определяющих правила обмена информацией между терминалом и процессорами.

Модель построена таким образом, что каждый уровень обеспечивает обслуживание более высокого уровня. Пользователи одного уровня осуществляют соединение через оборудование, которое работает под управлением более низких уровней. При этом отношение между пользователями одного уровня регламентируется протоколом данного уровня.

Уровни модели OSI:

1. Физический уровень – определяет правила передачи между 2 точками и предназначен для электрического и конструктивного сопряжения 2-х узлов. Формат передачи – бит.

2. Канальный уровень – определяет процедуры и функции, ответственные за организацию канала передачи данных.

3 фазы соединения

- установление соединения

- поддержание соединение в работоспособном состоянии

- прекращение соединения

Включает следующие задачи:

• Надежная передачи информации

• Синхронизация потоков информации

• Управление потоками данных

• Защита информации

Формат данных - блок (SU)

Существует 3 типа сигнальных единиц:

• MSU – информационный блок данных;

• LSSU – блок контроля и управления канала связи.

• FSU – пустой блок.

3. Сетевой (пакетный) уровень – предназначен для установления сетевого соединения. Соединения, выполненные на этом уровне называются логическими. На этом уровне осуществляется маршрутизация и организация соединения «точка-многоточие»

Формат передачи данных – пакет.

На этом уровне к блоку данных канального уровня добавляется заголовок и дополнительная информация.

4. Транспортный уровень – обеспечивает надежную, прозрачную передачу данных, осуществляет коррекцию и управление потоком. На этом уровне формируются правила для транспорта разнородных пакетов.

Формат передачи – сообщение.

5. Сеансовый уровень – обеспечивает организацию и синхронизацию информационного обмена. Устанавливает и прекращает соединение.

6. Представительский уровень – осуществляет синтаксический разбор поступающих сообщений. Это выполняется с целью стандартизации прикладных соединений.

7. Прикладной уровень – осуществляет взаимодействие пользователя и системы.

Классификация систем и сетей подвижной радиосвязи. Базовые понятия систем подвижной радиосвязи. Диапазоны частот, используемые в системах подвижной радиосвязи. Системы спутниковой связи и навигация.

Классификация СС с ПО.

Радиальные системы для обеспечения радиотелефонной связи и передачи данных при неограниченной мобильности абонентов в пределах одной зоны обслуживания (транкинговые СС).

Зоновые системы предоставляют услуги связи в пределах нескольких зон обслуживания; в центре каждой зоны обслуживания находится БС подключённая к центральному коммутатору. Центр обеспечивает непрерывность связи и согласование с другими сетями.

Линейные системы это система, предоставляющая услуги связи на пространственно протяженных территориях.

Базовые понятия систем подвижной радиосвязи.

В состав СС с ПО входят средства формирующие зону обслуживания и абонентские терминалы. В формировании зоны обслуживания участвуют: БС, коммутаторы, вспомогательные тех. средства, программное обеспечение.

В сформированной зоне обслуживания по средствам радиоинетерфейса осуществляется подключение мобильных терминалов к сети.

БС состоит из приёмо-передатчиков, контролеров, АФУ; Всё это обеспечивает работу радиоинтерфейса и обмен данными с терминалами в соответствии с протоколом обмена.

Радиоинтерфейс определяется:

-пороговое ОСШ;

-чувствительность;

-полоса частот;

- стабильность частоты задающего генератора;

Параметры передатчика:

-мощность передатчика;

-шаг изменения мощности;

-уровень внеполосных излучений;

-вид модуляции;

-способ многостанционного доступа;

-способ реализации дуплекса;

Протокол обмена – набор правил в соответствии с которыми осуществляется взаимодействие БС и МС. Протокол определяется структурой пакетов, кадров, мультикадров. А также отражается реакцию сети на разные события.

Функциональные характеристики сети:

-мах кол-во абонентов;

-кол-во абонентов на одну БС;

-кол-во абонентов на одну несущую;

-ёмкость БС;

-кол-во БС;

-кол-во коммутаторов;

-кол-во станций управления и обслуживания;

-тип программного обеспечения, тип программ учитывающих объём трафика системы (биллинга);

К структурным характеристикам системы относятся понятия зоны обслуживания и зоны покрытия.

ЗП –территория, в пределах которой сигнал от БС с заданной вероятностью превышает некоторый пороговый уровень.

ЗО –территория , на которой с заданной вероятностью возможно предоставление услуг связи заданного качества.

ЗО может включать несколько зон покрытия.

Внешние характеристики сети:

-пропускная способность КС;

-скорость передачи данных в одном радиоканале;

-мах дальность связи при заданном качестве услуг связи;