13. Оборудование сотовых сетей связи.

Основным оборудованием сотовых сетей связи являются: центр коммутации ЦК, базовые станции БС, подвижные станции ПС.

Центр коммутации это «мозговой» центр и одновременно диспетчерский пункт системы сотовой связи. На нем замыкаются потоки информации со всех БС. Через ЦК осуществляется выход на другие сети связи - телефонную сеть общего пользования, спутниковую сеть связи или на другие сотовые сети. В состав ЦК входит несколько процессоров (контроллеров), и он является типичным примером многопроцессорной системы. Блок-схема ЦК содержит коммутатор, который осуществляет переключение потоков информации между разными линиями связи. В частности, он может направить поток информации от одной БС к другой или от БС к стационарной сети связи, либо наоборот - от стационарной сети связи к требуемой БС. Коммутатор подключается к линиям связи через контроллеры связи, осуществляющие промежуточную обработку (упаковку/распаковку, буферное хранение) потоков информации. Общее управление работой центра коммутации и системы в целом производится от центрального контроллера, который имеет мощное математическое обеспечение, включающее перепрограммируемую часть (software). Работа центра коммутации предполагает активное участие операторов, поэтому в состав центра входят средства отображения и регистрации (документирования) информации. В частности, оператором вводятся данные об абонентах и условиях их обслуживания, исходные данные по режимам работы системы и др. Важным элементом ЦК является база данных, в которую входят: домашний регистр, гостевой регистр, центр аутентификации.

Базовые станции БС обслуживают все подвижные станции в пределах своей сотовой ячейки. Для организации нескольких частотных каналов на БС имеется соответствующее число приемников и передатчиков, что позволяет вести одновременную работу на нескольких каналах с различными частотами. Группа приемников и передатчиков может подключаться к общей антенне. Однако чаще всего базовая станция имеет различные антенны на прием и на передачу. При перемещении абонента из одной ячейки в другую происходит передача его обслуживания от одной БС к другой. Коммутация каналов базовых станций осуществляется в центре коммутации (ЦК), который подключается к телефонной сети общего пользования (ТФОП).

Подвижная станция (сотовый телефонный аппарат) предназначена для приема и передачи данных. ПС можно разделить на три основных блока : антенный блок; блок управления; приемопередающий блок.

• Антенный блок состоит из самой антенны, представляющей собой четвертьволновый штырь, и дуплексного разделителя каналов приема и передачи.

• Блок управления включает микрофон, динамик, клавиатуру и дисплей.

• Приемо-передающий блок. Это логическое управляющее устройство, работающее по заданной программе. Основным его блоком является контроллер.

14. Структура построения подвижной станции.

Подвижную станцию условно можно разделить на три основ­ных блока (рис. 14):

1) антенный блок;

2) блок управления;

3) приемопередающий блок.

Антенный блок состоит из самой антенны, представляющей собой четвертьволновый штырь, и дуплексного разделителя кана­лов приема и передачи.

Блок управления включает микрофон, ди­намик, клавиатуру и дисплей. Более сложным по своей структуре является приемопередающий блок. Для аналоговых подвижных станций характерно от­сутствие АЦП/ЦАП и кодеков. В состав передатчика цифровой подвижной станции входят следующие элементы:

Приемник

Динамик

ЦАГ

Декодер

речи

Декодер

канала

Эквалайзер

Демодулятор

Смеситель

f₂=f₁+ f

Гетеродин

f

Дисплей

Коммутатор

приём-передача

Логический блок

Генератор

f₁

Клавиатура

Кодер

речи

Кодер

канала

Модулятор

АЦП

Микрофон

Передатчик

Блок управления

Антенный блок

Приемопередающий блок

Рисунок 14 – Структура подвижной станции

- аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) - для преобразо­вания сигнала с выхода микрофона в цифровую форму;

- кодер речи осуществляет кодирование речевого сигнала, т.е. преобразование цифрового сигнала по определенным законам с целью сокращения объема информации, передаваемой по ка­налу связи;

- 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 от логического блока;

- модулятор - осуществляет перенос информации кодированного цифрового сигнала на несущую частоту.

Приемник по составу в основном соответствует передатчику с обратными функциями входящих в него блоков:

- демодулятор выделяет из модулированного радиосигнала ко­дированный сигнал, 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 по возможности 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;

- цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) преобразует приня­тый сигнал речи в аналоговую форму и подает его на вход ди­намика;

- эквалайзер служит для частичной компенсации искажений сиг­нала вследствие многолучевого распространения; он является адаптивным фильтром, настраиваемым по обучающей после­довательности символов, входящей в состав передаваемой информации; в некоторых случаях блок эквалайзера может от­сутствовать.

В приемопередающий блок также входит логический блок и синтезатор частот. Логический блок - это микрокомпьютер со своей оперативной и постоянной памятью, осуществляющий управление работой подвижной станцией. Синтезатор является источником колебаний несущей частоты, используемой для пере­дачи информации по радиоканалу.