МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Системи та засоби мобільного зв’язку
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до лабораторної роботи №
для студентів денної форми навчання
спеціальності 6.050902 – “Радіоелектронні апарати”
Затверджено
на засіданні кафедри ЕЗІКТ
Протокол № ___ від _________р.
Львів – 2013
Системи та засоби мобільного зв’язку: Інструкція до лабораторної роботи з дисципліни “Термінальні засоби телекомунікацій” для студентів денної форми навчання спеціальності 6.050902– “Радіоелектронні апарати” /Укл.: Васьків Г.М., Корж Р.О., Ничай І.В. – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2013. – 15 с.
Укладачі: Васьків Г.М.,
Корж Р.О.,
Ничай І.В.
Відповідальний за випуск:
Смердова Тетяна Андріївна, канд. техн. наук, доцент
Рецензент:
Мета роботи: Ознайомитись з особливостями побудови та функціонаування систем та засобів мобульного зв’язку.
Зміст роботи
1. Теоретичні відомості:
Особливісті радіоканалів мобільного зв’язку.
Основні поняття системи зв’язку рухомої служби.
Види систем зв’язку рухомої служби
Принципи і способи організації зв’язку в різних СЗР
Блок схеми дуплексної радіостанції
Територіальні (стільникові) системи мобільного зв’язку.
Лінійні системи
Глобальні системи
Системи персонального радіо виклику
2. Хід роботи
3. Контрольні запитання
4. Зміст звіту
Теоретичні відомості
Особливісті радіоканалів мобільного зв’язку.
Система зв’язку рухомої служби незалежно від її виду і призначення повинна мати можливість включення в іншу систему у загальній ієрархії систем зв’язку, що використовують Єдину Національну Мережу Зв’язку (ЄНМЗ).
Така обставина накладає жорсткі вимоги на умови спряження систем, відповідно і на канали мобільного зв’язку.
Кількість каналів радіозв’язку повинна задовольняти можливості масового обслуговування населення (абонентів).
Канали радіозв’язку повинні мати смуги частот, які забезпечують передавання стандартних сигналів.
Завади і спотворення в радіоканалах не повинні погіршувати якість складених каналів при спряженні різних систем телекомунікацій.
Вхідні і вихідні рівні радіосистеми повинні забезпечувати стандартний інтерфейс між каналами різних систем. (виконання цих умов пов’язане з серйозними труднощами)
Канали мобільного радіозв’язку – це сукупність технічних засобів (терміналів) і ліній радіозв’язку, що забезпечують передавання і приймання повідомлень шляхом поширення електромагнітної енергії в просторі.
Термінали системи включають – радіопередавачі, радіоприймачі, антенно-фідерні пристрої.
Радіопередавачі забезпечують перетворення повідомлень у радіосигнал.
Радіоприймачі здійснюють зворотне перетворення радіосигналів у повідомлення.
АФП перетворюють радіосигнали електричного кола у форму електромагнітного поля або навпаки.
Сукупність цих трьох складових – радіостанція.
Джерелом або одержувачем повідомлень може бути абонент, цифровий автомат, комп’ютер тощо.
В залежності від типу і призначення мобільної системи зв’язку канали можуть бути симплексними або дуплексними.
- Канали симплексних систем не можуть бути спряженими із стандартними каналами телефонних мереж загального користування. Прийом і передача відбуваються на одній частоті.
Радіопередавач
Мод
Мікропроцесор
Операційний блок
Структурна схема терміналу мобільного зв’язку.
Спрощена схема терміналу складається з п’яти цифрових вузлів (модулів), одного аналового, модуля SIM, панелі користувача та двох стиків даних.
Аналогова частина включає АЦП і ЦАП, підсилювачі, фільтри і конвертори частоти, приймально-передавальну антену.
Синхронізація несучої здійснюється петлею ФАПЧ з керованим кварцовим генератором і фазовими детекторами.
Основними цифровими модулями є кодер декодер мови (us1) кодер декодер радіосигналу (us2) і коректор радіосигналу (us3).
Крім цього в цифровій частині реалізовані:
модуль контролера АС (us5) який є необхідним для ідентифікації абонента,
адаптер SIM –карти,
модуль трансмісії–даних (TAF).
Панель користувача складається з мікрофона телефона, клавіатури і дисплея необхідних для передавання мови і коротких текстових повідомлень.
Крім вказаних функцій обробки сигналу мобільний термінал також забезпечує стрибкоподібну зміну частоти,
Визначає рівень помилок,
Вимірює рівень потужності власної і сусідніх БС.
us4
Аналогова
частина
Порт даних
Модуль ТАF
us1 us2 us3
Кодер/деко дер
мови
Кодер/деко дер
каналу
Коректор радіостанції
Анал.
Обр.
Сигн.
Порт сигналів
ФАПЧ
Контролер АС
Панель користувача
us5
Модуль SIM
Модуль ідентифікації абонента дозволяє зберігати на змінній SIM-карті ідентифікаційний ключ і криптографічні алгоритми, постійні і змінні номери абонента, довідники телефонних номерів, коди доступу і розблокування та прийняті текстові повідомлення.
Дуплексні радіоканали використовуються в мобільних системах радіотелефонного зв’язку загального користування (стільникових та супутникових мобільних систем зв’язку), а також в радіо подовжувачах. Робота організується на двох частотах fпер,fпр.
В якості лінії зв’язку будь-якого радіоканалу є природне середовище поширення радіохвиль. (простір між антенами радіостанцій)
Оскільки місце знаходження рухомих терміналів в просторі постійно змінюється, то це приводить до невизначеності оцінки напряму радіозв’язку, що обумовлює використання малоефективних антен з круговою діаграмою направленості.
При формуванні радіоліній використовуються діапазони частот від УКХ включно з метровими до НВЧ.
Радіохвилі таких діапазонів не відбиваються від іоносфери.
Механізмом передачі енергії сигналів є електромагнітне поле, яке поширюється прямолінійно.
При зв’язку між наземною станцією і супутниковою станцією радіохвилі поширюються в тропосфері та іоносфері.
В наземних станціях і терміналах середовищем поширення є нижня частина атмосфери – тропосфера.
Тропосфера володіє досить високою постійністю параметрів діелектрична проникність εтр і питома провідність Gтр.
εтр мало відрізняється від εо = 8,85*1012 (Ф/м).
Коефіцієнт заломлення радіохвиль є практично постійним на протязі траси радіозв’язку.
Отже приземний шар тропосфери практично не впливає на траєкторію трас радіозв’язку.
Перевагами діапазонів хвиль мобільного зв’язку є:
Велика частотна ємність (кількість каналів)
- кількість
робочих частот,
- ширина смуги частот, що виділяється
на один канал радіозв’язку.
Можливість використання стандартних завадостійких видів зв’язку (телефон, передача даних, телеметрія) з різними видами модуляції.
Відсутність впливу атмосферних завад і завад від дальніх УКХ станцій.
Недоліки:
Велике затухання сигналів на трасах радіозв’язку (140…160дБ),
Значне коливання рівнів радіосигналів при русі об’єктів з глибиною завмирань (100…120)дБ.
Вплив взаємних завад, що створюються мобільними радіостанціями, при одночасній роботі в обмеженому об’ємі простору.
Вплив зосереджених завад радіорелейних, радіолокаційних, телевізійних станцій, а також випромінювання рентгенівських і зварювальних апаратів.
Основні поняття системи зв’язку рухомої служби.
СЗРС – загального використання є дворівневою складеною телекомунікаційною мережею, що включає систему мобільного радіозв’язку (І рівень) і телефонну мережу загального користування (ІІ рівень) ТМЗК.
Дворівнева телекомунікаційна мережа забезпечує функції комутації і розподілу інформації в кожній із складових частин.
Впровадження систем мобільного радіозв’язку в мережу ТМЗК веде до створення єдиної інтегральної телекомунікаційної системи, яка дозволяє застосувати різноманітні інформаційні технології і форми представлення інформації (телефон, передача даних, факс, відео конференції тощо.)
магістральні
РРС
з’єднувальні
лінії абоненти
ТМЗК
радіолінії
ВОЛЗ
радіо рівень Рівень ТМЗК