Для использования станции в сети ЧС потребуется неболь­ шая приставка к станции для набора посылаемого дискретного со­ общения и индикатор приема квитирующего сигнала и сигнала мониторинга.

Одним из примеров зарубежной портативной аппаратуры, наиболее близкой по показателям к требованиям сети ЧС, может служить станция американской фирмы Harris - AN/PRC-138. Ее основные характеристики: частотный диапазон - 1,6...60 МГц, чис­ ло фиксированных каналов 1 0 0 , стабильность частоты 1 0 -6 теле­ фон - одна боковая полоса, скорость передачи дискретных сигна­ лов 300...2400 Бод, питание - батарея 24 В, мощность 1,5; 5; 20 Вт, масса 2,46 кг, кнопочный пульт набора команд, встроенный дисплей для приема команд и контроля переданных сообщений. Эта станция принята для дуплексной связи в диапазонах ВЧ и УКВ в войсках специального назначения США. Отсутствие точного тай­ мера в этих станциях можно заменить контролем по обычным ча­ сам, но соответственно увеличить протяженность временного «ок­ на» для приема сигналов мониторинга и служебных сообщений.

Предлагаемая концепция позволяет создать эффективную и не требующую больших капитальных затрат сеть связи для ЧС на всей территории России, дополняющую имеющиеся средства пе­ редачи информации на территории страны, и базирующуюся, в основном, на использовании ВЧ радиосвязи и существующих ма­ гистральных приемо-передающих ВЧ радиоцентров, слабо загру­ женных в настоящее время.

4.9. Ионосфера как ресурс комплексной пейджерной сети радиосвязи

Целью и итогом развития электросвязи должно быть предос­ тавление абонентам неограниченной возможности обмена инфор­ мацией на любых расстояниях, в любое время, в покое и в движе­ нии. Общедоступность связи была достигнута благодаря телефо­ ну, но другие условия потребовали использования радио. Радиовещание позволило получать общие потоки информации всему населению, но эра общедоступной персональной радиосвя­ зи началась, по существу, лишь во второй половине нашего века. Универсальной формой персональной подвижной радиосвязи стал сотовый радиотелефон. Одновременно получила развитие пейджерная радиосвязь, позволяющая передать абоненту краткое текстовое сообщение с отображаемое на дисплее миниатюрного приемника.

Мировой опыт свидетельствует о полезности и эффективно­ сти сотовой и пейджерной радиосвязи, оправдывающих их широ­ кое внедрение. Однако по ряду причин развитие их в России от­ стает от США, Японии и стран Европы. Согласно [4.5] услугами подвижной радиосвязи к 1996 г пользовалось менее 100 тыс. або­ нентов. Сообщалось также, что в Твери, крупном областном цен­ тре наиболее населенной части страны, число абонентов в 1995 г достигло 400, что «не так уж мало»; сообщалось также, что в зоне между двумя российскими столицами, Москвой и Петербургом, ожидалось увеличение числа абонентов сотового телефона к на­ чалу 1997 г. до 1000. Эти данные свидетельствуют, что в первом десятилетии XXI века радиотелефон, по-видимому, все еще оста­ нется в России более редким средством, чем в ряде стран уже в данное время.

Известно, что в странах с более или менее высоким уровнем развития сетей электросвязи темпы увеличения количества пей­ джеров примерно на порядок превышают темпы расширения сото­ вых телефонных сетей. Но из данных [4.6] следует, что в России темпы развития этих видов связи различаются несущественно.

Анализ известных публикаций дает основание для несколь­ ких ориентировочных выводов:

• преодоление отставания России за счет покупки и внедре­ ния импортной аппаратуры не имеет перспектив ввиду масштабов нашей страны, ее социально-экономических, географических усло­ вий и долговременных хозяйственных трудностей;

•организация отечественного производства аппаратуры персональной радиосвязи требует обоснованного выбора ком­ плексной системы, учитывающей условия страны, для чего необ­ ходимы дополнительные и ускоренные разработки;

•выпускаемая и внедренная аппаратура, основана главным образом на разработках 50-х и 60-х годов; в ней не учтены важные изобретения и усовершенствования последних лет; их анализ по­ зволит ускорить сравнение и выбор оптимальных решений для ра­ диопромышленности с учетом специфики условий России;

•Поскольку персональная радиосвязь должна гармонически входить в комплексные сети связи страны, необходимы разработки оптимальной общей схемы радиосвязи, увязанной с другими сег­ ментами этой сети. Структура и функционирование подобной ком­ плексной сети связи страны, основывающейся на ВЧ радиосвязи с использованием вынесенных ретрансляторов, подробно проана­ лизирована ниже в §4.10. Однако в схеме §4.10 не отражена воз­ можность включения в комплексную сеть каналов передачи через радиостанции звукового вещания. Стереофоническое радиовеща­

ки. Достигнутая уже степень интеграции позволяет осуществлять устройства подобной сложности в малогабаритном исполнении.

В отличие от УКВ ЧМ каналов, существующие коротковолно­ вые, а также СВ и ДВ радиовещательные каналы с AM, вследствие ограниченности занимаемой полосы частот не позволяют совмес­ тить передачу звуковой программы и существующего объема до­ полнительной информации; тем не менее не следует считать эту проблему неразрешимой; она должна оставаться предметом дальнейшей разработки. Решение этой задачи важно, поскольку в обширных зонах со слабо развитыми средствами связи прием программ вещания, как правило, обеспечивается в достаточной мере. Речь может идти об использовании небольшой части полосы частот для передачи данных с малой скоростью без существенных помех звуковой программе, а также для выделения для этой цели небольших интервалов времени. Не исключается и поиск иных способов уплотнения канала.

Параметры, определяющие потенциальную емкость сети пейджерной связи для отдаленных и малонаселенных регионов, подлежат уточнению. Алгоритм ее ориентировочной оценки сво­ дится к перемножению нескольких параметров.

Первый параметр, Ki - количество выделяемых полос час­ тот, ширина которых может составлять 10 кГц. Это количество не может быть большим по причине перегруженности диапазона декаметровых волн не только вследствие использования его для дальней радиосвязи и радиовещания, но и по условиям распро­ странения волн с учетом практики их чередования на протяжении суток.

Специфика пейджерной связи делает желательной круглосу­ точную работы сети без смены волн. О том, что это возможно, можно судить по факту устойчивого приема зарубежного коротко­ волнового радиовещания в центральном регионе России на рас­ стоянии ионосферного скачка. Разгрузка коротковолнового диапа­ зона благодаря внедрению спутниковой связи позволяет в пер­ спективе увеличить К,.

Второй параметр, К2 - количество повторений полосы частот в зонах, разнесенных по пространству страны, что возможно при использовании направленных антенн на радиоцентрахретрансляторах.

Третий параметр, К3 - количество абонентских каналов в од­ ной полосе. Это количество увеличивается при применении узко­ полосных каналов с низкой скоростью передачи. Это не только возможно, но и желательно по условиям распространения волн

В целях увеличения К3 допустимо применение AM с минимальной шириной спектра.

Четвертый параметр, К4 характеризует разделение каналов по времени, реализуемое при высокой частотной стабильности как передатчиков, так и приемников-пейджеров. Требуемая стабиль­ ность вполне достижима и позволяет осуществить пакетную пере­ дачу с синхронизацией приема пейджерами адресуемых им пакетов.

Пятый параметр, К5 учитывает использование фактора ве­ роятности вызова в условиях реальной потребности в вызове на протяжении суток. Этот параметр учитывает, что имеется много абонентов, вызов которых происходит не ежесуточно, а еще боль­ шее количество их может получать за сутки лишь от одного до не­ скольких вызовов. Это уменьшает загрузку каналов во времени и позволяет использовать каждый канал для передачи сообщений многим абонентам с адресным (кодовым) разделением.

Ориентировочные оценки по минимуму позволяют предпо­ ложить, что значения этих параметров могут быть примерно таки­ ми: К, - 5-6, К2 - 8 - 1 0 , К3 - 50-100, IC, - 20-30, К5 - 30-50.

Количество абонентов сети, равное произведению этих ко­ эффициентов, может превышать миллион. С учетом существова­ ния других средств связи и реальной потребности это число было бы достаточным на несколько десятилетий.

В литературе 1992 г. уже имеются сообщения, что в ФРГ ежегодно вводится до 3000 новых сетей персонального вызова; ежегодно не менее 70 тыс. чел. получают возможность пользо­ ваться миниатюрным приемником на территории предприятия, в больнице, на транспорте и т.п. Новым поколением карманных при­ емников сеть персонального вызова расширила фирма Филипс. Ее приемники 1992г. обеспечивали более семи видов тональной сиг­ нализации вызова при трех вариантах адреса, что достигалось при простом однокнопочном управлении. При массе 70 г и размерах 82x53x15,5 мм пейджер Филипс сопоставим с колодой игральных карт. Приемник может применяться в диапазонах ОВЧ и УВЧ. Но возможности миниатюризации пейджеров еще не были исчерпаны.

Микроэлектроника сделала возможным внедрение элек­ тронных наручных часов с дисплеем на светодиодах или жидких кристаллах, со звуковыми и вибрационными сигнализаторами. При нажатии кнопки можно прочитать на дисплее суточное время, ка­ лендарные день и дату, вести отсчет секунд. Замена циферблата дисплеем позволила разместить на лицевой стороне часов второй дисплей. Наличие кварцевого генератора и интегральной техноло­ гии сделали возможным совмещение часов и пейджера, для кото­ рого и потребовался второй дисплей.

Конструкции ручных часов - пейджеров запатентованы ря­ дом зарубежных фирм и свидетельствуют о их детальной про­ мышленной разработке.

Совмещение пейджера с часами имеет смысл не только с точки зрения удобства иметь одно устройство с двумя функциями, к тому же миниатюрное, вместо двух устройств. Второй аргумент состоит в применении общего опорного генератора для получения секундных импульсов отсчета времени и синхронизации в системе уплотнения во времени каналов сети персонального вызова. Включение пейджера для приема сообщений в отведенные ему интервалы времени и отключение на все остальное время позво­ ляет использовать другие интервалы для передачи сообщений другим абонентам, т. е. служит ресурсом для увеличения емкости сети связи. Кроме того, при этом срок службы батареи питания пейджера растет пропорционально отношению времени выключе­ ния к времени включения.

Представляет интерес использование браслета часовпейджера в качестве элемента комбинированной антенны. Брас­ лет, охватывающий запястье руки, создает контакт входа приемни­ ка с телом человека и в совокупности эффективный размер антен­ ны увеличивается. В реальности этого нетрудно убедиться: если взяться пальцами за короткую штыревую антенну карманного ра­ диовещательного приемника, то громкость приема, как правило, заметно возрастает

Практика телеграфа и электронной почты, разновидностью которой в сущности является пейджерная связь, показывает, что передаваемые сообщения по большей части кратки и не отлича­ ются многообразием. Это с давних пор используется для экономии времени передачи и ресурса применяемых технических средств. Фразы с типовыми текстами могут кодироваться последовательно­ стью нескольких букв или цифр. Этот метод распространен в про­ фессиональной и любительской радиосвязи, в международной и национальной практике и легко реализуется в форме словарейсправочников. Не трудно подсчитать, что набор двухбуквенных кодовых слов позволяет при алфавите из 30 букв построить свы­ ше 400 различных сообщений, трехбуквенных - более 4000, а че­ тырехбуквенных - около 30 тысяч. Кроме того, этим способом можно обеспечивать защиту сообщений от радиоперехвата.

Другой результат кодирования - воспроизведение значи­ тельных объемов информации на миниатюрных дисплеях, харак­ терных для пейджеров, хотя и ценой некоторого неудобства чте­ ния переданных текстов с применением справочника. О реально­ сти описанного способа связи свидетельствует опыт почти ста лет,

реализованный в международном словаре [4.8]. Для пояснения при­ ведем два произвольных примера из этого словаря: ЩУХ - «Сооб­ щите мне барометрическое давление на уровне моря в настоящее время»; ЩУС - «Обнаружили ли Вы спасающихся или обломки от кораблекрушения ? Если да, то где ?». Цитируемый код содержит более 600 типовых сообщений подобного рода. К числу позиций ко­ да, естественно, должны быть отнесены сообщения о тревоге, бед­ ствии, срочности и условиях безопасности. Его словарь для радио­ станций конкретного назначения допускает миниатюрное издание и вполне может находиться вместе с пейджером в общем футляре; но перевод «код - текст» допускает и автоматизацию.

В условиях России имеется много зон, в которых пейджерная связь вполне может осуществляться с применением технических средств, подобным зарубежным, но имеются и очень большие территории, на которых необходимо обеспечить прием в диапазо­ не ВЧ (см. § 4.10). Значительный интерес представляет в качестве возможного прототипа двухчастный пейджер, предложенный в [4.9]. Эта разработка поддержана известной корпорацией Мото­ рола (США), сыгравшей большую роль в создании и глобальном распространении пейджерной радиосвязи. Схема этого устройства показана на рис. 4.16. Сигналы вызывающего абонента передают­ ся к пейджеру-часам на браслете от передатчика ПД через проме­ жуточный трансивер, который может быть укреплен на поясе поль­ зователя, как показано на схеме, либо может носиться в кармане или сумке. Подобная структура может быть положена в основу разработки универсального пейджера для условий России.