Профессиональные (транкинговые) системы подвижной связи

Профессиональные (предназначены для корпоративных групп абонентов — бригад скорой помощи, МЧС, пожарных, ФСБ, милиции и т. д.) системы подвижной связи с так называемым свободным и равным доступом мобильных станций к общему частотному диапазону позволяют абонентам работать на любом переговорном канале сети. В мировых стандартах профессиональных систем подвижной связи метод свободного и равного доступа мобильных абонентов ко всем каналам сети связи называют транкингом (от англ. trunk — ствол, магистраль). При этом любой свободный переговорный канал может быть временно закреплен за мобильным абонентом для конкретного сеанса связи в зависимости от трафика сети. Для этого в мобильные станции встроены специальные микропроцессоры, позволяющие им сканировать (т. е. искать) запрограммированные частоты сети, передавать при каждом выходе в эфир собственный код, код входа в систему и номер вызываемого абонента. Транкинговые системы подвижной связи получили широкое распространение. До середины 60-х гг. XX в. развивались так называемые производственные системы подвижной связи (Private Mobile Radio — PMR), создаваемые отдельными организациями для удовлетворения своих потребностей в подвижной связи на ограниченных территориях. С конца 60-х гг. XX в. начинается интенсивное развитие сетей транкинговой связи как производственных, так и систем подвижной связи общего пользования (Public Access Mobile Radio — PAMR). Системы PAMR создаются операторами сетей подвижной связи на коммерческой основе и разворачиваются на обширных территориях. Абонентам этих сетей предоставляется возможность связи не только с абонентами данной сети, но и с абонентами ТСОП. В конце XX в. становится необходимым создание глобальных сетей PAMR, которые охватили бы большие регионы, включающие ряд стран. Абоненты этих сетей должны иметь связь независимо от своего местонахождения и возможность выхода на ТСОП. Это особенно необходимо для служб безопасности (милиции, таможенных служб), так как позволяет им предпринимать согласованные действия по пресечению деятельности преступных группировок и т. п. Особенностями транкинговых систем являются: весьма незначительное время установления связи между абонентами; возможности осуществления группового вызова абонентов, установления непосредственной связи между терминалами абонентов без использования базовых приемо-передающих станций сети связи и т. д. До 1995 г. создавались аналоговые транкинговые системы, в которых передавались сигналы телефонии и применялась частотная модуляция. Ширина полосы одного канала составляла 25...30 кГц. Значительной вехой в развитии систем транкинговой связи явилась разработка спецификации МРТ-1327, которой руководствовались многие фирмы при выпуске оборудования. В последнее десятилетие XX в. в США и Европе были разработаны цифровые системы транкинговой связи (TETRA — Trans European Trunked Radio; IDEN — Integrated Digital Enhanced Netwok; ED ACS — Enhanced Digital Access System и др.). Стандарт на систему профессиональной связи TETRA был разработан в 1992 г. Для этой системы выделено несколько полос частот в диапазоне частот ниже 1 ГГц, одна из которых (380...400 МГц) предназначена для создания сетей TETRA европейских служб безопасности. В системе абонентам предоставляется услуга роуминга, и сегодня уже началось внедрение этой системы в ряде стран Западной Европы. В цифровой системы транкинговой связи TETRA в каждом частотном канале шириной 25 кГц передают сигналы четырех абонентов. Таким образом, по спектральной эффективности эта система в 4 раза превосходит обычные системы с частотной модуляцией. Помимо передачи речи в цифровой форме возможна передача данных со скоростью 7,2 ... 28 Кбит/с, допустимы несколько уровней приоритета вызовов, групповые и срочные вызовы, передача пакетных данных, возможность непосредственной связи между абонентами, минуя базовую станцию (БС), и т. д. Рассмотрим упрощенные диаграммы типичного часового трафика работы пятиканальной транкинговой системы профессиональной подвижной связи со средней продолжительностью одного сеанса переговоров абонентов 3...5 мин (рис. 1.42). Темные участки на рис. 1.42 отражают ситуации, когда каналы связи заняты переговорами, а светлые — когда они свободны. Если бы абонент фиксировано закреплялся за отдельным каналом связи, то вероятность немедленного доступа составила бы менее 50 %, в то время как при транкинговом методе подключения к любому свободному каналу вероятность такого доступа резко возрастает (практически до 80...90 %).

Р ис. 1.42. Диаграммы часового трафика пятиканальной транкинговой системы связи

Р ис. 1.43. Упрощенная структура транкинговой системы подвижной связи

В транкинговых системах связи реализуются два основных метода выделения канала конкретному абоненту.

При первом методе выделения канала абоненту поиск свободного канала и подачу сигнала вызова производит мобильная абонентская станция, которая осуществляет сканирующий последовательный автоматический поиск вызывного канала (АПВК). В этом случае перед установлением связи, когда мобильная станция ведет сканирующий поиск свободного канала с применением устройства АПВК, на каждом определенном канале производится попытка вхождения в связь с базовой станцией с установкой тактовой и циклической синхронизации. Вследствие этого длительность цикла установления канала связи возрастает на несколько порядков по сравнению с длительностью при фиксированном закреплении каналов за определенными мобильными абонентами. Поэтому использование профессиональных транкинговых систем связи с АПВК эффективно при работе с 10... 15 частотными каналами. При втором методе построения транкинговой системы поиск свободного канала связи возлагается на подсистему управления базовой станции ПСПС. В этом случае для поиска свободного связного канала используется специальный канал управления базовой станции, через который обеспечивается контроль работы всей сети, включая процедуры установления, обеспечения и прекращения связи. Важным аспектом для сети подвижной связи считается возможность, а скорее необходимость оперативного переключения канала связи на другую несущую частоту при появлении помех высокого уровня. Кроме того, для повышения надежности системы подвижной связи предусмотрено автоматическое переключение на исправный канал при выходе из строя работающего канала связи или снижения его выходной мощности.