3.1.3 Системы подвижной связи и их радиочастотные диапазоны

Одним из наиболее распространенных способов передачи больших объемов информации на значительные расстояния является многока­нальная радиосвязь с использованием радиорелейных линий и кос­мических систем связи. Радиорелейная связь представляет собой связь с использованием промежуточных усилителей-ретрансляторов. Трассы многоканальных радиорелейных линий, как правило, про­кладываются вблизи автомобильных дорог, для облегчения обслуживанияудаленных ретрансляторов, которые размещаются на господствую­щих высотах, мачтах и т.п. Диапазон работы радиорелейных линий от 100 МГц до десят­ков гигагерц. В космических системах связи через спутник-ретранслятор, который находится на круговой геостационарной орбите в экваториаль­ной плоскости, также одновременно передаются сотни сообщений.

Глобальной стратегией современного развития радиосвязи являет­ся создание международных и мировых радиосетей общего пользова­ния на основе широкого использования подвижной (мобильной) радиосвязи.

Доминирующее положение на рынке подвижной радиосвязи сего­дня занимают:

- ведомственные (локальные, автономные) системы с жестко за­крепленными за абонентами каналами связи;

- транкинговые системы радиосвязи со свободным доступом або­нентов к общему частотному ресурсу;

- системы сотовой подвижной радиотелефонной связи с разнесен­ным в пространстве повторным использование частот;

- системы персонального радиовызова (пейджинг);

- системы беспроводных телефонов;

- системы автоматического определения местоположения транспортных средств.

Системы связи с закрепленными каналами используются государ­ственными и коммерческими организациями, правоохранительными ор­ганами, службами экстренной помощи и другими уже длительное вре­мя. Они могут использовать как симплексные, так и дуплексные каналы связи, аналоговые и цифровые способы маскировки сообщений, имеют высокую оперативность установления связи. Основные частотные диапазоны работы сетей с закрепленными ка­налами: 100...200 МГц, 340...375 МГц и 400...520 МГц.

Наиболее оптимальным в настоящее время признано использова­ние транкинговых сетей подвижной радиосвязи общего пользования, так как они предоставляют абонентам больше разно­образных услуг (от образования диспетчерской связи отдельных служб до автоматического выхода на абонентов городских и междугородных телефонных сетей), а также позволяют резко поднять пропускную спо­собность сети. В этих сетях любой абонент имеет право доступа к лю­бому незанятому каналу сети и подчиняется только дисциплине мас­сового обслуживания.

Под термином «транкинг» понимается метод равного доступа або­нентов сети к общему выделенному пучку каналов, при котором кон­кретный канал закрепляется для каждого сеанса связи индивидуально, в зависимости от распределения нагрузки в системе. Осуществление свя­зи между отдельными абонентами в такой сети осуществляется, в основ­ном, через специальную приемо-передающую базовую станцию. Радиус действия базовой станции в городских условиях в зависимости от частот­ного диапазона сети, расположения и мощности базовой и абонентских станций колеблется от 8 до 50 км. Развернутые ранее транкин­говые радиосети связи, в основном, работают в диапазонах 130...174 МГци 403...512 МГц, при этом пропускная способность системы составляет 40 абонентов на канал. Разнос частот соседних каналов составляет 12,5 кГц, 20 кГц или 25 кГц, частотное разнесение между приемом и передачей в разговорном канале 4…10 МГц. Режим ра­боты таких абонентских радиостанций – полудуплекс,

В последнее время получают распространение многозоновые (име­ющие несколько базовых станций) транкинговые сети в диапазонах 806...825 / 851...869 МГц и 896…901 / 935…940 МГц с разносом частот приема/передачи 45 МГц и возможностью работы в дуплексном режиме. Пропускная способность таких систем – более 100 абонентов на канал.

Общие тенденции, связанные с интеграцией систем подвижной ра­диосвязи идентичного назначения, расширением зоны обслуживания, развитием услуг связи и взаимодействия с современными цифровыми сетями связи привели к необходимости разработки общеевропейского стандарта на цифровые транкинговые системы, получившего название TETRA. Эта многозоновая система работает в диапазоне 380…400 МГц и ориентирована на тех абонентов, кому нужна передача речи с высо­ким качеством и возможностью шифрования. Разнос частот соседних радиоканалов составляет 25 кГц, дуплексный разнос радиоканалов для передачи и приема равен 10 МГц.

Основные потребители услуг транкинговой связи – это право­охранительные органы, службы экстренного вызова, армия, службы без­опасности частных компаний, таможня, муниципальные органы, службы охраны и сопровождения, банки и службы инкассации, аэропорты, энер­гетические подстанции, строительные фирмы, больницы, лесничества, транспортные компании, железная дорога, промышленные предприятия.

Особое место среди сетей связи общего пользования занимает со­товая радиотелефонная связь. Сотовый принцип топологии сети с повторным использованием частот во многом решил проблему дефицита частотного ресурса и в настоящее время является основным в создава­емых системах подвижной связи общего пользования. Структура сото­вых сетей представляет собой совокупность примыкающих друг к другу и имеющих различные частоты связи небольших зон обслуживания, ко­торые могут охватывать обширные территории. Поскольку радиус одной такой зоны (ячейки, соты) не превышает, как правило, нескольких кило­метров, то в сотах, непосредственно не примыкающих друг к другу, возмож­но повторное использование без взаимных помех одних и тех же частот. В каждой из ячеек размещается стационарная (базовая) приемо­передающая радиостанция, которая связана проводной связью с цен­тральной станцией сети. Число частотных каналов в сети обычно не превышает 7–10, причем один из них организационный. Переход або­нентов из одной зоны в другую не сопряжен для них с какими-либо перестройками аппаратуры. Когда абонент пересекает границу зоны,ему автоматически предоставляется другая свободная частота, принад­лежащая новой ячейке. Основные технические характеристики некоторых сотовых систем связи приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3 Основные технические характеристики сотовых систем связи

Характеристики системы связи	AMPS	NMT-450	GSM
Полосы частот на передачу, МГц:
базовая станция	870…890	463...467,5	935...960
подвижная станция	825…845	453...457,5	890...915
Разнос дуплексных каналов, МГц	45	10	45
Разнос частот соседних каналов, кГц кккакккГц	30	25/20	200
Максимальный радиус соты, км	20	40	35
Общее число каналов	666	180/255	124

Персональный радиовызов (пейджинг) обеспечивает беспро­водную одностороннюю передачу буквенно-цифровой или звуковой ин­формации ограниченного объема в пределах обслуживаемой зоны. По своему назначению системы персонального радиовызова (СПРВ) можно разделить на ведомственные (локальные) и общего пользования.

Ведомственные СПРВ обеспечивают передачу сообщений в локаль­ных зонах или на ограниченной территории в интересах отдельных групп пользователей. Как правило, передача сообщений в таких системах осу­ществляется с диспетчерских пультов управления без взаимодействия с телефонной сетью.

Под системой персонального вызова общего пользования понимает­ся совокупность технических средств, через которые передача сообщений по радиоканалу происходит с помощью городской телефонной сети.

Диапазон частот СПРВ – 80...930 МГц. Пользователями пей-джинговых систем, прежде всего, являются бизнесмены, коммерсан­ты, различные службы экстренного вызова, государственные структу­ры, коммерческие банки и фирмы, службы перевозок различных гру­зов.

Системы беспроводных телефонов (БПТ) на первоначальном этапе своего развития предназначались, в основном, для замены шнура телефонной трубки беспроводной линией радиосвязи с целью обеспече­ния большей мобильности абонента. Дальнейшее развитие этого вида связи, особенно переход на цифровые методы обработки информации, значительно расширило область применения БПТ.

В системах БПТ аналогового типа, наиболее часто используемых в жилых помещениях и небольших учреждениях, применяются БПТ ин­дивидуального пользования, состоящие из базовой станции (БС), под­ключенной к городской телефонной сети, и переносного радиотелефон­ного аппарата (РТА). При использовании БПТ в крупных компанияхв качестве внутриучрежденческого средства связи организуются разветвленные сети маломощных радиотелефонов, принцип работы которых аналогичен сотовым сетям. В этих системах используются, в основном, цифровые методы обработки сигнала, обеспечивающие более стойкое шифрование передаваемых сообщений.

Как аналоговые, так и цифровые беспроводные телефоны работа­ют в дуплексном режиме по нескольким каналам, причем выбор канала осуществляется автоматически из числа незанятых. Дальность действия БПТ в зависимости от типа аппаратуры и условий эксплуатации

соста­вляет 25…200 м. Мощность радиопередатчиков не превышает 10 мВт.

В настоящее время аналоговые БПТ работают в следующих основ­ных диапазонах частот:

46,610...46,930 МГц (БС) / 49,670…49,990 МГц (РТА) (в сети 10 каналов);

959,0125...959,9875 МГц / 914, 0125…914,9875 МГц (40 каналов);

885, 0125…886,9875 МГц / 930,0125…931,9875 МГц (80 каналов);

26,3125...26,4875 МГц / 41,3125…41,4875 МГц (10 каналов).

Для цифровых БПТ выделены следующие основные диапазоны ча­стот: 804...868 МГц (40 каналов); 866…962 МГц (32 ка­нала); 1880... 1990 МГц (120 каналов).

Системы автоматического определения местоположения транспортных средств (AVL) с использованием глобальных космиче­ских радионавигационных систем (GPS), в основном, применяются служ­бами экстренного вызова, правоохранительными органами, коммерче­скими и государственными организациями при перевозке ценных и опас­ных грузов. Принцип, заложенный в основу GPS/AVL, состоит в следу­ющем: каждое транспортное средство снабжено миниатюрным многока­нальным приемником навигационных сигналов, непрерывно излучаемых несколькими низкоорбитальными спутниками. После соответствующей обработки сигнала с помощью бортового процессора определяются ко­ординаты местонахождения, скорость и направление движения транс­портного средства. Для передачи этой информации на диспетчерский пункт используется либо канал транкинговой связи, либо сотовая сеть, либо глобальная система спутниковой связи.