Основы подвижной связи: методические рекомендации к изучению дисциплины (спец. 201100). В.Ю. Бабков, А.В.Руфова, Рыжков А.Е. / СПбГУТ. СПб, 2005.

Получено с www.vizo.ru

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЬШ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

им. проф. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА

ФАКУЛЬТЕТ ВЕЧЕРНЕГО И ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ

В.Ю. Бабков, А.В. Руфова, А.Е. Рыжков

ОСНОВЫ

ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

201100

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2005

УДК 621.396.9

В.Ю. Бабков, А.В.Руфова, Рыжков А.Е. Основы подвижной связи: методические рекомендации к изучению дисциплины (спец. 201100) / СПбГУТ. СПб, 2005.

Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом университета (2005, П. 61).

Приведены программа дисциплины, рекомендации к выполнению контрольной работы, необходимая литература.

© В.Ю. Бабков, А.В. Руфова, А.Е. Рыжкова, 2005

© Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, 2005

СОДЕРЖАНИЕ

1 ВВЕДЕНИЕ 4

ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ 4

Тема 1. Основные характеристики и тенденции развития мобильной связи [1,2] 4

Тема 2. Основные принципы построения сотовых систем подвижной связи [1-3] 5

Тема 3. Расчет трасс подвижной связи и энергетический бюджет радиолинии [1, 2, 5] 5

Тема 4. Расчет трафика в сетях подвижной связи [1, 3, 5] 5

Тема 5. Стандарт GSM: основные характеристики радиоинтерфейса [1, 3] 5

Тема 6. Обработка сигналов в системах подвижной связи [1, 3, 4] 5

Тема 7. Сети транкинговой связи [1, 2, 6, 7] 6

Контрольная работа 6

1 этап выполнения работы 8

2 этап выполнения работы. 10

Литература 14

Приложение. 15

1Введение

Дисциплина "Основы подвижной связи" включен в перечень дисциплин 5-го курса заочного факультета специальности 201100. В течение семестра студенты самостоятельно изучают материал по учебному пособию "Физические основы мобильной связи, Часть1" [1], просматривают и изучают дополнительную литературу по курсу, выполняют контрольную работу. Во время сессии студенты слушают лекции, защищают контрольную работу, выполняют лабораторный практикум. По окончании изучения дисциплины студенты сдают зачет. Содержание основных разделов дисциплины и указания к выполнению контрольной работы приведены ниже. Кроме основного учебного пособия [1], полезно также воспользоваться дополнительной литературой [2 - 7].

При самостоятельном изучении дисциплины следует обратить внимание на особенности систем подвижной связи, обусловленные свойствами радиоканала, дефицитом частотного ресурса и задачами обслуживания большого числа абонентов. Необходимо, базируясь на знаниях, полученных при изучении других дисциплин, рассмотреть особенности обработки сигналов в системах подвижной связи, уяснить преимущества цифровых систем перед аналоговыми. Следует разобраться с принципами построения сетей сотовой связи, задачами и методами частотно-территориального планирования, назначением компонентов сетей и их взаимодействием, основными процедурами по обслуживанию абонентов сотовых сетей.

Зачет по курсу включает: ответы на вопросы по программе дисциплины и контрольной работе.

К зачету допускаются студенты, выполнившие лабораторный практикум и

представившие контрольную работу, проверенную преподавателем, с отметкой "Допущен".

Основные разделы дисциплины Тема 1. Основные характеристики и тенденции развития мобильной связи [1,2]

Место систем подвижной связи (СПС) в взаимоувязанной сети связи РФ. Динамика развития СПС.

Классификация СПС: принадлежащие к той или иной радиослужбе; профессиональные СПС и общего пользования; радиальные, территориальные и линейные; с закрепленными каналами и с предоставлением каналов по требованию; аналоговые и цифровые; с различными видами множественного доступа (с частотным разделением каналов - FDMA, с временным разделением каналов - TDMA, с кодовым разделением каналов - CDMA); однонаправленные (например персонального радиовызова) и двунаправленные (симплексные, дуплексные, полудуплексные).

Развитие систем подвижной связи: системы 1-го, 2-го и 3-го поколений. Основные стандарты подвижной связи:

- сотовой связи (NMT-450, AMPS, GSM, D-AMPS, cdmaOne, CDMA2000);

- беспроводного телефона (DECT);

- профессиональной транкинговой связи (MPT-1327, TETRA, EDACS);

- персонального радиовызова (POCSAG, FLEX, ERMES);

- спутниковой подвижной связи (INMARSAT, Iridium, Globalstar).

Тема 2. Основные принципы построения сотовых систем подвижной связи [1-3]

Принципы разделения каналов. Частотное разделение каналов. Временное разделение каналов. Кодовое разделение каналов.

Принцип повторного использования частот. Понятие кластера. 3-, 4-, 7-сотовый кластеры. Необходимость обеспечения требуемого отношения сигнал/помеха при максимально возможном трафике. Основные факторы, влияющие на выбор размерности кластера.

Преимущества секторизованных сотовых структур. Секторизованные кластеры 3/9, 4/12, 7/21. Основные задачи частотно-территориального планирования систем подвижной связи.

Структура сотовой сети. Основные элементы: центр коммутации подвижной связи, шлюзовой коммутатор, базовая станция, абонентская станция. Базы данных: домашний (адресный) регистр, визитный регистр. Организация связью с телефонной сетью общего пользования. Прохождение исходящих вызовов. Прохождение входящих вызовов.

Характеристики каналов сетей подвижной связи. Соканальные помехи. Замирания сигналов: быстрые и медленные, и меры борьбы с ними.

Основные процедуры обслуживания абонентских станций в сотовых сетях. Зона  группа сот, в которой происходит передача сигнала пейджинга (вызывного сигнала), адресованного абонентской станции. Обслуживание перемещающихся абонентов в сотовых сетях. Процедура локализации.

Процедура эстафетной передачи (хэндовера)  передача обслуживания абонентской станции от одной базовой станции к другой при перемещении станции в процессе вызова.

Тема 3. Расчет трасс подвижной связи и энергетический бюджет радиолинии [1, 2, 5]

Структурная схема радиолинии. Энергетический бюджет канала связи. Баланс мощностей на трассе. Определение отношения сигнал/шум на входе приемника.

Особенности распространения радиоволн в реальных условиях. Потери на трассе. Модель с логнормальным распределением уровня сигнала. Рэлеевская модель быстрых замираний на трассе.

Тема 4. Расчет трафика в сетях подвижной связи [1, 3, 5]

Единицы измерения трафика при телефонии и передаче данных. Закон Эрланга и его использование для расчета трафика. Определение числа абонентов в соте. Методы увеличения трафика в сотовых сетях. Уменьшение размеров сот (расщепление сот). Совмещенные сети стандарта GSM 900/1800.

Тема 5. Стандарт GSM: основные характеристики радиоинтерфейса [1, 3]

GSM как стандарт с частотно-временным разделением каналов. Кадры, временные интервалы. Физические каналы. Логические каналы. Каналы трафика и каналы управления.

Тема 6. Обработка сигналов в системах подвижной связи [1, 3, 4]

Структурная схема абонентской станции.

Основы цифровой обработки сигналов. Структурная схема тракта обработки. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

Кодирование речи. Использование адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции. Использование линейного кодирования с предсказанием. Принципы построения вокодеров - выделение информации об отдельных компонентах речевого сигнала (формантах, основном тоне, шумоподобной составляющей), передача этой информации в максимально сжатой форме и последующий синтез речи. Основные типы речевых кодеков систем подвижной связи (RPE-LTP, ACELP, VSELP), величины скорости передачи информации при их использовании.

Помехоустойчивое (избыточное) кодирование информации в системах подвижной связи: блоковое и сверточное кодирование. Возможность выявления и исправления ошибок при использовании помехоустойчивых кодов. Перемежение как способ преобразования серийных ошибок, возникающих в канале, в одиночные ошибки, исправляемые при декодировании.