Спутниковые и наземные системы радиосвязи
Тема: Введение в дисциплину.
План:
1. Общие моменты из теории радиосвязи.
2. Радиосвязь. Классификация систем радиосвязи (СР).
3.Структурная схема радиосвязи
Литература:
1)Радиорелейные и спутниковые системы передачи: Учебник для вузов/ А. С. Немировский, О. С. Данилович, Ю. И. Маримонт и др. Под ред. А. С. Немировского. – М.: Радио и связь, 2008 г. – 360 с.
2) Системы цифровой радиосвязи. Базовые методы и характеристики.
Л.Н.Волков, М.С. Немировский, Ю.С. Шинаков.
Москва, из-во Экотрендз, 2006 год.
3) Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей: Учебник для вузов / Под редакцией Васина Н.Н. Самара. ПГУТИ -2017 г.
Основные термины и понятия
Информация – совокупность сведений (сообщений) о явлениях, процессах, событиях, людях, факторах и т.п., представленных в виде, пригодном для передачи от источников информации (люди, компьютерные устройства и др.) к получателям, (потребителям) информации для восприятия и обработки в целях получения знаний и принятия решений.
Сообщение – форма представления информации (текст, речь, изображение, цифровые данные).
Связь – система передачи сообщений от отправителя к получателю.
Электрическая связь осуществляет передачу сообщений с помощью системы электросвязи электрическими сигналами, передаваемых по проводам или без проводов в виде электромагнитных волн и однозначно отображающих сообщение.
Канал связи
Рис.1
Радиосвязь – это электросвязь, осуществляемая посредством радиоволн.
Радиоканал - совокупность технических средств и среды распространения радиоволн, делающих возможным процесс радиосвязи.
|
|
Радиолиния - радиоканал, обеспечивающий связь в одном направлении.
Радиосеть - совокупность радиолиний, работающих на одной, общей для всех абонентов группе частот.
Радиоканал может работать в следующих режимах:
Симплексный режим – для передачи и приема используется одна частота и связь происходит «поочередно», за счет приключающего устройства (ведомственная связь, МВД, строители). Может быть, организованна и односторонняя связь на одной частоте (телевидение).
Дуплексный режим - передача и прием могут вестись одновременно. Используют две частоты для того чтоб сигнал с приемника не попал на передатчика ставят развязывающее устройство (разделительный фильтр.)
Система связи (или система передачи (СП)) представляет собой совокупность технических средств (передатчика, приемника) и среды распространения (линии связи) предназначенных для передачи сообщений.
Проводные линии связи используют искусственную среду распространения (коаксиальный, симметричный кабель, волоконно-оптический кабель). Система связи, использующая проводные линии называется проводной СП.
Беспроводные линии связи используют естественную (природную) среду распространения. Системы связи, работающие в таком режиме, называются радиосистемами, к ним относят радиорелейные, спутниковые СП.
Классифицировать все существующие системы радиосвязи можно по различным признакам (по способу передачи сигнала; по размеру области обслуживания; по назначению; по наличию подключения к сетям общего пользования и т.д.)
В настоящее время выделяют два основных вида
|
|
Систем радиосвязи – наземные и космические.
Наземные системы радиосвязи – те системы, оборудование которых, находится только на поверхности Земли, а средой распространения сигнала являются нижние слои атмосферы (тропосфера Земли.)
Системы сотовой связи.
Особенность систем сотовой связи заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций (БС). Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть, имеет вид сот с шестиугольными ячейками (рис. 1.1)
Рис.1.1
Для управления работой группы БС используется контроллер БС (КБС) (Base Station Controller – BSC) (рис.1.2) Все контроллеры соединены с центром коммутации (ЦК) подвижной связи (Mobile Switching Center – MSC), который управляет работой сети. Таким образом, БС служат своеобразным интерфейсом между подвижным объектом (сотовым телефоном) и ЦК.
Рис. 1.2 – Структура сети подвижной связи
Связь между БС и контроллером, а также между контроллером и центром коммутации обычно реализуется на оптоволоконных кабелях, которые обеспечивают более широкую полосу пропускания (высокую скорость передачи) по сравнению с беспроводными радиоканалами.
ЦК – это автоматическая телефонная станция системы сотовой связи, которая обеспечивает все функции управления сетью.Например, он осуществляет контроль за подвижными станциями, организует их эстафетную передачу, в процессе которой достигается непрерывность связи при перемещении абонентов из одной соты в другую и переключение рабочих каналов в соте при появлении помех или неисправностей; производит соединение подвижного абонента с абонентами сетей фиксированной связи (ТфОП); обеспечивает связь с абонентами сетей пакетной коммутации (IP-сети), и т.д. Соединения с сетью ТфОП и сетью пакетной коммутации реализуются через шлюзы ЦК (Gateway MSC).
|
|
ЦК обеспечивает также обмен короткими документальными сообщениями (Short Message Service – SMS). Управление пересылкой и хранением SMS-сообщений реализует Центр SMS. В телефонной сети ТфОП скорость передачи данных составляет 64 кбит/с, такая же скорость используется и в ЦК, а в БС и их контроллере скорость передачи обычно составляет 13 кбит/с. Поэтому на входе в центр коммутации ЦК производится перекодирование данных, которое реализует блок перекодировки и согласования скорости передачи (Transcoding and Rate Adaptation Unit – TRAU).
В центре коммутации MSC функционирует целый набор программно- аппаратных средств, обеспечивающих работу сети. База данных центра включает несколько регистров. Домашний регистр (Home Location Register – HLR) хранит информацию о всех абонентах, зарегистрированных в данной сети: о наборе услуг, оплаченных абонентом, его местонахождении и др. Каждый абонент зарегистрирован в одном из домашних регистров распределенной сети. Распознавание абонентов реализует центр аутентификации (Authentication Center – AuC).
Когда абонент находится вне зоны действия его домашней сети, а переходит в зону действия другой сотовой сети, то он может получить услугу связи, если есть специальное соглашение – роуминг. Перемещение абонента из одной сети в другую отслеживает гостевой регистр местонахождения (Visitor Location Register – VLR).