Транкинговые (пучковые) мобильные радиосистемы

Транкинговые (пучковые) мобильные радиосистемы строятся на основе использования базовых радиоретрансляционных управляющих пунктов (сайтов), размещённых в определённых точках территории с целью обеспечения электромагнитного покрытия зоны обслуживания (рис. 4.1).

Транкинговые системы по принципу организации радиотелефонной связи являются системами групповой радиосвязи, т. е. в системе связи составляются разговорные группы (РГ) или радиосети из абонентов MS. РГ (радиосети) формируются из условия общей заинтересованности абонентов в получаемой информации. Принцип транкинговой связи очень удобен в ведомственных системах (воинские подразделения, пожарная служба, скорая помощь, милиция и т. д.).

Каждой РГ (радиосети) на время разговора выделяется один дуплексный или симплексный радиоканал. Совокупность равнодоступных каналов, выделяемых нескольким РГ, составляет канальную базу системы.

Принцип организации радиосвязи по радиосетям позволяет получить

значительную экономию радиочастотного ресурса при большом количестве

радиоабонентов. Это обеспечивает существенное снижение эксплуатационной стоимости транкинговых радиосистем.

В транкинговых системах коммутация каналов и управление осуществляется на радиоуровне базовым коммутационным оборудованием сайта.

Рис.4.1 Структура транкинговой системы подвижной радиосвязи

Сайтовый контроллер принимает вызовы от MS и предоставляет им дуплексные радиоканалы для обеспечения разговора, т. е. радиосвязь в РГ осуществляется через сайтовый радиоретранслятор. Базовые контроллеры осуществляют также саморегулирование системы и контролируют качество каналов в процессе работы. В сложной помеховой обстановке коммутация может осуществляться в динамическом режиме, когда поражённые частоты передачи и приёма автоматически заменяются в процессе ведения связи.

Для привилегированных абонентов транкинговой сети реализуется возможность вызова абонента стационарной телефонной сети абонентом MS, а также вызова MS абонентами стационарной телефонной сети.

Кроме функций радиотелефонной связи транкинговые системы обеспечивают возможность передачи данных (ПД) и реализацию функций определения координат местонахождения MS на местности.

Транкинговые ССПС в зависимости от площади зоны обслуживания (ЗО) могут быть односайтовыми и многосайтовыми. В многосайтовой системе ЗО создается несколькими сайтами, соединенными между собой высокоскоростными каналами через зоновый коммутатор передачи данных (ЗКПД) (рис. 4.2).

Для этого в состав базового оборудования каждого сайта входит каналообразующее оборудование (КО), обеспечивающее формирование цифровых потоков с другими сайтами. Для организации междусайтовой связи используют многоканальные соединительные линии (СЛ). СЛ могут строиться с помощью аппаратуры радиорелейной связи, волоконно-оптических и кабельных линий связи. В комплект базового оборудования сайтов входят также антенна (А), базовый ретранслятор (БР) и базовый контроллер (БК).

Рис 4.2 Структура многосайтовой транкинговой системы подвижной связи

В сайте транкинговой системы имеется возможность любым её абонентом вызывать на обмен информацией (например, голосовой) любого абонента этого сайта или циркулярно всех его абонентов. В первом случае абонент сайта на тастатуре аппарата MS набирает номер (адрес) вызываемого абонента и нажимает кнопку РТТ. При этом во временном «окне», индивидуальном для каждого абонента сайта, по управляющему каналу передается кодограмма вызова. Она включает синхрогруппу, обеспечивающую тактовую синхронизацию и фазовый запуск, а также входящую посылку для базовой станции. Входящая кодограмма включает два кодовых слова. Первое кодовое слово содержит адрес вызывающей MS и регистрационный сигнал зоны сайта. Второе кодовое слово содержит адреса разговорной группы и вызываемой MS. Биты информационной избыточности двух кодовых слов сосредоточены в конце входящей посылки.

После обработки входящей посылки базовый контроллер по обратному управляющему каналу передает исходящую кодограмму. После регистрации исходящей кодограммы вызывающая и вызываемая MS автоматически перестраиваются на разговорный канал.

При групповом вызове разговорной группы нажимается на тастатуре аппарата только кнопка РТТ. Входящая кодограмма во втором кодовом слове не имеет адреса вызываемой MS. Исходящая кодограмма, формируемая базовым контроллером, будет включать в состав исходящих посылок только адрес разговорной группы и номер разговорного канала. Исходящая кодограмма в этом случае регистрируется всеми MS вызываемой разговорной группы, вызывающая и вызываемые MS автоматически перестраиваются на предлагаемый разговорный канал.

После занятия разговорного канала с целью его удержания на время разговора параллельно с голосовым сообщением на звуковой поднесущей передаётся цифровая последовательность со скоростью В=150 Бод (низкоскоростные данные – НСД), формируемая БК.

При нажатии на тастатуре кнопки MS (завершение разговора) от БК обрывается передача НСД, канал связи отключается. В случае отсутствия свободного разговорного канала абонент MS после нажатия кнопки РТТ слышит короткие звуковые сигналы (сигнал занятости).

При этом БК автоматически ставит эту MS в очередь и при освобождении канала сообщает тональным сигналом о возможности организации разговора.

При воздействии помех во время разговора БК автоматически заменяет выделенный разговорный канал. Такой процесс управления называется динамической перегруппировкой каналов.

БК предусматривает также возможность организации радиосвязи между MS, минуя БР (организуется прямая связь). Это осуществляется путём перестройки MS на каналы не используемые БР при выходе его из строя. При этом БК передает по каналу управления номер канала прямой связи, и MS перестраивается на него.

Для привилегированных абонентов через коммутатор базовой станции

имеется возможность выхода на связь с абонентами других сайтов и через интерфейс ТФОП с абонентами телефонной сети общего пользования.

Абонентская ёмкость транкинговой системы связи зависит от канальной базы сайтов, определяемой типом используемых БК и БР. Например, аналоговые стандарты транкинговой радиосвязи фирмы MOTOROLA использует следующие типы БК:

• на 3-5 каналов;

• на 5-7 каналов;

• на 7-28 каналов.

Наращивание количества канальных пар сайта возможно не только сменой типа БК, но и путём подключения дополнительного унифицированного оборудования.

Основными функциями базовых контроллеров являются:

• генерирование и кодирование исходящих кодограмм;

• коррекция и декодирование входящих кодограмм;

• генерирование НСД в разговорных каналах;

• контроль прохождения вызовов;

• управление базовыми ретрансляторами;

• контроль качества управляющего и голосового каналов.

Базовый приёмопередатчик (ретранслятор).

Диапазон частот: 132-174, 403-470, 470-520 МГц;

Модульные приемопередатчики:

• передающие модули: 851-870, 935-941 МГц;

• приёмные модули: 806-825, 902-996 МГц.

Перестройка приемников и передатчиков в заданных диапазонах осуществляется синтезаторами частот по команде БК с шагом сетки 12, 5; 25; 30 кГц и стабильностью частоты не хуже 0, 0001%. Чувствительность канального приёмника не хуже 0, 25-0, 3 мкВ. Избирательность по соседнему каналу не менее 70-85 дБ.

В настоящее время цифровые транкинговые системы связи вытесняют аналоговые. Они обеспечивают существенное повышение качества речевых сообщений и передачи данных, расширение объёма цифровых команд управления по сравнению с аналоговыми системами, более эффективное использование выделяемой полосы частот, гарантированное закрытие передаваемой информации.

Однако в цифровых системах транкинговой связи есть свои проблемы: большие различия в мощности передатчиков MS и BS, а также существенные различия антенн: в MS используются штыревые антенны с малым коэффициентом направленного действия, а в BS используются, как правило, секторные антенны с высоким коэффициентом направленного действия.

Вследствие этого неравенства в энергетическом потенциале дуплексных радиолиний между MS и BS, что является причиной мёртвых зон, MS принимает сигналы от BS с высоким уровнем, а BS принимает сигналы от MS с низким уровнем. Данный недостаток особенно проявляется в цифровых системах радиосвязи в виде регистрации больших «пачек» ошибок, не поддающихся исправлению.

Этот недостаток устраняется с помощью использования так называемых «удалённых приёмников», размещенных соответствующим образом в зоне обслуживания и связанных соединительными линиями (СЛ) с компаратором (рис. 4.3).

Компаратор принимает цифровые сигналы передающей MS сразу от нескольких удаленных приемников. Это позволяет отслеживать качество сигнала и выбирать тот удалённый приёмник, который принимает сигнал с наименьшим искажением. Такая структура наделяет систему способностью выбирать наиболее качественный канал из множества каналов, создаваемых различными рассредоточенными приёмниками.

Рис.4.3 Использование удаленных приемников