В 1979 г. ВАКР выделила диапазон частот 860..960 МГц
(сокращенно: диапазон 900 МГц) для разрабатываемых систем
подвижной связи. Для дуплексной связи в Европе выделяются две
полосы частот 2 x 25 МГц в этом диапазоне.
В 1983 г. группа GSM (Group Service Mobile) в составе СЕРТ
начала разрабатывать общеевропейский стандарт для будущих ССПС в
диапазоне 900 МГц. В начале 1985 г. эта группа приняла решение
о концентрации усилий на разработке цифровых систем передачи
информации. Именно поэтому для будущей системы был выбран
диапазон 900 МГц.
Описываемая система CD900 является полностью цифровой, что
позволяет обеспечить высокое качество передачи информации между
подвижным и стационарным абонентами. Использование цифровой
коммутации и цифровой обработки соответствует идеологии
интегральной цифровой сети связи. Для передачи телефонных,
телексных и факсимильных сообщений рекомендуется использовать
скорость передачи 64 кбит/с и применять соответствующие модемы.
Переход к широкополосной цифровой радиосвязи позволяет применить
многостанционный доступ с временным разделением каналов (МДВР).
Для борьбы с многолучевостью и взаимными помехами рекомендуется
использовать цифровую обработку широкополосных ШПС. В
широкополосной цифровой ССПС помимо МДВР используется частотное
(на основе сотовой структуры) и кодовое (на основе применения
ШПС) разделения каналов. Для реализации всех перечисленных
методов необходимо широко использовать СБИС и микропроцессоры.
При проектировании системы CD900 предусматривалась ее
совместимость с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), используемой
в ТФОП. Предполагается, что эта система будет обслуживать 1 млн.
абонентов на площади ФРГ (250 тыс. кмS02T). Ожидаемая интенсивность
трафика в ЧНН составит 0,015 Эрл/абон., что соответствует 15
тыс. одновременных вызовов. При упомянутой интенсивности
трафика (0,015 Эрл/абон. + 100%-ный резерв) и среднем радиусе
зоны 10 км необходимо иметь 38 информационных каналов на одну
базовую станцию (БС). В центре каждой ячейки шестиугольной
формы расположена БС с тремя секторами обслуживания. Каждая БС
работает ка концентратор, обеспечивая доступ в систему
нескольким абонентам. Кадр МДВР изображен на рис.12.
Длительность кадра равна 31,5 мс, это время делится на 63
временных интервала по трем группам, каждая из которых
принадлежит одному из трех секторов БС. Каждый временной
интервал используется как временной канал в МДВР. Из 63 каналов
три являются каналами сигнализации (КС), т.е. служат для
управления системой, а остальные 60 - информационными каналами
(ИК). Периодически каждый информационный временной канал
просматривается на занятость. Скорость передачи составляет
примерно 1,5 Мбит/с. При равномерном распределении трафика
каждой из трех антенн БС последовательно выделяется временной
интервал, содержащий 20 информационных каналов и один канал
сигнализации, который выполняет функции управляющего канала.
Каждый временной (канальный) интервал делится на четыре части:
синхросигнал (преамбула); стартовый сигнал, определяющий начало
передачи информации (флажок); информационная часть (504 бит) и
защитный интервал.
Базовые станции (рис.13) через узловые АТС-П подключаются к
телефонной сети общего пользования (ТФОП). Управляет ССПС СD900
центральная станция (ЦС).
Предполагается, что в системе СD900 будут приняты меры для
борьбы с многолучевостью, затенениями, межканальными и взаимными
помехами, организованными помехами и шумами. Результирующая
скорость передачи 1,5 Мбит/с. Для борьбы с многолучевостью
используется разделение лучей при передаче широкополосных ШПС с
их последующим накоплением. При расширении спектра применяются
32 кодовых слова по 32 бита, каждое из них первоначально
содержит 5 бит информации. При переходе к биортогональным
словам, а затем к квадратурному кодированию каждое слово
содержит уже 12 бит, которые переносятся 32 двоичными единицами,
т. е. расширение спектра равно 2,67.
На рисунке 14 приведена структурная схема передатчика, а на
рис. 15 - структурная схема приемника системы CD900. На схемах
приведены блоки, характерные для БС и АС. Мощность передатчика
БС 25 Вт, мощность передатчика мобильной АС 4 Вт и мощность
передатчика портативной АС 0,1 Вт. Приемник имеет три блока
обработки: согласованный фильтр, многоканальный коррелятор и
решающее устройство. В качестве синхросигнала используется
псевдослучайная последовательность из 127 двоичных единиц,
дающая выигрыш 20 дБ. Обработка 32 кодовых последовательностей
дает выигрыш 15 дБ. Используется также кодовое разделение и
частотное разделение с коэффициентом повторения частот, равным
3. В полосе 6 МГц располагается 60 каналов, а весь диапазон
шириной 24 МГц делится на четыре поддиапазона по 6 МГц, в каждом
из которых содержится 60 каналов БС. В системе CD900 спектр
частот используется в 1,7...2,4 раза эффективнее, чем в системах
с ЧМ и частотными каналами шириной 25 кГц.
Описанная система CD900 (рис. 13) имеет четырехуровневую
структуру:
- телефонная сеть общего пользования (ТФОП);
- узловые АТС-П;
- базовые станции;
- абонентские станции.
Для управления используется система сигнализации МККТТ N_7,
а в ТФОП для передачи информации применяется ИКМ 30. Для
повышения надежности к каждой БС подходят две линии связи с ИКМ
30. В каналах сигнализации используются корректирующие коды Рида
- Соломона. Отмечено, что применение вокодеров позволит снизить
скорость передачи до 16 кбит/с и тем самым повысить
помехоустойчивость. Система CD900 является перспективной
системой ближайшего будущего.
5.10.2. Локальная сотовая система LCRN.
Принципы построения, методы модуляции и кодирования,
применяемые в ССПС СD900, положены в основу разработки локальной
сотовой системы (ЛСРС; Local Cellular Radio Network - LCRN) в
диапазоне 60 ГГц. Ее назначение - организация радиосвязи между
базовыми станциями, размещенными на подвижных базовых объектах.
В свою очередь, каждая базовая станция может обслуживать
подвижные абонентские станции в своей рабочей зоне (ячейке).
Таким образом, ЛСРС отличается от ССПС тем, что в ЛСРС базовые
станции являются подвижными и связь между ними в стационарном
состоянии обеспечивается по радиоканалам. Для передачи речевой
информации и данных в цифровой форме используется
Сотовая организация ЛСРС позволяет эффективно использовать
отведенную полосу частот. Так как система работает в диапазоне
60 ГГц, где велико затухание радиоволн в атмосфере, то поэтому
максимальное расстояние между базовыми станциями не превышает
500 м. ЛСРС должна быть совместимой с ССПС CD900,
разрабатываемой ФРГ. Поэтому модем ЛСРС и каналообразующая
аппаратура совместимы с аппаратурой системы CD900.
Предполагается, что усилитель мощности передатчика выполнен
на транзисторе с выходной мощностью 1 Вт. Для уплотнения и
разделения каналов используется МДВР, а для борьбы с
многолучевостью предполагается применять шумоподобные сигналы в
виде фазоманипулированных сигналов или сигналов с
псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Отмечаются
следующие особенности системы CD900, которые надо учитывать при
проектировании в ЛСРС:
- испытательная проверка многолучевого канала с изменением
запаздывания и интенсивности лучей и запоминанием их в
корреляторе при каждом интервале передачи;
- корреляционное обнаружение сигналов, следующих за
синхросигналом;
- некогерентное суммирование наиболее мощных лучей и
когерентное суммирование разделяющихся лучей;
- использование m - ичного кодирования.
На рис. 16 представлена структурная схема ЛСРС. Все станции
системы находятся в синхронном режиме, что не является проблемой
для локальных систем. Скорость передачи информации в канале 16
кбит/с в соответствии с рекомендациями EUROCOM D/1 и МККТТ
G.700. В ЛСРС с МДВР кадр имеет длительность 10 мс и содержит 20
дуплексных каналов. В течение каждого канального интервала
передается сначала синхроимпульс (преамбула), а затем
информационная часть (162 бита), закодированная в 864 символа. В
целом для системы ЛСРС с 20 базовыми станциями достаточно 64
дуплексных канала. Характеристики ЛСРС приведены ниже.
Если допуск на замирание 8 дБ недостаточен, то необходимо
применять кодирование и ШПС. Целесообразно использовать ФТ или
m-ичное кодирование вместо ЧТ. Для обеспечения дополнительного
усиления применяется:
"веерная" или многолучевая антенная система с шириной
диаграммы направленности 10 градусов по вертикали и 30 градусов
по азимуту, обеспечивающая увеличение усиления для каждой
базовой станции на 13 - 16 дБ;
повторное использование частотных каналов; при ожидающейся
интенсивности трафика коэффициент повторения частот равен 3, что
обеспечивает дополнительное усиление в 5 дБ.
Параметры ЛСРС
Частота, ГГЦ....................................... 60
Мощность передатчика, Вт........................... 1
Усиление антенны передатчика, дБ................... 10
Усиление антенны приемника, дБ..................... 10
Шум-фактор, дБ..................................... 12
Полоса УПЧ (64 дуплексных канала, 16 кбит/с), МГц.. 3
Требуемое отношение сигнал-шум в полосе УПЧ........ 9
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23
