Многостанционный доступ с временным разделением (МДВР)

В данном случае работа земных станций через ретранслятор осуществляется поочередно. Поэтому все станции могут работать на одной несущей частоте и должны иметь общую систему синхронизации, обеспечивающую строго поочередные включения и выключения передатчиков.

На рисунке (см. выше) приведен цикл работы системы МДВР, состоящей из трех станций – 1,2 и 3. В течение интервалов времени τ, которые называются кадрами станций, каждая станция излучает колебания несущей частоты, модулированные сообщением, поступающем от аппаратуры разделения; через τ₃ обозначен защитный интервал времени, предотвращающий одновременное включение двух наземных станций, а через Т_ц – цикл передачи. Описанный вариант относится к случаю синхронной работы наземных станций. Система синхронизации, которая может осуществляться по пилот-тону, должна учитывать различие расстояний между ИСЗ и отдельными земными станциями. Обычно системы с МДВР работают с геостационарными ИСЗ, поскольку осуществить синхронизацию при использовании подвижных ИСЗ сложно, так как в этом случае расстояния между ИСЗ и земными станциями будут переменными. В случае МДВР наиболее целесообразным вариантом является использование ИКМ с фазовой модуляцией несущей (сокращенно – ИКМ ФМ МДЧР). На рисунке в качестве примера приведен подробный цикл работы системы МДВР.

Рисунок – Структура цикла при МДВР

Из рисунка следует, что в течение каждого кадра со станций передаются не только сообщения, идущие по телефонным и служебным каналам связи, но и несколько специальных сигналов. К ним относятся: сигналы синхронизации, вызова и коммутации (СВиК), сигналы адресов (СА) и пилот-сигнал (ПС). Отметим, что СВиК состоит из сигнала синхронизации опорных генераторов при когерентном приеме (СГКП), сигнала цикловой синхронизации (ЦС), сигнала, необходимого в системах с ИКМ для тактовой синхронизации (ТС), и сигналов, обеспечивающих вызов абонентов и коммутацию цепей (ВиК).

Информационная часть кадра составляет около 85…90 % от полной длины кадра.

Системы с МДВР по сравнению с МДЧР обладают рядом преимуществ:

1) импульсная мощность передающего устройства данной станции не зависит от условий работы других станций и не требует регулировок, так как взаимное подавление сигналов отсутствует;

2) все земные передающие станции могут работать на одной несущей частоте, а приемные – на другой, что упрощает построение станций;

3) передатчик ретранслятора работает в режиме максимальной мощности; при этом отсутствуют взаимные помехи между ретранслируемыми сигналами.

К недостаткам систем с МДВР можно отнести сложность системы синхронизации станций и возникновение помех при нарушении синхронизации работы хотя бы одной станции.

Таблица – Полосы частот систем спутникового вещания

Для систем спутникового вещания выделены полосы частот, представленные в табл. Два последних диапазона — Ка и К — почти не используются и пока считаются экспериментальными. Однако вещание спутниковых телепрограмм в этих диапазонах позволит значительно уменьшить диаметр приемных антенн. Например, если антенны Ки-диапазона (10,70 — 12,75 ГГц) имеют характерные размеры 0,6 — 1,5 м, то антенны К-диапазона (84 — 86 ГГц) при том же значении коэффициента усиления будут иметь размеры 0,10 — 0,15 м. Кроме того, информационная емкость этих диапазонов значительно выше. Под информационной емкостью понимается количество телевизионных каналов, которые можно разместить в данном диапазоне частот.

Основная проблема в освоении этих диапазонов — экономическая, а именно - проблема создания недорогих массовых индивидуальных приемников.

Дополнительная литература:

http://www.arstel.com/ru/articles/art1p_one.php

Принципы построения сотовых систем мобильной связи. Территориально-частотный план сотовых систем связи.

Общая архитектура сети современного мобильного оператора построена по иерархическому принципу и представляет собой трехуровневую структуру (рис.).

Рисунок – Трехуровневая структура сети мобильного оператора

Основу современных сотовых систем составляет именно сеть радиодоступа, поэтому далее будут рассмотрены вопросы, касательно данной части cети.

В сотовой сети связи территория зоны обслуживания (напри­мер, город) делится на ячейки (соты). В центре каждой соты нахо­дится стационарная базовая станция (БС), которая соединена ка­бельной или радиорелейной линией связи с наземной стационар­ной сетью связи общего пользования (например, ТфОП или Интернет). Назначение сотовой сети – связать мобильный или персональный терминал через базовую станцию сабонентом сети связи общего пользования или другим абонентом сотовой сети связи.

Основное назначение БС - обеспечить централизованный механизм управления передачи сигналов между абонентами, динамическое распределение ресурсов, контроль питания и обслуживания.

Зона обслуживания сотовой сети связи (город в типичном слу­чае) разбивается на шестиугольные соты с радиусом действия базо­вой станции .

Рисунок – Структура сотовой системы

При перемещении мобильного терминала из одной соты в другую производится автоматическое переключение радиоканала связи с одной базовой станции на другую. Этот процесс называет­ся эстафетной передачей или handover.

Различают жесткий и мягкий handover.

"Жесткий" handover – с разрывом соединения (! оператору проще реализовать).

"Мягкий" handover – без разрыва соединения (!!! более предпочтительно для абонента, т.к. любой сервис: голос или передача данных идут без разрыва соединения).

По размеру соты различают:

- пикосоты – связь внутри офиса, с радиусом со­ты до 10-50 м;

- микросоты – связь внутри точек большого скопления людей: аэропорты, торговые центры, и др. с радиусом соты до 100-300 м;

- макросоты – являются основой сетей мобильной и персо­нальной связи и имеют радиус соты от единиц километров до 10-40 км;

- мегасоты – формируются узким лучом К_А-ретранслятора ИСЗ и имеют радиус соты от нескольких сотен до тысяч километров.

Рисунок – Принцип многоуровневой сотовой системы

Модель сети сотовой связи (принцип взаимодействия)

Рисунок – Модель сети сотовой связи

Группа БС с помощью стационар­ных наземных каналов связи связывается с центром коммутации MSC (Mobile Switching Center). (может быть один или несколько). Центры коммутации выделяют каналы связи мобильным термина­лам по требованию и организуют их эстафетную передачу другим базовым станциям. Головной центр коммутации по сути является автомати­ческой телефонной станцией, осуществляет выход мобильных тер­миналов в ТфОП, сетьInternetи другие цифровые сети интегрального обслуживания.

Кроме того, головной центр коммутации осуществляет про­верку паролей мобильных терминалов, засекречивание сообщений при передаче их по радиоканалам, организует роуминг - подклю­чение мобильных терминалов других операторов к сотовой сети связи и др.