Реферат: Особенности и классификация систем подвижной радиосвязи СПРС
--PAGE_BREAK--450 800 900 1700 1800 2000 2100 2300 f
Диапазон ® характеристики радиоканала ® модуляция
® вид кодирования.
Характеристики радиоканала.
<img width=«440» height=«175» src=«ref-1_442840623-6768.coolpic» v:shapes="_x0000_s1305 _x0000_s1306 _x0000_s1307 _x0000_s1308 _x0000_s1309 _x0000_s1310 _x0000_s1311 _x0000_s1312 _x0000_s1313 _x0000_s1314 _x0000_s1315 _x0000_s1316 _x0000_s1317 _x0000_s1318 _x0000_s1319 _x0000_s1320 _x0000_s1321 _x0000_s1322"><img width=«180» height=«36» src=«ref-1_442847391-436.coolpic» v:shapes="_x0000_i1025">
<img width=«69» height=«4» src=«ref-1_442847827-177.coolpic» v:shapes="_x0000_s1323"> — прямой луч.
Кроме прямого луча, проходящего через затеняющие объекты, существует две группы отраженных лучей:
- от близлежащих объектов;
- от больших удаленных объектов.
<img width=«603» height=«200» src=«ref-1_442848004-9572.coolpic» v:shapes="_x0000_s1324 _x0000_s1325 _x0000_s1326 _x0000_s1327 _x0000_s1328 _x0000_s1329 _x0000_s1330 _x0000_s1331 _x0000_s1332 _x0000_s1333 _x0000_s1334 _x0000_s1335 _x0000_s1336 _x0000_s1337 _x0000_s1338 _x0000_s1339 _x0000_s1340 _x0000_s1341 _x0000_s1342 _x0000_s1343 _x0000_s1344 _x0000_s1345 _x0000_s1346">Считается, что интенсивность лучей меняется по expзакону и импульсная характеристика канала имеет вид:
0 tmin tр max t
tр maxограничивает скорость передачи дискретных сообщений по радиоканалу.
В диапазоне 800 – 900 МГц предельная скорость R=100…150 бит/сек.
Величины задержек лучей друг относительно друга характеризует следующая таблица:
В – интервал корреляции замираний по частоте
<img width=«71» height=«48» src=«ref-1_442857576-279.coolpic» v:shapes="_x0000_i1026">
При использовании простых (УСП – узкополосных) сигналов FT»1; эффективным средством борьбы с многолучевостью является перемежение передаваемых символов (наряду с корректирующим кодированием). Однако, из-за относительно большого интервала корреляции замираний по времени и низкой скорости замираний интервал перемежания оказывается очень большим.
1 2 3 — посылки
<img width=«619» height=«115» src=«ref-1_442857855-1488.coolpic» v:shapes="_x0000_s1347 _x0000_s1348 _x0000_s1349 _x0000_s1350 _x0000_s1351 _x0000_s1352 _x0000_s1353 _x0000_s1354 _x0000_s1355 _x0000_s1356 _x0000_s1357 _x0000_s1358 _x0000_s1359 _x0000_s1360 _x0000_s1361 _x0000_s1362 _x0000_s1363 _x0000_s1364 _x0000_s1365">
t
1 i j 2 3
Dt > tзамир i j t
fI fII fIII
Rз=j(V,Q) — скорость замираний.
В ситуации, когда Dt велико, наряду с перемежением используют прыганье по частоте
<img width=«204» height=«27» src=«ref-1_442859343-419.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027">
Наличие многолучевости, т.о., приводит к необходимости применять наряду с перемежением прыганье по частоте с соответствующим шагом или использовать ШПС, полоса которых F=(6…9)В.
В зависимости от того, где проходит трасса распространения сигнала, замирания в канале характеризуются законами Релея или Райса. Райсовский закон характерен для связи внутри здания, релеевский – для города. При райсовском распределении и использовании CDMA (ШПС) можно ограничиться одним-двумя каналами обработки в приемнике, т.к. всегда присутствует прямой луч или же добавочно один мощный отраженный луч. В релеевском канале приходится увеличивать число каналов обработки до 3-х – 4-х, т.к. ориентируются на отсутствие прямого луча и наличие нескольких одинаковых отраженных лучей.
3. Кодирование.
Выбор методов кодирования определяется характером группирования ошибок в канале. При независимых ошибках достаточно использовать мощный корректирующий код (блочный код или чаще сверточный код). При коррелированных ошибках необходимо применять коды, корректирующие пакеты ошибок, однако эти коды имеют большую избыточность, поэтому применяют сочетание блочных и сверточных кодов, используя сверточный код для исправления одиночных ошибок, а блочный – для обнаружения неисправленных ошибок.
<img width=«607» height=«40» src=«ref-1_442859762-1473.coolpic» v:shapes="_x0000_s1366 _x0000_s1367 _x0000_s1368 _x0000_s1369 _x0000_s1370 _x0000_s1371 _x0000_s1372 _x0000_s1373 _x0000_s1374 _x0000_s1375 _x0000_s1376 _x0000_s1377">
Для согласования кода с каналом используют операцию повторения наиболее важных символов кода, т.е. этот символ передается подряд несколько раз и решение о его знаке принимается на основе сравнения. Кроме того, для согласования кода с каналом используют методы многофазной манипуляции (4ОФМ).
4. Выбор метода доступа к каналу (МДЧР, МДВР, МДКР – соответственно FDMA, TDMA, CDMA).
Критерием выбора является, с одной стороны, сложность управления доступом и сложность аппаратуры, с другой стороны, пропускная способность системы.
МДЧР (FDMA) – самая простая.
МДВР (TDMA) – используется комбинация МДВР-МДЧР (TDMA-FDMA), сложное управление доступом, высокая пропускная способность.
МДКР (CDMA) – простое управление доступом, сложная аппаратура, потенциально наибольшая пропускная способность, не требуется планирование частотно-временного ресурса.
Канальный уровень.
Задача – довести информацию от заданного количества пользователей с заданным качеством.
1. Управление распределения ресурса.
1.а Самоуправляемый доступ к каналу.
1.б Предоставление каналов по требованию.
1.а Самоуправляемый доступ хорош тем, что не требует выделения специального служебного канала управления доступом. Применяется в МДЧР и имеет следующий принцип:
Базовая станция на частоте свободного канала передает маркер. АС, выходя на связь, просматривает все частотные каналы и фиксирует сигнал маркера, затем на дуплексной частоте этого канала АС передает сигнал занятия канала. БС, приняв этот сигнал, снимает маркер и передает на АС сигнал разрешения занятия канала. Затем идет служебная информация по соединению с корреспондентом.
Если связь устанавливается по инициативе БС, то используют специальный однонаправленный канал, по которому БС передает вызов и номер свободного рабочего канала, по которому АС подтверждает, что вызов принят.
1.б При предоставлении каналов по требованию выделяется отдельный случайный канал, называемый канал сигнализации. У всех БС, входящих в кластер, эти каналы разные.
АС передает по каналу сигнализации запрос в виде пакета, содержащего служебную информацию. Пакет посылается в режиме случайного доступа к каналу.
БС передает по каналу сигнализации последовательность кадров с необходимыми сообщениями (ответ на вызов с номером РК), либо сама вызывает АС.
<img width=«13» height=«14» src=«ref-1_442861235-206.coolpic» v:shapes="_x0000_s1378"><img width=«207» height=«116» src=«ref-1_442861441-1367.coolpic» v:shapes="_x0000_s1379"><img width=«2» height=«113» src=«ref-1_442862808-161.coolpic» v:shapes="_x0000_s1380"><img width=«12» height=«125» src=«ref-1_442862969-252.coolpic» v:shapes="_x0000_s1381">Тз
<img width=«248» height=«68» src=«ref-1_442863221-960.coolpic» alt=«Выноска 2 (без границы): Запрещенная область» v:shapes="_x0000_s1382"><img width=«13» height=«17» src=«ref-1_442864181-234.coolpic» v:shapes="_x0000_s1383">Тп
<img width=«13» height=«13» src=«ref-1_442864415-203.coolpic» v:shapes="_x0000_s1384"> <img width=«13» height=«14» src=«ref-1_442861235-206.coolpic» v:shapes="_x0000_s1386"> <img width=«13» height=«13» src=«ref-1_442864824-203.coolpic» v:shapes="_x0000_s1385"> <img width=«13» height=«14» src=«ref-1_442865027-206.coolpic» v:shapes="_x0000_s1387"> <img width=«219» height=«22» src=«ref-1_442865233-325.coolpic» v:shapes="_x0000_s1389 _x0000_s1388">
18% Ра
Случайный доступ к каналу имеет отрицательную сторону. При большой активности абонентов, когда вероятность столкновения пакетов Ра превышает 18%, время задержки передачи пакета по отношению к длине пакета начинает недопустимо расти.
Требования по достоверности передачи для канала сигнализации более высокие, чем для рабочего канала. Поэтому здесь применяют помехоустойчивые виды модуляции (при более низкой скорости передачи), кодирование с исправлением ошибок и многократную передачу сообщений в пакете.
2. Управление мощностью передатчиков БС и АС.
Позволяет уменьшить средний уровень перекрестных помех в системе и уменьшить размерность кластера и величину защитных частотных интервалов.
Управление мощностью передатчиков АС обеспечивает выравнивание сигналов от ближних и дальних АС на входе приемника БС.
Управление мощностью передатчика БС позволяет за счет снижения среднего уровня помех в дальней зоне уменьшить размерность кластера.
Основная сложность при регулировке мощности связана с тем, что прямой и обратный каналы ССПС разнесены по частоте на 15…45 МГц, поэтому замирания сигналов в этих каналах не коррелированы.
В результате для точной регулировки мощности приходится использовать два уровня управления мощностью – низший и более высокий.
Низший уровень базируется на АРУ приемника:
<img width=«291» height=«154» src=«ref-1_442865558-1914.coolpic» v:shapes="_x0000_s1390 _x0000_s1391 _x0000_s1392 _x0000_s1393 _x0000_s1394 _x0000_s1395 _x0000_s1396 _x0000_s1397 _x0000_s1398 _x0000_s1399 _x0000_s1400 _x0000_s1401 _x0000_s1402 _x0000_s1403 _x0000_s1404">
На более высоком уровне для получения более точного результата БС передает пилот-сигнал, ретранслируемый АС. Оценка уровня пилот-сигнала, принятого на БС после ретрансляции, позволяет уточнить значение мощности передатчика как БС, так и АС. Пилот-сигнал формируется либо в виде синусоидального колебания, передаваемого вне полосы основного сообщения, либо в виде тестовой кодовой комбинации.
<img width=«513» height=«122» src=«ref-1_442867472-2715.coolpic» v:shapes="_x0000_s1405 _x0000_s1406 _x0000_s1407 _x0000_s1408 _x0000_s1409 _x0000_s1410 _x0000_s1411 _x0000_s1412 _x0000_s1413 _x0000_s1414 _x0000_s1415">S(t)
f инф. пакет тест. комбин. t
Аналоговые системы Цифровые системы
Еще более точный результат можно получить, если осуществить промежуточный прием и оценку тестовой комбинации на АС. При этом сама АС также будет формировать собственную тестовую комбинация для БС.
Главная сложность при точной регулировке мощности – задержка при принятии решения о регулировке.
Сетевой уровень.
Задача – управление взаимодействием элементов ССПС.
1. Взаимодействие между АС и сетью в целом.
<img width=«561» height=«198» src=«ref-1_442870187-6379.coolpic» v:shapes="_x0000_s1416 _x0000_s1417 _x0000_s1418 _x0000_s1419 _x0000_s1420 _x0000_s1421 _x0000_s1422 _x0000_s1423 _x0000_s1424 _x0000_s1425 _x0000_s1426 _x0000_s1427 _x0000_s1428 _x0000_s1429 _x0000_s1430 _x0000_s1431 _x0000_s1432 _x0000_s1433 _x0000_s1434 _x0000_s1435 _x0000_s1436 _x0000_s1437 _x0000_s1438 _x0000_s1439 _x0000_s1440 _x0000_s1441 _x0000_s1442 _x0000_s1443 _x0000_s1444 _x0000_s1445 _x0000_s1446 _x0000_s1447 _x0000_s1448 _x0000_s1449 _x0000_s1450 _x0000_s1451 _x0000_s1452 _x0000_s1453 _x0000_s1454 _x0000_s1455 _x0000_s1456">
…
Аб
БС
… …
АС … … … …
1 j 1 m 1 n 1 s
Управление в сети может быть:
- централизованным;
- децентрализованным.
При централизованном (квазицентрализованном) управлении все операции по взаимодействию с АС выполняет ЦКПС.
При децентрализованном управлении часть функций возлагается на БС и ЦКПС используется только для взаимодействия с другим ЦКПС или с коммутационными станциями ТФОП.
В настоящее время в ССПС используется в основном централизованное управление. Децентрализованный вариант более характерен для WLL (RLL) систем – систем беспроводного абонентского доступа.
На вышеприведенном рисунке изображен централизованный вариант. Важнейшей функцией ЦКПС является идентификация АС и ее обнаружение в режиме роуминга. Кроме того ЦКПС выполняет все операции, необходимые для взаиморасчетов между оператором и пользователем.
Данная схема обеспечивает идентификацию АС следующим образом: АС передает свой номер на ЦКПС. ЦКПС проверяет этот номер в ОРМ (опорном регистре местоположения). Если номера нет, ЦКПС1 запрашивает ЦКПС2 о наличии этого номера в его ОРМ. Получив положительный ответ ЦКПС1 заносит номер в свой ВРМ (визитный регистр местоположения). Дальнейшее обслуживание ЦКПС1 будет выполнять самостоятельно, не обращаясь к ЦКПС2. При вызове АС абонентом ТФОП запрос поступает на ЦКПС2, а затем переадресовывается на ЦКПС1, который далее взаимодействует с АС – роуминг. Все взаиморасчеты с АС выполняет ЦКПС2 по данным, получаемым от ЦКПС1. Если АС уходит с территории обслуживания ЦКПС1, то ее номер убирается из ВРМ.
При децентрализованом управлении в WLL (RLL) каждая БС имеет свою базу данных (БД), содержащую информацию об абонентах, обслуживаемых на данной территории. ЦКПС здесь выполняет только операции, управляющие соединением с центром коммутации ТФОП или с БС других ЦКПС.
2. Управление в сети в процессе установления связи.
А. Установление связи по инициативе ЦКПС.
Основная сложность связана с тем, что неизвестно, в какой именно из сот находится АС.
<img width=«604» height=«265» src=«ref-1_442876566-6053.coolpic» v:shapes="_x0000_s1457 _x0000_s1458 _x0000_s1459 _x0000_s1460 _x0000_s1461 _x0000_s1462 _x0000_s1463 _x0000_s1464 _x0000_s1465 _x0000_s1466 _x0000_s1467 _x0000_s1468 _x0000_s1469 _x0000_s1470 _x0000_s1471 _x0000_s1472 _x0000_s1473 _x0000_s1474 _x0000_s1475 _x0000_s1476 _x0000_s1477 _x0000_s1478 _x0000_s1479 _x0000_s1480 _x0000_s1481 _x0000_s1482 _x0000_s1483 _x0000_s1484 _x0000_s1485 _x0000_s1486 _x0000_s1487 _x0000_s1488 _x0000_s1489 _x0000_s1490 _x0000_s1491 _x0000_s1492 _x0000_s1493 _x0000_s1494 _x0000_s1495"> ЦКПС БС1 БС2 БС3 АС
Вызов от
аб. ТФОП Выбор наиб.
сигнала
Вызов квитанция
КС № РК
РК
Трубка
Проверка снята
Разговор
Переход
Отбой на КС
КС – канал сигнализации, РК – рабочий канал.
Число различных КС в системе определяется размером кластера. Приемник АС проходит по КС и выбирает КС с наибольшим уровнем сигнала, затем на дупрексной частоте выбранного КС (т.е. через выбранную БС) передается квитанция. ЦКПС определяет отношение сигнал-шум в этом КС (в этом случае уже начинает работать система управления мощностью передатчиков). Если отношение сигнал-шум при связи с выбранной БС хорошее, то ЦКПС передает на АС номер РК, а БС и АС переходят на этот РК. После проверки связи включается разговор, затем отбой, после которого приемник АС переходит в дежурный режим, т.е. в режим просмотра КС.
Данный алгоритм не оптимален с точки зрения момента включения управления мощностью. Лучше производить управление мощностью в РК в процессе проверки связи. Тоже самое касается и проверки отношения сигнал-шум. Эти изменения позволяют уменьшить время занятости КС и, следовательно, уменьшить вероятность столкновения пакетов в КС.
Б. Установление связи по инициативе АС.
АС в дежурном режиме просматривает КС всех БС и при необходимости выхода на связь выбирает канал с наибольшим уровнем сигнала. По этому КС и передается запрос от АС.
<img width=«498» height=«203» src=«ref-1_442882619-3625.coolpic» v:shapes="_x0000_s1496 _x0000_s1497 _x0000_s1498 _x0000_s1499 _x0000_s1500 _x0000_s1501 _x0000_s1502 _x0000_s1503 _x0000_s1504 _x0000_s1505 _x0000_s1506 _x0000_s1507 _x0000_s1508 _x0000_s1509 _x0000_s1510 _x0000_s1511 _x0000_s1512 _x0000_s1513 _x0000_s1514 _x0000_s1515 _x0000_s1516 _x0000_s1517 _x0000_s1518 _x0000_s1519 _x0000_s1520 _x0000_s1521 _x0000_s1522"> ЦКПС БСi АС
Запрос РК
№ РК
Проверка РК
Соединение Данные по связи
с Аб. ТФОП
Разговор
<img width=«94» height=«12» src=«ref-1_442886244-250.coolpic» v:shapes="_x0000_s1523"> Отбой Переход
на КС
3. Эстафетная передача обслуживания АС.
При ухудшении отношения сигнал-шум ЦКПС посылает по КС БС тестовые сигналы и выбирает БС с наилучшим отношением сигнал-шум, затем передает номер нового РК на АС и АС переходит на этот канал. Сигнал также переадресуется со старой БС на новую, которая предает его на РК, указанный ЦКПС.
Недостатком такой схемы является явление «пинг-понга» – из-за интерференционных замираний и затенения отношение сигнал-шум для соседних БС на границах сот может сильно варьироваться в ту или иную сторону и происходит многократное взаимное переключение БС. Метод борьбы с этим для CDMA будет рассмотрен далее.
Пути усовершенствования ССПС.
Сушествует три пути усовершенствования:
1. Повышение пропускной способности ССПС без увеличения используемого ресурса.
2. Повышение надежности поддержания связи с АС.
3. Повышение скорости передачи.
1. Повышение пропускной способности ССПС.
а) Снижение D/R0.
Достигается за счет снижения допустимого отношения сигнал-шум (применение цифровых методов передачи, помехоустойчивое кодирование и модуляция).
Другой способ применение секторного обслуживания сот:
<img width=«598» height=«237» src=«ref-1_442886494-11786.coolpic» v:shapes="_x0000_s1524 _x0000_s1525 _x0000_s1526 _x0000_s1527 _x0000_s1528 _x0000_s1529 _x0000_s1530 _x0000_s1531 _x0000_s1532 _x0000_s1533 _x0000_s1534 _x0000_s1535 _x0000_s1536 _x0000_s1537 _x0000_s1538 _x0000_s1539 _x0000_s1540 _x0000_s1541"> продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по коммуникациям