Ұялы телефония

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Ұялы телефония

қ азіргі кезде ең тез дамып келе жатқан телекоммуникалық жүйеледің бірі. Алғашқыда дүниежүзінде осы байланыс түрін қолданылатын абоненттер саны 85 млн болған, 2001 жылғы санақ бойынша 200-210 млн абонент бар.

Ұялы байланыстың негізгі элементтеріне базалық станция (БС) және мобильді радиотелефон (МРТ) кіреді. БС-лар МРТ-мен радиобайланысты қолдайды, сол себепті БС мен МРТ УВЧ диапазонындағы электромагнитті сәулеленудің көзі болып табылады. Ұялы радиобайланыс жүйесінің ерекшелігі жұмыс істеуге бөлінетін радиожиілікті спектр жүйесін өте тиімді қолдану болып табылады. Ал ол өз кезегінде абоненттер санын көбейтуге мүмкіндік береді. Жүйе жұмысында территорияны радиусы 0, 5-10км соттарға бөлуге болады.

Радиалды және радиалды-аймақтық байланыстарды, максималды алыс қашықтыққа жетуі, таратқыш қуатына, қабылдағыштың сезімталдығына, шудың дәрежесіне тәуелді және станциялардағы антенналардың арасындағы тікелей көру қажеттілігімен шектеледі. Мұндай жүйелердің таратқышы максималды қажетті алыс қашықтықта байланыспен қамтамасыз ету үшін үлкен қуатқа ие болады. Бөлінген жиіліктер жолағында жұмыс істейтін таратқыштар саны шектелген, себебі көрші арналар арасындағы жиіліктерінің айырмашылығы 12, 5кГц болады.

70-жылдары абоненттер санын және байланыс сапасын арттыруға мүмкіндік беретін, байланысты ұйымдастырудың жаңа принципі ұсынылды. Қызмет көрсетілетін территорияны соттар немесе ұяшықтар деп аталатын бөліктерге бөлу.

Қызмет көрсету территориясын ұяшықтарға бөлудің екі әдісі бар:

Байланыс жүйелерінде сигналдардың таралуының статикалық сипаттамаларын өлшеуге негізделген;
Арнайы районға сигналды тарату параметрлерін есептеу.

1-ші әдісті қолданғанда барлық қызмет көрсетілетін аймақ бірдей формалы аймақтарға бөлінеді және өзара әсер ету шарты орындалатын шектерде, статикалық радиофизика заңының көмегімен рұқсат етілетін өлшемдері анықталады.

Территорияны соттарға бөлуде ең тиімді 3 геометриялық фигуралар: үшбұрыш, квадрат және алтыбұрыш. Ең ыңғайлы фигура алтыбұрыш, себебі егер шеңбер диаграммалы бағытталған антеннаны оның ортасына орналастырса, онда соттың барлық бөліктеріне байланысты ұйымдастыруға болады.

1-ші әдісті қолданғандағы ұқсас бір арналар қолданылатын аймақтар арасындағы интервал өзара бөгеулерге қажетті деңгейден жоғары болады. Бұл жағдайда 2-ші әдісті қолданған жөн. Онда базалық станциялардың минималды санын анықтау үшін керек болатын параметрлер есептелінеді.

Әр ұяшық байланыс арналар саны шектелген және аз шығыс қуаты бар өзінің таратқышымен қызмет етеді. Бұл алыс қашықтықтағы ұяшықтың жиілік арнасын кедергісіз қайта қолдануға мүмкіндік беред. Бірақ практикада соттардың қызмет ету аясы әртүрлі факторлардың әсерінен, мысалы радиотолқындардың таралу шарттарының өзгеруіне байланысты жабылады. Сондықтан көрші ұяшықтарда әртүрлі жиіліктер қолданылады. Үш жиілікті F1-F3 қолданатын сот құрылымы 1-суретте көрсетілген. Соттардың әртүрлі жиіліктегі топтары кластер деп аталады. Оны анықтайтын параметр болып көрші соттағы жиіліктер саны табылады. Практикада ол сан 15-ке дейін жетуі мүмкін.

Ұялы байланыс принципінің негізгі идеясы, ол қосылмаған соттардағы жиіліктерді қайта қолдану болып табылады. Бірінші буын ұялы қозғалмалы байланыстың аналогты жүйесінде қолданылған жиілікті қайта қолдануды ұйымдастырудың 1-ші әдісі шеңберлі бағдарланған диаграммасы бар базалық станцияны қолдану. Ол бірдей қуатты сигналды барлық бағыт бойынша тарата алады.

1-сурет.

Алтыбұрышты ұяшықтарды қолдану қажетті жиілік дипазонының кеңдігін азайтуға мүмкіндік береді. Алтыбұрышты форма ұяшықтың центріне орнатылған, бағдарлы базалық станцияның шеңбер диаграммасына жақсы сияды. Ұяшықтың өлшемін таңдауды қарастырайық. Бір жиіліктер қайта қолданылатын ұяшықтар арасындағы интервалды анықтайды. D қорғаныс интервалының өлшемі, жоғарыда айтылған деректерден тыс, бөгеуліктердің мүмкін болатын деңгейі және радиотолқындардың таралу шарттарына тәуелді. Барлық аймақтағы шақырулар интенситілігі бірдей, бірөлшемді ұяшықтар таңдап алынады. R ұяшық радиусы арқылы сипатталатын базалық станцияның қызмет ету аясы, барлық территорияның қызмет ету аясына байланысты ұстауға мүмкіндік беретін N абоненттер санын анықтайды. Соған байланысты ұяшықтың радиусын қысқарту бөлінген жолақ жиілігін қолданудың маңыздылығын арттырады және жүйенің абоненттік сиымдылығын арттыруға болады. Сонымен қатар таратқыштың және қозғалмалы станциялардың қуатын азайтады. Бұл өз кезегінде ұялы байланыс құралдарын басқа да радиоэлектронды құралдарымен және жүйелерімен электромагнитті сәйкестік шартын жақсартады.

2-сурет.

Бөгеулік дәрежесін төмендетудің ең тиімді әдістерінің бірі, тар бағытталған диаграммалары бар секторлық антенналарды қолдану. Мұндай бағытталған антенналарда сигнал бір бағытта таратылады, ал сәулелену дәрежесі қарама-қарсы бағытта минимум мәнге жеткізіледі. Соттарды секторларға бөлу, соттардағы жиілікті қайта қолдануға мүмкіндік береді. Мұндай жиілікті қайта қолдану әр базалық станцияның 3 секторлық антенналарды қолдануға негізделген (3-сурет) .

3-сурет.

Жиіліктер жолағын ең тиімді қолдану үлгісін АҚШ-тың Motorola компаниясы ұсынды. Motorola екі базалық станциялар қатысатын жиіліктерді қолдану амалдарын қолданған. Бұл әдісті қолданғанда 4 ұяшықтан тұратын кластерлер шегінде жиіліктер екі рет қолданылады (4-сурет) .

4-сурет.

Әр сот базалық станция деп аталатын көпарналы таратқышпен қызмет көрсетіледі. Ол, қарапайым телефон желісі сымының ролін радиотолқындар атқаратын, ұялы телефонмен және қозғалмалы байланыстың коммутация орталығы арасындағы байланысты ұйымдастырады. Базалық станциялардың арналар саны 8-ге бөлінеді, мысалы 8, 16, 32. Бір арна басқарушы (Control channell) болып табылады. Кей жағдайларда ол шақыру арнасы (Calling Channell) деп аталады. Бұл арнада қозғалмалы абонент жүйесін шақырғанда тікелей байланыс ұйымдастырылады, ал сөйлесу бос арна табылғанда ауысу орындалады. Бұл процесстер тез болады, сол себепті ол абонентке білінбейді.

Барлық базалық станциялар бөлінген сымдық және радиорелейлі байланыс арнасы арқылы қозғалмалы коммутация байланыс орталығын байланыстырады. MSC коммутациялық орталығы желіні басқарудың барлық функцияларын қамтамасыз ететін, ұялы байланыс жүйесінің автоматты телефонды станциясы. Ол қозғалмалы станцияларға тұрақты бақылауды ұйымдастырады, олардың эстафетті таралуын құрады. Ұялы байланыс стандарттарының әртүрлілігіне қарамастан, олардың функциялану сұлбалары, өзінің ерекшеліктеріне қарамастан ұқсас. Абонент үшін байланыс қай стандартта орындалуының ешқандай айырмашылығы жоқ. Егер оған байланысу керек болса, ол өзінің радиотелефонындағы пернені басады, ол қарапайым трубканы алғанға сәйкес. Керек абонентті шақыру үшін барлық ұялы байланыс жүйесінің базалық станцияларның басқару арнасы арқылы шақыру сигналы жеткізіледі. Абонентпен шақырылатын ұялы телефон бұл сигналды алғанда, бір бос басқару арнасы арқылы шақыруға жауап береді. Жауап сигналды қабылдаған базалық станция өз кезегінде шақырылатын абоненттің ұялы радиотелефон сигналының максималды деңгейі тіркелген базалық станция, сөйлесуді ауыстыратын коммутация орталығына оның параметрлері жайлы ақрпарат береді.