ҚОЗҒАЛМАЛЫ ҰЯЛЫ БАЙЛАНЫСТЫҢ ЖЕЛІСІ

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 48 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

ТАҚЫРЫБЫ:

«ҚОЗҒАЛМАЛЫ ҰЯЛЫ БАЙЛАНЫСТЫҢ ЖЕЛІСІ»

1306000 - «Радиоэлектроника және байланыс»

ОРЫНДАҒАН:

ДИПЛОМ ЖЕТЕКШІСІ:

2018 жыл

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ . . . 3

І. ҚОЗҒАЛМАЛЫ ҰЯЛЫ БАЙЛАНЫС ЖЕЛІСІ

1. 1. Ұялы желінің даму тарихы . . . 5

1. 2. Байланыс жүйесінің бөлімдері . . . 6

ІІ. ҰЯЛЫ БАЙЛАНЫС ЖЕЛІЛЕРІНІҢ ЭЛЕМЕНТТЕРІ

2. 1. Функционалдық схема . . . 9

2. 2. Көшпелі станция . . . 10

2. 3. Базалық негізгі станция . . . 13

2. 4. Коммутация орталығы . . . 15

ІІІ. ҰЯЛЫ БАЙЛАНЫСТЫҢ НЕГІЗГІ СТАНДАРТТАРЫ

3. 1. Ұялы байланыстың аналогты жүйелері NMT стандартының ұялы

желілері . . . 17

3. 2. Цифрлы ұялық байланыс жүйелері . . . 21

3. 3. CDMA стандартты ұялы желілер . . . 29

ҚОРЫТЫНДЫ . . . 50

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ . . . 52

КІРІСПЕ

Қозғалмалы ұялы байланыстық желісінің пайда болуы радиотелефон байла-ныс жүйесінің эволюциялық дамуының ұзақ периоды себеп болды. Ұялы байла-ныс идеясы қозғалмалы радиотелефон жүйесінің жиілік жолағына шектеулі ену шарты бойынша желінің кең даму қажеттілігі негізінде ұсынылды.

40-шы жылдардың ортасында АТ&Т америкалық компаниясының Bell Labs зерттеу орталығында қызмет көрсететін территорияны кейінірек сота деп аталып кеткен шағын аудандарға бөлу идеясы ұсынылды (cell-ұяшық, сота) . Әр сота шек-теулі радиусты қозғалыс пен тиянақталған жиілігі бар таратқышпен қызмет көрсе-тілуі тиіс. Бұл ешқандай бөгетсіз тура сол жиілікті басқа ұяшықта қолдануға рұқ-сат беретін еді. Бірақ мұндай байланыс ұйымының принципін аппараттық дең-гейде жүзеге асыру үшін арада 30 жыл өтті.

70-ші жылдары NMT (Nordic Mobile Telephone) 450 атын алған солтүстік еу-ропаның 5 мемлекеті үшін (Швеция, Финляндия, Исландия, Дания және Норве-гия) ұялы байланыстың бірдей стандарт жасау жұмысы басталды және ол 450МГц диапазонында жұмыс істеу үшін арналған болды. Бұл стандарттың ұялы байла-ныс жүйесінің бірінші эксплуатациясы 1981жылы басталды. Желінің NMT - 450 стандарт негізі және оның түрлендірілген нұсқасы Австрия, Голландия, Бельгия, Швейцария, сондай-ақ Оңтүстік Шығыс Азияда, Таяу Шығыста кең қолданыла басталды. 1985 жылы осы стандарт базасында функционалдық мүмкіндігін кеңей-туге және жүйенің абоненттік сыйымдылығын ұлғайтуға мүмкіндік берген 900 МГц диапозонындағы NMT-900 стандарты жасалды.

1983 жылы АҚШ-та AMPS (Advanced Mobile Phone Service) стандарт желісі эксплуатацияға енді. Бұл стандарт Bell Laboratories зерттеу орталығында құрас-тырылған еді.

1985 жылы Ұлы Британияда AMPS америкалық стандарт негізінде жасалған TACS (Total Access Communications System) ұлттық стандарты ретінде қабыл-данды. 1987 жылы оның жолақ жиілігі кеңейтілді. Бұл стандарттың жаңа нұсқасы ETACS (Enhanced TACS) атын алды. 1985 жылы Францияда Radiocom - 2000 стандарты қабылданды.

80-шы жылдардың соңында сигналды өңдеудің сандық әдісіне сүйене оты-рып ұялы байланыс жүйесін жасауға кірісті. Сандық ұялы байланыс жүйесінің бірдей еуропалық стандартын жасау мақсатында 1982 жылы Почтаның Еуропа-лық Конференция Администрациясы және электрбайланысы арнайы Groupe Spe-cial Mobile тобын құрды. Бұл топтың нәтижесін 1990 жылы жариялады.

1990 жылы АҚШ-та TIA байланыс аймағындағы америкалық өндіріс Ассо-сациясы сандық ұялы байланыстың IS-54 ұлттық стандартын растады. Бұл стан-дарт D-AMPS немесе ADC аты бойынша танымал. АҚШ-та Европаға қарағанда жаңа жиілік диапазоны бөлінбеген, сондықтан жүйе жалпы қарапайым AMPS жиі-лік жолағында жұмыс істеуі керек еді. Сол уақытта Qualcomm америкалық ком-паниясы CDMA технологиясына сүйеніп жаңа ұялы байланыс стандартын жасау-ды бастады. 1991 жылы Европада GSM стандартында жасалған DCS - 1800 стан-дарты пайда болды.

Жапонияда өзінің көрсеткіштері бойынша D-AMPS стандартына жақын жеке JDC (Japenese Digital Cellular) ұялы байланыс стандарты жасалды. 1991 жылы JDC стандарты Жапониядағы Почта және Байланыс Министрлігімен бекітілді.

1993 жылы АҚШ-та байланыс аймағындағы Өндіріс Ассосациясы CDMA стандартын қабылдады. IS-95 деп аталатын ішкі сандық байланыс жүйе стандарты ретінде 1995 жылы қыркүйекте Гонконгта бірінші коммерциялық желісі ашылды.

1993 жылы ҰлыБританияда эксплуатацияға DCS-1800 One-2-One бірінші желісі енді.

Ұялы байланыс жүйесі қызмет ететін аймақты жабатын ұяшықтар көріні-сінде жасалады. Әдетте ұяшықтар дұрыс алтыбұрыш көрінісінде бейнеленеді. Әр ұяшық ортасында өзінің аймағында көшпелі станцияларға (подвижные станции ПС) қызмет ететін негізгі станция (базовая станция БС) жайласады. Абонент бір ұяшықтан екіншісіне көшкенде қызмет ету бір негізгі станциясынан екіншісіне көшеді.

І. ҚОЗҒАЛМАЛЫ ҰЯЛЫ БАЙЛАНЫС ЖЕЛІСІ.

1. 1. Ұялы желінің даму тарихы.

1993 жылы ҰлыБританияда эксплуатацияға DCS-1800 One-2-One бірінші желісі енді.

1. 2. Байланыс жүйесінің бөлімдері.

Ұялы байланыс жүйесінің даму эволюциясының үш буынын атауға болады: бірінші - аналогтық жүйе, екінші - сандық жүйе, үшінші - мобильдік байланыстың универсалды жүйесі.

Аналогтық ұялы байланыс жүйесіне келесі стандарттар жатады:

AMPS (жетілдірілген мобилдік телефондық қызмет, диапозон 800 МГц) - АҚШ, Канада, Орталық және Оңтүстік Америкада, Австралияда кең қолданылады, бұл әлемдегі кең таралған станларт; Ресейде аймақтық стандарт ретінде қолданылады.
TACS (қол жетімді байланыс жүйесі, диапазон 900 МГц) - ETACS (Англия) және JTACS\NTACS (Жапония) модификациясымен Англияда, Италияда, Исландияда, Ирландияда, Австрияда қолданылады; аналогтықтық арасындағы таралуы бойынша екінші орында.
NMT-450 және NMT-900(солтүстік мемлекеттердің мобилдік телефоны, диапазоны 450 және 900 МГц) - Скандинавияда және басқа да мемлекеттерде қолданылады; таралуы бойынша үшінші орында;
C-450 (диапазон 450МГц) - Германияда және Португалияда қолданылады.
RTMS (Radio Telephone Mobile System - мобилдік радиотелефон жүйесі, диапазон 450 МГц) - Италияда қолданылады.
Radiocom 2000 (диапазон 170, 200, 400МГц) - Францияда қолданылады.
NTT (Nippon Telephone and Telegraph system - жапондық телефондық және телеграфтық жүйесі, диапазон 800-900МГц) - Жапонияда қолданылады.

Бүкіл аналогтық стандарттарда мәтінді және басқару ақпаратын тарату үшін жиіліктік немесе фазалық модуляция қолданылады. Бұл әдістің жетерліктей кем-шіліктері бар: басқа абоненттердің әңгімені тыңдау мүмкіндігі, қоршалған ланд-шафтың әсерінен сигналдың қатып қалуымен күресудің әдісі жоқтығы. Түрлі ка-налдың ақпаратын тарату үшін спектр жиілігінің түрлі аудандары қолданылады− канал бөлу жиілігінің ену әдісі, 12, 5нан 30кГц дейін түрлі стандарттағы жолақ каналы.

Аталған кемшіліктер ұялы байланыс жүйесінің пайда болуына себепші бол-ды. Сандық жүйеге өтуі сондай-ақ байланыс саласының сандық техникаға кең енуімен бағытталады және төменжылдамдықты әдістің өңделуімен қаматамасыз етіледі.

Сандық жүйеге өту кейбір қиыншылықтарды тудырды, АҚШ та AMPS ана-логтық стандарты өте кең тарағандықтан бірден сандық астыруға мүмкін емес болды. Бірақ бір диапазонда аналогты және сандық жүйенің жұмысын қиыс-тыратын екі режимді аналогты-сандық жүйе ойлап табылды. Жасалған стандарт D-AMPS немесе IS-54 деп аталды. Еуропада көптеген сәйкес емес аналогтық жүй-елерден жағдай нашарлады. Мұнда мәселе жалпы еуропалық GSM стандартының өңделуі арқасында шешілді.

D-AMPS стандарты қосымша жаңа басқару каналының енуімен жүзеге асты. IS-54 сандық нұсқасы жүйенің мүмкіндігін шектеген AMPS аналогтық басқару каналының структурасын сақтады. Жаңа сандық басқару каналы IS-136 нұсқа-сына енді. Сондай - ақ IS-54 стандартының AMPS стандартымен сәйкестілігі сақ-талды, бірақ басқару каналының сыйымдылығы жоғарлаған және жүйенің функ-ционалдық мүмкіндігі кеңейтілген. Кейінірек бұл стандартты GSM-1800 деп белгілеу қабылданды.

Ұялы байланыс жүйесінің негізгі сандық жүйесі:

D-AMPS (digital AMPS-сандық AMPS; 800МГц және 1900МГц диапазоны)
GSM (Global System for Mobile communications - мобилді байланыстың глобалды жүйесі, 900, 1800 және 1900МГц диапазоны) −таралуы бойынша әлемде екінші стандарт
CDMA(800 және 1900МГц диапазоны)
JDC(Japanese Digital Cellular - сандық ұялы байланыс жүйесінің жапондық стандарты.

Сандық қозғалмалы ұялы байланыс жүйесін аналогтық жүйемен салыс-тырғанда: абонентке кең ауқымды қызмет көрсетеді және сапалы байланыс жұйе-сін қамтамасыз етеді.

Қазір мемлекеттерде телекоммуникациялық инфраструктураның дамуымен үшінші буынға өтуі аналогтық және сандық желісі арқылы жүзеге асады. және мультимедияның жаңа қызметінің пайда болуы мен факсималды хат пен беріл-гендердің, бір номерлі абонентке ақпаратты жоғары сапалы жылдамдықпен бері-луі жоғарыжылдамдықты симметриялық және асиметриялық берілу шарты пайда болған. Қызмет жинағы ISDN желісінде көрсетілген тізімге сәйкес келуі керек.

3G технологиясы абонент санымен кеңейіп қатар дамитын болады. Жаңа тех-нологияның енуі төрт жылдан кем болмайды, ал екінші және үшінші буынның да-муы шамамен 2010 жылға дейін.

Мұндай стратегия тізбектелген құрама элемент жүйесін қамтамасыз етеді, және абоненттік бөлімі көптеген стандарт талабын қанағаттандыру қажет.

ІІ. ҰЯЛЫ БАЙЛАНЫС ЖЕЛІЛЕРІНІҢ ЭЛЕМЕНТТЕРІ.

2. 1. Функционалдық схема.

Барлық негізгі станциялар (БС) ажыратылған сымдар немесе радиорелейлік байланыс каналдарымен коммутациялау орталығымен (КО - центр коммутации - ЦК) қосылған. КО-дан телефондық жалпы пайдалану станциясына шығыс бар. 2. 2 суретте жүйенің жоғарыда баяндалған құрылымға сай жеңілдетілген функцио-налдық схемасы келтірілген.

2. 2. сурет. Көшпелі байланыстың ұялық желісінің құрылымы.

Ұялы байланыс жүйесі бір коммутациялау орталығынан тыс тағыда КО-ға ие болуы мүмкін. Бұл желінің даму эволюциясына немесе коммутациялау сыйым-дылығының шектелуімен байланыс. Мысалы бірнеше КО-ға ие жүйе құрылымы болуы мүмкін (2. 3 сурет) . Біреуі шартты басты, шлюздық немесе транзиттық деп аталады.

2. 3 сурет. Екі коммутациялау орталығына ие ұялы байланыс желісі.

Ең қарапайым жағдайда жүйе бір КО-ға ие болып онда үй регистры болады да ол басқа жүйелер қызмет ететін аймақтармен шекараласпайтын шағын жабық аймаққа қызмет етеді. Егер жүйе үлкен аймаққа қызмет көрсетсе ол екі және одан көп КО-ға ие бола алады, солардың бастысында үй регістры болады, ал қызмет көрсететін аймақ басқа жүйелермен қызмет көрсететін аймақтармен шекаралас-пайды. Екі жағдайда да абоненттердің ұяшықтар арасында көшуі қызмет етуді көшіреді, ал басқа жүйе аймағына өту - роумингке алып келеді. Егер жүйе басқа ұялы байланыс жүйесімен шекаралас болса онда абоненттің бір жүйеден басқа-сына көшуі қызмет көрсетудің жүйе арасында өзгеруіне алып келеді.

2. 2. Көшпелі станция.

Цифрлық көшпелі станцияның (КС - подвижная станция - ПС) блок-схемасы 2. 4 суретте келтірілген. Оның құрамына: басқару блогы, қабылдау-тарату блогы, антеналық блок енеді.

Басқару блогы микротелеондық түтқыш (микрофон және динамик), қлавиатураға және дисплейге ие. Клавиатура шақырылатын абоненттің телефон номерін және КС жұмыс режимын анықтайтын командаларды теруге арналған. Дисплей құрылғы көрсететін түрлі информацияны және станцияның жұмыс орындауына байланысты бейнелерді көрсетуге арналған.

Қабылдау-тарату блогы таратушы, қабылдағыш, жиіліктерді синтездеу және логикалық блоктарға ие.

Таратқыш құрамына мыналар кіреді: АСТ (АЦП) - сигналды микрофон шығысынан сандық түрге түрлендіреді және барлық кейінгі өңдеу мен сөз сигналдарын тарату сандық түрге түрленеді; сөз кодері - сөз сигналын кодтауды жүзеге асырады, яғни сандық формаға ие сигналды оның артықшылығын қысқарту мақсаттағы нақты заңдармен түрлендіру; канал кодері - сөз кодерінің шығысынан алынатын сигналды байланыс линиясы бойымен тарату кезіндегі қателерден қорғауға арналған қосымша (артық) ақпаратты сандық формаға қосады; дәл сол мақсатпен ақпарат белгілі қайта орауға (жинауға) ұшырайды; сонымен қатар канал кодері таратылатын сигнал құрамына логикалық блоктан келіп түсетін басқару ақпаратын енгізеді; модулятор - кодерленген бейнесигнал ақпаратының тасымалдаушы жиілікке орын ауыстыруын жүзеге асырады.

2. 4 Сурет. Жылжымалы станцияның блок-схемасы

Қабылдағыш құрамы жағынан таратқышпен бірдей, бірақ оның блоктарына енетін функциялар кері; демодулятор - модульденген сигналдан ақпарат тасушы кодталған бейнесигналды бөліп алады; канал декодері - кіріс ағыннан басқарушы ақпаратты бөліп алады және оны логикалық блокқа бағыттайды; қабылданған ақпарат қателердің бар-жоқтығына тексеріледі, және табылған қателер түзетіледі; келесі өңдеуге дейін қабылданған ақпаратт кері қайта орауға (кодерге қатысты) ұшырайды; сөз декодері - оған канал кодерінен келіп түсетін сөз сигналын өзіне тән артықшылығымен, бірақ сандық түрде табиғи формасына қайта қалпына келтіреді; САТ - қабылданған сандық сөз сигналын аналогты формаға түрлендіреді және оны динамика кірісіне жібереді; эквалайзер - көпсәулелі кеңістік таралу салдарынан сигнал ауытқуларының бөлшектік компенсациялануы үшін қызмет атқарады; шын мәнінде ол жіберілетін сигнал құрамына кіретін символдардың үйретілетін тізбегіне бапталған адаптивті фильтр болып табылады; эквалайзер блогі функцияналды қажетті болып табылмайды және кейбір жағдайларда болмауы да мүмкін.

Логикалық блок - бұл жылжымалы байланыс (ЖБ) жұмысын басқаруды жүзеге асыратын микрокомпьютер. Синтезатор ақпаратты радиоканал бойымен тарату үшін арналған тасымалдаушы жиілік тербелісінің көзі болып табылады. Гетеродин мен жиілік түрлендіргішінің болуы тарату және қабылдау үшін түрлі спектр участогының (жиілік бойынша дуплексті бөлу) қолданылатындығымен келісілген.

Антенналық блок антенна (қарапайым жағдайда төрттолқынды найза ) мен қабылдау/тарату коммутаторынан тұрады. Сандық станция үшін соңғысы - антеннаны не таратқыш шығысына қосатын, не қабылдағыш кірісіне қосатын электрондық коммутатор болуы мүмкін, себебі сандық жүйенің ЖБ-сы ешқашан да бірмезгілде қабылдау мен таратуға жұмыс жасамайды.

Жылжымалы станцияның блок-схемасы (2. 4 сурет) оңайлатылған болып табылады. Бірақ онда күшейткіштер, селектрлейтін тізбектер, синхрожиілік сигналдарының генераторлары және олардың ажырату тізбектері, қуаттың тарату мен қабылдауға басқару схемалары, белгілі жиілік каналында жұмыс жасауға арналған генератор жиілігін басқару схемасы және т. б. көрсетілмеген. Кейбір жүйелерде ақпарат тарату конфиденциялдығын қамтамасыз ету үшін шифрлеу режимін қолдану мүмкін; бұл жағдайда ЖБ-тың таратқышы мен қабылдағышы мәліметтер шифраторы мен дешифратор блоктарын қамтиды. ЖБ жүйесінде GSM жүйелерінде абонент идентификациясының арнайы модулі (Subscriber Identy Module - SIM) қарастырылған. GSM жүйесінің жылжымалы станциясы сөз белсенділігінің детекторын (Voice Actuvuty Detector) қамтиды. Ол қорек көзі энергиясын (сәлеленудің орта қуатының төмендеуі) экономды жұмсау, сонымен бірге жұмыс жасайтын таратқыш кезінде басқа да станциялар үшін пайда болатын кедергі деңгейлерін төмендету мақсатымен абонент сөйлеген кездегі уақыт интервалында ғана таратқыштың сәулеленуге жұмысын қамтиды. Таратқыш жұмысындағы үзіліс уақытында қабылдағыш жолға қосымша жабдықталған шу енгізіледі. Қажетті жағдайларда ЖБ-қа жеке терминалдық құрылғылар кіруі мүм-кін, мысалы факсимильді аппарат, соның ішінде сәйкес интерфейстерді қолда-натын арнайы адаптерлер арқылы қосылатындары.

Аналогты ЖБ блок-схемасы АСТ/САТ мен кодек блоктарының болмауы себепті сандыққа қарағанда қарапайымырақ, бірақ анағұрлым үлкен дуплексті-антенналық қайтақосқыш есебінен күрделірек, өйткені аналогты станцияға бір мезгілде тарату мен қабылдауға жұмыс жасауға тура келеді.

2. 3. Базалық негізгі станция.

БС блок-схемасы 2. 5 суретте келтірілген. БС ерекшелігі тіркелген қабыл-дауды қолдану болып табылады, сондықтан да станция екі қабылдағыш антеннаға ие болу керек. сонымен қатар, БС таратуға және қабылдауға бөлек анттеналарды қамтуы мүмкін (2. 5 сурет осы жағдайға сәйкес келеді) . Келесі ерекшілігі - бірнеше қабылдағыштардың және түрлі жиіліктермен бірнеше каналдарда бір мезгілде жұмыс жүргізуге мүкіндік беретін соншама таратқыштардың болуы.

Біратаулы қабылдағыштар мен таратқыштар бір каналдан басқасына өтуі кезіндег олардың қайта құрылысын қамтамасыз ететін жалпы тірек генераторрларын қамтиды; қабылдау/таратқыштардың нақты саны N ЖБ құрылымына және комплектациясына тәуелді. N қабылдағыштардың бір қабылдағышқа және N таратқыштардың бір таратқыш антеннаға бір мезгілдегі жұмысын қамтамасыз ету үшін қабылдағыш антенналар мен қабылдағыштар арасында N шығыстарға қуат бөлгіші, ал таратқыштар мен таратқыш антенналар арасында N кірістерге қуат сумматоры қондырылады.

Қабылдағыш пен таратқыш та ЖБ сияқты құрылымға ие, бірақ онда САТ пен АСТ болмау себебінен, өйткені таратқыштың кіріс сигналы да қабылдағыштың шығыс сигналдары да сандық формаға ие. Кодектер БС қабылдау-таратқышының құрамында емес, коммутация орталығы (КО) құрамында құрылымдық түрде жүзеге асады, бірақ функционалды түрде олар қабылдағыш-таратқыштардың элементтері болып табылады.