22476

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ПЕРСОНАЛЬНОГО РАДИОВЫЗОВА, ПЕЙДЖЕРЫ, РЕПИТЕРЫ, ОСНОВНЫЕ ПРОТОКОЛЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ.

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ПЕРСОНАЛЬНОГО РАДИОВЫЗОВА ПЕЙДЖЕРЫ РЕПИТЕРЫ ОСНОВНЫЕ ПРОТОКОЛЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ. Цель работы Изучить классификацию систем персонального радиовызова пейджеры репитеры основные протоколы передачи информации. Ознакомиться с основными протоколами передачи информации в СПРВ. При этом для передачи вызова абоненту использовалось последовательное тональное кодирование адреса обеспечивающее возможность обслуживания до нескольких десятков тысяч пользователей.

Русский

2013-08-04

1.21 MB

26 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5.

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ПЕРСОНАЛЬНОГО

РАДИОВЫЗОВА, ПЕЙДЖЕРЫ, РЕПИТЕРЫ, ОСНОВНЫЕ

ПРОТОКОЛЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ.

1. Цель работы

Изучить классификацию систем персонального радиовызова, пейджеры, репитеры, основные протоколы передачи информации.

2.  Задание

  1.  Ознакомиться с классификацией систем персонального радиовызова.
  2.  Ознакомиться с основными типами абонентских приемников (пейджеров).
  3.  Ознакомиться с репитерами систем персонального радиовызова (СПРВ) и режимами их работы.
  4.  Ознакомиться с основными протоколами передачи информации в СПРВ.
  5.  Составить отчет.

3. Краткая теория

Классификация систем персонального радиовызова.

Системы персонального радиовызова принято классифицировать по виду передаваемых корреспонденту сообщений (аналоговые и цифровые), а также по территориальному признаку (локальные, городские и районные). Классификация СПРВ представлена на рис. 1.

Рис. 1. Классификация систем персонального радиовызова

К аналоговым относятся первые СПРВ, использующие в качестве абонентских простые приемники частотно-модулированного сигнала (сигнальные пейджеры). Эти приемники содержали несколько настроенных контуров, обеспечивающих выделение характерных последовательностей низкочастотных сигналов (тонов). При получении заданного вида последовательности тонов приемник подавал звуковые сигналы. При этом для передачи вызова абоненту использовалось последовательное тональное кодирование адреса, обеспечивающее возможность обслуживания до нескольких десятков тысяч пользователей. Аналоговые СПРВ были предназначены только для передачи условного номера (адреса), при получении которого пользователь должен был действовать по заранее оговоренному плану. Поэтому указанные системы, как правило, содержали только службу отправки сообщений, совмещенную со службой их подготовки.

С повышением популярности СПРВ аналоговые системы перестали удовлетворять требованиям по ресурсу адресов пользователей, уровню обеспечиваемой помехоустойчивости и перечню предоставляемых услуг. Поэтому в настоящее время на смену аналоговым пришли цифровые СПРВ. В этих системах на приемник абонента сети передаются не частотно-модулированные аналоговые сигналы, а частотно-модулированные цифровые последовательности. Это позволило передавать абонентам не только вызывной (адресный) сигнал, но и короткие буквенно-цифровые сообщения, отображаемые на дисплее абонентского приемника (пейджера). Кроме того, использование цифровых методов обработки обеспечивает существенное повышение помехоустойчивости, значительное увеличение ресурса адресов, расширение перечня предоставляемых услуг, а также позволяет несколько продлить срок службы элементов питания пейджеров.

Как видно из рис.1, аналоговые и цифровые СПРВ в зависимости от размеров обслуживаемой территории и числа пользователей подразделяются на локальные, городские и региональные.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили локальные и городские системы персонального радиовызова.

Локальные СПРВ предназначены для доведения вызова и коротких сообщений внутри административных и производственных зданий, а также на прилегающих территориях. Они позволяют быстро передавать информацию сотрудникам независимо от их местоположения, что приводит к повышению эффективности их работы.

Городские СПРВ, в отличие от локальных, имеют значительно больший (до десятков километров) радиус действия и соответственно обслуживают большее количество абонентов. Обычно они предназначены для облегчения взаимодействия должностных лиц нескольких учреждений одной отрасли, а также для передачи сообщений сотрудникам территориально - рассредоточенных крупных предприятий.

Региональные СПРВ представляют собой функциональное объединение нескольких городских СПРВ, каждая из которых имеет свою зону обслуживания, но согласованно работающих по единому для системы протоколу. Такое зоновое построение региональных СПРВ может привести к взаимному влиянию (интерференции) радиосигналов пейджинговых передатчиков соседних зон. Для снижения интерференции в региональных СПРВ применяются методы синхронного вещания (S-системы) или временного разделения передач (Т-системы).

Построение S-систем предусматривает организацию синхронной работы передатчиков. С этой целью организуются дополнительные каналы связи между базовыми станциями сети и/или осуществляется управление передатчиками по каналу управления, организованному на отдельной (служебной) радиоволне. В настоящее время СПРВ, построенные по принципу S-систем, не нашли широкого применения из-за свойственных им недостатков:

  •  высокая стоимость оборудования;
  •  высокие требования к качеству каналов связи между базовыми станциями, что поднимает стоимость аренды указанных каналов;
  •  необходимость выделения дополнительной частоты;
  •  ограничение размеров обслуживаемой зоны расстоянием прямой видимости от центральной базовой станции.

При построении СПРВ по принципу Т-систем удается несколько снизить требования к аппаратуре и каналам связи, а значит, и удешевить систему в целом. Поэтому эти системы находят наиболее широкое применение.

Построение СПРВ как Т-системы предполагает разбиение всего времени работы на временные отрезки, называемые циклами, которые в свою очередь разбиваются на временные окна. В общем случае количество временных окон соответствует числу пейджинговых передатчиков в системе, каждому из которых назначается свое временное окно. Такая организация работы передатчиков приводит к тому, что, находясь в зоне действия нескольких передатчиков, пейджер пользователя в каждый момент времени принимает сигнал только одного из них. Простота реализации Т-систем делают их более привлекательными, однако максимальная емкость Т-систем по сравнению с S-системами несколько ниже.

В целях расширения зоны обслуживания региональная СПРВ может быть построена как R-система. Такое построение предусматривает укомплектование базовых станций дополнительными пейджинговыми приемниками, работающими на частоте системы, и буферными запоминающими устройствами. Работа системы синхронизируется во времени. Приемники базовых станций принимают передаваемые другими станциями системы сообщения и накапливают их. Далее во время своего "временного окна" базовые станции осуществляют передачу всех поступивших сообщений. Очевидно, что реализация R-систем приводит к значительному удешевления региональных СПРВ за счет отказа от использования дополнительных каналов связи между базовыми станциями и расширению зоны обслуживания.

Развертывание региональных СПРВ считается целесообразным при числе пользователей более 10 тысяч.

Основные типы абонентских приемников (пейджеров)

В зависимости от оборудования и классификации СПРВ принято различать сигнальные, дисплейные (текстовые и цифровые) и голосовые пейджеры (рис.2).

Рис. 2. Основные типы пейджеров

Наиболее простыми являются пейджеры аналоговых СПРВ, называемые сигнальными или тональными пейджерами. Этот тип пейджеров позволяет только уведомить абонента о поступлении вызова за счет подачи звукового, светового или вибрационного сигнала. Основным недостатком таких пейджеров является то, что их владелец для выяснения причины поступления вызова должен предпринимать какие либо дополнительные действия (например, позвонить по телефону в заранее определенное место). Для повышения удобства пользования вместо однотональных пейджеров были разработаны многотональные, позволяющие по виду принятой последовательности тонов несколько уменьшить неопределенность содержания поступившего вызова. Наиболее существенным недостатком сигнальных пейджеров является небольшой срок службы элементов питания, что наряду с малой информативностью поступающего сигнала обусловило их замену более совершенными дисплейными пейджерами.

Дисплейные пейджеры получили свое название от небольшого экрана (дисплея), размещенного на лицевой панели приемника и обеспечивающего возможность визуального восприятия поступившей информации в удобный для пользователя момент времени. В настоящее время существует два типа дисплейных пейджеров: цифровые и текстовые.

Цифровые пейджеры позволяют принимать и отображать на дисплее сообщения, состоящие из нескольких (до 10) цифр и некоторых других символов (скобки, знаки препинания, арифметические знаки и др.). Наиболее распространенным сообщением, передаваемым на цифровой пейджер, являются номера телефонов, время выполнения и условный номер варианта заранее оговоренных пользователями действий. Например, принятое сообщение вида "2369427-1" может означать, что получатель должен позвонить по телефону 236-9427 и доложить по первому пункту установленного перечня донесений. Это позволяет пользоваться заранее составленными таблицами соответствий "комбинация цифр - действие" и обеспечивает высокую конфиденциальность передаваемой информации. Кроме того, передача условных номеров не требует большого времени занятия радиоканала, повышает его информационную емкость и упрощает процедуру автоматического ввода таких сообщений в систему с телефонных аппаратов с DTMF набором.

Более широкие возможности имеют текстовые пейджеры, позволяющие владельцу получать сообщения, состоящие из ограниченного количества символов (до 100) буквенно-цифрового текста. Входящее в состав приемника запоминающее устройство позволяет поочередно принимать несколько следующих друг за другом сообщений без потери предыдущих. Это обеспечивает возможность передачи адресату значительного объема информации и возможность выдачи подробных инструкций на дальнейшие действия. Основным недостатком этого типа пейджеров является невысокая конфиденциальность передаваемой информации, так как она становится доступной оператору сети.

Следующим, достаточно самостоятельным типом приемников СПРВ являются голосовые пзйджеры.

Голосовой пейджинг позволяет передавать по радиоканалу короткие звуковые сообщения, принимаемые специализированным (голосовым) пейджером. В основе принципа действия этих приемников лежит аналоговая передача речевого сообщение, что обусловливает их низкую помехоустойчивость. Кроме того, большая длительность передаваемого сообщения на ряду со значительным временем передачи (до десятков секунд) обладают очень низкой информативностью. Конфиденциальность передаваемой и принимаемой информации также оставляет желать лучшего. Перечисленные недостатки голосовых пейджеров обусловили их ограниченное использование. Таким образом, основными и наиболее распространенными типами приемников СПРВ являются - дисплейные цифровые и текстовые пейджеры.

Репитеры СПРВ и режимы их работы

В процессе развития практически любой из рассмотренных выше СПРВ как правило возникает необходимость расширения зоны ее действия. Наиболее простым способом достижения этой цели является увеличение выходной мощности пейджингового передатчика и/или действующей высоты передающей антенны. Однако это не всегда допустимо из-за ограничений по электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств в данном районе. Кроме того, указанные меры зачастую не позволяют кардинально решить проблему из-за "затенения" некоторых участков различными зданиями или элементами рельефа местности. Чаще всего расширение зоны обслуживания достигается за счет использования в системе нескольких передатчиков, управление которыми осуществляется по принципу R-систем. При этом каждая базовая станция оборудуется пейджинговым репитером, структурная схема которого приведена на рис.3.

Репитер представляет собой автономное приемно-передаощее устройство, включающее блок питания, приемопередатчик и блок управляющей логики.

Рис. 3. Структурная схема репитера

Приемопередатчик совместно с блоком управляющей логики осуществляет прием сигнала от базовой станции (или другого репитера), обработку информации с коррекцией ошибок и повторную передачу принятого сигнала.

Репитер может функционировать в следующих режимах:

  •  ожидания и приема сообщений;
  •  повторения всех сообщений;
  •  повторения пакетов данных с указанием адреса репитера;
  •  повторения всех пакетов с передачей их конкретному репитеру;
  •  повторения пакетов с адресацией по субкодам;
  •  самодиагностики;
  •  донесения результата диагностики на указанный пейджер.

Режим ожидания и приема сообщений является основным. В указанный режим репитер переходит после повторения всех ранее принятых сообщений. При этом репитер ожидает поступления блока синхронизации, после приема которого, осуществляется прием синхрослова или его инверсии. Затем принимается и декодируется адрес репитера, передающего сообщение. После установления синхронизации осуществляется прием сообщений, исправление обнаруженных ошибок и запись их в запоминающее устройство (ОЗУ). Если в процессе приема сообщений происходит переполнение ОЗУ, то все ранее принятые сообщения стираются и репитер переходит в режим ожидания очередного блока синхронизации.

В этом же режиме репитер может принимать сообщения в виде одного цифрового пакета, а также многопакетные сообщения. В последнем случае после окончания приема первого пакета репитер ожидает поступления следующего в течение некоторого времени. Если в течение этого установленного интервала времени очередной пакет не поступит, то репитер переходит из режима приема в режим ожидания поступления новых сообщений. Особенностью многопакетного режима является то, что при поступлении в установленный временной интервал "постороннего" сообщения, передаваемого с другой скоростью или полярностью модуляции, оно будет принято и записано в ОЗУ до окончания приема многопакетного сообщения.

Режим повторения всех сообщений. В этом режиме после приема сообщения или последовательности пакетов, из которых оно состоит, принятое сообщение повторяется полностью, после чего репитер переходит в режим ожидания.

Режим повторения пакетов сообщений с адресом репитера используется, как правило, при большой протяженности трассы радиопередачи, В этом случае сообщения передаются только после приема начального блока синхронизации и декодирования адреса очередного репитера. При последующей передаче адрес приема (очередного репитера) заменяется на адрес отправки, что обеспечивает возможность передачи сообщения по цепочке репитеров, т.е. в этом режиме используется два набора адресов приема и передачи, при этом вторая пара называется адресами обратного канала и используется для донесения о состояния репитера.

В режиме повторения всех пакетов сообщений с передачей их конкретному репитеру первый в цепочке репитер осуществляет прием всех сообщений от базовой станции, игнорируя сообщения, поступающие от других репитеров системы, чьи адреса указаны в специальном перечне. Наличие данного режима работы обеспечивает возможность совместного использования оборудования различных производителей СПРВ и предотвращает "зацикливание" системы.

Режим повторения пакетов сообщении с адресацией но субкодам реализуется за счет присвоения каждому репитеру входного и выходного субкодов. В этом режиме работы репитер принимает сообщения от базовой станции или другого репитера. При совпадении субкода сообщения с входным субкодом репитера, поступившее сообщение передается с указанием выходного субкода репитера. В случае несовпадения субкодов сообщение не передается.

Режимы самодиагностики и передачи донесений о состоянии репитера на указанный пейджер являются технологическими и обеспечивают возможность осуществления дистанционного контроля за рабочими параметрами репитера.

В заключение необходимо заметить, что существующие репитеры могут работать в безадресном или только в одном из рассмотренных выше режимов.

Основные технические характеристики, обобщенные по множеству известных типов репитеров приведены в табл.1.

Таблица 1.

Параметр

Значение

Чувствительность приемника, мкВ

Не хуже 0,5

Стабильность частоты гетеродина

< 2,5 Е-6

в диапазоне рабочих частот

Ширина полосы пропускания

по уровню – 3 дБ, кГц

15

Выходная мощность передатчика, Вт

До 50

Отклонение частоты

< 2,5 Е-6

в диапазоне рабочих частот

Ширина полосы излучения на уровне – 30 дБ

16

Количество программируемых

рабочих каналов

До 99

Емкость ОЗУ, кБит

До 140

Напряжение питания, В

~ 220; 13,6

Потребляемая мощность, Вт

Не более 200

Наличие органов управления

Как правило, отсутствуют

Управление дистанционное

Вес, кг

До 40

Рабочий диапазон температур, град.

-30… +60

Основные протоколы передачи информации в СПРВ

В настоящее время известно достаточно большое количество протоколов пейджинговой связи, первым из них появился TWOTONE. Указанный протокол предусматривал передачу от базовой станции радиосигнала, представляющего собой несущую, промодулированную двумя низкочастотными посылками фиксированной длины с. последующим приемом и выделением заданной адресом пейджера комбинации частот этих посылок. Этот протокол позволял передавать в эфир только сигнал вызова сильно ограниченному кругу пользователей. Поэтому на смену ему пришли более совершенные протоколы (FIVETONE и 5/6 TONE), построенные по принципу модуляции несущей разнотональными посылками. С внедрением данных протоколов появилась возможность реализации режима работы пейджера с низким энергопотреблением. Сущность этого режима состоит в передаче дополнительной посылки, обеспечивающей включение декодера пейджера только на время приема сообщения.

Дальнейшее развитие пейджинговых протоколов пошло по пути частотной модуляции несущей двоичными сигналами. Такой подход обеспечил возможность создания специализированного оборудования, использующего высокоскоростные и помехозащищенные цифровые протоколы доведения информации.

Однако эти протоколы имеют ряд существенных недостатков, поэтому в настоящее время на территории РФ получили наиболее широкое распространение протоколы POCSAG, ERMES и FLEX, которые будут рассмотрены ниже.

Протокол POCSAG

Этот стандарт был утвержден Международным союзом электросвязи (МСЭ) как международный в 1982г. Основными его достоинствами по сравнению с другими протоколами того времени являются: высокая скорость передачи информации, эффективный алгоритм обнаружения и исправления ошибок, большое число производителей оборудования. Для увеличения производительности СПРВ протокол обеспечивает скорость передачи информации 512, 1200 и 2400 бит/с.

Сообщения передаются в асинхронном режиме: пакет сообщения может стартовать в любой момент времени и длина его не определена.

Общая структура сигнала в формате POCSAG приведена на рис. 4.

Рис. 4. Структура сообщений  в форме POCSAG

Сигнал в формате POCSAG начинается с преамбулы, состоящей из 576 бит чередующихся 0 и 1. Преамбула служит для вывода приемного устройства (пейджера) из «спящего» состояния в режим «приема» и его тактовой синхронизации.

После преамбулы следует поток блоков, содержащих физические адреса пейджеров и тексты сообщений. Длина кодовой последовательности в формате POCSAG не определена, блоки следуют один за другим каждый со своим кодовым словом синхронизации – для подстройки синхронизации приемников (при передаче длинных сообщений).

Каждый блок состоит из 17-ти 32-битовых слов. Первое из них – слово синхронизации (фиксированная последовательность 32 бит: 0111 1100 1101 0010 0001 0101 1101 1000), далее идет последовательность из восьми двойных слов или кадров (фреймов), нумеруемых с 0-го по 7-ой.

Каждое 32-разрядное слово содержит 21 информационный бит и 11 избыточных (контрольных) бит, которые служат для определения и корректировки ошибок. Протокол предусматривает коррекцию ошибок по алгоритму БЧХ, при котором в одном 32-битном кодовом слове корректируется ошибка при приеме одного неверного бита (или двух, если расстояние между ними не превышает 6 бит), а возникновение от 2-х до 5-ти ошибок детектируется (т.е. это слово исключается и в большинстве моделей текстовых пейджеров эта часть обозначается скобками).

В зависимости от функционального назначения блоки делятся на адресные, в которых передается физический адрес пейджера, и информационные, содержащие текст сообщения.

Основное отличие протокола POCSAG от других протоколов пейджинговой передачи заключается в способе приема содержащегося в начале каждого пейджингового сообщения физического адреса пейджера - кэпкода (CapCode), которому оно адресовано. Все возможные 2 млн. физических адресов разбиты на 8 групп, соответствующие 8 кадрам (frames) адресного блока.

Адресный блок состоит из адресного кодового слова и предшествующих "пустых" слов (специальные фиксированные 32-битовые последовательности) и формируется следующим образом: физический адрес пейджера делится на 8. Остаток от деления дает номер фрейма, в первое слово которого записывается частное от деления. Во все предыдущие фреймы записываются "пустые" слова (специальные фиксированные 32-битовые последовательности: 0111 1010 1000 1001 1100 0001 1001 0111), а все оставшиеся до конца адресного блока слова пропускаются, т.е. сразу за адресным словом начинается следующий блок. Фактически остаток от деления является номером интервала времени (кадра - frame), в котором данный пейджер будет вести прием и распознавание своего номера.

Пейджер принимает только кадры, соответствующие его адресу. Это позволяет в восемь раз увеличить адресную емкость системы и значительно повысить срок службы элементов питания.

Информационный блок служит для передачи цифровой и алфавитно-цифровой информации на пейджер, заданный адресным блоком. Он содержит слово синхронизации, информационные слова, и, если сообщение закончилось, "пустые" слова до конца блока.

Увеличение скорости передачи сообщений ведет к увеличению пропускной способности системы, однако, при этом снижается устойчивость к помехам, а главное - снижается чувствительность радиоприема, т.е. фактически - радиус рабочей зоны приема сообщений. Для подавляющего большинства пейджеров чувствительность в зависимости от скорости передачи равна следующим значениям: 512 бит/с - 5 мкВ/м; 1200 бит/с - 7 мкВ/м; 2400 бит/с -  9 мкВ/м.

Протокол FLEX   

Протокол пейджинговой связи FLEX разработан формой Motorola. Основным достоинством этого протокола является высокая скорость передачи данных - 1600, 3200 и 6400 бит/с, а, следовательно, высокая пропускная способность. Так, если в стандарте POCSAG ресурс частоты составляет 10-15 тысяч абонентов, то во FLEX-системах ресурс частотного канала лежит в пределах 20-80 тысяч абонентов. В отличие от протокола POCSAG протокол FLEX использует синхронную передачу данных, т.е. синхронизация передатчика и приемника производится по абсолютному значению времени.

Структура формата FLEX приведена на рис. 5.

При скорости 1600 бит/с используется 2-уровневая частотная модуляция. При скорости 3200 бит/с может использоваться как 2-уровневая, так и 4-уровневая частотная модуляция. При скорости 6400 бит/с используется 4-уровневая частотная модуляция. Значения девиации для различных двоичных данных при 2-уровневой и 4-уровневой частотной модуляции приведены на диаграмме рис. 6.                

Данные в протоколе FLEX формируются в кадры, которые передаются последовательно со скоростью 32 кадра в минуту (1,875 с на кадр). Полный цикл протокола FLEX состоит из 128 кадров, которые нумеруются от 0 до 127, и передаются ровно 4 минуты. Каждый час делится на 15 циклов, пронумерованных от 0 до 14.

Так как протокол FLEX является синхронным, для его синхронизации используются сигналы точного времени, передаваемые в начале каждого часа в кадре 0 цикла 0. При передаче этого кадра осуществляется синхронизация приемников.

Каждый кадр протокола FLEX передается 1,875 с и состоит из блока синхронизации (115 мсек) и 11 информационных блоков (но 160 мс на блок).

Рис. 5. Структура формата FLEX

Блок синхронизации обеспечивает синхронизацию кадра и настройку пейджеров (фрагменты "Синхрон. 1" и "Синхрон.2"), а также несет информацию о номере цикла и кадра (фрагмент "Кадр инфо").

Рис. 6. Значения девиации для различных двоичных данных

Информационные блоки содержат служебную информацию, адресное поле, задающее адреса пейджеров, которым адресованы сообщения, векторное поле, указывающее, где расположены сообщения в поле сообщений и их длина, и непосредственно поле сообщений, содержащее сами сообщения. Последовательность расположения полей в кадре показана на рис. 7.

Рис. 7. Последовательность расположения полей в кадре FLEX

Поля не привязаны к границам блока. Порядок расположения адресов пейджеров в адресном поле должен соответствовать порядку расположения векторов в векторном поле. Адреса пейджеров могут задаваться одним кодовым словом (короткий адрес), поддерживая при этом до 2 миллионов адресов, или двумя кодовыми словами (длинный адрес), поддерживая до 5 миллиардов адресов.

При кодировании информации используется код БЧХ, позволяющий восстанавливать единичные ошибки передачи данных. Кроме того, используемая в протоколе последовательность передачи сформированных бит информации позволяет восстанавливать принятые данные при пропадании сигнала на интервале до 10 мс.

К достоинствам протокола FLEX следует отнести:

  •  повышенную скорость передачи данных, а, следовательно, повышенную пропускную способность на один частотный канал;
  •  возможность поддержания большого количества адресов (до 5 миллиардов);
  •  улучшенные характеристики помехоустойчивости канала передачи;
  •  обеспечение энергоэкономичного режима работы пейджеров;         
  •  возможность совместной работы с другими протоколами.

Протокол ERMES

Протокол ERMES был разработан как общеевропейский протокол пейджинговой связи.

К достоинствам протокола ERMES следует отнести следующее:

  •  повышенную скорость передачи данных, а, следовательно, повышенную пропуски способность на один канал;
  •  обеспечение энергоэкономичного режима работы пейджеров;
  •  возможность передачи произвольного набора данных объемом до 64 Кбит;
  •  возможность удобной организации роуминга во всех регионах, охваченных сетью ERMES

Для функционирования СПРВ по протоколу связи ERMES выделяется единый диапазон частот (или его часть) 169,4-169,8 МГц, в котором организуются 16 частотных каналов c разносом частот в 25 кГц. Для приема сигнала используются сканирующие по частоте абонентские приемники (пейджеры). Скорость передачи данных составляет 6,25 кбит/с.

Системы персонального радиовызова на базе протокола ERMES обеспечивают следующие услуги:

  •  передачу цифровых сообщений длиной до 1600 знаков;
  •  передачу буквенно-цифровых сообщений длиной до 9000 символов;
  •  передачу произвольного набора данных объемом до 64 Кбит;
  •  возможность приема вызова и сообщений одним унифицированным приемником (пейджером) во всех странах, входящих в объединенную СПРВ ERMES.

Структура протокола ERMES приведена на рис. 8.

Рис. 8. Структура протокола ERMES

Каждый час передается 60 циклов по одной минуте каждый. Каждый минутный цикл содержит 5 последовательностей по 12 с. Каждая из последовательностей включает в себя 16 типов групп, которые обозначаются буквами латинского алфавита от А до Р. Каждая группа имеет длину 0,75 с и состоит из четырех блоков: синхронизации; служебной информации; адреса; информационного сообщения.

Порядок расположения групп внутри последовательности для каждого частотного канала свой и устроен так, что позволяет пейджеру в пределах последовательности просмотреть свою группу в режиме сканирования на всех 16 частотах.

Протокол ERMES использует помехоустойчивое кодирование передаваемой информации с прямой коррекцией ошибок (FEC), циклический код (30, 18), кодовое расстояние Хемминга - 6.

Приемники персонального вызова (пейджеры) в системе ERMES работают следующим образом. Находясь в зоне приема "своей" базовой станции пейджер принимает сообщения на ее частоте. При попадании в другой регион пейджер, не "слыша" сигнал на своей частоте, переходит в режим сканирования по каналам ERMES и, обнаружив сигнал, начинает принимать информацию на частоте базовой станции данного региона.

Протокол RDS

Протокол RDS (Radio Data System) получил путевку в жизнь в начале 90-х годов в качестве многофункционального формата передачи данных, как на адресные, так и на безадресные приемники. Принцип передачи данных основан на уплотнении сигнала вещательной станции, работающей в FM и УКВ диапазонах. Передача данных происходит путем замешивания в комплексный стереосигнал на поднесущей частоте 57 кГц с девиацией ±2 кГц частотно-модулированного сигнала RDS. Спектр суммарного сигнала показан на рис. 9 (где А и В - сигналы левого и правого каналов стереовещания).

Рис. 9. Спектр суммарного сигнала

Помимо пейджинговых сообщений, формат RDS позволяет передавать на радиприем-ники с декодером сигнала RDS различную текстовую информацию в виде неподвижной или бегущей строки - это может быть название принимаемой радиостанции, темп музыки, рекламные тексты. Более того, радиоприемник, при переезде из одного города или области в другие, может сам настраиваться на требуемую радиостанцию или выбранный тип передачи (классическая музыка, рок, известия и пр.) и, при передаче экстренных сообщений, переключаться из других режимов (проигрывание компакт-дисков и аудиокассет) на прием.

Протокол RDS рассчитан на работу с фиксированной скоростью 1187 бит/с и имеет структуру, показанную на рис.10.

Самый большой элемент в структуре формата называется "группой" и содержит 104 бита информации. Каждая группа включает в себя 4 блока по 26 битов каждый. Блок состоит из 16-разрядного информационного слова и 10-разрядного контрольного слова. Передача данных полностью синхронна и не имеет разрывов между группами или блоками. Информационное слово служит непосредственно для передачи данных. Контрольное слово - для синхронизации и исправления ошибок.

Рис. 10. Структура формата RDS

Информационные слова группы RDS содержат следующую информацию.

Группа начинается с 16-разрядного, так называемого Pi-кода (Program Identification), индивидуального для каждой страны, который является признаком RDS передачи, и, соответственно, страны, в которой эта передача ведется.

Следующие пять бит (начало второго блока) определяют тип передачи данных: радиотекст, передача времени и даты, радиопейджинг и пр.

Один бит (бит ТР - Traffic program) управляет переключением радиприемника из режима проигрывания аудиокассеты или CD-диска в режим приема при передаче важных информационных сообщений. Следующие 5 бит формируют название программы, которое высвечивается на дисплеи радиоприемника при приеме вещательной станции. Это могут быть новости (News), спортивная информация (Sport), типы передаваемой музыки (например Rock, Jazz, Classic) и т.д.

Далее идет (последние 5 бит второго информационного слова) 5-ти разрядный адресный код AC (Address Code), который определяет местоположение данных передаваемых сообщений и команд, в том числе и адрес пейджерного приемника.

При передаче пейджингового сообщения тип передачи данных задается как 01110, а адрес пейджера и само сообщение передаются в нескольких последовательных группах и занимают в каждой группе два последних блока. Первоначально следует адрес пейджера, а затем символы самого сообщения.

В организации передачи пейджингового сообщения участвуют и другие RDS группы предназначенные для передачи времени и даты, а также синхронизации RDS приемников. Синхронизирующая метка передается каждую секунду, а время и дата - каждую минуту.

Стандарт RDS рассчитан для одновременной поддержки 4 пейджинговых сетей. Поскольку формат RDS "не привязан" к конкретной частоте, а работает в диапазоне частот (FМ/УКВ), пейджер для своей настройки производит сканирование всего диапазона. После настройки на одну частоту вещательной станции в течение 1 с происходит синхронизация приемника, в течение 2 с определяется код страны и признак сети пейджинга. Если они не соответствуют кодам, хранящимся в памяти пейджера, то он настраивается на волну другой радиостанции. После нахождения своей сети пейджер в течение 15 с переходит в режим экономии батарейки. Организация экономии расхода электроэнергии достигается за счет активизации приемника в отдельные интервалы времени, определяемые его индивидуальным номером, и аналогична подобной организации в стандарте POCSAG. Специфика RDS-стандарта - уплотнение сигнала вещательной станции - позволяет операторам связи в большинстве случаев с меньшими капиталовложениями, чем для других систем, развернуть СПРВ. Экономия объясняется отсутствием расходов на частотное присвоение, антенно-фидерное устройство и передатчик, которые являются весьма дорогостоящим оборудованием. Расходы же состоят из арендной платы за поднесущую 57 кГц, стоимости кодера RDS и организации диспетчерской.

Зона покрытия RDS пейджинга при эксплуатации наиболее широко распространенных RDS-пейджеров Nokia, Infotelecom, Matador на 10-20% меньше зоны устойчивого приема самой вещательной станции и имеет, как правило, радиус в несколько десятков км. Для выравнивания зон вещания и RDS пейджинга, а также уменьшения ошибок при передаче пейджинговых сообщений, обусловленных взаимным влиянием спектров вещательного и RDS сигналов, в передающий тракт включают аудиопроцессор.

Аудиопроцессор осуществляет компрессию сигнала, а также ограничение по частотному диапазону, подавляя высокочастотные компоненты (выше 15 кГц) спектра вещательного сигнала левого и правого каналов. Это исключает наложение спектра сигнала КСС на спектр RDS. В качестве аудиопроцессоря на российском рынке широко используется процессоры американской фирмы SRL марки SMP-850.

Дальнейшим развитием системы RDS является система голосового пейджинга Моbi DARC.

Центральной частотой передачи пейджинга здесь выбрана частота 76 кГц. Система MobiDARC не оказывает влияния на передаваемую аудиоинформацию, а также на другие системы передачи данных на поднесущей (RDS с центральной частотой 57 кГц). Канальная скорость передачи данных - 16 кбит/с (эффективная скорость - 1200 бит/с). Удельная емкость системы голосового пейджинга - 35000 абонентов на одну частоту из расчета 1,5 сообщений в день длительностью 45 с для каждого абонента.

4. Контрольные вопросы

  1.  По какому признаку классифицируются СПРВ?
  2.  На какие виды подразделяются СПРВ в зависимости от размеров обслуживаемой территории?
  3.  Дайте характеристику S–систем, Т-систем и R–систем.
  4.  Как классифицируются приемники персонального радиовызова?
  5.  Как расширяется зона действия СПРВ?
  6.  Охарактеризуйте режимы функционирования репитера.
  7.  Перечислите основные технические характеристика репитеров.
  8.  Какие основные протоколы передачи информации используются в СПРВ?
  9.  Дайте характеристику протокола POCSAG.
  10.  Дайте характеристику протокола FLEX.
  11.  Дайте характеристику информационных блоков протокола FLEX.
  12.  Дайте характеристику протокола ERMES.
  13.  Поясните спектр суммарного сигнала в протоколе RDS.
  14.  Поясните структуру формата RDS.
  15.  Чем выравнивается зона покрытия  пейджинга и вещательной станции?
  16.  Нарисуйте спектр сумматорного сигнала в системе голосового пейджинга MobiDARC.

5. Содержание отчета

  1.  Название и цель работы.
  2.  Зарисовать структурную схему репитера.

Литература

  1.  Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Дмитриев В.И. Системы мобильной связи. СПб.: ГУТ – СПб, 1999.
  2.  Соловьев А.А. Пейджинговая связь. - М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000.
  3.  Бабков В.Ю., Воробьев О.В., Карпов Л.П., Певцов Н.В., Привалов А.А., Рыжков А.Е., Сиверс М.А. СПб.: Судостроение, 1998.

16


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15896. Эстетический анализ художественного текста (Часть первая: Сюжет Фаталиста М.Лермонтова) 73.5 KB
  В.И. Тюпа Эстетический анализ художественного текста Часть первая: Сюжет Фаталиста М.Лермонтова Конечная цель преподавания литературы в школе формирование культуры художественного восприятия. В этом собственно говоря и состоит общественное назначение литератур...
15897. Природа художественной целостности комедий А.П. Чехова Чайка и Вишнёвый сад 87 KB
  О.С. Рощина Природа художественной целостности комедий А.П. Чехова Чайка и Вишнёвый сад Olga Roschina in her work The Nature of Artistic Integrity of Chekhov`s Comedies Seagull and Cherry Orchard treats them from the point of aesthetic analises of the text. The ironical nature of Chekhov`s texts is proved which are often interpreted in a pseudoChekhov`s elegical way. В чеховедении доста
15898. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ПОЭТИКА: понятия и определения 2.04 MB
  Цель предлагаемой хрестоматии — предоставить в распоряжение преподавателя и студента отобранные из различных, не связанных друг с другом источников и в то же время систематизированные определения основных понятий теоретической поэтики
15899. Методическое пособие по определению сметной стоимости капитального ремонта зданий и сооружений жилищно-гражданского назначения 4.23 MB
  А.И. Барабанов. Методическое пособие по определению сметной стоимости капитального ремонта зданий и сооружений жилищногражданского назначения Руководитель разработки: П.В. Горячкин В пособии приводятся: действующий и перспективный порядок определения сметной...
15900. ВВЕДЕНИЕ В СОВРЕМЕННУЮ ГАРМОНИЮ 1.44 MB
  Н.Гуляницкая ВВЕДЕНИЕ В СОВРЕМЕННУЮ ГАРМОНИЮ ПРЕДИСЛОВИЕ. Глава первая вводная. 1. Искусство XX века как предмет искусствознания. 2. Стилевой анализ. 11 3. Понятие гармонии. 14 4. Гармония и музыкальная композиция. 17 5. К вопросу об интерпретации и оценк...
15901. Стилевые метаморфозы рока (издание первое) 800.5 KB
  Музыка, родившаяся тогда, наряду с поэзией, философией и другими мировоззренческими формами молодежного движения, стала частью некоего духовного процесса, в своей основе неоднородного. В русле единого жанрового и стилевого течения сформировались резко полярные явления.
15902. ГАРМОНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КУРС 15.27 MB
  Настоящая книга, являясь теоретическим курсом, одновременно представляет собой научное исследование фундаментальных проблем гармонии. Автор рассматривает многие коренные вопросы гармонии в виде целостной структуры, в контексте музыкальной формы. Главная задача данного исследования - дать на современном научном уровне по возможности исчерпывающее изложение основополагающих теоретических проблем гармонии, вводящее музыку XX века в общий музыкально-гармонический контекст так же естественно, как и само искусство прошлого перешло к нашему времени.
15903. Теоретические основы современной гармонии 15.56 MB
  Сегодняшний курс гармонии в средних и высших музыкальных учебных заведениях нуждается в постоянном расширении своей тематики, ее активном приближении к новым художественным явлениям музыкального искусства XX столетия. Необходимость в этом продиктована все более нарастающим интересом будущих музыкантов к произведениям нашего времени, к тайнам творческих лабораторий композиторов разных школ и направлений.
15904. Физическое воспитание начинающего боксёра 639.5 KB
  В.А.Чудинов Физическое воспитание начинающего боксёра Предисловие Физическое воспитание способствует укреплению здоровья и гармоническому развитию организма. В его задачу входит развитие быстроты силы ловкости гибкости выносливости воспитание волев