В рубрику "В фокусе" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
А.М. Овчинников, А.В. Козлов, П.А. Минаев, ФГУП СКБ "Радэл
Конвенциональные системы радиосвязи активно эксплуатируются на предприятиях транспортной отрасли наряду с транкинговыми сетями. Относительно невысокая стоимость, простота эксплуатации и скорость развертывания обеспечивают конвенциональной радиосвязи заслуженную популярность у потребителя.
При решении задачи совершенствования технических показателей комплексов профессиональной мобильной УКВ-радиосвязи сегодня не существует альтернативы цифровым технологиям. Переход на цифровые методы передачи информации обеспечивает принципиально новые возможности и в конвенциональных сетях с фиксированным закреплением каналов. Ряд таких возможностей открывается в связи с использованием низкоскоростных алгоритмов речевого кодирования, которые обеспечивают снижение информационной скорости в канале и уменьшение канальной полосы частот. Кроме простого повышения спектральной эффективности (в частности, перехода на разнос каналов 12,5 или 6,25 кГц, что доступно и для аналоговых радиосредств), эти методы могут использоваться в пределах стандартной сетки частот 25 кГц для реализации таких возможностей, как:
В режиме временного дуплекса информационный обмен осуществляется на одной частоте с разделением приема и передачи по времени. В данном случае естественное повышение комфортности и оперативности взаимного речевого обмена по сравнению с симплексным режимом не приводит к увеличению требуемых ресурсов радиочастотного спектра (использованию дуплексных пар частот). Правда, для обеспечения дуплексной связи должны применяться специальные модификации радиостанций, имеющие возможность одновременного речевого преобразования на прием и на передачу и обеспечивающие эхокомпенсацию речевого сигнала.
Предположим, что информационная скорость в речевом тракте с учетом помехоустойчивого кодирования составляет 4,8 кбит/с, при этом дуплексная связь организуется на канальной скорости 9,6 кбит/с путем временного уплотнения.
Вызывающая сторона является инициатором организации связи. После набора номера требуемого (вызываемого) абонента и нажатия тангенты вызывающая радиостанция передает синхропосылку (СП) с номером вызываемого абонента, свой адрес (адрес отправителя - АО) и затем, как показано на рис. 1, переходит в режим поочередной передачи и приема информационных кадров (кадров данных - КД).
При этом возможны два программируемых сценария организации связи:
В первом случае обеспечивается более оперативное соединение. Вызываемая радиостанция устанавливается в режим передачи по обратному каналу в отведенных для этого временных кадрах сразу после приема сигналов взаимодействия - СП и АО. При этом прием сигнала от вызываемой радиостанции должен быть подтвержден путем передачи определенной служебной информации в кадрах обратного канала. Следует отметить, что в случае автоматической активации вызываемой радиостанции возможно прослушивание вызываемой стороны без уведомления абонента.
Во втором случае радиостанция вызываемой стороны после приема сигналов взаимодействия формирует сигнал звукового оповещения (вызов), после чего вызываемый абонент может установить соединение (включить передачу информации по обратному каналу), нажав соответствующую клавишу "поднять трубку" (время задержки установления соединения при этом определяется вызываемым абонентом). При этом вызываемая сторона реально выходит на передачу в своих кадрах сразу после приема сигналов взаимодействия, но вместо речевого сообщения передает пустое сообщение до тех пор, пока не будет "поднята трубка".
Завершение дуплексного сеанса связи может инициироваться любой из сторон по команде "опустить трубку" ("отбой").
Если на вызываемой стороне выводить речь или сигнал вызова на громкоговоритель можно сразу после приема сигнала взаимодействия от вызывающей радиостанции, то на вызывающей стороне это лучше делать только после подтверждения включения обратного канала (чтобы не принимать посторонний шум, если вызываемая радиостанция по каким-либо причинам не ответила).
Следует отметить, что в режиме дуплексной связи перед выходом на передачу вызывающая станция должна анализировать занятость канала в течение периода, превышающего один временной кадр, чтобы избежать коллизий, связанных со столкновением двух независимых передач.
На рис. 2 приведена схема организации дуплексной связи через зональный ретранслятор (РЗ), а на рис. 3 -временные диаграммы, поясняющие процесс установления и ведения сеанса связи.
В режиме временного дуплекса вызывающая радиостанция на частоте передачи F1 передает СП с номером вызываемого абонента, свой АО и переходит в режим поочередной передачи и приема кадров по временным интервалам Т1 и Т2 соответственно. В первом кадре данных КД1 передается идентификатор признака дуплексной связи.
Ретранслятор после обнаружения признака дуплексной связи синхронизируется с временной диаграммой вызывающей радиостанции для организации обратного канала во временных интервалах Т2 и формирует передачу СП на частоте f1 таким образом, чтобы дальнейшая передача по кадрам в сторону вызываемой радиостанции производилась во временных интервалах Т1.
Вызываемая радиостанция, приняв сигнал взаимодействия, АО и первый кадр данных на временном интервале Т1, отвечает своим первым кадром данных на частоте передачи F1 на интервале Т2. Таким образом, передающие на одной частоте F1 вызывающая и вызываемая радиостанции разносятся по временным интервалам Т1 и Т2 и не мешают друг другу.
Ретранслятор принимает на частоте F1 и во временном интервале Т2 кадры от вызываемой радиостанции и передает их в сторону вызывающей радиостанции на частоте f1 и тоже во временном интервале Т2, но с задержкой в один кадр.
Таким образом, ретранслятор на частоте f1 передает кадры в направлении вызывающего абонента во временном интервале Т2, а в сторону вызываемого абонента - во временном интервале Т1.
Включение самой речи (по инициативе вызывающей или вызываемой стороны) и процедура отбоя аналогичны режиму прямой дуплексной связи.
В различных случаях, особенно в кризисных ситуациях, возникает необходимость прерывания текущего сеанса связи для передачи экстренного сообщения. Важной функцией средств профессиональной радиосвязи является наличие режима приоритетов, когда абонент с более высоким приоритетом может отключить установленное соединение других пользователей сети для проведения своего сеанса связи (следует отметить, что подобные режимы наиболее актуальны при дефиците каналов связи).
Режим приоритетов предполагает наличие специальной модификации симплексной связи с возможностями прерывания соединения абонентов в соответствии с установленными в сети связи приоритетами.
На рис. 4 приведен пример реализации приоритетного вызова. Предположим, что вызывающая абонентская станция АС1 с приоритетом П1 инициировала сеанс связи в режиме симплекса с прерыванием. В интервалах Т1 станция АС1 передает информацию с кадрами данных КД, а в интервалах Т2 - принимает и анализирует принятый сигнал.
Абонентская станция АС2, для которой не предназначена информация от АС1, тем не менее осуществляет прием кадров в интервалах Т1 для определения границ временных интервалов Т1 и Т2. Принятый в первом КД (в заголовке) приоритет П1 радиостанция АС2 сохраняет в памяти на все время сеанса АС1 как текущий.
При необходимости выхода на передачу АС2 сравнивает свой приоритет с текущим и, если он равен текущему или ниже него, отказывается от передачи, оповещая оператора с помощью признака "Канал занят". Если приоритет АС2 выше (как в приведенном примере), то АС2 выставляет во временных интервалах Т2 команду с приоритетом П2.
Радиостанция АС1, обнаружив два раза подряд во временных интервалах Т2 команду с более высоким приоритетом, завершает свою передачу, передав сигнал отбоя (СО) необходимой длительности и оповестив своего оператора с помощью признака "Запрет передачи".
Радиостанция АС2 после приема СО от АС1 дожидается освобождения канала, после чего выходит в передачу со своими сигналами взаимодействия.
При организации сети конвенциональной связи с ретрансляторами для реализации приоритетов ретрансляторы должны обеспечивать временную привязку передаваемых кадров к принимаемым кадрам от вызывающей радиостанции аналогично работе в режиме временного дуплекса. Подобные схемы несколько сложнее, чем организация связи на прямом канале, поскольку требуется модификация алгоритмов работы ретрансляционного оборудования, однако принципиальных сложностей здесь не возникает.
Организация ретрансляции сигнала в реальном масштабе времени (без задержки) при наличии всего одной частоты является, пожалуй, самой насущной потребностью пользователей сетей профессиональной УКВ-радиосвязи, учитывая сложившийся в настоящее время дефицит частотного ресурса в стандартных диапазонах частот, выделенных для систем сухопутной радиосвязи.
Подобная функция практически нереализуема при использовании аналоговых радиосредств: несмотря на возможность работы даже в полосе 6,25 кГц для ретрансляции сигнала требуется наличие дуплексной пары частот. При цифровой радиосвязи возможность реализации такого режима очевидна: для этого требуется только перевести ретранслятор в режим временного дуплекса, а работа симплексных радиостанций остается практически без изменений.
На рис. 5 приведена временная диаграмма взаимодействия одночастотного ретранслятора и радиостанции в режиме временного уплотнения.
Вызывающая радиостанция посылает запрос на установление связи, после чего переводится в режим приема. Ретранслятор отвечает командой предоставления канала связи и переходит в режим временного дуплекса. Вызывающая радиостанция, получив сигнал подтверждения и синхронизируясь от него, передает информацию в отведенных для этого временных интервалах Т2. Ретранслятор передает принятую в интервалах Т2 информацию в интервалах Т1.
Вызываемые радиостанции мобильной группы (МГ) после приема команды предоставления с их адресом в структуре СП переходят в режим приема, получая предназначенную для них информацию во временных интервалах Т1.
Вызываемые радиостанции могут "увидеть" СП со своим адресом, посылаемую от вызывающей радиостанции в начальной фазе установления соединения, но по идентификатору "запрос" перейдут в режим дежурного приема, оставаясь в нем до тех пор, пока не получат после СП со своим адресом идентификатор "подтверждение", после чего переходят на прием, привязываясь к временной диаграмме ретранслятора.
Хотелось бы еще раз отметить, что рассмотренные в настоящей статье функциональные возможности цифровых конвенциональных радиостанций практически невозможно реализовать для аналоговых средств радиосвязи. Это еще раз подтверждает мысль о том, что в настоящее время аналоговые системы подвижной радиосвязи фактически достигли предела своих функциональных возможностей и не имеют перспектив развития, даже при условии модификации с помощью специальных "цифровых" модулей. Кстати, это подтверждается мировыми тенденциями развития систем профессиональной мобильной радиосвязи.
В то же время рассмотрение различных функциональных возможностей радиосредств и вариантов построения сетей конвенциональной радиосвязи показывает, что существует достаточно много интересных решений, комбинируя которые, можно обеспечить ряд конкретных задач пользователей ПМР без использования транкингового оборудования.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #1, 2007
Посещений: 10911
Автор
| |||
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "В фокусе" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
