Системы и сети электросвязи

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Задание № 1

Начертить структурную схему N - канальной аналоговой системы передачи с ЧРК с одной полосой АМ.

Рисунок № 1:



Рассчитать границы нижних и верхних боковых полос частот на выходах индивидуальных модуляторов каждого из каналов.

Полоса первичных сигналов составляет 0,3 - 3,4 кГц.

Несущая частота (в килогерцах) для нижнего по частоте канала указана в таблице 1 (26 кГц).

Канальные полосовые фильтры выделяют полезную боковую полосу, указано в таблице (верхняя).

Дано:

F₁ - 0,3 кГц,

F₂ - 3,4 кГц,

F_НЕС - 26 кГц,

Количество каналов - 7.

Полезная боковая частота - верхняя.

Найти: F_{Нес 1}; F_{Нес 2}; F_{Нес 3}; F_{Нес 4}; F_{Нес 5}; F_{Нес 6}; F_{Нес 7}.

Границы нижних и верхних боковых полос частот на выходах модуляторов.

F_НБП1; F_НБП2; F_НБП3; F_НБП4; F_НБП5; F_НБП6; F_НБП7; F_ВБП1; F_ВБП2; F_ВБП3; F_ВБП4; F_ВБП5; F_ВБП6; F_ВБП7;

Спектр АМ колебания состоит из трёх составляющих:

- несущей частоты,

- верхней боковой полосы,

- нижней боковой полосы.

Нижняя боковая полоса рассчитывается по формуле:

F_НБП = F_Нес - (F₂ - F₁)

Верхняя боковая полоса рассчитывается по формуле:

F_ВБП = F_Нес + (F₂ - F₁)



Рисунок № 2:

Определим ширину спектра первичного сигнала:

Номиналы несущих частот для остальных каналов выбираю с учётом полосы расфильтровки, равной 0,9 кГц, чтобы спектры канальных сигналов не перекрывались.

Следовательно, несущие должны отличаться друг от друга на 4 кГц: F_Нес = 3,1 + 0,9 = 4 кГц

Для второго канала необходимо выбрать несущую частоту:

Последующие каналы различаются на 4 кГц:

Определим границы диапазонов частот, занимаемые нижними и верхними боковыми полосами АМ сигналов на выходе амплитудного модулятора:

1 канал:

Следовательно, нижняя боковая полоса занимает диапазон 22,6 - 25,7 кГц.

Верхняя боковая полоса рассчитывается по формуле:

Занимает диапазон 26,3 - 29,1 кГц

2 канал:

Следовательно, нижняя боковая полоса занимает диапазон 26,6 - 29,7 кГц.

Верхняя боковая полоса рассчитывается по формуле:

Занимает диапазон 30,3 - 33,1 кГц

3 канал:



Следовательно, нижняя боковая полоса занимает диапазон 30,6 - 33,7 кГц. Верхняя боковая полоса рассчитывается по формуле:

Занимает диапазон 34,3 - 37,1 кГц.

4 канал:

Следовательно, нижняя боковая полоса занимает диапазон 34,6 - 37,7 кГц. Верхняя боковая полоса рассчитывается по формуле:

Занимает диапазон 38,3 - 41,1 кГц.

5 канал:

Следовательно, нижняя боковая полоса занимает диапазон 38,6 - 41,7 кГц.

Верхняя боковая полоса рассчитывается по формуле:



Занимает диапазон 42,3 - 45,1 кГц.

6 канал:

Следовательно, нижняя боковая полоса занимает диапазон 42,6 - 45,7 кГц. Верхняя боковая полоса рассчитывается по формуле:

Занимает диапазон 46,3 - 49,1 кГц.

7 канал:

Следовательно, нижняя боковая полоса занимает диапазон 46,6 - 49,7 кГц.

Верхняя боковая полоса рассчитывается по формуле:

Занимает диапазон 50,3 - 53,1 кГц.

Полосовые канальные фильтры выделяют полезную боковую полосу - верхнюю, то есть на выходах:

Ф₁ - будет диапазон частот 26,3 - 29,1 кГц,

Ф₂ - будет диапазон частот 30,3 - 33,1 кГц,

Ф₃ - будет диапазон частот 34,3 - 37,1 кГц,

Ф₄ - будет диапазон частот 38,3 - 41,1 кГц,

Ф₅ - будет диапазон частот 42,3 - 45,1 кГц,

Ф₆ - будет диапазон частот 46,3 - 49,1 кГц,

Ф₇ - будет диапазон частот 50,3 - 53,1 кГц,

Ответ:

F_{Нес 1} = 26кГц;

F_{Нес 2} = 30 кГц;

F_{Нес 3} = 34кГц;

F_{Нес 4} = 38 кГц;

F_{Нес 5} =42 кГц;

F_{Нес 6} = 46 кГц;

F_{Нес 7} = 50 кГц;

F_НБП1 = 22,6 - 25,7 кГц;

F_НБП2 = 26,6 - 29,7 кГц;

F_НБП3 = 30,6 - 33,7 кГц;

F_НБП4 = 34,6 - 37,7 кГц;

F_НБП5 = 38,6 - 41,7 кГц;

F_НБП6 = 42,6 - 45,7 кГц;

F_НБП7 = 46,6 - 49,7 кГц;

F_ВБП1 = 26,3 - 29,1 кГц;

F_ВБП2 = 30,3 - 33,1 кГц;

F_ВБП3 = 34,3 - 37,1 кГц;

F_ВБП4 = 38,3 - 41,1 кГц;

F_ВБП5 = 42,3 - 45,1 кГц;

F_ВБП6 = 46,3 - 49,1 кГц;

F_ВБП7 = 50,3 - 53,1 кГц;

Рассчитать и построить спектральную диаграмму группового сигнала N - канальной многоканальной системы передачи с указанием границ полос, занимаемых каждым канальным сигналом.

Определить ширину полосы частот группового сигнала.

Рисунок №3:

Ширина полосы частот группового сигнала будет составлять:

53,1 - 26,3 = 26,8 кГц.

2. Задание № 2

Начертить упрощённую структурную схему N - канальной оконечной ЦСП с ИКМ и ВРК.

Привести кроткое описание назначение каждого элемента схемы.



Рисунок № 4:

ФНЧ - Фильтр низких частот,

ЭК - Электронный ключ,

ГОприём ГО пер - Генераторное оборудование,

ПриёмСС ПерСС - Специальный сигнал синхронизации,

Устройство объединения - Объединяет цифровые потоки,

К - Кодировщик,

ДК - Декодировщик.

Указать этапы аналого-цифрового преобразования сигнала в тракте передачи и цифро-аналогового преобразования сигнала в тракте приёма.

Исходные непрерывные сигналы каждого канала поступают на фильтры нижних частот ФНЧ, ограничиваются по частоте F _max.

Затем поступают на электронные ключи ЭК₁ ЭК₂ … ЭК₇, осуществляющие дискретизацию этих сигналов.

Работой ключей управляет периодическая последовательность импульсов, вырабатываемая генераторным оборудованием ГОпер. Частота следования импульсных последовательностей, управляющих работой электронных ключей различных каналов равна частоте дискретизации, которая определяется по теореме Котельникова.

На приёмной оконечной стации разделение канальных сигналов осуществляется ключами ЭК₁ ЭК₂ … ЭК₇. Работой ключей управляют импульсные последовательности, поступающие с ГОпр. Для того, чтобы ключи передающей и приёмной станции работали синхронно и синфазно с ПерСС передающей станции на приёмную передаётся специальный сигнал синхронизации, обеспечивающий согласованную во времени работу ГОпер и ГОпр. Фильтры нижних частот осуществляют восстановление исходного (непрерывного) сигнала из последовательности амплитудно-модулированных импульсов.

Выбрать частоту и период дискретизации сигнала, спектр которого ограничен частотами F_H и F_B.

Дано:

Количество каналов - 20.

Спектр аналогового сигнала:

Амплитуды сигналов в каналах:

1 канал:

U₁ = 0,8 B

U₂ = 5,3 B

2канал:

U₁ = 13 B

U₂ = 25 B

3 канал:

U₁ = 48 B

U₂ = 22,1 B

4 канал:

U₁ = 2,8 B

U₂ = 6 B

N - канал

U₁ = 27,3 B

U₂ = 42 B

Найти:

F_Диск;

Т_Диск.

Выбор частоты и периода дискретизации осуществляется на основе теоремы Котельников, с учётом небольшого (10…20)% запаса.

Прибавляем 15% запас:

F_Диск = 7040 + 1056 = 8096 Герц = 8,096 кГц.

Т_Диск = = = 0,000124 секунды = 0,124 м.сек.

Ответ:

F_Диск = 8,096 кГц;

Т_Диск = 0,124 м.сек.

Для заданного числа каналов построить временную диаграмму группового АИМ сигнала, указав на диаграмме первые три канал и последний канал.

Первичный аналоговый сигнал подвергается амплитудно-импульсной модуляции (АИМ).

Амплитуды импульсов изменяются в соответствии с изменением мгновенных значений аналогового сигнала, длительность и частота следования импульсов остаются постоянными.

По теореме Котельникова частота следования сигналов для канала ТЧ выбирается равной:

Что соответствует периоду дискретизации Т_Д = 125 мкс.За каждый период Т_Д происходит однократное замыкание ключей каждого канала. В момент замыкания ключа в линию передаётся мгновенное значение напряжения канала. Каналы работают поочерёдно. Для того, чтобы ключи передающей и приёмной станции работали синхронно и синфазно, с Пер.СС передаётся специальный сигнал синхронизации (С.С.), обеспечивающий согласованную во времени работу ГОпер и ГОприём. Цикл передачи Т_Ц - это время, за которое передаются импульсы всех каналов, взятых по одному разу. Длительность цикла равна периоду дискретизации Т_Д = Т_Ц.

Рисунок № 5 (а):



Рисунок № 5 (б):



Выполнить операция равномерного квантования с шагом и кодирования в симметричном двоичном коде двух отсчётов аналогового сигнала первых трёх каналов с амплитудами U₁, U₂, U₃ и последнего канала U_n для заданной системы передачи. Определить величины искажений (ошибок) квантования. Изобразить полученные в результате кодирования кодовые слова в виде сочетаний токовых и бестоковых посылок, считая, что двоичной единице соответствует токовая посылка, а нулю - бестоковая.

Дано:

Число разрядов - 6;

U₁ = 0,8 B;

U₂ = - 3 B;

U₃ = 17,2 B

U₄ = - 12,8 B

= 0,5 B

Найти: о₁; о₂; о₃; о₄.

Количество квантования М связано с числом двоичных элементов соотношением М = 2^m . В данном случае m = 6, значит, количество уровней квантования будет равно М = 2⁶ = 64.

Квантование с математической точки зрения соответствует операции округления до ближайшего целого.

U₁ = 0,8 B округляем до ближайшего числа, после квантования будет равна 1 Вольт. 1;

U₂ = - 3 B после квантования останется без изменений;

U₃ = 17,2 B после квантования будет составлять 17 Вольт;

U₄ = - 12,8 B после квантования будет составлять 13 Вольт;

Теперь высчитываю ошибку квантования для этих сигналов по формуле:

о = | U_Р.У. - U_АИМ |



Для первого импульса о₁ = 1 - 0,8 = 0,2 Вольта,

Для второго импульса о₂ = 3 - 3 = 0,

Для третьего импульса о₃ = 17,2 - 17 = 0,2 Вольта,

Для четвёртого импульса о₄ = 13 - 12,8 = 0,2 Вольта.

Рисунок №6:

Чтобы осуществить кодирование разрешенного уровня, надо закодировать номер уровня в двоичной системе счисления. При использовании системы нумерации, показанной на рисунке 6, уровню 1 вольт будет соответствовать квантованное значение 2, что соответствует двоичному числу 000010.

Для отрицательных чисел я взял для квантованного значения - 1 (0,5 Вольта) наибольшее шестизначное для двоичного числа 111111, что соответствует десятичному числу 63. Далее квантованные значения будут идти на убывание, то есть уровню - 1 вольт будет соответствовать квантованное значение 62 (-1Вольт) что соответствует двоичному значению 111110.

Для второго импульса - 3 Вольта будет соответствовать квантованное значение 58, в двоичной системе исчисления будет соответствовать 111010.

Для третьего импульса после квантования уровень сигнала будет 17 Вольт, квантованное значение будет составлять 34, в двоичной системе исчисления это будет 100010.

Четвёртый импульс содержит отрицательное напряжение -13 Вольт. Это будет соответствовать квантованному значению 38, в двоичной системе исчисления будет 100110.

Определить скорость передачи двоичного сигнала ИКМ. Первичный сигнал является телефонным, количество уровней квантования М. Количество каналов N.

Скорость передачи v двоичных сигналов в канале или тракте равна тактовой частоте (частоте следования двоичных сигналов) и зависит от числа каналов N в цифровой системе передачи, от числа элементов М в кодовой группе, а также от частоты дискретизации F_Д АИМ сигналов.

Тактовая частота определяется по формуле:

F_Т = F_Д М N

Следует иметь ввиду, что число каналов N для расчёта F_Т берётся на 2 канала больше с учётом передачи служебной информации, например, сигнала цикловой синхронизации, сигналов набора номера. Частота дискретизации F_Д в телефонном канале ТЧ равна 8 кГц.

Дано:

F_Д = 8кГц,

N = 20,

M = 64,

Найти:

F_Т.

Решение:

F_Т = F_Д М (N +2) = 8 64 (20 +2) = 11264 кбит/с

Ответ: F_Т = 11264 кбит/с

3. Задание № 3

По заданному диапазону частот (30 - 300 кГц) указать основные способы распространения радиоволн в указанном диапазоне частот.

Электромагнитные волны частотой 30 - 300 кГц принадлежат к длинным волнам (ДВ) - километровым волнам. ДВ обладают хорошей дифракцией, сравнительно слабо поглощаются земной поверхностью и могут распространяться поверхностным лучом на расстоянии до 3000 километров. В ионосфере они затухают, однако при резком снижении концентрации электронов в слое Е (ночью) могут отражаться от ионосферы и распространяться пространственным лучом на большое расстояние, чем при распространении поверхностным лучом. К достоинствам радиосвязи в этом диапазоне относится сравнительное постоянство напряжённости поля в пункте приёма в течение суток, года и 11 - летнего периода солнечной активности. К недостаткам следует отнести необходимость строить антенны высотой в несколько сотен метров, высокий уровень атмосферных помех и малую частотную вместимость, т.е. невозможность размещения большого числа каналов связи. Основное назначение данного типа волн - радиовещание.

Определить вид радиосистемы, привести структурную схему выбранной радиосистемы и кратко описать особенности передачи электро сигналов в этой системе, назначение элементов схемы. Указать количество передаваемых каналов, виды передаваемых сообщений по данной схеме.

Диапазон частот 30 - 300 кГц (длинна волны 1 - 10 километров) используется для сверхнадёжного вещания по принципу - один (сверхмощный - сотни киловатт) передатчик - несколько тысяч километров зона вещания.

Приём слабо зависит от времени года и суток, и солнечных бурь. Однако наиболее хорошие условия приёма ночью, зимой в годы минимума солнечной активности. Приём сильно ухудшают искровые помехи от электрических сетей, и от грозовых разрядов. Передающие антенны - грандиозные сооружения, мачты высотой сотни метров и километровой длины полотна антенны.

Приёмные антенны двух видов - длинный провод от одного до десятков метров длиной, или магнитная антенна. Недостатками этого диапазона является не только крайняя его узость, но также последние пару десятилетий, значительные затруднения приёма в городах из-за наличия большого числа импульсных источников вторичного электропитания, работающих на частотах 30 - 250 кГц и выше.

Вещание на ДВ диапазоне ведётся по первой категории качества. По существующему стандарту на каналы подачи программ полоса воспроизводимых частот первой качественной категории 50 Гц - 10 кГц. Однако, сетка частот в этом диапазоне имеет шаг в 9 кГц, таким образом, таким образом, чтобы не залезать в соседний частотный канал, на передающей стороне ограничивают спектр модулирующего сигнала на уровне 8-ми килогерц.

Этим и определяется реальное качество сигнала первой категории.

Значит в диапазоне частот 30 - 300 кГц будет равняться (300 - 30)/9 = 270/9 = 30 каналов.

Простейшая схема радиосвязи представлена на рис. 7. Передаваемое сообщение поступает от источника информации в виде звука, буквенного текста, неподвижного изображения на преобразователь, где преобразуется в электрические сигналы низкой частоты. В зависимости от вида передаваемого сообщения преобразователем служит микрофон, передающий телеграфный или фототелеграфный аппарат и т. д. Далее сигнал поступает в радиопередатчик, где происходит процесс модуляции: сигнал высокой частоты, способный распространяться на большие расстояния, наделяется признаками, характеризующими полезное сообщение. Модулированные высокочастотные колебания (радиосигнал) подаются в передающую антенну и возбуждают в окружающем пространстве электромагнитные волны.

Рисунок № 7:

Пересекая приемную антенну, радиоволны наводят в ней переменную ЭДС, которая усиливается в приемнике и преобразуется в сигнал того вида, который был получен на выходе преобразователя информации в тракте передачи. Такое преобразование называется детектированием. Далее сигнал низкой частоты поступает в воспроизводящее устройство - громкоговоритель, буквопечатающий аппарат и т. д., после чего принятая информация поступает к получателю. Каналов вещания в данном диапазоне частот можно вычислить.

Рассмотреть особенности передающих и приёмных антенн (длина пролёта L = 1950 м).

Длина пролёта - это расстояние от антенны передатчика до антенны приёмника. Радиоволны в диапазоне частот 3ч300 кГц и длиной пролёта L=1950 км, широко используются для организации сети звукового радиовещания.

Для передачи сигналов на этих частотах требуются большие мощности. Антенные поля больших размеров (если требуется направленная передача). КПД подобных систем очень низкая, так как основная мощность идёт на излучение несущей частоты. Низкая помехозащищённость от атмосферных помех.

Сравнивать и оценивать свойства антенн любых типов можно по их параметрам. Самым главным определяющим параметром передающей антенны как нагрузки для генератора ил фидера является её входное сопротивление. Параметром антенны как излучателя электромагнитных волн является коэффициент полезного действия, а также амплитудная характеристика направленности.

Не вся мощность, подводимая к антенне, излучается в окружающее пространство. Часть её расходуется не на излучение, а на нагревание как самой антенны, так и находящихся поблизости предметов. Коэффициент полезного действия антенны равен отношению мощности, излучаемой антенной, к мощности, подводимой к ней и выражается в процентах:

Электромагнитные волны излучаются антенной в различных направлениях не равномерно. Распределение в пространстве напряженности электрического поля, создаваемого антенной, характеризуется амплитудной характеристикой направленности. Она определяется зависимостью амплитуды напряженности, создаваемая антенной поля (или пропорциональной ей величины) от направления на точку наблюдения в пространстве. Об этом свойстве судят по диаграмме направленности, которая графически показывает зависимость напряжённости поля или излучаемой мощности от направления. Направление на точку наблюдения определяется азимутальным и меридиональным углами сферической системы координат. При этом амплитуда напряжённости электрического поля измеряется на одном и том же (достаточно большом расстоянии) r от антенны.

Рисунок № 8:

На рисунке изображена объёмная диаграмма направленности. В радиосистемах используются проволочные и апертурные антенны. Применение того или иного вида типа антенн определяется числом каналов, диапазоном частот и характером трассы.

На длинных и волнах земная поверхность имеет обычно хорошую проводимость. У поверхности же хорошего проводника электрическое поле может быть направлено только перпендикулярно его поверхности. Поэтому как передающие, так и приемные антенны для этих волн должны обладать развитой вертикальной частью. Для того чтобы антенна была резонансной и имела достаточно большие сопротивление излучения и коэффициент полезного действия (КПД), ее размеры должны приближаться, по крайней мере, к 0,25л, т.е. на длинных волнах (ДВ) ее высота должна быть равна нескольким сотням метров. Практически удается построить антенны (мачты) высотой не более 200…300 м. Поэтому на волнах длиннее 1000 м, как правило, приходится работать с антеннами длиной меньше резонансной. Вследствие этого входное сопротивление антенны имеет реактивную составляющую ёмкостного характера, для компенсации которой последовательно с антенной приходится включать катушку индуктивности (рис. 9, а). Эти катушки часто называют удлинительными (Ly). Сопротивление излучения у антенн с малой электрической длиной весьма мало. В то же время активное сопротивление удлинительных катушек довольно значительно. Поэтому сопротивление потерь в цепи антенны становится больше или того же порядка, что и сопротивление излучения, и КПД антенны получается довольно низким.

Для увеличения КПД вместо использования катушки индуктивности часто увеличивают длину антенны до резонансной и сгибают ее на высоте мачты под прямым углом, образовав оставшейся частью горизонтальный участок. Такая Г-образная антенна излучает лучше, чем прямая антенна с удлинительной катушкой, но она требует установки второй мачты (рис. 9, б). Если высота подвеса Г-образной антенны невелика, то горизонтальная часть ее практически не излучает, так как она образует со своим зеркальным изображением двухпроводную линию. Однако при этом распределение тока в излучающей вертикальной части существенно улучшается. В ней укладывается часть стоячей волны тока, близкая к пучности, к тому же пучность располагается ближе к верхнему концу, который находится в наиболее благоприятных для излучения условиях.

Увеличить амплитуду тока на конце антенны можно также, создав дополнительную горизонтальную часть в виде двух горизонтальных лучей (Т-образная антенна) или в виде многих лучей (зонтичная антенна).

Во всех случаях горизонтальные элементы образуют с землей некоторую емкость. Благодаря этому амплитуда тока на конце вертикальной части антенны уже не равна нулю, и распределение тока вдоль нее становится более равномерным.

Площадь тока, а следовательно, и действующая высота антенны увеличиваются.

Рисунок № 9:

Устройство антенны длинных и средних волн:

а - заземленный вибратор с удлинительной катушкой,

б - Г-образная антенна,

в - распределение тока в антенне с катушкой,

г- распределение тока в Г-образной антенне,

д - Т-образная антенна,

е - зонтичная антенна.

Конструктивно антенны ДВ и СВ очень часто выполняются в виде установленных на изоляторы стальных свободно стоящих антенн - башен и антенн-мачт. Ток от передатчика подводится к нижнему концу башни или мачты, которая является непосредственным излучателем энергии.

Для радиовещания применяются антенны высотой 75…300 м.

Для увеличения емкости антенны на вершине башни или мачты устанавливается емкостная шапка из металлических трубок.



В отличие от передающих, приемные антенны, как правило, не настраиваются на частоту принимаемых радиостанций.

Для вещательного приема часто используются вертикальные Г-, Т-образные, зонтичные антенны и магнитные антенны.

4. Задание № 4

Построить структурную схему первичной магистральной телефонной сети.

Указать принцип соединения станций на местных сетях, принцип соединения УАК 1 и АМТС между собой.

На схеме разными цветами указать прямые и обходные пути между этими станциями.



Рисунок № 12:

Дано:

Количество зон семизначной нумерации абонентов - 7,

Количество УАК1 - 3,

Количество АМТС - 7,

АТС:

Количество ЦС - 3,

Количество ОС - 10,

Ёмкость сети - 7 тысяч,

Тип сети - СТС.

УАК1 (узел автоматической коммутации) соединены между собой по принципу каждый с каждым, то есть образуют полносвязную цепь.

УАК1 и АМТС соединены по радиальному принципу («звезда»).

Местная сеть построена по одноступенчатой схеме. Все ОС непосредственно включатся в ЦС. Каждой СТС выделяется одна стотысячная группа номеров из общей номерной ёмкости зоны. Следовательно, нумерация на СТС будет пятизначной. Каждой СТС присваивается внутризоновый код (ab), который вместе с пятизначным номером абонента составляет семизначный зоновый номер.

5. Задание № 5

Дать краткую сравнительную характеристику сотовым системам связи по своему варианту. Указать достоинства и недостатки указанных стандартов.

Стандарт GSM - 900 принят в качестве федерального для цифровых сотовых сетей России. Система стандарта GSM предоставляет пользователям широкий ассортимент услуг, как речевых, так и неречевых, например, соединение с сетями различных поставщиков; передача речи и данных передача факсов, коротких сообщений SMS; вызовы спецслужб; автоматический роуминг; доступ к современным информационным сетям. При этом обеспечивается, высокое качество передачи сообщений, надёжность и конфиденциальность связи, защита от несанкционированного доступа.

Базовая станция в зависимости от расстояния до ПС может осуществлять регулировку излучаемой мощности последнего с целью уменьшения расхода энергии.

В стандарте GSM - 900 используется понятие системы базовой стации, в которую входит контроллёр и несколько приёмо-передающих станций (БППС). Три из них расположенные в одном месте и замыкающиеся на общий контролер БС (КБС), могут обслуживать каждая свой 120° азимутальный сектор в пределах ячейки или шесть БПСС с одним КБС - шесть 60° секторов. Каждая ПС измеряет и периодически передаёт на БС уровень сигнала рабочей БС ячейки и до 16 смежных ячеек, код качества принимаемого сигнала. При ухудшении качества - появлении помех, неисправностей, по команде с БС происходит передача обслуживания той станции, где качество связи значительно выше, переключение рабочих каналов происходит без перерыва связи. Недостатками стандарта GSM является искажение речи при цифровой обработке и передаче, связь на расстоянии не более 120 километров от ближайшей базовой станции даже при использовании усилителей и направленных антенн. Поэтому для покрытия определённой площади необходимо большее количество передатчиков.

В сетях стандарта GSM соты группируются в географические зоны, которым присваивается свой идентификационный номер. Каждый РП содержит данные об абонентах в нескольких географических зонах. При перемещении абонента из одной зоны в другую, данные о его местоположении автоматически обновляются.

GSM - 900 работают в диапазоне около 900 МГц, который разбит на два поддиапазона шириной по 25 МГц 890 - 915 МГц - для передачи сообщений с ПС на базовую станцию БС и 935 - 960 МГц для приёма сигналов от БС, то есть используется организация связи с частотным разделением каналов.

Таким образом, количество каналов связи в полосе 25 МГц, отведённой для приёма передачи, составляет 124 канала. Разнос частот между соседними каналами составляет 200 кГц. Для передачи речи в системах GSM используется пара частотных канала с разносом 45 МГц. Наличие разноса препятствует появления переходных помех между направлениями приёма и передачи. Так как уплотнение каналов временное, то на одной несущей можно разместить одновременно 8 речевых каналов. Длительность одного канального интервала (КИ) составляет 600 мкс, восемь КИ образуют цикл, а 26 циклов - сверхцикл длительностью 120 мс.

Привести функциональную схему сети сотовой связи. Перечислить элементы, входящие в состав сотовой связи и указать их назначение.

Рисунок № 13:

Оборудование БС (базовой станции) состоит из контролёра базовой станции и приёмо-передающих антенн (БПСС). Каждая БС имеет раздельные антенны на передачу и приём, т.к. в сотовых сетях используется разнесённый приём. Контролёр БС (компьютер) обеспечивает управление работой базовой станции, а также контроль работоспособности всех входящих в неё блоков и узлов. Все БС соединены с центром коммутации (ЦК) подвижной связи по выделенным проводным или радиорелейным каналам связи. ЦК-это автоматическая станция системы сотовой связи, обеспечивающая все функции управления сетью. ПС - подвижная станция (абонентские радиотелефоны).

Рассчитать радиус зоны обслуживания R₀, количество сот L, число базовых станций N_БС, число кластеров n в заданной зоне обслуживания.

Дано:

S = 56289,4 км²;

R = 32,3 км;

C = 7;

Найти:

R₀; L; N_БС; n.

Площадь зоны обслуживания определяется по формуле:

S = р R₀²

Расчёт радиуса зоны обслуживания R₀, км производится по формуле:

R₀ = = = = 133,89 км

Число сот L можно определить по формуле:

L = 1,21 = 1,21 = 1,21 = 1,21 = 20,79 ? 21

Число БС равно числу сот, так как на каждую соту приходится одна базовая станция.

Соты группируются в кластеры. В одном кластере находится С базовых станций, работающих непосредственно в неповторяющихся диапазонах частот. Определим количество кластеров по формуле:

= = 3

Расстояние D между центрами ячеек, в которых используются одинаковые полосы частот, рассчитывается по формуле:



D = = = = 45,11 км

канал модулятор радиоволна

Ответ:

R₀ = 133,9;

L = 21;

N_БС = 21;

n. = 3.

Размещено на Allbest.ru

...