CC BY
35
телекоммуникационная система: транспорт UDP
12.
TCP/UDP
РМИ
Драйвер протокола обмена
АД
« 2 3 § R в g § и gj 1 данные -е р 3 « s дим i <5 ^
s " s и S. й ум в s ю ата n ^ a тс V Я ffl s каж кр п у
A
Модуль документирования и архивирования
Л__£
Библиотека упражнений, сценариев
Модуль оценки тренинга
Л
Библиотека режимов работы
3_1
Интерфейс инструктора
Рис. 3. Структура информационных потоков тренажера
формируются в виде следующего кортежа: {<спец.символ>, <идентификатор>, <спец.символ>, <код операции >, <спец.символ>, <данные>}, где идентификатор - идентификатор рабочего процесса, к которому адресована команда; код операции - код команды из алфавита команд управления тренажером; данные - информация, сопровождающая команду; спец.символ - специальный символ, позволяющий синхронизировать поля команды.
Протокол обмена данными 1ЮР позволяет применять в качестве среды связи сеть Интернет. Наличие в тренажере такого механизма открывает широкие возможности для дистанционного обучения. Во-первых, отпадает необходимость в организации отдельного компьютерного класса, терминалом может служить
любой компьютер корпоративной сети или домашняя ПЭВМ. Во-вторых, появляется возможность организации дистанционных обучающих курсов для других предприятий или подразделений компании без дополнительных затрат на оборудование.
Изложенный в данной статье подход использован при построении тренажерного комплекса для обучения операторов-технологов одного из основных производственных циклов ОАО «Ангарский завод полимеров».
Библиографический список
1. Дозорцев В.М., Технологические компьютерные тренажеры: все что вы всегда хотели знать... / В.М.Дозорцев, Д.В.Кнеллер // Промышленные контроллеры и АСУ. -2004. - №12. - С.1-13.
УДК 621.396
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОБИЛЬНОГО РЕТРАНСЛЯТОРА В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ СВЯЗИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
А.Г.Краско1
Иркутский государственный университет путей сообщения, 664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15.
Описывается возможность использования мобильного ретранслятора в сетях сотовой связи с целью увеличения радиуса сот и сопряжения пассажирских терминалов стандарта GSM с сетью стандарта GSM-R. Ил. 2. Библиогр. 7 назв.
Ключевые слова: подвижная связь, железнодорожный транспорт, сотовая связь, ретранслятор, стандарты GSM и GSM-R, зоны покрытия.
1Краско Александр Геннадьевич, аспирант, тел.: 89148726551, e-mail: [email protected]. Krasko Alexander Gennadjevich, a postgraduate, tel.: 89148726551, e-mail: [email protected]
THE USE OF A MOBILE RETRANSMITTER IN THE SYSTEMS OF CELL COMMUNICATIONS BY THE RAILWAY TRANSPORT A.G. Krasko
Irkutsk State University of Railway Engineering 664074, 15 Chernishevsky St., Irkutsk
The author describes the possibility to use a mobile retransmitter in the networks of cell communications with the aim to increase the radius of cells and conjugation of passenger terminals of GSM standard with the network of GSM-R standard. 2 figures. 7 sources.
Key words: mobile communications, a railway transport, cell communications, a retransmitter, GSM and GSM-R standards, coverage zones.
Одной из необходимых составляющих современной железнодорожной инфраструктуры является радиосвязь, позволяющая быстро и верно принимать решения, основываясь на оперативной информации из различных источников и получая ее из первых рук. Современный уровень развития железнодорожной отрасли предъявляет все более высокие требования к надежности связи, ее качеству и наличию различных сервисов.
Сети подвижной радиосвязи, используемые сегодня на железнодорожном транспорте России, могут быть разделены на три основных типа (рис. 1): системы оперативно-технологической радиосвязи, системы корпоративно-технологической радиосвязи и системы пассажирской радиосвязи.
Для абонентов, непосредственно участвующих в управлении движением (Поездная Линейная
Ремонтно-оперативная и др.)
Для абонентов, непосредственно не участвующих в управлении движением (связь вагонной, коммерческой, пассажирской служб, охраны и др.)
Для пассажиров на время пути следования
Рис. 1. Классификация систем железнодорожной
подвижной связи При большом количестве различных систем радиосвязи возникают сложности, связанные с избыточностью устаревшего оборудования и использованием излишнего частотного ресурса. Необходима единая современная сеть связи, которая объединит в себе все три типа и будет связана с телефонной сетью общего пользования. Эта система должна решать следующие задачи:
•повышение безопасности движения; ■улучшение качества технологической связи; ■автоматизация и мониторинг перевозочных процессов;
•повышение эффективности грузовых перевозок; •повышение конкурентоспособности пассажирских перевозок.
Сегодня в качестве поездной оперативно-технологической мобильной связи используется устаревшая аналоговая система, работающая в гектомет-ровом диапазоне на основе сталемедных волноводов. Она обеспечивает один канал голосовой связи, плохо защищенный от помех, характеризуется отсутствием интеграции с другими сетями связи. На смену
ей, а также другим подобным системам, внедряется сеть подвижной радиосвязи стандарта GSM-R, как наиболее полно решающая телекоммуникационные задачи железнодорожного транспорта. Использовать новую систему планируется для оперативно- и корпоративно-технологической связи, не принимая во внимание потребности пассажиров. Но коммерческая эффективность системы связи напрямую зависит от количества абонентов. Этот показатель можно увеличить, выделив свободную часть ресурсов сети для пассажирской радиосвязи.
На текущий момент пассажирская радиосвязь практически не нашла развития с помощью средств, принадлежащих железной дороге, и пассажиры пользуются услугами сторонних операторов, пересекая зоны действия их сетей.
В этом есть ряд недостатков. Во-первых, существуют участки магистрали, непокрытые сетью связи вообще или сетью «своего» оператора в частности. Во-вторых, при нахождении в вагоне радиус соты значительно уменьшается в связи с экранирующим действием стен. В-третьих, сети GSM не рассчитаны на движение через них на высоких скоростях. Поэтому возникают дополнительные помехи, связанные с движением в условиях многолучевости, и проблемы организации радиосвязи из-за недостаточно быстрого хэн-довера.
Эти недостатки использования на транспорте существующих сотовых систем вызывают необходимость разработки единой интегрированной системы железнодорожной подвижной связи, учитывающей потребности всех участников транспортного потока, основанной, например, на внедряющемся сегодня стандарте GSM-R. К сожалению, пассажирские мобильные терминалы (МТ) стандарта GSM не совместимы с сетью GSM-R. Решением этой проблемы может стать использование мобильного ретранслятора (МР), включенного в радиотракт между базовой станцией и МТ (рис. 2).
GSM -R
^ <
А'''' ridri МТ
MP
Рис. 2 Использование мобильного ретранслятора для организации сети пассажирской связи на основе стандарта ОБМ-Я
В отличие от обычных ретрансляторов [2], кроме усиления сигнала и переноса частоты эти устройства должны выполнять некоторую логическую обработку информации, сопрягая GSM-телефон с сетью стандарта GSM-R на уровне протоколов связи, а также, при необходимости, накапливая пользовательскую информацию (SMS, MMS) в случае потери сети [2]. Пассажирам могут выделяться свободные ресурсы сети с присвоением низкого приоритета, чтобы не возникало отказов и сбоев в обслуживании систем обеспечения безопасности движения.
Использование подобного устройства позволяет предоставить пассажирам и некоторые новые сервисы, связанные с регистрацией в сети с помощью конкретного МР. Например связь с нарядом милиции или любым из членов поездной бригады данного состава, групповая рассылка сервисных сообщений, касающихся безопасности или изменения расписания (опоздания) движения и некоторые другие.
Для терминалов поездной бригады мобильный ретранслятор позволяет значительно повысить энергетику радиотракта между терминалом (МТ) и БС, используя направленные антенны, повысить мощность передатчика, чувствительность приемника и устранить эффект экранирования стенами вагона сигнала между МР и БС. С другой стороны, так как телефон пассажира находится достаточно близко от мобильного ретранслятора и на фиксированном расстоянии, мощность его передатчика будет снижена, что позволит ему работать в более щадящем режиме, следовательно, снизить вредное воздействие на организм человека и продлить срок действия батарей.
Оценим влияние приведенных выше факторов на увеличение зоны покрытия базовой станции. Для этого используем степенную модель затухания мощности в зависимости от расстояния [3, 4], которую можно записать в виде
P
P0
о
i
r
è r0 0
(1)
где г - расстояние до расчетной точки; г0 - единичное расстояние; Р - мощность в расчетной точке, которая ограничивается чувствительностью приемника, в данном случае - величина постоянная; Р0 - мощность на единичном расстоянии, зависящая от мощность излучения; п - показатель степени, характеризующий скорость спадания мощности.
Другими словами, зависимость размеров соты от мощности излучения:
г ~Ро(1/п) . (2)
Выясним, как изменится энергетика тракта при использовании МР с учётом следующих факторов:
1. Коэффициент усиления й направленной антенны МР примем равным 12 дБ, в отличие от ненаправленной антенны терминала (й0=0 дБ).
2. Отсутствуют потери за счет экранирования
стенами вагона. Согласно [5], затухание на стенах вагона составляет 8-18 дБ, для расчетов примем 13 дБ.
3. Антенна ретранслятора находится примерно в
2 раза выше, чем телефон пассажира, что соответствует усилению сигнала до 6 дБ [6], в расчетах примем
3 дБ.
4. Мощность МР примем равной мощности встраиваемой радиостанции GSM-R (8 Вт), телефона GSM - 2 Вт, это соответствует усилению на АМр=6 дБ [7].
В итоге увеличение мощности составляет 34 дБ (2500 раз по мощности).
В реальных условиях из-за различных значений n выигрыш в размерах сот будет меняться. В качестве граничных условий возьмем 4<n<17 [6], полученные в результате обработки данных с различных участков ВСЖД. Расчет по формуле (2) показывает рост размеров соты в 7,0 и в 1,5 раз соответственно для граничных значений n.
Таким образом, использование мобильного ретранслятора в единой сети подвижной радиосвязи на железнодорожном транспорте позволяет не только расширить абонентскую базу системы GSM-R за счет включения в нее пассажирских терминалов и предложить пассажирам новые услуги, но и значительно увеличить зону действия терминалов, принадлежащих поездной бригаде.
Библиографический список
1. Громаков Ю. А. Планирование сетей GSM и UMTS с использованием репитеров / Ю.А.Громаков, С.Н.Смоловик // Электросвязь . - 2005. - №8. - С. 1016.
2. Петровский А.Б. О создании системы для обеспечения телекоммуникационных потребностей пассажиров железнодорожного транспорта / А.Б.Петровский, В.Е.Унучков // Современные проблемы радиоэлектроники. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. - С. 212.
3. Краско А. Г. Об изменении поля с расстоянием в системах связи с подвижными объектами / А.Г.Краско, В.Е.Унучков, Н.П.Шустов // Современные проблемы радиоэлектроники: материалы VI научно-технической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной Дню Радио. - Иркутск: ИрГТУ, 2007. - С. 128133.
4. Perry F. Wilson, Peter B. Papazian, Michael G. Cotton,Yeh Lo, Advanced Antenna Test Bed Characterization for Wideband Wireless Communications, NTIA Report 99-369, -p. 43
5. Краско А. Г. О затухании радиоволн внутри железнодорожного вагона в диапазонах 900 и 1800 МГц /
A.Г.Краско // Информационные системы в промышленности и на транспорте, в печати.
6. Унучков В.Е. К выбору высот расположения антенн базовых станций в системах поездной радиосвязи /
B.Е.Унучков, Р.Е.Шигаев // Информационные системы контроля и управления на транспорте. - Иркутск, ИрГУПС, 2004. - Вып. 11. - С. 153 - 159.
7. Материалы сайта http ://www.css-rzd. ru
