CC BY
178
УДК 654.1
С.А. Кулакин
Сотрудник, Академия ФСО России, г. Орел, РФ Эл.почта: [email protected] А.В. Акулов
Сотрудник, Академия ФСО России, г. Орел, РФ Эл.почта: [email protected]
ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЕТЕЙ УКВ РАДИОСВЯЗИ НА ОСНОВЕ СТАНДАРТА DMR
Аннотация
В статье проводится краткий обзор методики проектирования сети УКВ радиосвязи на базе оборудования стандарта DMR. Приводятся достоинства цифровых систем радиосвязи перед аналоговыми и краткая характеристика методики сравнительного анализа.
На основании полученных результатов сделан вывод о возможности применения представленной методики.
Ключевые слова:
частотный ресурс, цифровые радиосистемы, радиоканалы, проектирование систем радиосвязи,
сети УКВ радиосвязи, математические модели.
Интенсивное развитие инфокоммуникационных технологий и элементной базы позволило создать новые решения в области УКВ радиосвязи. Одним из таких решений является стандарт Digital Mobile Radio (DMR). Опыт эксплуатации аналоговых средств радиосвязи в условиях растущего объема передаваемой информации показывает низкую эффективность использования частотного ресурса и узкий спектр функциональных возможностей радиостанций. Анализ существующих сетей УКВ радиосвязи на аналоговом оборудовании в регионах с большим территориальным размахом дает возможность сделать вывод о необходимости использования большого числа радиосредств для покрытия требуемой территории. При этом отмечается заметное ухудшение качества связи при удалении от базовой станции и покрытие незадействованных в радиообмене зон.
Решением этих проблем является стандарт DMR, открывающий принципиально новые возможности при проектировании радиосетей. Оборудование на основе данного стандарта позволяет обеспечить одновременную работу двух абонентов на одной частоте, используя технологию множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA). Структура канала изображена на рисунке 1.
i«-Слот 2
-Слот 1
-Слот 2
-Слот 1
2
частота канал 12.5 кГц
Рисунок 1 - Структура канала стандарта DMR
При ведении связи радиосредствами DMR заметно улучшается качество связи, что обусловлено меньшим уровнем отношения сигнал/шум на входе приёмника, необходимым для корректной демодуляции цифрового сигнала. Зависимость качества связи от расстояния при использовании цифровых систем носит явно пороговый характер, что изображено на рисунке 2:
Качество передачи речи
23 >роаые
Прей м ущест во
Минимальны й приемлемы» | • • а качеспае ре--.< • • д Прей «.< у щестае уровень качества речи _
♦
> Аналоговые > системы
Расстояние
Рисунок 2 - Сравнение ухудшения качества связи аналоговых и DMR систем
Кроме того, в стандарте предусмотрена возможность постепенного перехода от аналоговых систем к цифровым. Для встречной работы старого и нового оборудования достаточно запрограммировать аналоговый режим в цифровую радиостанцию, при котором будут использованы два временных слота и задействуется канал шириной 12,5 кГц.
Перед проектированием сетей УКВ радиосвязи рекомендуется провести анализ состава оборудования, его размещения на местности и технических характеристик (ТХ), а также функциональных возможностей и абонентской нагрузки используемых сетей. При анализе оборудования целесообразно свести в общую таблицу сведения об используемой технике, их ТХ и функциональных возможностях. Такой подход позволяет выбрать новое оборудование для проектирования с лучшими ТХ, а также провести сравнительный анализ расширения возможностей, доступных абонентам в разрабатываемой сети.
Следующий шаг - проведение анализа физико-географических условий местности, влияющих на построение разрабатываемой сети. Особое внимание следует обратить на плотность городской застройки, а также особенности рельефа местности и растительность. Результатом анализа являются сведения, составляющие основу для выбора методики расчёта энергетических потерь и зон покрытия базовых станций.
На основе полученной информации осуществляется выбор математической модели, с помощью которой будет производиться оценка уровня энергетических потерь сигнала при распространении. Примерами таких моделей являются: 1Ти-К М1225, модель Ли, Окамура-Хата и усовершенствованная модель Хата. Проведённый сравнительный анализ показал, что первые 2 методики не подходят для проектирования УКВ радиосетей по частотному диапазону, а усовершенствованная модель Хата имеет множество исходных данных, позволяющих более точно оценить уровень потерь, однако, сильно затрудняющих расчёт. Исходя из этого, для оценки энергетических потерь радиосигнала авторами рекомендуется использование методики Окамура-Хата. Оценка зоны покрытия базовых станций (БС) может быть проведёна как графически, так и аналитически. Графический метод основан на построении графика зависимости величины потерь радиосигнала от расстояния между базовой и абонентской станциями. Пересечение полученного графика с линией, соответствующей максимально допустимым потерям, определяет максимальную зону покрытия БС. Аналитический метод основан на решении первого уравнения передачи и требует расчёта и сравнения уровня сигнала на входе приёмной антенны с минимально допустимым, а также дополнительным запасом уровня сигнала, зависимого от требуемой надёжности обеспечения связи [1].
После ориентировочной оценки зон покрытия БС целесообразно провести построение разрабатываемой сети с помощью специализированного программного обеспечения (ПО), позволяющего визуально оценивать зоны покрытия, определять «мертвые точки» и варьировать характеристики радиосредств. Наиболее популярными программными средствами из бесплатной категории являются: D-
Link WiFi Planner Pro, RadioWORKS, CRC-COVWEB и Radio Mobile. Среди представленных программ для расчетов и компьютерной визуализации УКВ радиосетей наиболее удобной и доступной является Radio Mobile.
С целью более рационального размещения оборудования на местности, а также для обеспечения радиосвязи в труднодоступных местах рекомендуется использовать ретрансляторы. Для обеспечения радиосвязи абонентов разных зон между собой необходимо связать ретрансляторы друг с другом по IP сети. При выходе абонента из зоны обслуживания БС по IP сети будет осуществлено переключение абонента на БС с более мощным уровнем сигнала.
Полученную информацию необходимо свести в общую таблицу для удобства проведения сравнительного анализа разработанной и устаревшей сетей. Как правило, выигрыш радиосети на базе стандарта DMR достигается в использовании частотного ресурса, качестве связи, функциональных возможностях и энергопотреблении.
Список использованной литературы:
1. Весоловский К. Системы подвижной радиосвязи - М.: Горячая линия-Телеком, 2006. - 536 с.
2. Чалышев В.Д., Якимовец В.В. Зарубежные радиоэлектронные системы наземного и спутникового мобильного радиосервиса. - СПб.: ВАС, 2012. - 388 с.
3. Голдсмит А. Беспроводные телекоммуникации: пер. с англ. М.: Техносфера, 2011. - 904 с.
4. TR 102 398: DMR General System Design. - Sophia Antipolis Cedex: ETSI, 2010.
© Кулакин С.А., Акулов А.В., 2019
УДК 654.1
А.А. Любовощин
Сотрудник, Академия ФСО России, г. Орел, РФ Эл.почта: [email protected] К.И. Евдокимов Сотрудник, Академия ФСО России, г. Орел, РФ Эл.почта: Kirill. [email protected]
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ШБД Аннотация
В статье проводится краткий обзор существующего телекоммуникационного оборудования широкополосного беспроводного доступа. Приводится сравнительный анализ технических характеристик оборудования и приведены результаты данного анализа на соответствие предъявленным требованиям.
На основании полученных результатов сделан вывод о возможности применения представленной методики.
Ключевые слова:
широкополосный беспроводной доступ, базовая станция, рапира, стандарт Wi-Fi, технология формирования луча, беспроводные системы «точка-многоточка».
В современном мире информационных телекоммуникационных технологий стремительный рост устройств, поддерживающих систему широкополосного беспроводного доступа, наблюдается как на российском, так и на зарубежном рынке.
Рапира RS3. (Производство НПО «РАПИРА») Многофункциональная базовая станция, поддерживающая беспроводную систему абонентского доступа, необходимую для существующей
