Основы транкинговых систем радиосвязи

Транкинговые системы радиосвязи (TCP) являются развити­ем низовой полудуплексной радиосвязи и по рядК признаков могут быть соотнесены с сотовыми системами связи. В отличие от обыч­ных систем с постоянно закрепленными частотными каналами в TCP применяется динамическое распределение каналов. Напом­ним, что термин «транкинг», принятый в сфере профессиональной радиосвязи, означает метод свободного доступа большого числа абонентов к ограниченному числу каналов. Поскольку в какой-либо момент времени не все абоненты активны, то необходимое число каналов значительно меньше общего числа абонентов. Примерная зависимость числа абонентов TCP от числа радиоканалов приведе­на в табл.3.

Таблица 3

В отличие от обычных систем радиосвязи TCP характеризуются следующими признаками: экономное использование выделенного диапазона частот; наличие одной или нескольких базовых радио­станций и системы управления; возможность выхода в другие сети, в частности в телефонную сеть общего пользования; увеличение зоны обслуживания путем создания многозоновой сети; передача данных и телеметрической информации; множество сервисных возможностей.

Перечисленные выше признаки характерны и для сотовых сис­тем связи. Однако в отличие от последних ТРС в первую очередь ориентированы на задачи, связанные с оперативным управлением.

В сравнении с сотовыми системами к преимуществам TCP, по­зволяющим отдать им предпочтение при организации оперативной связи, следует отнести: гибкую систему вызовов - индивидуальный, групповой, вещательный, приоритетный, аварийный и др.; гибкую систему нумерации - от коротких двух- или трехзначных до полных городских номеров; малое время установления соединения - менее секунды против нескольких секунд в сотовых системах; возмож­ность работы в группе; наличие (в ряде систем) режима непосред­ственной связи между двумя абонентскими радиостанциями без участия базовой; экономичность - по стоимости оборудования и по эксплуатационным расходам TCP в несколько раз экономичнее сотовых систем.

Архитектура транкинговых сетей. Рассмотрим основные эле­менты архитектуры TCP на примере типовой однозоновой ТРС с частотным разделением каналов, рис. 11. Назначение элементов схемы очевидно. Рассмотрим структуру основных составляющих схемы.

Рис. 11. Схема однозоновой транкинговой радиосети

Базовая радиостанция, рис. 12, содержит модули приемопере­датчиков (ретрансляторов), каждый из которых настроен на одну пару частот - приема и передачи. Таким образом, в отличие от обычной связи между двумя радиостанциями, где в полудуплексном режиме достаточно одной частоты, в транкинговой системе требу­ются две частоты (от одной мобильной радиостанции передача ведется на частоте f₁, на базовую станцию, а от базовой станции на другую мобильную станцию на частоте f₂), а для работы в дуплекс­ном режиме - четыре (передача от мобильной станции одного направления ведется на частоте f₁ на базовую станцию и на частоте f₂ от базовой станции на мобильную станцию, а в обратном направ­лении соответственно на частотах f₃ и f₄. Каждый из приемопере­датчиков имеет четырехпроводное низкочастотное (звуковое) окончание для сопряжения с коммутатором. Радиочастотные вхо­ды/выходы приемопередатчиков нагружены на устройство объеди­нения/разделения каналов.

Рис. 12. Структурная схема базовой радиостанции

Коммутатор осуществляет соединение подвижных абонентов, а также выполняет функции сопряжения сТфОП.

Контроллер (устройство управления). Обеспечивает взаимо­действие всех узлов базовой станции. Осуществляет обработку вызовов и управляет процессом установления соединений. Часто контроллер и коммутатор объединяются в одном модуле.

Интерфейс с ТфОП предназначен для сопряжения с телефон­ной сетью общего пользования. Обеспечивает электронный стык с окончаниями АТС и согласование протоколов сигнализацией.

Многозоновая ТРС. Многозоновая транкинговая сеть создается с целью увеличения зоны обслуживания. При этом территория обслуживания разбивается на зоны, как правило, шестиугольной формы (соты). На рис. 13 изображена структура трехзоновой сети. Управление сетью осуществляет центральный узел, содержащий центральный коммутатор-контроллер, терминал технического обслуживания и управления, а также интерфейс с ТфОП. Коммутато­ры различных зон связаны между собой каналами управления трафика. Для этой цели применяются как физические (выделенные) линии, так и стандартные аналоговые или цифровые системы пере­дачи.

Необязательно, чтобы каждая зона имела свой собственный коммутатор. Для зон с малым числом абонентов функции коммута­ции могут быть возложены на центральный коммутатор, для чего между ним и базовой радиостанцией организуется необходимое число каналов. В этом случае оборудование строится по модульно­му принципу. Могут отдельно существовать приемопередающее оборудование, обычно называемое базовой станцией, и коммута­тор, в состав которого входит основной контроллер, наделенный функциями управления всей системой.

Рис. 13. Структура многозоновой транкинговой сети

Непрерывно по специально выделенным каналам осуществля­ется обмен сигналами между контроллерами других зон. Вся ин­формация о вызовах поступает в главный контроллер, который управляет процессом соединения. Чем удаленней друг от друга абоненты и чем в более разнородных сетях они расположены, тем сложнее функции управления сетью и тем больше обмен управляющими сигналами, необходимыми для установления соединения, его поддержки и его освобождения.

В многозоновых ТРС возникает необходимость отслеживания местоположения радиоабонентов при перемещении из зоны в зону. Процедура отслеживания местоположения абонентов называется роумингом. Специфическая особенность ТРС состоит в необходи­мости поддержания группового роуминга для обеспечения возмож­ности работы в группе.

В многозоновых ТРС возникает необходимость частотного пла­нирования для исключения взаимных помех между радиостанциями соседних зон.

Многоуровневая транкинговая сеть. С целью более гибкого управления трафиком и экономии ресурсов системы могут быть реализованы не просто многозоновые, но также и многоуровневые TCP. Последнее означает, что управление частью трафика возлага­ется на контроллеров и коммутаторы подчиненного уровня. Это разгружает ресурсы центрального коммутатора, уменьшает общее число и протяженность речевых каналов, связывающих коммутаторы.