фортный шум. в необходимых случаях в подвижную станцию могут входить отдельные терминальные устройства (например, факсимильный аппарат), в том числе подключаемые через специальные адаптеры с использованием соответствующих интерфейсов.

Если представить блок-схему аналоговой подвижной станции, то она будет проще рассмотренной цифровой из-за отсутствия блоков АЦП/ЦАП и кодека.

Базовая станция. Эти компоненты системы беспроводного абонентского радиодоступа осуществляют радиосвязь со стационарными или ограниченно мобильными абонентами в пределах своих зон обслуживания, величина которых зависит от используемой в системе радиотехнологии, и обеспечивают передачу вызовов контроллеру БС. БС состоит из антенно-фидерного тракта, одно- или многоканальной приемопередающей аппаратуры, локальной подсистемы управления, коммуникационных интерфейсов и подсистемы питания.

Ориентация на обслуживание стационарных абонентов создает определенную специфику развертывания и применения систем беспроводного абонентского радиодоступа, если сравнивать их с сотовыми системами подвижной связи. Последние должны обеспечивать сплошное покрытие обслуживаемой территории, в то время как базовые станции систем радиодоступа можно размещать лишь вблизи мест расположения абонентов (точнее, зданий, где они живут или работают). Наличие информации о количестве потенциальных стационарных абонентов позволяет при установке системы реализовать лишь минимально необходимую абонентскую емкость, которая увеличивается по мере роста числа пользователей. Благодаря этому можно оптимизировать конфигурации БС и системы в целом, а также минимизировать затраты на начальном этапе развития системы. Достоинством систем беспроводного абонентского радиодоступа является и относительно слабое (опять же по сравнению с системами подвижной связи) проявление эффекта замирания сигнала из-за многолучевого распространения радиоволн.

Многие элементы, входящие в состав базовой станции, по функциональному назначению не отличаются от аналогичных элементов подвижной станции, но в целом базовая станция существенно больше и сложнее подвижной, что соответствует ее месту в системе радиосвязи.

Структурная схема базовой станции приведена на рис. 15.6. Первая особенность базовой станции, которую следует отметить, - использование разнесенного приема, для чего станция должна иметь две приемные антенны (на схеме эта особенность не отражена). Кроме того, базовая станция может иметь раздельные антенны на передачу и на прием. Вторая особенность - наличие нескольких приемников и такого же числа передатчиков, позволяющих вести одновременную работу на нескольких каналах с различными частотами.

Приемная антенна

Делитель

Передающая антенна

Сумматор

Приемник 1

Приемник N

Передатчик 1

Передатчик N

Контроллер

Блок сопряжения с линией связи

I К центру коммутации Рис. 15.6. Структурная схема базовой станции

Одноименные приемники и передатчики имеют общие перестраиваемые опорные генераторы (не показанные на рис, 15.6), обеспечивающие их согласованную перестройку при переходе с одного канала на другой; конкретное число N приемопередатчиков зависит от конструкции и комплектации базовой станции. Для обеспечения одновременной работы приемников на одну приемную и передатчиков на одну передающую антенны между приемной антенной и приемниками устанавливается делитель мощности, а между передатчиками и передающей антенной - сумматор мощности.

Приемник и передатчик имеют в общем ту же структуру, что и в подвижной станции (см. рис. 15.5), за исключением того, что здесь в них отсутствуют соответственно ЦАП и АЦП, поскольку и входной сигнал передатчика, и выходной сигнал приемника имеют цифровую форму. Возможны варианты, когда кодеки - либо только кодек речи, либо и кодек речи и канальный кодек - конструктивно реализуются в составе центра коммутации, а не в составе приемопередатчиков базовой станции, хотя функционально они остаются элементами приемопередатчиков.

Блок сопряжения с линией связи осуществляет упаковку информации, передаваемой по линии связи на центр коммутации, и распаковку принимаемой от него информации. В качестве линии связи базовой станции с центром коммутации обычно используется радиорелейная или волоконно-оптическая линия, если базовая станция и центр коммутации не располагаются территориально в одном месте.

Контроллер базовой станции, представляющий собой достаточно мощный и совершенный компьютер, обеспечивает управление рабо-

той станции, а также контроль работоспособности всех входящих в нее блоков и узлов.

Для обеспечения достаточной степени надежности многие блоки и узлы базовой станции резервируются (дублируются), в состав станции включаются автономные источники бесперебойного питания (аккумуляторы). Поскольку аппаратура базовой станции потребляет значительную мощность и, соответственно, выделяет заметное количество тепла, в ней предусматриваются специальные устройства охлаждения. Все эти элементы, как и ряд других, не являющихся в известном смысле существенными для пояснения принципов работы станции, на схеме рис. 15.6 не показаны.

15.3. Типы систем для беспроводного абонентского радиодоступа

Все системы беспроводного абонентского радиодоступа можно разделить на три категории:

- Цифровые и аналоговые системы, реализованные на базе технологий и стандартов сотовой подвижной связи (NMT-450, D-AMPS, CDMA, IS-95 и др.) [2, 3, 8-10].

- Системы, поддерживающие стандарты бесшнуровой (cordless) телефонии (DECT, СТ2, PHS и др.) [2, 3, 11-13].

- Фирменные аналоговые и цифровые системы, предназначенные для обеспечения фиксированного доступа [14, 15].

Рассмотрим их последовательно.

Системы на базе технологий и стандартов сотовой подвижной связи. Данная категория систем характеризуется довольно высокой емкостью сот и большой дальностью связи между БС и пользовательскими терминалами. Так, например, радиус соты БС в аналоговой системе RAS 1000 (фирмы Ericsson), поддерживающей стандарты NMT-450 и NMT-900, достигает 46 км при работе в полосе частот 415...450 МГц. Максимальные радиусы сот цифровых систем меньше и составляют 20...35 км. Системы на базе технологий и стандартов сотовой подвижной связи хорошо подходят для телефонизации обширных территорий с разными уровнями плотности абонентов. Однако, будучи узкополосными, по качеству передачи речи и скорости пересылки данных они уступают широкополосным фирменным системам. Кроме того, ряд систем имеют средства, обеспечивающие подвижность связи и, следовательно, являющиеся избыточными при обслуживании стационарных абонентов.

Есть мнение, что системы беспроводного абонентского радиодоступа, работающие на частотах сетей подвижной связи стандартов NMT-450, AMPS, D-AMPS или GSM, малоперспективны с коммерческой точки зрения. Дело в том, что во многих (а может быть.

уже и во всех) регионах нашей страны действуют или по крайней мере зарегистрированы операторы сотовой подвижной связи, поэтому необходимые для работы этих систем частоты являются крайне дефицитными.

В настоящее время в России довольно широко внедряются системы беспроводного абонентского радиодоступа на базе стандарта подвижной связи IS-95 CDMA.

Системы на базе стандартов бесшнуровой телефонии. Системы, о которых идет речь, обеспечивают относительно небольшие радиусы сот (0,2...15 км) и оптимапьны для охвата небольших территорий с вьюокой плотностью абонентов. Их маломощные БС не такие сложные и громоздкие, как БС систем ранее рассмотренной категории, поэтому их проще и дешевпе устанавливать. Системы на базе стандартов бесшнуровой телефонии осуществляют автоматический выбор рабочих частот, следовательно не требуется их частотного планирования, что также упрощает их инстапляцию. Кроме того, они, как правило, обеспечивают более высокие, чем системы на базе стандартов мобильной сотовой связи, качество речи (кодирование ADPCM на скорости 32 кбит/с) и скорости передачи данных.

Как уже говорилось, для связи БС с контроллером системы могут использоваться проводные и беспроводные каналы связи. Обычно фирмы - производители систем WLL не видят необходимости точно опредепять физическую природу данных канапов, требуя пишь поддержку технологий и протоколов связи более вьюокого уровня и, таким образом, оставляя выбор физической среды передачи информации оператору. При этом они нередко ориентируются на то, что оператор сможет воспользоваться уже существующей в его регионе инфраструктурой дальней связи.

По другому пути пошла фирма Alcatel: важной составляющей ее системы А9800 является микроволновая сеть распределения с конфигурацией точка - много точек , которая состоит из центрального, оконечных и промежуточных (ретранслирующих) узлов. Абоненты подключаются к оконечным и промежуточным узлам с помощью радиосредств стандарта DECT и/или проводных линий связи. Данная сеть (через цепочку из 16 промежуточных узлов) обеспечивает удаление БС DECT от своего центрального узла, связанного с контроллером системы, на расстояние до 680 км. Система А9800 установлена в Липецке.

Схожее решение на базе двух своих систем:.DRMASS (радиосеуь с конфигурацией точка - много точек ) и DCTS (система стандарта PHS) - предлагает фирма NEC. С помощью DRMASS, состоящей из центральной БС и многочисленных ретрансляторов, можно телефонизировать территорию радиусом до 1080 км. Данная система интегрируется с оборудованием DCTS, которое не может быть использова-

но в России, поскольку для радиосредств стандарта PHS у нас частоты не выделены. DRMASS развернута в Ханты-Мансийске.

Фирменные системы WLL. Системы этой категории настолько сильно различаются базовыми радиотехнологиями, параметрами и возможностями, что дать их общую характеристику невозможно. Для удобства рассмотрения разделим их на две группы: узкополосные и широкополосные.

Первые по своим параметрам схожи с системами беспроводного абонентского радиодоступа на базе технологий и стандартов сотовой связи. Они обеспечивают довольно большую дальность радиосвязи (у систем S-WLL фирмы Samsung Electronics и Proximity и фирмы Nortel она равна 60 и 37,5 км соответственно) при невысокой скорости передачи данных. Вторые обладают довольно большой скоростью передачи данных (до 144 кбит/с) и высокой помехоустойчивостью, в то время как их максимальные радиусы сот составляют 20-30 км. Кратко остановимся на двух наиболее интересных широкополосных системах.

В системе SWL-144 фирмы Samsung Electronics реализована весьма перспективная радиотехнология B-CDMA (широкополосный CDMA). Работая в полосе частот шириной 7-15 МГц, данная система обладает высокими емкостью, помехоустойчивостью и скоростью передачи данных. Так, в полосе частот 15 МГц одна БС системы одновременно поддерживает 89 речевых каналов со скоростью 32 кбит/с (ADPCM) или 18 соединений ISDN со скоростью 144 кбит/с (возможны также любые сочетания речевых и ISDN-каналов, суммарная полоса частот которых не превышает полосу БС). В системе имеется возможность организовывать выделенные линии. Будущая версия SWL-144 сможет принимать и передавать данные на скорости до 2 Мбит/с. Системы WLL на базе узкополосного (IS-95) или широкополосного CDMA не требуют частотного планирования сот.

В технологиях CDMA осуществляется расширение спектра радиосигнала по методу прямой последовательности (Direct Sequence), но есть и другой метод расширения спекгра - запрограммированные скачки по частоте (Frequency Hopping), - называемый FH-CDMA. В сочетании с временными разделением каналов (ТОМА) и дуплексом (TDD) он реализован в системе MultiGain Wireless (MGW) фирмы Tadiran Telecommunications. Принцип работы MGW довольно прост: каждые 2 мс БС, называемая в данной системе радиопортом, и взаимодействующие с ней абонентские терминалы синхронно перескакивают с одной несущей на другую в соответствии с заранее определенной последовательностью смены рабочих частот (или кодом) в пределах выделенного системе частотного диапазона. На каждой возможной частоте передается один кадр ТОМА, состоящий из 16 тайм-слотов. В первой половине этих тайм-слотов осуществляется

передача информации от абонентских терминалов к радиопорту, а во второй - в обратном направлении. Каждый речевой канал использует пару тайм-слотов; таким образом, при работе с одним радиопортом можно применять восемь речевых каналов.

Технология FH-COMA обеспечивает вьюокие гибкость использования частот, масштабируемость и помехоустойчивость системы. Для работы MGW не требуется непрерывной полосы частот, а в случае вьюокой плотности абонентов в одном месте можно задействовать несколько радиопортов, скачущих по одним и тем же частотам, но в каждый конкретный момент времени работающих на разных частотах.

Система MGW не имеет себе равных по числу инсталляций в России. Она установлена в Новосибирске, Московской области, Рязани, Санкт-Петербурге, Астрахани, Петропавловске-Камчатском, Красноярске и Пермской области. Кроме того, фирма Tadiran осуществляет ряд проектов по внедрению MGW, которые находятся сейчас в различных фазах реализации.

К фирменным системам беспроводного абонентского радиодоступа относится и система Те1есе11-Н, использующая FOMA/FOO технологию радиодоступа, работающая в диапазонах частот 380-500 и 800-1000 МГц и позволяющая обслужить 3000 абонентов одной базовой станцией. По данным фирмы Krone, ее производителя, она опережает другие системы беспроводного абонентского радиодоступа по параметру Объем трафика/МГц и обеспечивает высокое качество передачи речи. Кроме того, Те1есе11-Н характеризуется довольно большим радиусом сот (до 30 км) и высокой емкостью БС (до 118 разговорных каналов). Основные узлы системы (в стандартной ее версии) зарезервированы, а установленные в ней электронные компоненты имеют среднюю наработку на отказ, равную приблизительно 12 годам. Те1есе11-Н поддерживает приоритетные вызовы, обеспечивающие доступ к ТФОП даже тогда, когда все каналы БС заняты. Для обслуживания такого вызова система освобождает один из каналов.

При выборе системы WLL необходимо учитывать ряд различных факторов, вкпючая наличие сертификата РФ Министерства по связи и информатизации, доступность рабочих частот, плотность потенциальных абонентов, возможности подкпючения к ТФОП, диапазон температур окружающей среды, стоимость развертывания и эксплуатации и многое другое.

В заключение раздела перечислим основные этапы развертывания и ввода в эксплуатацию систем радиодоступа.

- Проведение предпроекгных изысканий.

- Получение решения ГКРЧ об использовании полосы радиочастот.