1.5. Способы организации многосгаяционного доступа в системах мобильной радиосвязи

Особенность работы ССПР заключается в том, что сообщения от многих источников информации одновременно передаются к абонентам, которым данная информация предна­значена.

Системы, в которых для обмена информацией между абонентами используется общий канал связи, к которому каждый абонент имеет свободный доступ, называются системами передачи с многостанционным доступом.

Необходимо отметить, что многостанционная система является более общим понятием, чем многоканальная, хотя обе они имеют много общего.

Рис. 1.15 иллюстрирует принцип многостанционного доступа. В состав сети входят обыч­но к абонентов, каждый из которых является источником информации ИИ_i, где i=l,2,...,k. Сообщение каждого абонента S;(t) преобразуется в абонентский сигнал Ui(t). Сигналы от­дельных абонентов суммируются и образуют групповой сигнал U_Σ(t). Групповой сигнал пе­редается по общему каналу, который может содержать несколько ретрансляторов. Приемник абонента Пр_i, выделяет из группового сигнала адресованный данной станции абонентский сигнал Uj'(t) и преобразует его в сообщение Sj'(t), предназначенное получателю информации ПИ_i,

Таким образом, понятие многостанционного доступа включает в себя формирование группового сигнала, метод использования общего канала связи, а также способ организации совместной работы абонентов и объединения их в сеть.

В системах с многостанционным доступом все каналы (радиочастоты) могут либо зара­нее распределяться и закрепляться за отдельными абонентами, либо выделяться абонентам только на время сеанса связи, после которого эти каналы используются другими абонентами системы. Способ предоставления каналов позволяет разделить системы с многостанционным доступом на контролируемые и неконтролируемые. В неконтролируемых системах с много­станционным доступом сигналы жестко закреплены за определенными абонентами. Этим обеспечивается возможность связи каждой пары абонентов независимо от других. В контро­лируемых многостанционных системах каналы не закрепляются за абонентами, что значи­тельно повышает эффективность работы систем, так как позволяет учитывать статистику пе­редаваемых сообщений. Однако необходимость введения устройства контроля за состоянием загрузки канала и распределением свободных каналов значительно усложняет структуру се­ти, поскольку требуется координационное управление через ЦС. Контролируемые координи­руемые системы имеют меньшую надежность, чем системы с прямым объединением, так как выход из строя любой ЦС приводит к потере работоспособности всей сети. Тем не менее многостанционные контролируемые системы позволяют обеспечить равномерную загрузку всех каналов (радиочастот) сети. Это улучшает использование частотного диапазона по сравнению с неконтролируемыми системами в 5...10 раз.

Основываясь на теории линейной селекции сигналов, различают многостанционный доступ с частотным (МДЧР), временным (МДВР) и кодовым (МДКР) разделением сигналов абонентских станций.

При частотном разделении абонентские полосы частот не перекрываются, но сигналы абонентских станций совпадают во времени. Функцию разделения сигналов выполняют фильтры.

При временном разделении каждому абоненту предоставляется интервал времени, в те­чение которого он полностью использует тракт передачи. Спектры абонентских сигналов при этом перекрываются в частотной области. Разделение сигналов осуществляется времен- . ными селекторами.

30

Кодовое разделение основано на различии абонентских сигналов по форме. Все сигналы перекрываются как по частоте, так и во времени. Для разделения сигналов используют со­гласованные фильтры либо устройства, вычисляющие автокорреляционную функцию.

Таким образом, системы многостанционного доступа используют те же положения тео­рии линейной селекции, что и многоканальные системы. Тем не менее необходимо обратить внимание на следующие обстоятельства.

В системах с МДЧР передатчики на различных МС работают на различных несущих частотах. Частотный разнос между соседними несущими определяется видом модуляции и стабильностью параметров различных устройств (задающие генераторы, разделительные фильтры и т.д.) Из-за различных условий работы добиться нужной стабильности частоты ЗГ и частотных характеристик разделительных фильтров в системах с МДЧР гораздо сложнее, чем в многоканальных системах с частотным разделением каналов (ЧРК).

В системах с МДВР расстановка абонентских сигналов на отведенные для них времен­ные интервалы осуществляется по высокой частоте (на несущей). Для нормальной работы сети требуется синхронизация во времени моментов включения передатчиков всех абонен­тов, которые могут быть произвольно распределены на определенной территории и переме­щаться со скоростью 30...80 км/час. Ясно, что в таких условиях система синхронизации по сложности превосходит организацию канала передачи информации.

В сетях с МДКР возможна как синхронная, так и асинхронная работа. В первом случае требуется строгая временная синхронизация между сигналами отдельных абонентов. Во вто­ром случае каждая пара абонентов обменивается информацией независимо от остальных абонентов сети. При этом, конечно, нужно помнить, что в каждом независимом канале пере­дачи необходимо обеспечить строгое временное соответствие между принимаемой ПСП и режимом работы демодулятора и декодера приемника, т.е. необходимо располагать инфор­мацией о частоте сигнала, его начальной фазе, а также о моментах начала и окончания ин­формационных символов, кодовых комбинаций и т.д. Для реализации такого соответствия используется тактовая синхронизация и синхронизация по циклам.

При асинхронном МДКР абонентские сигналы располагаются произвольно во времени, вследствие чего ортогональность между ними нарушается. В устройствах разделения сигна­лов на приемной стороне возникают характерные внутрисистемные (взаимные) помехи, что является основным недостатком асинхронных многостанционных систем с кодовым разде­лением сигналов МС.

Применение сложных сигналов увеличивает помехоустойчивость системы по отноше­нию к импульсным и узкополосным помехам, повышает устойчивость работы в условиях многолучевости и при значительных доплеровских сдвигах частот. Широкополосные систе­мы приобретают электромагнитную совместимость с обычными узкополосными системами, в результате чего упрощаются задачи территориально-частотного планирования.