10.1 Системы персонального радиовызова

В современных условиях возрастают потребности в обмене разнообразной информации, в том числе, и между подвижными объектами. Системы радиосвязи, в которых оборудование одного или нескольких участников связи размещается на подвижных объектах (автомобилях, кораблях, самолетах, переносные и портативные конструкции), называются системами подвижной (мобильной) радиосвязи. В зависимости от характера предоставляемых такими системами услуг на современном этапе можно выделить следующие основные виды подвижной связи:

Системы персонального радиовызова (пейджинговые системы радиосвязи) предназначены для оперативной передачи подвижному абоненту, находящемуся в зоне действия системы связи, ограниченного по объему сообщения. Так как в пейджинговой системе не предусмотрена двухсторонняя связь, то требуется меньше затрат на организацию самой связи, за счет увеличения мощности центральной передающей станции можно снизить требования к мобильному приемнику: уменьшить чувствительность приемника, его энергопотребление, вес, габариты и т.д.

Системы персонального радиовызова строятся, в основном, для обслуживания значительных территорий. В то же время имеется немало систем ограниченного применения, например, для внутрипроизводственной связи внутри одного здания или в границах группы строений.

В самом общем виде система персонального радиовызова представляет собой набор портативных приемников подвижных абонентов и общий радиопередающий центр, обеспечивающий подготовку и излучение адресной информации. Система персонального радиовызова работает следующим образом.

Для сбора и формирования передаваемых сообщений радиопередающий центр содержит систему сбора информации и пейджерный терминал. В систему сбора информации могут поступать сообщения в различном формате: по телефонной сети общего пользования, по компьютерным сетям и т.д. Эти сообщения обрабатываются операторами или службами автоматической обработки (для сообщений, поступающих по цифровым каналам) и подаются на пейджинговый терминал. Пейджинговый терминал осуществляет основную обработку поступивших сообщений в соответствии с используемым протоколом. Коды каждого сообщения заносятся в буферную память и ставятся в очередь к ранее поступившим сообщениям. Каждому сообщению присваивается определенный адрес. Затем эти сообщения пакетами (группами) с определенной периодичностью излучаются в пределах зоны обслуживания сети. Для этого с помощью передатчиков сигналы пейджерного терминала модулируют несущую частоту (обычно в диапазонах метровых или дециметровых волн), в течение короткого времени излучаемую в пространство.

Малогабаритный приемник (пейджер) абонента сети подвижной связи постоянно находится в режиме дежурного приема в зоне действия системы связи. Каждый приемник имеет свой индивидуальный номер (адрес) для приема адресуемой ему информации. Для этого абонентские пейджеры постоянно анализируют адреса всех поступивших сообщений. При совпадении адреса поступившего сообщения с номером абонента это сообщение обрабатывается и сохраняется в памяти приемника. О поступившем сообщении абонент извещается звуковым или световым сигналом либо вибрацией корпуса.

Передача данных в разных системах связи осуществляется по различным протоколам. Протокол - это набор правил, которые устанавливают порядок взаимодействия участников связи. Протокол определяет основные характеристики обмена информацией: формат передаваемых сообщений, скорость передачи, способность противодействовать помехам, вид модуляции и т.д.

Одна из первых распространенных систем подвижной связи использовала протокол POCSAG, позволяющий передавать цифровые, буквенные и тональные сообщения в виде потока бит со скоростью 512 бит/с и частотной манипуляцией несущей. При этом передаче логической единицы соответствует уменьшение частоты излучаемого сигнала на 4,5 кГц, передаче логического нуля соответствует увеличение частоты на 4,5 кГц.

Комбинации бит представляют собой кодовые слова. Формат кодовых слов в POCSAG представлен в табл.10.1. В стандарте POCSAG кодовое слово составляют 32 бита. Различают два вида кодовых слов: информационное кодовое слово и кодовое слово синхронизации. В свою очередь, информационные кодовые слова разделяют на кодовое слово адреса и кодовое слово сообщения, различающиеся первыми битами, называемые флагами. Бит, соответствующий флагу кодового слова адреса, принимает значение 0; бит, соответствующий флагу сообщения, принимает значение 1.

В информационном слове биты со 2 по 21 составляют поле информационных бит. В адресном слове комбинации бит этого поля определяют номер вызываемого абонента, а в слове сообщения они определяют передаваемую пользовательскую информацию. Таким образом, данная система может содержать 221 адресов (из них каждый пейджер может иметь 4 адреса).

Остальные биты информационного слова (с 22 по 32) составляют поле проверочных бит и используются для обнаружения и исправления ошибок. В данной системе проверочные биты образуют такой код, который позволяет исправлять до двух ошибочно принятых бит в каждом кодовом слове.

Два информационных слова объединяются в один кадр. В свою очередь, кодовое слово синхронизации и 8 информационных кадров объединяются в пакет. Формат цикла передачи системы персонального радиовызова приведен на рис.10.2.

Все адреса пейджеров разбиты на 8 групп, и каждой группе для приема отводится время одного кадра. Приемники каждой группы анализируют адреса поступающих сообщений во время приема только «своего» кадра. Во время приема других кадров приемник находится в ждущем режиме, чем увеличивается срок службы элементов питания и увеличивается емкость системы (количество возможных абонентов).

Слово синхронизации имеет определенный формат и передается в каждом пакете для периодической синхронизации компонентов системы персонального радиовызова.

Рис.10.2 Формат передачи системы персонального радиовызова

По мере накопления сообщений они группируются в пакеты, и примерно каждые две минуты очередная порция пакетов излучается радиопередающим центром. Передача любой порции пакетов начинается с преамбулы. В данном стандарте преамбула определена в виде чередующейся последовательности нулей и единиц, общим количеством не менее 576, для восстановления тактовой синхронизации по окончании паузы.

Дальнейшим развитием стандарта POCSAG явилось увеличение скорости передачи до 1200 бит/с, а затем и до 2400 бит/с. Более скоростные протоколы передачи данных (до 6400 бит/с) предусмотрены протоколами ERMES и FLEX.

Ведутся работы по расширению сетей персонального радиовызова путем добавления новых зон обслуживания. При этом может быть организована как синхронная, так и поочередная работа всех передающих центров. Известны также системы дуплексной связи, когда в радиопередающий центр приходит квитанция (ответ о приеме сообщения) и, возможно, некоторая дополнительная информация.