10.2 Профессиональная подвижная радиосвязь

Под профессиональной подвижной радиосвязью понимают радиосети, доступные для ограниченного круга пользователей (аварийные, спасательные, санитарные службы, органы правопорядка, таксопарки и т.п.). В этом случае общий частотный ресурс выделяется для сведенных в рабочие группы пользователей, объединенных общими интересами. В таких сетях обычно предусмотрен как групповой вызов, так и индивидуальный вызов абонента с набором дополнительного номера.

Простейшая сеть профессиональной подвижной радиосвязи состоит из размещенной примерно в центре обслуживаемого района базовой станции (стационарный приемопередатчик с антенной, поднятой на высоту, требуемую для получения устойчивого сигнала в зоне обслуживания) и мобильных станций (радиостанции на подвижных объектах). В первых системах подвижной радиосвязи каждой группе выделялась фиксированная рабочая частота с общегрупповым либо избирательным вызовом любого из абонентов группы. Число абонентов в группе определялось возможностями радиоканала, и с ростом числа абонентов формировали новую группу, которой выделяли другой радиоканал (рис.10.3,а).

Рис.10.3 Система профессиональной подвижной радиосвязи:
а) с закрепленными за группой радиоканалами; б) с доступом к любому каналу из магистрали

В настоящее время системы профессиональной подвижной радиосвязи используют принцип равноправного доступа мобильных абонентов к любому из выделенных каналов радиосети, называемый транковым (или транкинговым - от английского trunk - пучок, магистраль). В транковых системах при поступлении вызова каждой паре абонентов выделяется свободный канал; после окончания сеанса связи этот канал освобождается и может быть предоставлен другой паре (рис.10.3,б).

Так как мобильная станция для сеанса связи может занять любой свободный канал, то в системах связи с доступным пучком каналов пропускная способность оказывается значительно выше, чем в системах связи с закрепленными каналами.

Поскольку в таких системах радиоканал не закреплен за мобильной станцией, то требуются дополнительные средства для поиска свободного канала, а также время для его осуществления. Выделение свободного канала конкретному абоненту по его запросу осуществляют обычно одним из двух способов.

По первому способу поиск свободного канала для сеанса связи производит сама мобильная станция, при этом на каждом из выделенных каналов делается попытка установления связи с базовой станцией. Поиск свободного канала затягивает этап установления связи, поэтому такой принцип выделения каналов используется при небольшом числе радиоканалов.

По второму способу для поиска свободных каналов используется специальный канал управления базовой станции. Каналы управления каждой базовой станции разнесены по частоте, и мобильная станция сканирует все доступные сигналы управления для поиска наиболее сильного сигнала (ближайшей базовой станции при зоновой структуре радиосети). Сигнал канала управления базовой станции позволяет мобильным станциям синхронизироваться с базовой станцией, а также получить информацию о временных интервалах, которые доступны для передачи сигнала вызова в этом канале. В этом временном интервале мобильная станция передает базовой станции код вызываемого абонента и свой собственный код. Базовая станция по коду вызываемого абонента устанавливает маршрут соединения с другой базовой станцией (если вызываемый абонент находится в зоне обслуживания другой базовой станции) и назначает абонентам свободные рабочие каналы.

Входящий вызов на подвижную станцию поступает по каналу управления базовой станции, который постоянно сканируют все работающие в ее зоне мобильные станции.

В аналоговых системах профессиональной подвижной радиосвязи разнос между каналами составляет обычно 12,5 кГц. В этом диапазоне может быть передана речь с амплитудной модуляцией либо частотной модуляцией с небольшой девиацией частоты, а также могут быть переданы данные со скоростью до 1200 бит/с. В большинстве цифровых систем профессиональной подвижной радиосвязи разнос частот между каналами - 25 кГц.

В системах профессиональной подвижной радиосвязи обычно бывает предусмотрена возможность оперативного переключения канала связи на другую несущую частоту как при снижении уровня принимаемых сигналов, так и при возрастании уровня помех.

В качестве примера системы транковой подвижной связи рассмотрим Европейский стандарт TETRA. В этой системе диапазон частот 380…400 МГц выделен для аварийных служб, и полоса частот 400…500 МГц - остальным пользователям. Радиоканалы образуют сетку частот с разносом 25 кГц и разнесением частот на прием и передачу - 10 МГц. Радиоканал шириной 25 кГц поочередно выделяется четырем парам (группам) пользователей (рис. 10.4), то есть реализуется принцип частотно-временного разделения каналов.

Рис. 10.4 Формат системы передачи TETRA

Каждому из четырех пользователей поочередно отводится интервал времени порядка 57 мкс, в течение которого передаются две порции пользовательской информации по 216 бит и три порции служебной информации (для синхронизации передачи, для оптимизации настройки параметров приемника, а также защитный интервал для исключения влияния соседних каналов).

Для кодирования речи применяется специальный речевой кодер (вокодер), формирующий цифровой поток с низкой скоростью (примерно 4,6 кбит/с). Цифровая форма представления сигнала является хорошей основой для дальнейшего шифрования речи с целью повышения секретности передачи. Кроме того, передача цифровых сигналов речи может быть дополнена передачей данных в формате радиомодема либо удаленного терминала.

Время установления вызова для системы TETRA не превышает 0,3 с, что приемлемо для аварийных служб. Возможна одновременная передача сообщения нескольким абонентам. Предусмотрен также режим работы двух мобильных станций напрямую друг с другом, минуя базовую станцию. Этот режим может быть использован в аварийных ситуациях, когда мобильная станция может оказаться в условиях «радиотени» (в пещере и т.п.).