Следует заметить, что самостоятельных частей связи сравнительно не много. Чаще связь выступает в качестве самостоятельного подразделения частей других родов войск. Например, в состав полка моторизированных войск может входить рота связи.

Вообще, однозначно сопоставить общевойсковые формирования и формирования войск связи нельзя, т. к. численность узлов и центров связи, а также особенности их организации зависят от решаемых ими задач и могут делать их сопоставимыми как с ротами, так и с батальонами и полками.

Организация связи в войсках

При проведении боевых действий, для управления войсками необходимо обеспечение надежной , скрытной , достоверной , мобильной , доступной и управляемой связи.

Проводная связь способна ответить на выдвигаемые требования к связи, но со значительными ограничениями по, практически, каждому из них. Доступность проводной связи имеет быстро достижимые пределы, использование ее для связи с морскими и воздушными силами вовсе не представляется возможным. Пожалуй самым большим недостатком проводной связи является ее крайне низкая мобильность. При всем при этом, ее пропускная способность и простота технической организации заслуживают место для проводной связи в организации связи в войсках. Проводными линиями, в частности, связываются стационарные центры связи, их используют для выноса телефонных аппаратов и органов управления радиостанциями, а также организации проводной телефонной сети.

В силу несравнимо большей мобильности и доступности основным способом связи в войсках является радиосвязь. Для обеспечения радиосвязи используются радиопередатчики, радиоприемники, приемные и передающие антенны. Габариты и масса радиоприемников и, особенно, радиопередатчиков сильно варьируется в зависимости от их номинальной мощности и используемых в конструкции элементов. Несмотря на большой прогресс в области электро- и радиотехники, позволивший существенно уменьшить габариты радиоустройств, передатчики больших и средних мощностей все еще имеют значительную массу, требующую для их транспортировки применение специальной техники. Это приводит к разделению радиосредств на носимые, возимые (автомобильные) и стационарные.

Для связи между более крупными, оперативно-тактическими и оперативными звеньями требуется использование возимых радиостанций, способных обеспечить связь на расстоянии в десятки и сотни километров. В качестве таких радиостанций как правило выступают радиостанции малой мощности (до 100 Вт) КВ и УКВ диапазонов, устанавливаемые в командно-штабные машины (КШМ). КШМ — наиболее распространенные аппаратные связи, предназначенные для обеспечения связи на подвижных центрах связи как на стоянке, так и в движении. В качестве транспортной базы для КШМ могут использоваться самые разные транспортные средства, от легендарного ГАЗ-66, КАМАЗА, БТР-80, Урала, до современного бронированного «Тигра».

Р-142 НСА

Р-145 БМ1

Связь между оперативно стратегическими, стратегическими звеньями, на расстоянии в сотни и тысячи километров, обеспечивают аппаратные средней мощности (до 1 кВт) устанавливаемые на транспортную базу грузовых автомобилей — Камаза, ЗиЛа, Урала. А также стационарные узлы связи, на которых устанавливается аппаратура большой мощности (от 1 кВт). Установление связи на столь большие расстояния требует от связистов особенных усилий и мастерства.

Р-166

Засекречивающая аппаратура связи

Особенности распространения радиоволн не только дают массу преимуществ радиосвязи, но привносят ряд трудностей и проблем. Так, радиовещание поддается радиопеленгации и радиоперехвату. Последнее делает радиосвязь далеко не такой надежной и достоверной как хотелось бы. В радиоэфире нет возможности ограничить число принимающих сигнал корреспондентов и невозможно однозначно понять кто ведет передачу. Для решения этих проблем была создана засекречива ющая аппаратура связи (ЗАС) .

Эта аппаратура изменяет передаваемый сигнал так, что становится невозможно понять его исходное содержание и маскирует радиосигнал под обыкновенные шумы эфира, скрывая факт передачи информации от случайного наблюдателя. Таким образом любой, кто принимает зашифрованный сигнал, не сможет его понять, если не обладает аналогичной аппаратурой, способной восстановить сигнал.

Давно, когда передатчики были ламповыми и огромными, аппаратура засекречивания связи тоже была большой и громоздкой, и не могла вместе с передатчиком и приемником помещаться внутри кунга одной аппаратной связи. Поэтому аппаратура засекречивания размещалась в отдельном автомобиле на котором работали специалисты ЗАС. Чаще всего эти автомобили оснащались также коммутаторами, способными организовать проводную телефонную сеть на десятки телефонов.

В связи со спецификой устройства ЗАС, к закрываемому каналу связи предъявляются некоторые требования (уровень помех, пропускная способность и т. д.), удовлетворить которые — главная задача связистов. Каналом связи называют путь передачи информации от одного корреспондента к другому. Для проводной связи таким каналом будут провода от одного телефонного аппарата к другому. Для радиосвязи каналом можно считать частоты радиоволн, на которых производится радиообмен. Такой канал еще называется радиоканалом. Канал связи по которому передаются только зашифрованные данные называется закрытым. Процесс организации канала заданного качества и настройка засекречивающей аппаратуры на обоих концах этого канала называется закрытием канала связи.

Таким образом, при использовании отдельных аппаратных ЗАС выстраивается следующая картина установления связи: связисты создают радиоканал заданного качества путем использования наиболее подходящих частот, антенн, режимов модуляции и точным ориентированием антенн на корреспондента. После установления связи и проверки ее в открытом режиме, радиоканал сдается в аппаратную ЗАС и закрывается. Далее может производиться вынос телефонных аппаратов для удобства пользования связью командующими офицерами. Для лучшего понимания всего изложенного, проследим путь одного, отдельно взятого сообщения.

На сегодняшний день такая схема считается устаревшей, а каждая аппаратная радиосвязи оснащается своим устройством засекречивания связи.

Скрытность

Радиосвязь осуществляется не только силами подвижных центров связи, но и стационарными центрами, оборудованными радиоаппаратурой большой мощности. При этом важность маскировки становится особенно актуальной. По этой причине стационарные центры связи делятся на принимающие и передающие. В близи принимающих РЦ могут располагаться пункты управления войсками и штабы командования, т. к. процесс приема практически не обладает демаскирующим действием. А вот передающие центры располагаются на значительном расстоянии от прочих оживленных объектов.

Способы организации радиосвязи

Связь между тремя и более корреспондентами называется радиосеть. Радиосеть организуется путем использования ненаправленных антенн и общих для всех корреспондентов радиочастот. Радиосеть позволяет вести циркулярный обмен информацией между всеми корреспондентами, т. к. они слышат друг друга в эфире. При этом, такой способ организации связи обладает существенными недостатками. Использование ненаправленных антенн сильно сужает радиус покрытия радиосети, повышает подверженность радиошпионажу и радиопеленгации; существенно усложняется задача выбора частоты, т. к. частота, подходящая для одних корреспондентов может оказаться малопригодной для других.
Тем не менее потребность в использовании циркулярной связи при управлении войсками достаточно высока, чтобы сделать радиосеть часто применяемым способом организации связи.

Необходимость в идентификации корреспондентов в эфире, минимизации времени работы на передачу, прием и передача сообщений в условии сильных помех требует строго организованного протокола ведения переговоров. Такого как: «Руководство по радиосвязи ВС СССР. Часть 2 ».

Каналообразование

Аналоговый сигнал, в частном случае человеческая речь, представляет собой непрерывный гармонический сигнал с изменяющейся амплитудой, а в цифровом виде сигнал представляет собой численную последовательность кодов, чаще всего в двоичной системе счисления, где единице соответствует наличие сигнала, а нулю его отсутствие.

Сегодня, цифровая форма представления информации практически полностью вытеснила аналоговую. Это объясняется гораздо большей гибкостью и широкими возможностями обмена информацией в цифровом виде. Так, для ведения голосового или видео обмена в аналоговой форме требуется различная по своему устройству аппаратура, в то время, как в случае с цифровой формой представления информации достаточно иметь канал необходимой пропускной способности для передачи как видео, так и звуковых сигналов, а так же изображений, документов и других данных.

Пропускная способность канала — максимальное количество информации передаваемой в единицу времени. Диапазон частот, используемых в радиосвязи (1,5 — 100 МГц) позволяет создать канал крайне низкой пропускной способности, а низкое качество радиосвязи приводит к большим потерям информации, что усугубляет ситуацию. Таким образом классическая радиосвязь мало пригодна для передачи информации в цифровой форме. Здесь ей на смену приходят радиорелейные станции и средства спутниковой связи. Следует заметить, что данные виды связи тоже используют радиоволны, но гораздо большей частоты (до десятков ГГц).

В контексте радиорелейных и спутниковых станций, помимо понятия радиоканала, существует понятие радиоствола . Радиоствол, по своей сути, представляет собой радиоканал очень высокой пропускной способности, который разделяется на несколько каналов передачи информации.

Такое деление может осуществляться к примеру квантованием (разделением) времени передачи данных, когда в течении малого промежутка времени передается часть сообщения передаваемого по первому каналу радиоствола, в следующий такой же промежуток времени часть сообщения передаваемого по второму каналу и т. д. За счет высокой пропускной способности радиоствола, такие промежутки времени могут быть очень малы и практически не заметны для человека.

Спутниковая и радиорелейная связь используются для создания нескольких каналов передачи данных, за что средства для организации связи такого вида называются средствами каналообразования.

Радиорелейные станции

На подвижных центрах связи необходимость размещения антенн в пределах прямой видимости приводит к существенному ограничению дальности связи. Частично, эта проблема может быть решена использованием стационарных радиоцентров в качестве ретрансляторов. Такое решение позволяет создавать надежные радиостволы высокой пропускной способности и передавать данные на высоких скоростях на тысячи километров, т. к. стационарные центры зачастую соединены между собой не только радио, но еще и проводной связью. Но для реализации подобной схемы стационарный центр должен располагаться в пределах прямой видимости от места дислокации подвижного центра связи и иметь возможность выделить канал требуемой пропускной способности, что далеко не всегда бывает выполнимо.

Спутниковая связь

Спутники связи могут располагаться на трех разных орбитах:
1. экваториальных,
2. наклонных и
3. полярных.

Наибольшей зоной покрытия обладают спутники на экваториальной орбите. Частным случаем экваториальной орбиты является геостационарная орбита. На такой орбите спутник движется в одном направлении с Землей и одинаковой с Землей угловой скоростью. Для наблюдателя с Земли спутник, находящийся на такой орбите, неподвижен. Главным недостатком экваториальных орбит является их неэффективность в приполярных областях.

Этого недостатка лишены спутники на наклонных орбитах. Такие спутники для наземного наблюдателя подвижны и не могут быть постоянно доступны. Для обеспечения постоянной доступности такие спутники дублируются. При этом требуется не менее трех спутников на одной орбите. Что касается полярных орбит, то они представляют собой частный случай наклонных со всеми характерными для последних особенностями.

Разработка, построение, запуск и сопровождение спутников требует огромных денежных средств. Поэтому количество спутников (особенно военных) ограничено и, следовательно, ограничена их суммарная пропускная способность. Это делает спутниковую связь дорогостоящей в эксплуатации и менее доступной в войсках, чем хотелось бы.

Сравнение средств связи

Так, самой качественной связью безусловно является проводная и оптоволоконная связь, но использование ее с подвижными узлами связи не представляется возможным. Поэтому за проводными линиями остается связь между стационарными узлами.

Радиорелейные станции позволяют организовывать сравнимые по пропускной способности с проводными линиями каналы связи, при этом оставаясь достаточно мобильным средством для эксплуатации на подвижных узлах. В сравнении со спутниковой связью, радиорелейная сильно уступает в доступности, но в случаях, когда есть возможность установления связи со стационарным узлом, позволяет создавать гораздо более надежные и качественные каналы радиосвязи, оставаясь при этом менее затратной при эксплуатации.

Мобильность и пропускная способность спутниковой связи, в совокупности со стремительным падением стоимости ее эксплуатации делают спутниковую связь наиболее перспективным видом связи. Но физика распространения волн спутниковой связи вносит свой вклад в ее надежность. Дело в том, что огромные расстояния между земными станциями и спутником являются причиной того, что отношение сигнал/шум на приёмнике очень невелико (гораздо меньше, чем для большинства радиорелейных линий связи). Для того, чтобы в этих условиях обеспечить приемлемую вероятность ошибки, приходится использовать большие антенны, малошумящие элементы и сложные помехоустойчивые коды. Особенно остро эта проблема стоит в системах подвижной связи, так как в них есть ограничение на размер антенны и, как правило, на мощность передатчика [Wiki ] . Влияние же интерференции и процессов, протекающих в ионосфере и тропосфере, на радиоволны сильно снижают доступность спутников, оставляя открытым вакансию самого доступного вида связи.

При всех недостатках в пропускной способности, развед. уязвимости и трудностях организации и ведения связи, старая добрая радиосвязь в КВ и УКВ диапазоне остается самым надежным, доступным и популярным средством связи в войсках.

Отдельную благодарность выражаю:

• командиру своего взвода в учебном полку, Ахматянову Шамилю Фанусовичу за помощь в продолжении службы на Центральном узле связи ВВ, где была получена основная часть знаний и практического опыта в области связи;
• а также командиру группы РСМ и КШМ Плещенко Виталию Игоревичу за то, что находил время для ответов на мои вопросы и способствовал получению практических навыков работы на радиостанциях;

Полнотекстовый поиск:

Главная > Реферат >Коммуникации и связь

Министерство образования Республики Беларусь

Кафедра радиоэлектроники

Реферат на тему:

Принципы радиосвязи

Общие схемы организации радиосвязи 3

Распространение радиоволн в земных условиях 7

Особенности распространения и области применения декаметровых волн 14

Список литературы

Общие схемы организации радиосвязи

Система передачи информации, в которой сигналы электросвязи передаются посредством радиоволн в открытом пространстве, называется радиосистемой. Радиосистемы подразделяются на радиолинии и радиосети.

По способу организации радиолиний различают одностороннюю и двустороннюю радиосвязь. Радиосвязь, при которой одна из радиолиний осуществляет только передачу, а другая - только прием, называется односторонней. Односторонняя радиосвязь, при которой радиопередачу одной (основной) радиостанции могут принимать одновременно несколько корреспондентов, называется циркулярной. Примерами односторонней циркулярной передачи сообщений являются системы оповещения, службы передачи сообщений из пресс-центров редакциям газет, журналов и т.д. Сети телевизионного и звукового вещания также представляют собой типичные образцы циркулярного способа организации радиосвязи. При этом радиопередающая станция, среда распространения радиосигналов (открытое пространство) и каждое радиоприемное устройство, находящееся в зоне действия станции, образуют одностороннюю радиолинию, а совокупность таких радиолиний - сеть радиовещания.

Двусторонняя радиосвязь предполагает возможность передачи и приема информации каждой радиостанцией. Для этого нужны два комплекта оборудования односторонней связи, т.е. в каждом пункте надо иметь и передатчик и приемник. Двусторонняя связь может быть симплексной и дуплексной (рис. 1.1). При симплексной радиосвязи передача и прием на каждой радиостанции ведутся поочередно. Радиопередатчики в конечных пунктах линии связи в этом случае работают на одинаковой частоте, на ту же частоту настроены и приемники.При дуплексной радиосвязи радиопередача осуществляется одновременно с приемом. Для каждой дуплексной линии радиосвязи должны быть выделены две разные частоты. Это делается для того, чтобы приемник принимал сигналы только от передатчика с противоположного пункта и не принимал сигналы собственного радиопередатчика. Радиопередатчики и радиоприемники обоих корреспондентов дуплексной радиосвязи включены в течение всего времени работы линии радиосвязи.

Симплексная связь используется, как правило, при наличии относительно небольших информационных потоков. Для систем передачи с большой информационной нагрузкой характерна дуплексная связь.

Если необходимо иметь радиосвязь с большим числом корреспондентов, то организуется радиосеть (рис. 1.2). В этом случае одна радиостанция, называемая главной, может передавать сообщения как для одного, так и для нескольких подчиненных корреспондентов. Ее радист-оператор контролирует режим работы в радиосети и непосредственно устанавливает очередность на передачу подчиненных станций. Последние при соответствующем разрешении могут обмениваться информацией не только с главной радиостанцией, но и между собой. Этот вариант организации радиосети может быть построен на основе как сложного симплекса (см. рис. 1.2, а), так и сложного дуплекса (см. рис. 1.2, б). В первом случае возможно использование радиостанций (радиопередатчиков), работающих на одной (общей) радиоволне (частоте). Во втором случае главная радиостанция ведет передачу на одной частоте, а принимает на нескольких (по числу подчиненных радиостанций).

Любая радиолиния передачи информации (связная, звукового или телевизионного вещания) содержит на концах радиопередающие и радиоприемные устройства, снабженные антеннами. Передающая антенна излучает электрический сигнал передатчика в виде радио-волны. Приемная антенна улавливает радиоволну, и с ее выхода электрический сигнал поступает на вход приемника. Линии передачи электромагнитной энергии, соединяющие антенну с радиопередатчиком или с приемником, называются фидерами. Антенно-фидерные устройства - очень важные элементы линии радиосвязи. На практике очень часто применяются антенны, обладающие направленным действием. При передаче направленная антенна излучает энергию радиоволн в определенном направлении. Чем больше направленность антенны, тем при меньшей мощности передатчика возможна радиосвязь. Приемные направленные антенны увеличивают отношение сигнал-помеха на входе приемного устройства, что также позволяет уменьшить необходимую мощность радиопередатчика.

Успешная работа радиолиний зависит не только от конструктивных особенностей и качества изготовления радиоаппаратуры. При сооружении и эксплуатации радиолиний необходимо учитывать особенности распространения радиоволн на пути от передающей до приемной антенны. Эти особенности различны в зависимости от диапазона частот.

Радиоволны на радиолиниях распространяются в естественных условиях, а эти условия разнообразны и непостоянны. Прежде всего необходимо учитывать, что Земля круглая. На пути от передающей до приемной антенны радиоволны должны обогнуть выпуклость Земли.

Сами по себе электромагнитные колебания информации не несут. Для передачи информации необходимо на электромагнитные колебания наложить отпечаток сообщения, т.е. использовать высокочастотные электромагнитные колебания лишь в роли переносчика сообщения, содержащего информацию. С этой целью нужно изменять один или несколько параметров несущего колебания (например, амплитуду, частоту, фазу и другие параметры) в соответствии с изменениями сообщения. Тогда получается высокочастотное колебание. О меняющимися во времени параметрами по закону передаваемого сообщения. Рассмотренный процесс называется модуляцией.

Таким образом, всякое радиопередающее устройство должно состоять из генератора электрических колебаний, подключенного к передающей антенне, и модулятора, с помощью которого осуществляется модуляция.

В приемном пункте должно находиться устройство, преобразующее энергию электромагнитных волн в энергию электрических колебаний, т.е. приемная антенна. Антенна улавливает электромагнитные волны, излучаемые разными передатчиками, работающими на различных частотах. Чтобы принимать сигналы только одной станции, необходимо иметь избирательное устройство, способное выделить из колебаний различных частот только те колебания, которые передаются нужной радиостанцией. Для решения этой задачи используются электрические колебательные контуры, настраиваемые на частоту принимаемой радиостанции.

Выделенные с помощью колебательного контура высокочастотные колебания нужно подвергнуть обратному преобразованию, т.е. получить из них токи или напряжения, изменяющиеся в соответствии с законом модуляции электрических колебаний в радиопередатчике. Для решения этой задачи приемник должен иметь специальное устройство, которое называется детектором.

Наконец, выделенный сигнал нужно подать на некоторое оконечное устройство, которое запишет его или позволит человеку воспринимать его в виде звука или света (изображения).

Распространение радиоволн в земных условиях

Излучение радиоволн

Любой колеблющийся электрический заряд является источником переменного электромагнитного поля, излучающего в окружающее пространство. Излучение зарядом электромагнитной волны можно пояснить следующим образом. Рассмотрим два проводящих шара, находящихся на расстоянии L друг от друга (рис. 1.3) . Такая система называется электрическим диполем. После выключения генератора шары будут заряжаться и разряжаться. При этом по проводу L протекают токи зарядки и разрядки емкости, образованной шарами. Емкость шаров много больше емкости отрезков ab и cd провода L, поэтому током смещения между отрезками провода можно пренебречь. Можно считать, что ток проводимости, протекающий в проводе L, замыкается только через ток смещения, протекающий в пространстве между шарами. В этом случае амплитуда тока вдоль провода L остается постоянной. Такой электрический диполь называют диполем Герца.

На рис. 1.3 графически изображено распределение амплитуды тока вдоль провода диполя. На этом же рисунке показаны силовые линии электрического поля диполя для момента времени, когда шары заряжены. Линии тока смещения расположены в пространстве N так же, как и линии электрического поля. При работе генератора г переменный ток смещения вызывает появление переменного магнитного поля, силовые линии которого окружают линии тока смещения. В свою очередь переменное магнитное поле по закону электромагнитной индукции вызывает в окружающем пространстве появление переменного электрического поля и соответствующего тока смещения и т.д. Рассмотренный процесс распространяется в окружающей среде самоподдерживаясь. Если, например, выключить генератор, питающий диполь, то в окружающей среде продолжает распространяться возникшая электромагнитная волна - ток смещения вызывает переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, создает переменное электрическое поле и ток смещения в соседних областях пространства. Если генератор, возбуждающий диполь, генерирует напряжение, изменяющееся по гармоническому закону U= L/msincof, то и электромагнитное поле изменяется во времени по гармоническому закону с
той же частотой.

Строение атмосферы Земли

В земных условиях радиоволны распространяются в атмосфере. Атмосферу разделяют по высоте на три области: тропосферу, стратосферу и ионосферу. Нижняя область - тропосфера простирается до высоты 7... 10 км в полярных районах и до 16... 18 км над экватором. Тропосфера переходит в стратосферу, верхняя граница которой находится на высоте около 50...60 км. Стратосфера отличается от тропосферы почти полным отсутствием водяного пара, осадки образуются только в тропосфере. Тропосфера и стратосфера влияют только на распространение УКВ.

На высоте более 60 км воздух находится в ионизированном состоянии. Эту область называют ионосферой. Ионосфера в той или иной степени влияет на распространение радиоволн всех диапазонов, так как радиоволны вызывают в ней движение свободных зарядов. Главной причиной ионизации воздуха и образования ионосферы является излучение Солнца. Установлено, что ионизацию атмосферы могут вызвать только ультрафиолетовые лучи, имеющие длину волны меньше 0,1 мкм. Ионизация атмосферы вызывается также потоком частиц (корпускул), испускаемых Солнцем. Коротковолновые ультрафиолетовые лучи и корпускулы не достигают тропосферы, и воздух в ней практически не ионизирован. Ионизация становится заметной на высотах более 50...60 км.

Эксперименты показали, что в ионосфере имеется несколько слоев, от которых происходит отражение радиоволн, т.е. существуют несколько максимумов электронной концентрации.

На рис. 1.4 изображена типичная зависимость электронной концентрации N от высоты h для дневного времени летом, когда в ионосфере наблюдается наибольшее число слоев.

Рассмотрим особенности ионосферных слоев. Слой D образуется в области, где сравнительно велика плотность газа и рекомбинация свободных зарядов происходит быстро. Поэтому этот слой существует только днем и очень быстро исчезает после захода Солнца, когда прекращается ионизирующее воздействие. Летом критическая частота слоя D, под которой понимается наибольшая частота радиоволны, отражающейся при вертикальном падении на ионосферу, больше, чем зимой. Слой отражает мириаметровые, километровые и частично гектометровые волны, более короткие волны проходят через него, частично в нем поглощаясь.

Слой Е существует круглые сутки, но его электронная концентрация днем намного больше, чем ночью, и изменяется в соответствии с высотой Солнца над горизонтом. Слой Е днем, особенно летом, способен отражать декаметровые волны. Ночью декаметропые волны от слоя Е не отражаются. Гектометровые и более длинные волны отражаются от слоя в любое время года и суток.

Зимой выше слоя Е существует только один максимум электронной концентрации - слой F. Его концентрация достигает максимума после полудня и минимума - утром. Летом слой F расщепляется на два слоя - Ft и F2. Электронная концентрация в слое Р2 изменяется п течение суток менее сильно, чем в слое Fзимой. Слой F отражает декаметровые и иногда длинные метровые волны.

Помимо изменений состояния ионосферы, связанных с временем года и суток, существуют также регулярные изменения, обусловленные цикличностью солнечной активности. В годы максимума солнечной активности критические частоты слоя F возрастают н 2-3 раза по сравнению с годами минимума.

Распространение сантиметровых, дециметровых и метровых радиоволн.

Радиоволны длиной короче 10 м называют ультракороткими. Эти полны охватывают очень широкий диапазон частот. Ширина диапазона частот только сантиметровых волн составляет 27 000 МГц, что в тысячу раз превышает ширину диапазона частот

Другим механизмом сверхдальнего распространения УКВ является тропосферное рассеяние. Тропосферные неоднородности, вызывающие рассеяние, представляют собой области, в которых давление, влажность и температура воздуха отличаются от средних значений, наблюдаемых в окружающей среде. Примером неоднородностей являются облака. Неоднородности возникают и при отсутствии облачности за счет завихрений, образующихся при перемещении воздушных масс. Эти вихри присутствуют при любых метеорологических условиях. Наиболее интенсивно неоднородности образуются на высотах 1...2 км. Каждая неоднородность отличается своей диэлектрической проницаемостью от окружающей среды. Это отличие невелико (не более 20%), поэтому радиоволна, падающая на неоднородность, в основном, проходит сквозь нее. Однако часть энергии радиоволны при этом рассеивается в разные стороны. Зеркальное отражение неоднородность не вызывает, так как не имеет четкой границы.

Поле в точке приема образуется за счет сложения (интерференции) множества волн, рассеянных отдельными неоднородностями в некотором объеме тропосферы. Сдвиги фаз между интерферирующими волнами постоянно хаотически изменяются. В результате значение суммарной напряженности изменяется по случайному закону. Эти флуктуации поля называются интерференционными замираниями. Сдвиги фаз между интерферирующими волнами зависят от частоты. При широком спектре частот сигнала сдвиги фаз для отдельных составляющих спектра оказываются различными: одни составляющие в данный момент могут иметь максимальный уровень, другие - минимальный. Если отдельные участки спектра замирают не одновременно, замирания называют селективными. Селективные замирания не позволяют передавать по тропосферным линиям широкополосные сигналы, например, телевизионные.

Замирания сигнала при тропосферном рассеянии можно разделить на быстрые и медленные. Интерференционные замирания являются быстрыми. Период замираний составляет секунды и их десятые доли. Чем короче длина волны, тем сильнее изменяется сдвиг фаз между интерферирующими волнами при движении рассеивающих неоднородностей, тем меньше период замираний. Медленные замирания с периодом в несколько часов связаны с изменениями метеорологических условий, от которых зависят параметры неоднородностей и условия рефракции радиоволн.

Для повышения устойчивости связи на линиях тропосферного рассеяния применяют разнесенный прием. В этом случае формируют несколько сигналов, несущих одно и то же сообщение, но замирающих независимо друг от друга. Используют разнесение по частоте и пространственное разнесение. При этом увеличивают коэффициент направленного действия и площадь антенн. На тропосферных радиолиниях обычно применяют зеркальные антенны, имеющие площадь 400...900 м 2 .

Большое ослабление поля при связи за счет тропосферного рассеяния заставляет применять радиопередатчики большой мощности - до нескольких десятков киловатт (на УКВ радиорелейных линиях прямой видимости мощность радиопередатчиков обычно не превышает 10 Вт). Расстояние между соседними станциями тропосферного рассеяния составляет 300...600 км. Применение радиолиний тропосферного рассеяния целесообразно в малонаселенных районах, где не имеет смысла часто располагать ретрансляционные станции или прокладывать кабель.

Сверхдальнее распространение метровых волн возможно и за счет влияния ионосферы. Это объясняется возникновением на высоте регулярного слоя Е спорадического слоя Es с повышенной электронной концентрацией, обусловленного сгоранием метеоров на высотах 80... 120 км. Протяженные области с повышенной электронной концентрацией, способные рассеивать метровые волны, существуют в течение долей секунды, а иногда и в течение минуты. Регулярную связь путем отражений от Es слоя организовать невозможно.

Регулярное сверхдальнее распространение метровых волн происходит за счет рассеяния на неоднородностях электронной концентрации, существующих в слое D и в нижних областях слоя Е. Механизм этого распространения подобен тому, который наблюдается при рассеянии в тропосфере. Большая высота области, в которой происходит ионосферное рассеяние, обеспечивает связь одним скачком на расстояниях до 2000 км. Регулярную связь путем отражений от Es слоя организовать невозможно.

Сверхдальнее распространение метровых волн происходит также за счет отражения от ионизированных метеорных следов. В атмосферу Земли ежегодно с космическими скоростями вторгаются десятки миллиардов метеоров, образующих ионизированные столбы воздуха - метеорные следы. Некоторые из этих следов вызывают зеркальное отражение метровых волн, другие обеспечивают их интенсивное рассеяние. Вследствие движения ионизированного газа метеорные следы обычно расплываются в течение нескольких секунд. В среднем сильное отражение радиоволн от метеорного следа длится 0,2...0,4 с и повторяется несколько раз в минуту. Из-за вращения Земли вокруг своей оси условия попадания метеоров в атмосферу зависят от времени суток. Максимальное их число наблюдается утром, минимальное - вечером.

Метеорная связь прерывиста, так как уровень сигнала, достаточный для передачи информации, существует только во время появления на трассе метеорного следа. Для передачи информации по метеорной линии связи информацию на передающем конце накапливают в промежутках между метеорными вспышками, а во время вспышки быстро передают по радиолинии. В среднем передается несколько килобит в секунду при мощности передатчика около 1 кВт. Дальность метеорной связи составляет около 2000 км. Организация связи за счет ионосферного рассеяния и отражения от метеоров целесообразна в полярных районах, где ионосферные бури часто нарушают распространение гектометровых волн, а прокладка проводных линий и организация тропосферной связи из-за малой плотности населения экономически нецелесообразны.

Особенности распространения и области применения декаметровых волн

Поверхностные (земные) радиоволны, распространяющиеся непосредственно у поверхности Земли и частично за счет дифракции огибающие выпуклость земного шара, в декаметровом диапазоне при мощности радиопередатчика в несколько десятков киловатт могут быть приняты на расстояниях не более нескольких десятков километров. Декаметровые (короткие) волны распространяются в основном в виде пространственных ионосферных волн. При отражении от слоя F2 радиоволна может перекрыть одним скачком расстояние 3500...4000 км (расстояние скачка измеряется вдоль поверхности Земли). При отражении от слоев Е и Es максимальное расстояние скачка равно 2000 км. Проводимость ионосферы на коротких волнах сравнительно мала, и поглощение радиоволн в ионосфере при правильном выборе рабочей частоты оказывается небольшим. Благодаря этому короткие волны путем многократного отражения от ионосферы и поверхности Земли могут обеспечить связь между любыми точками на земном шаре без применения ретрансляторов

Вместе с тем на декаметровых волнах невозможно организовать такие же широкополосные радиоканалы, как на УКВ. Декаметровые волны применяют для звукового вещания на большие расстояния, для построения магистральных телефонных линий большой протяженности в тех случаях, когда нецелесообразна организация УКВ радиолиний, а также для связи с морскими судами и самолетами.

При радиовещании на декаметровых волнах необходимо учитывать возможность появления так называемой зоны молчания. Минимальный угол падения, при котором еще возможно отражение радиоволны от ионосферы, называется критическим. Если расстояние между передающим и приемным пунктами мало, угол падения радиоволны на ионосферу может оказаться меньше и волна уйдет в мировое пространство

Таким образом, на поверхности Земли образуется зона молчания, в пределах которой прием сигналов па данной частоте невозможен.

Список литературы

1) Мамчев Г.В. – Основы радиосвязи и телевидения. Учебное пособие для вузов. – М: Горячая линия – Телеком, 2007. – 416с.

ЛикБез > О Радиосвязи

Общие схемы организации радиосвязи

Система передачи информации, в которой сигналы электросвязи передаются посредством радиоволн в открытом пространстве, назы­вается радиосистемой. Радиосистемы подразделяются на радиоли­нии и радиосети.

По способу организации радиолиний различают одностороннюю и двустороннюю радиосвязь. Радиосвязь, при которой одна из ра­диолиний осуществляет только передачу, а другая - только прием, называется односторонней. Односторонняя радиосвязь, при кото­рой радиопередачу одной (основной) радиостанции могут прини­мать одновременно несколько корреспондентов, называется цирку­лярной. Примерами односторонней циркулярной передачи сообще­ний являются системы оповещения, службы передачи сообщений из пресс-центров редакциям газет, журналов и т.д. Сети телевизионно­го и звукового вещания также представляют собой типичные образ­цы циркулярного способа организации радиосвязи. При этом радио­передающая станция, среда распространения радиосигналов (от­крытое пространство) и каждое радиоприемное устройство, нахо­дящееся в зоне действия станции, образуют одностороннюю радио­линию, а совокупность таких радиолиний - сеть радиовещания.

Двусторонняя радиосвязь предполагает возможность передачи и приема информации каждой радиостанцией. Для этого нужны два комплекта оборудования односторонней связи, т.е. в каждом пункте надо иметь и передатчик и приемник. Двусторонняя связь может быть симплексной и дуплексной (рис. 1). При симплексной радио­связи передача и прием на каждой радиостанции ведутся пооче­редно. Радиопередатчики в конечных пунктах линии связи в этом случае работают на одинаковой частоте, на ту же частоту настрое­ны и приемники.

Рис.1 Функциональные схемы организации двусторонней радиосвязи: а-симплексная радиосвязь, б-дуплексная связь

При дуплексной радиосвязи радиопередача осуществляется од­новременно с приемом. Для каждой дуплексной линии радиосвязи должны быть выделены две разные частоты. Это делается для то­го, чтобы приемник принимал сигналы только от передатчика с про­тивоположного пункта и не принимал сигналы собственного радио­передатчика. Радиопередатчики и радиоприемники обоих коррес­пондентов дуплексной радиосвязи включены в течение всего вре­мени работы линии радиосвязи.

Симплексная связь используется, как правило, при наличии от­носительно небольших информационных потоков. Для систем пе­редачи с большой информационной нагрузкой характерна дуплекс­ная связь.

Если необходимо иметь радиосвязь с большим числом коррес­пондентов, то организуется радиосеть (рис. 2). В этом случае одна радиостанция, называемая главной, может передавать сообщения как для одного, так и для нескольких подчиненных корреспондентов. Ее радист-оператор контролирует режим работы в радиосети и непо­средственно устанавливает очередность на передачу подчиненных станций. Последние при соответствующем разрешении могут обме­ниваться информацией не только с главной радиостанцией, но и ме­жду собой. Этот вариант организации радиосети может быть постро­ен на основе как сложного симплекса (см. рис. 2, а), так и сложного дуплекса (см. рис. 2, б). В первом случае возможно использование радиостанций (радиопередатчиков), работающих на одной (общей) радиоволне (частоте). Во втором» случае главная радиостанция ведет передачу на одной частоте, а принимает на нескольких (по числу подчиненных радиостанций).

Рис.2 Функциональные схемы организации радиосети: а-сложный симплекс, б-сложный дуплекс

Любая радиолиния передачи информации (связная, звукового или телевизионного вещания) содержит на концах радиопередающие и радиоприемные устройства, снабженные антеннами. Передающая антенна излучает электрический сигнал передатчика в виде радио­волны. Приемная антенна улавливает радиоволну, и с ее выхода электрический сигнал поступает на вход приемника. Линии передачи электромагнитной энергии, соединяющие антенну с радиопередатчи­ком или с приемником, называются фидерами. Антенно-фидерные устройства - очень важные элементы линии радиосвязи. На практике очень часто применяются антенны, обладающие направленным дей­ствием. При передаче направленная антенна излучает энергию ра­диоволн в определенном направлении. Чем больше направленность антенны, тем при меньшей мощности передатчика возможна радио­связь. Приемные направленные антенны увеличивают отношение сигнал-помеха на входе приемного устройства, что также позволяет уменьшить необходимую мощность радиопередатчика.

Успешная работа радиолиний зависит не только от конструктив­ных особенностей и качества изготовления радиоаппаратуры. При сооружении и эксплуатации радиолиний необходимо учитывать особенности распространения радиоволн на пути от передающей до приемной антенны. Эти особенности различны в зависимости от диапазона частот. Деление радиоволн на диапазоны в соответствии с Регламентом радиосвязи приведено в табл. 1. Радиоволны на радиолиниях распространяются в естественных условиях, а эти ус­ловия разнообразны и непостоянны. Прежде всего необходимо учитывать, что Земля круглая. На пути от передающей до приемной антенны радиоволны должны обогнуть выпуклость Земли.

Назначение и основные направления использования средств радиосвязи в деятельности органов внутренних дел. СПОСОБЫ ОРГАНИЗАЦИИ РАДИОСВЯЗИ: РАДИОНАПРАВЛЕНИЕ И РАДИОСЕТЬ

При использовании средств радиосвязи , информация передается в виде радиоволн от передатчика к приемнику.

Примечание: Радиоволны - электромагнитные волны (ЭМВ), распространяющиеся в пространстве со скоростью света (300 000 км/с).

ЭМВ - изменяющиеся в периодической последовательности электрические и магнитные поля, создаваемые колеблющимися с определенной частотой электрическими зарядами.

Средства радиосвязи предназначаются:

1. Для передачи оперативно-служебной информации, не содержащей служебной тайны;

2. Организация взаимодействия между нарядами и подразделениями ОВД и приданных сил;

3. Координации действий служб и подразделений при проведении оперативно-розыскных мероприятий, непрерывное управление всеми задействованными подразделениями, подвижными нарядами, оперативными группами, заслонами;

4. Организация охраны объектов различной формы собственности.

Более подробно остановимся на делении радиоволн на диапазоны частот, смотри таблицу 1.1.

Диапазон радиоволн - определенный непрерывный участок длин радиоволн, которому присвоено условное наименование.

Таблица 1.1 Деление радиоволн на диапазоны

Все радиостанции, используемые в ОВД, работают в ОВЧ диапазоне радиоволн.

В радиосвязи для связи между абонентами используются также два способа организации связи:

5. Радионаправление – это способ организации радиосвязи между двумя корреспондентами, радиостанции которых работают на установленных только для них радиоданных, которые включают в себя порядковые номера радионаправлений, рабочие и запасные частоты, тип и мощность радиостанций, позывные, время работы. Пример такой организации связь между какой-нибудь экспедиции с «большой Землёй». Данный вид связи встречается достаточно редко.

6. Радиосеть – способ организации радиосвязи между несколькими (тремя и более) корреспондентами, которые работают с общими для них радиоданными. Один из абонентов может являться главной радиостанцией.

Главная радиостанция регулирует порядок радиообмена, дает разрешение на установление связи между подчиненными радиостанциями.

Данный вид связи широко используется в ОВД.

2-й учебный вопрос:

Преимущества и недостатки радиосвязи. Принцип работы радиолиний

Достоинства радиосвязи:

1. высокая мобильность;

2. малые размеры аппаратуры;

3. простота в работе.

Недостатки радиосвязи:

1. неустойчивая связь, зависит от погоды;

2. малая пропускная способность;

3. зависимость от рельефа местности;

4. возможность перехвата информации.

Линией радиосвязи называют совокупность среды распространения электромагнитных волн и радиотехнических устройств, обеспечивающих прием и излучение радиосигналов.

В общем случае под линией радиосвязи можно понимать часть тракта радиосвязи, в которой происходит прохождение электромагнитных волн радиочастотного диапазона.

Считается, что линия радиосвязи начинается с элемента, с выхода которого излучаются высокочастотные сигналы связи (передающей антенны), а заканчивается элементом, на вход которого они поступают (приемную антенну). Таким образом, линия радиосвязи образуется двумя взаимодействующими в одном частотном диапазоне антенными системами и средой распространения радиосигнала.

Важно отметить, что одна и та же линия радиосвязи может образовывать несколько одновременно действующих каналов связи, по которым передаются сигналы, отображающие различные (иногда одинаковые) сообщения, различающиеся по виду передаваемой информации, способу кодирования или несущей частоте электромагнитных волн (диапазону).

В таблице 2.1 перечислены виды радиосвязи, образуемые в зависимости от перечисленных особенностей сигналов в различных диапазонах.

Как видно из таблицы, особенно активно используются диапазоны НЧ, СЧ, ВЧ, ОВЧ. Радиоволны именно этих диапазонов широко применяются для передачи и приема информации, обнаружения и установления координат различных объектов (радиолокации), управления на расстоянии механизмами и устройствами определения направления на излучаемую станцию и местоположения кораблей и самолетов (радионавигации), определения места работы радиостанций (радиопеленгации).

Радиоканалы связи в подавляющем большинстве случаев, организовываются в атмосфере Земли (за исключением случаев радиосвязи между подводными и космическими аппаратами, а также подземными средствами радиосвязи).

Радиоканал, как правило, состоит из линии радиосвязи и двух оконечных станций, а также дополнительно может содержать несколько промежуточных приемопередающих станций – ретрансляторов. Так, например, строятся линии радиорелейных систем передачи, которые обеспечивают связь в пределах прямой видимости, что ограничивает дальность между соседними станциями до 50 км при достаточной высоте подъема и размещения антенн.

Таблица 2.1 Основные направления применения радиоволн различного диапазона

3-й учебный вопрос:

Конструктивные и функциональные особенности УКВ-радиостанций

С точки зрения механических и климатических требований в соответствии с ГОСТом р/ст в зависимости от условий эксплуатации делятся на следующие группы:

1. Стационарные - предназначены для работы в отапливаемых наземных и подземных капитальных сооружениях, а также на открытом воздухе и на объектах с повышенной влажностью. Устанавливаются, как правило, один раз до морального или физического старения. Отличаются от остальных типов тем, что:

§ обладают наибольшей мощностью;

§ питание получают от промышленной сети, на случай пропадания электричества могут иметь вторичные источники питания.

2. Мобильные - предназначены для установки на автомобилях, мотоциклах, катерах, вертолетах. Отличаются от остальных типов тем, что:

§ обладают средним значением мощности;

§ питание получают от аккумуляторной батареи или бортовой сети.

3. Переносные, носимые, портативные - предназначены для работы на открытом воздухе или во временных сооружениях, рассчитаны на длительное перемещение людьми и всеми видами транспорта. Отличаются от остальных типов тем, что:

§ обладают наименьшей мощностью;

§ питание получают только от аккумуляторной батареи.

В данном вопросе мы рассмотрим несколько различных моделей радиостанций. В настоящее время их число достаточно большое, но при этом нужно учесть, что правила обращения с радиостанцией остаются практически такими же, с небольшими вариациями, в зависимости от конкретной модели.

Радиостанция «Гранит Р-23»

Радиостанция Гранит Р-23 (рис. 3.1) предназначена для установки в автомобильный транспорт. Приемопередатчик выполнен в ударопрочном, пыле-влагозащитном, металлическом корпусе. В стандартной комлектации реализованы все необходимые функции: сканирование обычное и приорететное, тональный вызов, формирование фиксированных DTMF посылок, запрет выхода на передачу при занятом канале и т.д. Дополнительно возможна установка модуля CTSS и маскиратора.

Состав изделия.

1. Приемопередатчик Р-23;

2. Пульт управления ПУ-23;

3. Гарнитура с манипулятором ГМ-3;

4.
Антенно-фидерное устройство.

Рис. 3.1 Радиостанция Гранит Р-23.

Использование изделия

Включение изделия

Повернуть ручку 1 на пульте управления (рис. 3.2).

На экране 9 высвечивается номер канала, на который настроена станция, а индикатор на приемопередатчике светится ярко.

Изделие включено в режим "Дежурный прием".

При этом ранее установленные настройки изделия (номер канала, уровень выходной мощности, частота вызывного тона и т.д.) сохраняются.

Рис. 3.2 Пульт управления радиостанции Гранит Р-23.

Эта статья рассчитана главным образом не на профессионалов 8 области радиосвязи, а на руководителей и тех сотрудников фирм, предприятий и структур, которые занимаются организацией собственной служебной или коммерческой системы радиосвязи и стоят перед проблемой выбора оборудования и типа системы. В планируемом цикле статей будут рассматриваться системы, начиная от простейших симплексных радиосетей до транкинговых многозоновых систем. (Вопросы Си-Би гражданской радиосвязи в диапазоне 27 МГц здесь рассматриваться не будут). Надеемся, что приводимая в этих статьях информация поможет потенциальным покупателям и пользователям расширить свои познания в радиосвязи и выбрать такую схему построения системы связи и оборудование, которые в наибольшей степени соответствуют специфике их деятельности.

1. Частотные диапазоны

Для организации сетей профессиональной радиосвязи в России выделены следующие частотные диапазоны:

Для организации систем радиосвязи должны быть выделены номиналы частот. Как правило, разрешения на использование радиочастоты выдает Госсвязьнадзор. Исключения составляют ряд ведомственных систем связи, например.силовых структур, за которыми закреплены выделенные поддиапазоны частот. Но в любом случае для создания системы связи в указанных диапазонах обязательно требуется выделение номиналов частот.

2. Типы радиооборудования

Представляемые на российском рынке радиосредства можно разделить на группы по следующим категориям:

Профессиональные, коммерческие и любительские станции, как правило, не отличаются по основным радиотехническим параметрам (частотные диапазоны, выходная мощность, чувствительность). Выбор того или иного типа оборудования определяется условиями эксплуатации, необходимым набором функций и. естественно, доступными денежными средствами (профессиональные радиостанции, например, могут стоить вдвое дороже коммерческих).

3. Дальность радиосвязи

дальность связи зависит от большого числа параметров (открытая местность или город, рельеф местности, высота установки антенн, уровень помех и т. д.) и может быть точно определена только экспериментальным путем. Ориентировочные значения дальности радиосвязи приведены на рис. 1.

4. Частотные каналы и режимы работы радиостанций

Подавляющее большинство современных радиостанций работает в симплексном или полудуплексном режиме. При этом прием и передача одновременно невозможны. Включение станции на передачу осуществляется нажатием тангенты. При отпускании тангенты станция переходит в режим приема. Частоты передачи и приема образуют частотный канал и в общем случае могут быть различными. Если частоты передачи и приема совпадают, то канал называется симплексным. Если частоты передачи и приема различны, то канал является дуплексным, а режим работы радиостанций полудуплексным. В режиме полного дуплекса (то есть когда передача и прием осуществляются одновременно и тангенту нажимать не нужно) на дуплексном канале могут работать только пол но дуплексные радиостанции. Необходимо отметить, что практически все радиостанции, независимо от типа частотного канала, работают в симплексном (или полудуплексном) режиме (дуплексные радиостанции мало распространены из-за высокой стоимости). В радиостанцию могут быть запрограммированы параметры различных каналов. В зависимости от модели радиостанции число каналов может варьироваться от 1 до 100 и более.

5. Симплексные радиосети

Выбор типа радиосети определяется имеющимся частотным ресурсом, количеством пользователей и спецификой их работы. Рассмотрим простейший вариант, когда используется один номинал частоты (одна симплексная частота). Как правило, число радиостанций, работающих в таком режиме, невелико (5-25). В радиосети могут использоваться портативные, автомобильные и стационарные радиостанции. Все они равнозначны. Разумеется, дальность связи между автомобильными (стационарными) станциями выше.

В простейшем случае все пользователи радиостанций, работающих на одной частоте, слышат друг друга и вызывают необходимого абонента голосом (рис. 2).

Достаточно распространенным является вариант, когда одна из станций является диспетчерской (рис. 3). Это, как правило, стационарная станция, располагающая антенной с высоким коэффициентом усиления и размещенная достаточно высоко. При этом, благодаря правильному выбору типа антенны и ее размещению, дальность связи с диспетчерской станцией увеличивается и абоненты, не имеющие возможности связаться между собой напрямую, могут передать сообщение через диспетчера. При наличии дуплексной пары частот более рационально использовать ретранслятор). Диспетчерские радиосети чаще всего применяются для организации технологической или служебной радиосвязи.

6. Группы абонентов в симплексной радиосети

Достаточно часто в системе радиосвязи требуется разделить абонентов на группы. Самый простой вариант решения этой задачи - выделить каждой группе свой номинал частоты, что однако в большинстве случаев невозможно из-за ограниченного частотного ресурса. Наиболее приемлемым решением в этом случае является разделение групп по тональным или цифровым пилот-сигналам (рис. 4).

Каждая радиостанция имеет шумоподавитель (squelch), препятствующий попаданию эфирного шума в громкоговоритель (или наушники) в отсутствие сигнала. В простейшем случае шумоподавитепь радиостанции отключается при появлении в эфире несущей соответствующей частоты (carrier squelch) Кроме того, практически все современные радиостанции имеют функции тонального (TONESQUELCH, CTCS5, PL) и/или цифрового (DIGITAL SQUELCH, DCS, DPL) управления шумоподавителем.

Что такое ТОНАЛЬНОЕ ШУМОПОДАВЛЕНИЕ (синонимы TONE SQUELCH, CTCSS, PL)?

Полоса звуковых (голосовых) частот в радиостанции выделяется специальным фильтром и имеет ширину от 300 до 3000 Гц, что вполне достаточно для разборчивой передачи речи. Имеется также полоса субтональных частот от 67 Гц до 250 Гц. Сигналы в этой полосе не пропускаются фильтром звуковых частот и в динамике не слышны, Пилот-сигнал представляет собой тоновый сигнал субтональной частоты, который передается одновременное голосовым сигналом. В субтональной полосе выделены 49 стандартных для большинства типов радиооборудования тонов. В радиостанции, кроме частоты приема и передачи, устанавливается [программируется) частота или табличный номер тонового сигнала, который будет передаваться вместе со звуковым в режиме передачи, и частота или номер тонового сигнала, при опознавании которого в режиме приема шумоподавитель должен быть открыт и звуковой сигнал подан в громкоговоритель. Пилот-сигналы приема и передачи в большинстве случаев выбираются одинаковыми.

Что такое ЦИФРОВОЕ ШУМОПОДАВЛЕНИЕ (синонимы DIGITAL SQUELCH, DCS, DPL, цифровой пилот-сигнал).

Принцип работы систем цифрового управления шумоподавителем аналогичен тональным. В субтональной полосе передается цифровой сигнал (повторяющаяся последовательность 8 бит с несущей частотой 133 Гц). Цифровые пилот-сигналы также стандартизированы. Их количество более 100.

Необходимо отметить, что системы тонального шумоподавления более распространены и имеются практически во всех типах современных радиостанций. Многие типы радиостанций имеют и тональное и цифровое шумоподавление (на выбор). Таблицы пилот-сигналов в различных типах радиостанций могут не совпадать полностью. Тем не менее даже при использовании различных типов оборудования можно выделить группу пилот-сигналов, одинаковую для всех станций.

Итак, используя систему тонального или цифрового шумоподавления можно разделить на группы пользователей, работающих на одной частоте. Каждой группе присваивается свой пилот-сигнал, и пользователи радиостанций будут слышать только членов своей группы. Это, однако, не означает, что все группы пользователей смогут вести переговоры одновременно. Как правило при подобном разделении на группы а радиостанциях программируется запрет включения передачи при наличии в эфире "чужого" пилот-сигнала. Одна и та же радиостанция может быть членом различных групп. При этом на различных каналах устанавливаются соответствующие пилот-сигналы. Номинал частоты при этом на всех каналах может быть одним и тем же.

Примечание. К сожалению, не существует единой устоявшейся терминологии для определения систем управления шумоподавителем. Термин "ПИЛОТ-СИГНАЛ" введен в обиход как наиболее простой и понятный. Терминология фирмы MOTOROLA: PL(Private Line)< DPL (Digital Private Line). PL и DPL являются зарегистрированными торговыми марками фирмы MOTOROLA. Международная терминология: CTCSS(Continuous Tone Coded Squelch), DCS (Dltftal Coded Squelch).

7. Дистанционное управление стационарной станцией

В некоторых случаях для наилучшего радио-покрытия зоны обслуживания радиосети требуется дистанционной установка диспетчерской станции. Наиболее распространенным решением является использование комплектов дистанционного управления серии С100 (MOTOROLA). Существует два варианта организации дистанционного управления стационарными радиостанциями MOTOROLA GM300/GM350:

Вариант 1. Локальное дистанционное управление (рис 5).

Применяется, когда управляемая станция удалена от диспетчерского пульта С100 LOCAL (EN 1000) на расстояние до 300 м. Пульт дистанционного управления серии С100 по дизайну схож со стандартным телефонным аппаратом, на телефонной трубке которого расположена тангента. Кроме того, имеется возможность - громкой связи - пульт имеет встроенный громкоговоритель, микрофон и кнопку "ПЕРЕДАЧА".

Пульт С100 LOCAL подключается непосредственно к аксессуарному разъему радиостанции GM300/GM350. Управление осуществляется по шестипроводному кабелю. Питание пульта осуществляется напряжением 12 В.

К одной радиостанции может быть подключено несколько пультов, но при этом суммарная длина соединительных кабелей не должна превышать 300 м.

Достоинства этого варианта - невысокая стоимость.

Недостатки - необходимость прокладывания шестипроводного кабеля: ограниченная дальность дистанционного управления.

Вариант 2.

Тональное дистанционное управление (рис. 6). Применяется в тех случаях, когда управляемая станция удалена от диспетчерского пульта С100 TONE (EN 1001) на расстояние боле 300 м (до нескольких километров). Управление радиостанцией осуществляется тональными сигналами по выделенной доухпроводной линии. Для декодирования тональных сигналов управления и преобразования их в сигналы управления радиостанцией используется тональный адаптер дистанционного управления. Это устройство подключается непосредственно к аксессуарному разъему стационарной радиостанции GM300/GM350. Питание адаптера осуществляется от станции- Линия, по которой осуществляется управление, подключается к адаптеру - с одной стороны и к пульту C100TONE - с другой. С тонального пульта возможно производить переключение до двух каналов на станции (на пульте имеются кнопки F1/F2). В остальном дизайн тонального пульта аналогичен дизайну локального.

Достоинства - большая дальность дистанционного управления; возможность переключения каналов.

Недостатки - необходимость использования адаптера; высокая стоимость по сравнению с локальным вариантом.

Примечание. Переключение каналов возможно только при работе с 16-канальными моделями GM300 и 128-канальными моделями GM350.

8. Выход в телефонную сеть (рис. 7)

Даже при использовании одной симплексной частоты в радиосети может быть организован выход в телефонную сеть (как правило, ведомственную). Для этого необходимо установить стационарную радиостанцию с телефонным интерфейсом, а портативные и автомобильные станции должны иметь теп ефонную(ОТМР) клавиатуру. Что такое DTMF?

DTMF (Dual Tone Multi Frequency) - это система селективного вызова, применяемая в телефонии. В России, как известно, в наибольшей степени распространен импульсный набор телефонных номеров, т. е. каждая цифра передается соответствующим числом импульсов. В большинстве стран с развитой инфраструктурой телефонных сетей применяется тональный набор, т. е. каждая цифра передается парой сигналов тональной частоты. Это и есть сигнальная система DTMF. Стандартный набор сигналов DTMF включает в себя цифры от 0 до 9, а также символы "#" и - "*" Радиостанции, имеющие клавиатуру DTMF (аналогичную телефонной), могут передавать сигналы DTMF в эфир и выходить в телефонную сеть через телефонный интерфейс. Стационарная станция, оборудованная телефонным интерфейсом, принимает телефонный номер в системе DTMF, набираемый с абонентской станции, и передает его в телефонную сеть. Если в телефонной сети используется импульсный набор, то телефонный интерфейс преобразует DTMF в соответствующий сигнал-номер в импульсном виде. Как правило, при использовании простейших телефонных интерфейсов без селективного вызова абоненты всех станций радиосети будут слышать телефонные переговоры (если они не разделены на группы по пилот-сигналам) На канале, где используется телефонный интерфейс, может быть установлен определенный пилот-сигнал. Абонент телефонной сети, набравший номер телефонного интерфейса, также вызовет одновременно всех радиоабонентов или радиостанции группы с соответствующим пилот-сигналом.

9. Сигнальные системы селективного (избирательного) вызова.

Как указывалось в предыдущей статье, абоненты радиосети могут быть разделены на группы с использованием тональных или цифровых пилот-сигналов. Кроме того, существуют системы селективного вызова, при использовании которых можно вызвать конкретного абонента, а также реализовать ряд дополнительных функций. Необходимо отметить, что использование сигнальных систем позволяет реализовать функции на уровне абонентских радиостанций без использования сложного базового оборудования.

Общий принцип действия систем селективного вызова:

1. Каждой радиостанции присваивается индивидуальный номер.

2. Группе радиостанций присваивается групповой номер (каждая радиостанция может иметь индивидуальный номер и может быть членом одной или нескольких групп).

3. В зависимости от типа сигнальной системы и используемого оборудования индивидуальные и групповые номера станций записываются в память или могут быть набраны с клавиатуры вызывающей станции.

4. При выборе номера вызываемой станции из ячейки памяти или его наборе с помощью клавиатуры вызывающей станции в эфир посылается соответствующий сигнал, который декодируется вызываемой станцией. После декодирования сигнала шумоподавитель вызываемой станции открывается и переговоры могут быть начаты. Шумоподавители других абонентских станций остаются закрытыми. (Процедура вызова группы аналогична индивидуальному вызову).

5. В зависимости от типа радиостанции сигналы системы индивидуального вызова могут и кодироваться и декодироваться, только кодироваться или только декодироваться. Возможно использование различных сигнальных систем в режиме приема и передачи.

6. Сигнальные системы могут использоваться совместно с пилот-сигналами.

7. Использование сигнальных систем ориентировано, в первую очередь, на решение профессиональных задач. В большинстве случаев возможность использования систем индивидуального вызова имеют только профессиональные радиостанции. (Исключение составляют такие системы, как DTMF и однотональный вызов, часто используемые в коммерческих и любительских радиостанциях).

Типы сигнальных систем.

1. DTMF (см. выше).

В большинстве случаев радиостанции комплектуются только DTMF-кодером.

При наличии DTMF-декодера возможна организация селективного вызова.

2. Однотональный вызов (Single Толе).

Тоновый сигнал в полосе звуковых частот программируемой частоты и длительности, при декодировании которого открывается шумоподавитель вызываемой станции и подается сигнал вызова.

3. Двухтональный вызов (2-TONE, Motorola QuickCall II).

Физически представляет собой последовательный двухтоновый сигнал в полосе звуковых частот. Существуют стандартные таблицы частот или номеров тонов. В некоторых типах станций предусмотрена возможность программирования параметров сигнала. В большинстве случаев радиостанции имеют возможность только декодировать сигналы двухтонового вызова. В радиостанции на каждом канале программируется двухтоновая последовательность, при декодировании которой будет открыт шумоподавитель и подан сигнал вызова. В память радиостанции, имеющей возможность кодирования сигналов двухтонального вызова (это, как правило, диспетчерская станция), записываются номера абонентских станций радиосети или групп и соответствующие им двухто-новые сигналы. Для вызова определенной радиостанции или группы станций необходимо выбрать ее номер (выбор номера производится из памяти с помощью стрелок "вверх"7"вниз" с одновременным отображением на дисплее станции) и нажать тангенту.

4. Сигнальная система MDC-1200 фирмы MOTOROLA

Физически представляет собой цифровой частотно-манипулированный сигнал. "1" кодируется одним периодом частоты 1200 Гц, "0" - полутора периодами частоты 1800 Гц. Скорость передачи цифровой информации 1200 бит/с (отсюда и название MDC-1200). По характеру применения система MDC-1200 аналогична QuickCall II. Индивидуальному или групповому номеру в системе MDC-1200 соответствует цифровой сигнал.

5. Пакет сигнальных систем RapidCall.

Пакет сигнальных систем RapidCall разработан фирмой MOTOROLA и позволяет реализовать ряд специальных функций, основанных на использовании сигнальных систем MDC-1200, QuickCall II и DTMF. Необходимо отметить, что функции пакета RapidCall поддерживаются только радиостанциями MOTOROLA (GP300, Р110, Р200, VISAR, HT1000, GM300, М208, М216).

ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ RAPIDCALL:

Voice Selective Call (Sel Са11)-селективный вызов;

Call Alert - уведомление о вызове, пришедшем в отсутствие абонента (индикация на дисплее, звуковой сигнал);

PTT-ID передача индивидуального номера радиостанции при каждом нажатии на тангенту и отображение этого номера на дисплее диспетчерской станции;

External Alarm (для автомобильных радиостанций) - уведомление о вызове в отсутствие абонента путем включения световых приборов автомобиля или звукового сигнала;

Radio Check - проверка наличия радиосвязи без участия оператора. Сигнал посылается с диспетчерской станции и декодируется абонентской станцией. После чего абонентская станция автоматически выдает сигнал подтверждения;

Emergency Alarm - сигнал тревоги. Посылается после нажатия на абонентской станции на кнопку "тревога" (для портативных станций) или при замыкании контактов специального реле или педали (для автомобильных станций). Сигнал тревоги посылается на диспетчерскую станцию автоматически и многократно до получения автоматического подтверждения о приеме. На дисплее диспетчерской станции отображается символ, соответствующий сигналу тревоги, и номер радиостанции, пославшей этот сигнал.

Типовая структура диспетчерской системы с использованием пакета RapidCall приведена на рис. 1. В качестве диспетчерской станции может использоваться 16-канальная модель радиостанции MOTOROLA GM300, в качестве абонентских станций - 8- и 16-канальные модели GP300 и GM300.

6. Пятитонапьный вызов (5-TONE, Select-5).

Физически представляет собой последовательность тональных сигналов в полосе звуковых частот. Количество тонов в сигнале может быть от 1 до 7. Название "пятитональный вызов" отражает структуру предыдущих версий, где число тонов было жестко фиксировано. Каждая цифра номера радиостанции программируется определенным тоном. Наибольшее распространение эта сигнальная система получила в Европе. Имеется несколько различных таблиц тонов, принятых в различных европейских странах (CCIR, ZVEI, EEA). В зависимости от типа оборудования поддерживается тот или иной набор тонов. В радиостанциях фирмы MOTOROLA реализована система селективного вызова Select-5, которая не только поддерживает все наиболее распространенные наборы тонов, но и позволяет создавать пользовательские таблицы.

Как правило, на станциях предусмотрена возможность как кодирования, так и декодирования сигналов Select-5. Набор номера может производиться как с клавиатуры, так и из ячейки памяти. При использовании системы Select-5 реализуются функции, аналогичные функциям пакета RapidCall, а также ряд дополнительных.

Необходимо отметить, что многие из перечисленных функций реализованы в современных транкинговых системах связи. Кроме того, в транкинговых системах управление абонентской станцией максимально упрощено, чего нельзя сказать, например, о системах с использованием RapidCall. Тем не менее несомненным достоинством подобных систем можно считать реализацию большого числа функций на уровне абонентского оборудования без использования дорогостоящих базовых станций.

RapidCall, Call Alert, Se/ Call, MDC-1200, Select-5 являются зарегистрированными торговыми марками фирмы MOTOROLA Inc.

10 Использование ретрансляторов в радиосетях

До сих пор рассматривались симплексные радиосети. При наличии двух номиналов частот (дуплексной пары) возможна организация радиосети с использованием ретранслятора, что позволяет значительно увеличить дальность радиосвязи. (Одночастотные эхо-ретрансляторы с записью сигнала не рассматриваются).

Функции ретранслятора

Ретранслятор принимает сигнал на частоте F1, демодулирует его, усиливает и передает на частоте F2. Время, затрачиваемое на обработку сигнала, считается пренебрежимо малым. Ретранслятор является дуплексным устройством, т. е. прием и передача осуществляются одновременно.

Частота передачи всех абонентских станций, работающих через ретранслятор, равна F1, а частота приема - F2. Абонентские радиостанции работают при этом в режиме двухчастотного симплекса полудуплекса (рис. 2).

Дуплексный интервал и дуплексный фильтр

Для работы ретранслятора могут использоваться две отдельные антенны для приема и передачи или одна антенна и дуплексный фильтр.

Дуплексным интервалом называется разность частот приема и передачи. Для исключения взаимного влияния приемная и передающая антенны должны быть установлены на определенном расстоянии друг от друга. Величина пространственного разноса имеет обратную зависимость от величины дуплексного интервала. Далеко не всегда удается установить антенны таким образом, чтобы избежать взаимного влияния. В большинстве случаев используются одна приемопередающая антенна и дуплексный фильтр - устройство, разделяющее полосы приема и передачи. Нормальным дуплексным интервалом для работы в полудуплексном режиме является интервал 4...5 МГц. При этом удается сделать дуплексный фильтр достаточно недорогим и компактным. В случае меньшего или большего дуплексного интервала конструкция дуплексного фильтра усложняется, а цена значительно возрастает.

Рабочий цикл ретранслятора

Рабочим циклом ретранслятора называется процент времени непрерывной работы на передачу с определенным постоянным уровнем выходной мощности, без выхода ретранслятора из строя. Рабочий цикл в наибольшей степени определяется системой охлаждения передатчика и параметрами блока питания.

Состав ретранслятора

В состав ретранслятора входят, как правило, приемопередатчик, блок питания, контроллер, корпус с системой охлаждения. Блок питания, контроллер, дуплексный фильтр могут быть встраиваемыми или внешними. Система охлаждения может быть принудительной (радиатор+вентилятор) или пассивной (только радиатор). В ретрансляторах MOTOROLA GR300/GR500 в качестве блоков приемника и передатчика используются автомобильные радиостанции GM300/350.

Примечание. Выше описаны принципы построения только наиболее популярных ретрансляторов таких как VERTEX VXR-5000, MOTOROLA GR300/500, KENWOOD TKR-720/820.

Режимы работы ретранслятора

1. "Открытый ретранслятор"

В этом режиме доступ к ретранслятору ничем не ограничен. При появлении в эфире несущей с частотой, соответствующей частоте приема ретранслятора, сигнал ретранслируется.

2. Ретранслятор с кодом доступа.

Доступ к ретранслятору может быть ограничен. Ретрансляция произойдет только после декодирования запрограммированного сигнала доступа. В простейшем случае ретранслятор может быть открыт соответствующим пилотсигналом. При использовании более сложных контроллеров код доступа может передаваться в различных сигнальных системах (SingleTone, DTMF, MDC-1200).

3. Мультигрупповой ретранслятор.

Как и в симплексной радиосети, абоненты могут быть разделены на группы по пилот-сигналам. В качестве контроллера ретранслятора используется устройство, чаще всего называемое TONE PANEL В контроллере для различных групп пользователей записываются пилот-сигналы которые должны быть декодированы, и соответствующие им пилот-сигналы, которые должны быть переданы при ретрансляции. Каждой группе соответствует своя пара пилот-сигналов на прием и передачу, которые в частном случае могут совпадать В случае, если ретранслятор занят одной группой абонентов выход на передачу другим группам запрещен. Количество групп определяется типом контроллера. Достаточно популярным типом мультигруппового ретранслятора является MOTOROLA GR300/500 с контроллером ZETRON ZR310.

4. Ретранслятор с выходом в телефонную сеть.

Как и в симплексной радиосети, при использовании стационарной станции с телефонным интерфейсом возможно использование ретранслятора с контроллером, обеспечивающим выход в телефонную сеть. (В качестве простейшего варианта без селективного вызова может быть использован ретранслятор MOTOROLA GR300/500 с контроллером i50R.)

1) радиоабонент - группа (открытая радиосвязь, все слышат друг друга);

2) радиоабонент - абонент телефонной сети (все остальные абоненты слышат переговоры и могут вмешаться);

3) абонент телефонной сети - группа радиоабонентов.

5. Ретранслятор с селективным вызовом.

При использовании ретранслятора с соответствующим контроллером возможна организация индивидуального или группового вызова. Достаточно популярной является комбинация контроллера с селективным вызовом и телефонным интерфейсом (рис. 3).

При этом абоненты радиосети могут использовать следующие типы вызова:

1) радиоабонент - радиоабонент (индивидуальный вызов);

2) радиоабонент - группа;

3) радиоабонент - абонент телефонной сети;

4) абонент телефонной сети - радиоабонент;

5) абонент телефонной сети - группа радиоабонентов.

Одним из самых популярных контроллеров с селективным вызовом и телефонным интерфейсом является ZETRON ZR320. При его использовании для организации селективного вызова могут применяться различные сигнальные системы. Наиболее стандартным вариантом является использование DTMF как входящей системы (со стороны ретранслятора/базовой станции). В качестве исходящего сигнала используется соответствующий пилот-сигнал. В каждой абонентской станции программируется индивидуальный пилот-сигнал на прием. В контроллере задается таблица соответствия индивидуальных DTMF-номеров и пилот-сигналов. Режимы ретрансляции и выхода в телефонную сеть выбираются различными DTMF-кодами доступа, которые необходимо набрать с клавиатуры или вызвать из ячейки памяти и, получив сигнал готовности системы, приступить к набору номера радиоабонента или телефонного номера.

Номер вызываемой станции набирается с DTMF клавиатуры вызывающей станции. После декодирования номера в контроллере в эфир передается соответствующий пилот-сигнал совместно со звуковым сигналом вызова, генерируемым контроллером.

Транкинговые системы

Несмотря на то, что современные не-транкинговые системы могут предоставлять пользователю широкие возможности при организации радиосвязи, всем им присущ один общий недостаток - неэффективное использование радиочастот.

Поясним ситуацию простым примером. Предположим, у нас имеется три радиочастотных канала, каждый из которых жестко закреплен за несколькими группами пользователей. При этом для такой системы (точнее, трех раздельных систем) типична ситуация, изображенная на рис. а: канал 1 перегружен, в то же время канал 2 не используется. Представим себе, что наши три канала объединены в единую систему и равнодоступны для любой группы абонентов. В этом случае ситуация будет выглядеть так, как показано на рис. б. Очевидно, что качество обслуживания возросло за счет улучшения использования каналов, и мы получили простейшую транкинговую систему.

Таким образом, транкинговая система радиосвязи (далее в тексте TCP) - это система, в которой используется принцип равной доступности каналов для всех абонентов или групп абонентов. Этот принцип давно и повсеместно используется в телефонных сетях, откуда в радиосвязь и пришло слово "trunk" (пучок, т.е. пучок равнодоступных каналов).

Основной, определяющей название, функцией оборудования TCP является автоматическое предоставление свободного радиоканала по требованию абонента радиостанции и переключение на этот канал вызываемого абонента или группы абонентов. Кстати, с этой точки зрения беспроводные телефоны (такие, как PANASONIC KX-T9080), работающие на общем наборе радиоканалов, также в совокупности образуют TCP. Однако современные системы профессиональной радиосвязи, о которых далее идет речь, имеют и ряд других возможностей.

Общие возможности транкинговых систем

Прежде всего, это увеличение радиуса действия системы, поскольку, даже в простейшей TCP, связь радиостанций между собой осуществляется через ретрансляторы базовой станции (БС). Кроме того, многозоновые TCP имеют в своем составе несколько (от единиц до сотен) БС, каждая из которых обслуживает свою зону. При этом система установит соединение между радиостанциями независимо от их местоположения и, как правило, совершенно прозрачно для пользователей вызываемой и вызывающей радиостанций.

Кроме вызова группы радиостанций (имеется во всех TCP), почти все системы обеспечивают индивидуальный вызов конкретной радиостанции. При этом многие современные TCP обеспечивают разделение всего парка радиостанций на отдельные отряды. Отряд - это совокупность радиостанций, принадлежащих определенной организации, внутри которого осуществим индивидуальный и групповой вызов. Предполагается, что вызовы между отрядами в большинстве случаев запрещены (хотя могут быть и разрешены конкретным радиостанциям). Таким образом, каждая из организаций, пользующихся TCP, может иметь как бы свою изолированную систему связи.

Как правило, TCP обеспечивают связь радиостанции с абонентами городской и нескольких учрежденческих телефонных сетей, причем их подключение к таким сетям может осуществляться как простейшим способом по абонентским линиям (аналогично офисным АТС), так и по соединительным линиям. В последнем случае, с точки зрения нумерации абонентов, TCP становится частью телефонной сети города или учреждения.

Современные TCP предоставляют и широкий спектр услуг по передаче данных между радиостанциями.

Доступ к каждому виду услуг, предоставляемых системой, обычно программируется индивидуально для каждого абонента. Кроме того, программируется предельное время разговора и приоритет абонента. TCP имеют также защиту от несанкционированного доступа в систему.

И при работе радиостанции в TCP могут возникнуть ситуации, в которых необходимо обойтись без ее услуг (связь с обычной радиостанцией, отказ БС, выход за зону действия всех БС системы). На этот случай все радиостанции, рассчитанные на работу в TCP, имеют возможность переключения в режим обычной радиостанции. Разумеется, эту возможность можно заблокировать при программировании.

Оборудование любой TCP рассчитано на коммерческую эксплуатацию, поэтому обязательно обеспечивает учет времени использования системы каждым абонентом (тарификацию).

Сравнительный обзор транкинновых систем

В настоящее время существует много различных типов TCP, несовместимых между собой. Одни из них являются закрытыми, т.е. фирма-производитель не публикует протоколы их работы и сама производит все абонентское и базовое оборудование для таких систем. При этом потребитель оказывается в полной зависимости от фирмы-производителя. Другие TCP являются открытыми, т.е. стандарты на них публикуются, и в рамках таких систем может совместно работать оборудование любых производителей, придерживающихся этих стандартов.

По способу передачи речевой информации TCP можно разделить на аналоговые, к которым пока что относятся все коммерчески эффективные TCP, и цифровые. Такие системы в настоящее время предлагают для спецслужб некоторые фирмы, цифровым является и новый европейский стандарт TETRA.

По принципу действия можно выделить три типа TCP

1. Сканирующие TCP

Часто подобные системы несправедливо именуют псевдотранкинговыми. В таких системах радиостанция при вызове сама ищет незанятый канал и занимает его. В дежурном режиме радиостанция непрерывно перебирает (сканирует) все каналы системы, проверяя, не вызывают ли ее на одном из них. К таким TCP относятся некогда распространенная в СССР система "Алтай", а также система SmarTrunk II.

Сканирующие TCP просты и дешевы. В этих системах возможна полная независимость каналов БС друг от друга, поскольку их объединение в общую TCP происходит на уровне абонентской радиостанции. Это обуславливает высокую надежность и живучесть сканирующих TCP.

Однако таким TCP присущ ряд принципиальных недостатков. С ростом количества каналов быстро возрастает длительность установления соединения в такой системе, так как она не может быть меньше длительности полного цикла сканирования. Реально к этому добавляется еще и длительность поиска свободного канала вызывающей радиостанции Кроме того, в сканирующих TCP затруднительна реализация многих современных требований, в числе которых многозоновость, гибкая и надежная система приоритетов, постановка на очередь при занятости системы или вызываемого абонента и т.д.

Таким образом, сканирующая TCP идеально подходит в качестве небольшой (1 -8 каналов, до 200 абонентов) однозоновой системы связи, к которой предъявляются минимальные требования. Это и обусловило в последние годы широкое распространение систем SmarTrunk II по России и странам СНГ.

2. TCP с распределенным управляющим каналом

Такими являются распространенная в США система LTR, разработанная еще в конце семидесятых годов фирмой E.F. Johnson, и ее современная модификация ESAS, предлагаемая фирмой UNIDEN. В этих TCP управляющая информация передается непрерывно по всем каналам, в том числе и по занятым. Это достигается использованием для ее передачи частот ниже 300 Гц. Каждый канал является управляющим для радиостанций, закрепленных за ним. В дежурном режиме радиостанция прослушивает свой управляющий канал. В этом канале БС непрерывно передает номер свободного канала, который радиостанция может использовать для передачи. Если же на каком-либо канале начинается передача, адресованная одной из радиостанций, то информация об этом передается на ее управляющем канале, в результате чего эта радиостанция переключается на канал, где происходит вызов.

Такие TCP обладают рядом достоинств, присущих TCP с управляющим каналом, не требуя в то же время выделения частот для него. В системе LTR установление соединения происходит настолько быстро, что оно осуществляется каждый раз при включении передатчика станции, т.е. в паузах разговора канал не занят.

Однако при выходе из строя какого-либо канала в системе LTR происходит отказ всех радиостанций, для которых он является управляющим. Кроме того, в таких TCP скорость передачи управляющей информации крайне ограничена.

Это затрудняет реализацию многих требований, предъявляемых к современным TCP, в том числе и многозоновости. Передача информации на частотах ниже 300 Гц одновременно с речью делает такие системы весьма критичными к точности регулировки. Все это привело к тому, что TCP с распределенным управляющим каналом в настоящее время не разрабатываются. Исключение составляет лишь ESAS, в котором используется данный принцип ради совместимости с LTR.

3. TCP с выделенным управляющим каналом

Для аналоговых систем речь идет о частотном канале, для цифровых - с временным разделением каналов - о временном слоте. В таких TCP радиостанция непрерывно прослушивает управляющий канал ближайшей к ней БС. При поступлении вызова БС передает информацию об этом по управляющему каналу, вызываемая радиостанция подтверждает прием вызова, после чего БС выделяет один из разговорных каналов для соединения и информирует об этом по управляющему каналу все участвующие в соединении радиостанции. После этого они переключаются на указанный канал и остаются на нем до окончания соединения. В то время, когда управляющий канал свободен, радиостанции могут передавать туда свои запросы на установление соединения. Некоторые типы вызовов (например, передача коротких пакетов данных между радиостанциями) могут осуществляться вообще без занятия разговорного канала.

TCP с выделенным управляющим каналом в наибольшей степени отвечает современным требованиям. В них легко реализуются многозоновость (радиостанция выбирает БС с лучше всего принимаемым управляющим каналом) и другие функции.

Среди них - постановка вызовов на очередь при занятости системы или вызываемого абонента. Это, в свою очередь, переводит такие TCP из класса систем с отказом при занятости в класс систем с ожиданием. Тем самым не только повышается комфортность работы пользователя, но и, главное, увеличивается пропускная способность системы. В системах с отказом при занятости для обеспечения приемлемого качества сервиса в любой момент времени должен простаивать хотя бы один канал, чтобы абонент мог произвести вызов. В системе с ожиданием загружены могут быть все каналы. При этом, правда, вызывающему абоненту придется немного подождать в очереди.

Однако выделение отдельного управляющего канала имеет свои недостатки. Во-первых, это худшее использование частотного ресурса. В большинстве систем этот недостаток смягчается возможностью перевода управляющего канала в разговорный режим при перегрузке системы. Во-вторых, выделенный управляющий канал является уязвимым местом TCP - при отсутствии специальных мер отказ оборудования БС для этого канала означает отказ всей БС. К тому же результату приводит и появление помехи на частоте приемника управляющего канала БС. По этой причине при разработке TCP с выделенным управляющим каналом автоматическому контролю за работой оборудования БС уделяется особое внимание. При обнаружении отказа или длительной помехи на частоте приема БС делает управляющим другой, исправный канал.

Выделенный управляющий канал предусматривается большинством современных стандартов на TCP - как закрытых, так и открытых (МРТ1327), а также перспективным стандартом TETRA.

Для сравнения в таблице приведены характеристики некоторых TCP.

Необходимо пояснить, что в таблице приведены характеристики, заложенные в стандарты. Оборудование для простых TCP часто позволяет расширить зти возможности (несколько банков каналов в SmarTrunkll, многозоновая работа в LTR и т.п.).

Как видно из таблицы, наиболее впечатляющими возможностями обладает стандарт TETRA. Это и неудивительно - он разработан с учетом опыта эксплуатации существующих TCP. К сожалению, для системы TETRA в настоящее время существуют лишь экспериментальные образцы оборудования, и об их коммерческой эксплуатации и, тем более о коммерческой эффективности говорить еще рано - цены на такое оборудование еще долго останутся высокими.

В настоящее время наиболее эффективными в условиях России являются системы SmarTrunkll и МРТ1327. Фирма "Электроника-Дизайн" активно занимается установкой именно этих TCP, а также разработкой дополнительного оборудования для них.