Радиотелефоны стандарта PACS

Структурная схема PACS

Структурная схема PACS приведена на рисунке выше. Подвижные станции (SU) — портативная (PSU) и стационарная (FSU), соединяются с радиопортом по радиоинтерфейсу (А-интерфейс). Ра­диопорт (RP) соединяется с контроллером радиопортов (RPCU) через физический интерфейс (Р-интерфейс). Р-интерфейс не определен спецификациями PACS и может быть реализован на основе различных линий. Через Р-интерфейс осуществляется также взаимодействие RP с RPCU по специальному логическому каналу EOC (Embedded Operations Channel). С, D и Т-интерфейсы также не определены спецификациями PACS, что позволяет каждому разработчику применять свои технические решения для различных пользователей или условий применения.

Технические характеристики PACS приведены в таблице ниже:

Параметр	Значение
Полоса частот системы: Линия "вверх" линия "вниз"	1850—1910 МГц 1930—1990 МГц
Полоса канала связи	288 кГц
Разнос соседних каналов	300 кГц
Технология дуплексного разделения	FDD (частный разнос каналов вверх / вниз с интервалом 80 МГц)
Вид модуляции	π/4 DQPSK с двумя битами на символ
Вид уплотнения в радиоканале: линия "вниз" линия "вверх"	TDM — множественный доступ с временным разделением каналов с максимальной мощность передатчика RP 800 мВт (импульсная) TDMA — множественный доступ с временным разделением каналов с максимальной мощность передатчика SU 200 мВт (импульсная)
Структура TDM/TDMA кадров	8 временных окон по 120 бит в каждом в 2,5 мс кадре в составе суперкадра
Скорость передачи сообщений: на радиоинтерфейсе	384 кбит/с
Тип речевого кодека	32 кбит/с, ADPCM
Характеристики безопасности и борьба с мошеничеством	аутентификация абонентских станций через криптографические алгоритмы
Секретность связи	обеспечивается защитой передаваемой информации алгоритмами шифорования
Контроль мощности передатчика	используется управление мощностью передатчика абонентской станции
Чувствительность приёмника	-101 дБ/мВт
Защита от ошибок в канале связи	контроль ошибок по 15-значному CRC-коду
Максимальная дальность связи	до 3,5 км

На рисунке справа показана структурная схема стационарной абонентской станции (FSU). Обыч­ный аналоговый телефонный аппарат подключается прямым проводом через двухсторонний поль­зовательский интерфейс (RY-11) к речевому ADPCM кодеку, который обеспечивает преобразова­ние аналогового речевого сигнала в цифровой со скоростью 32 кбит/с (при передаче) и преобра­зование цифрового сигнала в аналоговый (при приеме). Передаваемые сообщения могут подвер­гаться защите от прослушивания (Privacy Coder), после чего поступают на цифровой модулятор. Используется спектрально-эффективная цифровая л/4 DQPSK модуляция. Радиочастотный модуль (RF Module) включает передатчик и приемник радиосигнала, обеспечивает дуплексное частотное разделение каналов и временную коммутацию приемной и передающей антенн. Синхронизация всех процессов приема, формирования и преобразования сигналов осуществляется блоком "clock", в состав которого входит схема формирования опорных и тактовых частот. Управление работой блоков FSU осуществляется встроенным контроллером по общей цифровой шине.

Структурная схема радиопорта показана на рисунке справа. Радиопорт осуществляет все функ­циональные операции, связанные с кодированием/декодированием, модуляцией/демодуляцией сигналов, формированием и обработкой временных кадров, синхронизацией и линейными преоб­разованиями сигналов, а также обеспечивает оценку качества приема сообщений в канале связи и измеряет уровень принимаемого сигнала, что используется контроллером для управления режима­ми приема/передачи абонентской станции и радиопорта.
Основные функции по управлению радиоподсистемой осуществляются контроллером радио­портов RPCU.
Контроллер обеспечивает следующие основные функции:
— формирование и декодирование временных кадров;
— выделение канала связи абонентской станции при обычных звонках и экстренных вызовах;
— формирование системного канала управления и уплотнение его во временные интервалы при передаче с радиопорта;
— управление радиочастотным спектром;
— измерение и управление качеством связи на радиоинтерфейсе;
— управление уровнем излучения передатчика абонентской станции (линия "вверх"), управле­ние уровнем передачи "вниз" — не требуется;
— мультиплексирование /демультиплексирование сигналов в каналах связи между радиопор­том и сетью;
— сообщений: формат сообщений (речь и/или данные), передаваемых на радиоинтерфейсе, в последовательность данных, соответствующих С-интерфейсу;
— взаимодействие с различными базами данных в процессе аутентификации абонентских станций и обеспечения конфиденциальности передачи сообщений в радиоканале;
— шифрование/дешифрование цифровых сигналов в каждом канале связи в зависимости от требований конфиденциальности, причем при каждом новом звонке используется новый ключ шифрования.

Взаимодействие сети PACS с телефонной сетью осуществляется подсистемой управления доступом AM (Access Manager).
AM сообщает информацию коммутатору — какой звонок относится к каналу абонента AM обеспечивает хранение, поддержку, доступ и контроль данных, необходимых для осуществления радиосоединения.
Общий состав необходимых для соединения и управления данных включает:
— состав услуг связи, предоставляемых абоненту;
— динамические данные об абоненте;
— тип радиооборудования;
— зону действия абонента;
— информацию об установлении соединения;
— приоритет абонента;
— информацию по шифрованию.

AM обеспечивает функции аутентификации, регистрацию в сети абонентского оборудования, а также взаимодействие с системой расчетов.
Протокол передачи сообщений на А-интерфейсе основан на использовании временного раз­деления, причем по линии "вниз" (downlink) используется TDM-мультиплексирование с временным разделением каналов, а по линии "вверх" (uplink) применяется TDMA-множественный доступ с вре­менным разделением каналов. Применение TDMA на линии "вверх" с включением в кадрах защит­ных интервалов в каждом пакете устраняет влияние случайных задержек при многолучевости и различном удалении абонентов от радиопорта.
Общая структура временных кадров и пакетов, используемых в PACS, приведена на рисунке справа.
В целом, PACS по своему функциональному назначению является близким аналогом общеев­ропейского стандарта DECT, но ориентирован на использование в рамках принятого в США рас­пределения спектра частот и концепции развития персональной связи.

Литература:

http://library.tuit.uz/skanir_knigi/book/standarti_i_sistemy_podvizhnoy/stan_4.htm