|
Реферат: Стабилизатор напряжения (Цифровые устройства)
Содержание
|Введение |4 |
|1. Обзор литературы по теме |5 |
|2. Выбор описание электрической схемы устройства |14 |
|3. Расчёт элементов схемы |16 |
|4. Методика испытания устройства |19 |
|Заключение |20 |
|Список литературы |21 |
| | |
|Приложения. Комплект документов на устройство (эскизный проект) | |
ВВЕДЕНИЕ
В промышленной сети напряжение не постоянно в течение суток: в
зависимости от потребления энергии промышленными предприятиями,
электрическим транспортом и расхода в наших квартирах напряжение в сети то
возрастает, то убывает. Следовательно, при питании аппаратуры от этой сети
будет изменяться напряжение и на обмотках трансформатора, а значит, и на
выходах выпрямителя и фильтра. Если колебания напряжения сети составляют
±10%, то в таких же пределах изменяется и величина выпрямленного
напряжения. При изменении питающего напряжения нарушается режим работы
электронных приборов (транзисторов, электронных ламп), что приводит к
ухудшению параметров всего устройства. Например, в радиоприемнике при
изменении режима работы транзисторов могут возникнуть сильные искажения
звука, хрипы, гудение. Такие же явления наблюдаются в нем при питании от
химических источников тока, напряжение которых по мере разрядки
уменьшается. Чтобы этого не происходило, напряжение питания электронных
устройств часто стабилизируют. Здесь возможны два способа: стабилизация
переменного напряжения на входе силового трансформатора или стабилизация
выпрямленного напряжения. В первом случае применяют специальные
феррорезонансные стабилизаторы. Их недостатками являются большие габариты и
вес. Чаще прибегают к стабилизации выпрямленного напряжения, осуществляемой
с помощью электронных стабилизаторов.
1. Обзор литературы по теме
Простейшим стабилизатором напряжения является стабилизатор на
кремниевом стабилитроне. Для нормальной работы такого стабилизатора
необходимо, чтобы ток IСТ, протекающий через стабилитрон, не был меньше,
чем IСТ.МИН, и больше, чем IСТ.МАКС. При изменении тока, протекающего через
стабилитрон в этих пределах, на нем и на подключенной параллельно ему
нагрузке RH напряжение, называемое напряжением стабилизации UСТ
стабилитрона, будет оставаться постоянным. Однако для стабилитронов одного
и того же типа это напряжение будет неодинаковым. Поэтому в справочниках
приводятся обычно минимальная и максимальная границы значений напряжения
или указывается номинальное напряжение стабилизации UCT и его допустимый
разброс ?UCT.
177
— о
R1
/Ь-СТ
Рис. 7.22.
Если напряжение UВХ, поступающее на вход стабилизатора (рис. 1.1, а),
в процессе работы может изменяться от некоторого наименьшего значения
UBX.МИН до наибольшего UBX.МАКС, то при неизменном напряжении на
стабилитроне все изменения входного напряжения должны гаситься на резисторе
R1. Поэтому резистор R1 называют гасящим, или балластным. Чтобы при этом
изменения тока, протекающего через стабилитрон, не выходили за пределы,
ограниченные значениями IСТ.МИН и IСТ.МАКС с, нужно правильно рассчитать
сопротивление этого резистора.
Отношение относительного изменения напряжения на входе стабилизатора
(?UВХ/UВХ) к относительному изменению напряжения на его выходе (?UВыХ/UВыХ)
называют коэффициентом стабилизации (КСТ).
Следовательно,
Стабилизатор на кремниевом стабилитроне имеет еще одно свойство. Дело
в том, что стабилитрон обладает очень малым сопротивлением переменному
(пульсирующему) току, называемым дифференциальным сопротивлением — rд.ст.
Чем круче характеристика в области пробоя, тем меньше дифференциальное
сопротивление стабилитрона. Для большинства маломощных стабилитронов
rд.ст=5...15 Ом. Вместе с резистором R1 дифференциальное сопротивление
стабилитрона образует делитель (рис. 1.1,б), между плечами которого
распределяются как постоянная составляющая выпрямленного напряжения, так и
его пульсации. Если амплитуду пульсаций на входе стабилизатора обозначить
через UП.ВХ, а на выходе — через UП.ВХ, то в соответствии с рис. 1.1, б
получим
Так как rд.ст«R1, то rд.ст/(R1+ rд.ст)«1 и оказывается, что
UП.ВЫХ«UП.ВХ.
Снижение пульсаций в выходном напряжении свидетельствует об уменьшении
коэффициента пульсаций. Таким образом, простейший стабилизатор помимо
стабилизации выходного напряжения осуществляет сглаживание пульсаций в
выходном напряжении.
Важным параметром стабилизатора является его выходное сопротивление
(RВЫХ), которое определяется как отношение изменения выходного напряжения
стабилизатора к изменению тока нагрузки (?IH) при неизменном входном
напряжении:
[pic]
Для простейшего стабилизатора RВЫХ= rд.ст.
Рассмотренный стабилизатор напряжения на кремниевом стабилитроне имеет
простое устройство, малое количество деталей и с успехом может применяться
тогда, когда ток нагрузки не превышает среднего значения тока, протекающего
через стабилитрон и находящегося в пределах между IСТ.МИН и IСТ.МАКС. При
использовании стабилитронов типа Д808...Д814 ток нагрузки не должен
превышать 20...30 мА. При больших токах нагрузки необходимы более мощные
стабилитроны. Недостатком простейшего стабилизатора на кремниевом
стабилитроне является потеря части напряжения на ограничительном резисторе
R1, что приводит к снижению КПД стабилизатора. Кроме того, у этого
стабилизатора сравнительно небольшой коэффициент стабилизации и
значительное выходное сопротивление. Поэтому во всех случаях, когда
требуется получить стабилизированное напряжение на нагрузке при большом
токе, протекающем через нее, применяют транзисторные стабилизаторы
напряжения. В качестве такового без существенного увеличения числа
элементов и усложнения схемы используют транзисторный фильтр со
своеобразной следящей системой, которая в зависимости от изменения
напряжения на входе фильтра или на его выходе за счет изменения тока
нагрузки изменяет сопротивление транзистора таким образом, что напряжение
на выходе этого фильтра — стабилизатора остается неизменным.
Схема транзисторного стабилизатора напряжения изображена на рис. 1.2,
а. В нее входит рассмотренный уже стабилизатор на кремниевом стабилитроне
VD с ограничительным резистором R1. Нагрузкой стабилизатора служит базовая
цепь транзистора VT, в эммитерную цепь которого включена основная нагрузка
Rн.
Эмиттерный и коллекторный токи транзистора в десятки раз превышают ток
базы, причем Iэ«Iк. Поэтому при токах базы, равных единицам миллиампер, в
коллекторной и эмиттерной цепях протекают токи, измеряемые десятками и
сотнями миллиампер (мА).
Рассмотрим работу транзисторного стабилизатора. Из рис. 1.2, а видно,
что напряжение на нагрузке (UH) отличается от напряжения на стабилитроне
(UСТ) на напряжение, падающее на эмиттерном переходе UЭБ транзистора VT2,
т. е.
UH=UCT-UЭБ. Если напряжение на входе стабилизатора увеличится, оно сразу
передастся и на его выход, что приведет к увеличению тока, протекающего
через нагрузку IH, и напряжения UH. Поскольку напряжение на стабилитроне
практически не изменяется, возрастание напряжения на нагрузке вызовет
уменьшение напряжения UЭБ, тока базы транзистора VT и увеличение
сопротивления перехода коллектор—эмиттер. Вследствие увеличения
сопротивления перехода коллектор—эмиттер на этом переходе будет большее
падение напряжения, что повлечет за собой уменьшение напряжения на
нагрузке. При уменьшении входного напряжения, наоборот, напряжение UЭБ
повысится, что повлечет за собой увеличение тока базы, уменьшение
сопротивления перехода коллектор—эмиттер и напряжения на этом переходе.
Таким образом, в рассматриваемом стабилизаторе напряжения транзистор
VT совместно с сопротивлением нагрузки RH образует делитель входного
напряжения, причем сопротивление транзистора изменяется так, что
компенсируются всякие изменения входного напряжения. Такой стабилизатор
называют компенсационным, а транзистор VT с изменяющимся сопротивлением
коллекторного перехода — регулирующим.
Выходное сопротивление этого стабилизатора составляет несколько ом, а
коэффициент стабилизации примерно такой же, как у простейшего
стабилизатора, выполненного на резисторе R1 и стабилитроне VD. Но так как
ток нагрузки через ограничительный резистор не протекает, а сопротивление
постоянному току перехода коллектор — эмиттер транзистора VT мало,
стабилизатор напряжения на транзисторе обладает более высоким КПД по
сравнению со стабилизатором на кремниевом стабилитроне. Если вместо VT
использовать составной транзистор, состоящий из маломощного транзистора VT1
и транзистора большой мощности VT2 (рис. 1.2, б), то можно осуществить
эффективную стабилизацию напряжения при токах, протекающих через нагрузку,
измеряемых амперами.
При таком включении VT1 и VT2 в качестве тока базы мощного транзистора
VT2 используется ток эмиттера маломощного (или средней мощности)
транзистора VT1, а током нагрузки стабилитрона VD является ток базы VT1,
который в десятки раз меньше тока базы VT2.
Важной особенностью транзисторных стабилизаторов напряжения является
еще следующее. Напряжение на нагрузке UH отличается от напряжения
стабилизации кремниевого стабилитрона UCT на напряжение, падающее на
переходе эмиттер—база UЭБ транзистора VT (рис. 1.2, а), т. е. UH=UCT-UЭБ.
Для германиевых транзисторов напряжение UЭБ составляет всего 0,2...0,5 В, а
для кремниевых — не более 1 В. Поэтому если вместо стабилитрона VD взять
стабилитрон с другим напряжением стабилизации, то изменится и напряжение на
нагрузке. Это позволяет создавать регулируемые стабилизаторы напряжения.
Одна из схем такого стабилизатора дана на рис. 1.2, в. В ней кроме
ограничительного резистора R1 используется дополнительный переменный
резистор RУСТ, подключаемый параллельно стабилитрону VD. Напряжение на
нагрузке UH вместе с напряжением на переходе эмиттер—база UЭБ транзистора
VT равно напряжению UУСТ, снимаемому с переменного резистора RУСТ, т. е.
UH+UЭБ=UУСT, откуда следует: UH=UУСТ-UЭБ.
При перемещении движка переменного резистора RУСТ будет изменяться
снимаемое с него напряжение и, следовательно, напряжение на нагрузке UH.
Таким способом можно регулировать напряжение на нагрузке от нуля до
значения, равного напряжению стабилизации стабилитрона VD (точнее, до
значения UCT-UЭБ).
Если ток базы регулирующего транзистора VT1 велик, в стабилизатор
вводят дополнительный усилитель постоянного тока. Одна из схем такого
стабилизатора приведена на рис. 1.3. Напряжение, подаваемое с движка
потенциометра R3 на базу транзистора VT2, на котором выполнен
дополнительный усилитель постоянного тока, называется напряжением обратной
связи (UOC). Из рисунка видно, что UOC=UCТ+ UЭБ. Ток, протекающий через
потенциометр R3, не должен превышать 10...15 мА. Сопротивление резистора R1
обычно составляет несколько килоом.
Коэффициент стабилизации стабилизатора около 100, а выходное
сопротивление составляет десятые доли ома.
Расчет компенсационного стабилизатора напряжения начинают с выбора
регулирующего транзистора VT1. Максимально допустимое его напряжение
UКЭ.МАКС должно превышать наибольшее напряжение на входе стабилизатора
(UВХ.МАКС), а максимально допустимый ток коллектора IK.МАКС - быть больше
предельного значения тока нагрузки.
Максимальная мощность, рассеиваемая транзистором VT1, определяется по
формуле:
[pic]
Значение этой мощности должно составлять не более 75% от максимально
допустимой мощности РК.МАКС” приводимой в справочнике. Если это условие
невыполнимо, необходимо выбрать другой транзистор — с большим значением
РК.МАКС.
Определив по справочнику для выбранного транзистора VT1 минимальное
значение статического коэффициента передачи тока базы h21E, рассчитывают
максимальный ток базы, соответствующий максимальному току нагрузки:
[pic]
Поскольку ток IБ макс транзистора VT1 является током нагрузки
простейшего стабилизатора, состоящего из резистора R1 и стабилитрона VD, то
по его значению находят сопротивление резистора R1 по условию:
(Uвх.макс-Uст.мин)/Iст.мах?R1?(Uвх.мин-Uст.мин)/ (Iст.мин-IБ.макс)
Сопротивление резистора R2 можно определить по формуле:
R2= Uвых/Iн*(0,05...0,1).
Для нормальной работы стабилизатора требуется, чтобы напряжение на
переходе коллектор—эмиттер транзистора VT1 было не менее 1 В, если
транзистор VT1 германиевый, и не менее 3 В — если кремниевый.
Cложность построения рассмотренных стабилизаторов возрастает с
увеличением требований к параметрам выходного напряжения.
Задача конструирования высококачественных стабилизаторов напряжения
значительно упрощается, если использовать интегральные стабилизаторы. Эти
стабилизаторы отличаются малыми размерами и в то же время позволяют
получить стабильные параметры выходного напряжения, малочувствительные к
изменениям температуры, влажности и другим внешним воздействиям.
Примером интегрального стабилизатора напряжения, получившего
широкое распространение в радиолюбительской практике, является микросхема
серии 142, имеющая множество разновидностей. ИМС этой серии позволяют
получать фиксированное выходное напряжение, имеют защиту от перегрузок по
току, выпускаются в металлополимерных корпусах, могут работать при
температурах от -45 до +100°С и весят всего 2,5 г. У них всего три
вывода—вход, выход и общий. Корпус микросхемы соединен с металлической
пластинкой, в которой имеется отверстие для крепления на
терморассеивающем радиаторе. Несмотря на наличие всего трех выводов, в
миниатюрном кристалле этих микросхем выполнено более 17 биполярных
транзисторов, 3 диода, два из которых являются стабилитронами, 19
резисторов и 1 конденсатор.
2. Описание электрической схемы выбранного устройства
В результате анализа технического задания было выяснено, что получить
требуемые параметры, используя типовые схемы стабилизаторов не возможно,
вследствие сложности проектирования: большое количество каскадов (больше
10) и большое количество элементов обвязки. Расчет такого стабилизатора
также будет затруднен необходимостью подбора радиоэлементов по параметрам и
согласование каскадов. Оптимальным решением в данном случае будет
применение интегрального стабилизатора напряжения. Такие стабилизаторы
содержат большое количество транзисторов (больше 10) , подобранных по
параметрам, каскады включения согласованы. Не маловажным фактором является
и то, что основные каскады стабилизации содержаться в одном корпусе. Это
обеспечивает термостабильность (работу стабилизатора при температурах -40(С
до +100(С).
На рис. 2.1 приведена типовая схема включения стабилизатора с
обвязкой, необходимой для работы микросхемы.
На приведенной схеме стабилизатора напряжения резисторы R1, R2 и
конденсатор C1 составляют обвязку микросхемы, их номиналы содержатся в
справочнике по параметрах стабилизаторов.
Резистор R3 - это резистор защиты стабилизатора от перегрузки
выходным током.
Пара резисторов R4, R5 задают порог срабатывания тепловой защиты
стабилизатора.
Конденсатор C2 позволяет снизить уровень пульсаций и помех при большом
входном напряжении.
Конденсатор С3 – для уменьшения броска тока при подключении нагрузки и
снижения пульсаций выходного напряжения.
3. Расчёт элементов схемы
Из рассмотренных в справочниках микросхем выбираем интегральный
стабилизатор напряжения зарубежного производства LM317T, параметры которого
приведены в табл.3.1.
Табл. 3.1
Параметры микросхемы LM317T
|Выходное стабилизированное напряжение UВЫХСТ, В |12…30 |
|Максимальный ток нагрузки стабилизатора IНАГРMAX, А |1.5 |
|Максимальное входное напряжение стабилизатора UВХMAX, В |40 |
|Минимальное входное напряжение стабилизатора UВХMIN, В |20 |
|Минимальная разность напряжений на входе и выходе |4 |
|стабилизатора | |
|(UВХ-UВыХ)MIN, В | |
|Ток потребления микросхемы IПОТР, мА |4 |
|Коэффициент стабилизации КСТ |50 |
|КнI, % |0,5 |
|Температурный коэффициент изменения выходного напряжения |0,5 |
|ТКUВЫХ, %/К | |
Как уже говорилось в предыдущем разделе резисторы R1, R2 и конденсатор
C1 составляют обвязку микросхемы, их номиналы были получены из справочника
по интегральным стабилизаторам:
R1=1.2 кОм
R2=2 кОм
C1=0.1 мкФ
Резистор R3 - это резистор защиты стабилизатора от перегрузки
выходным током. Сопротивление этого резистора определяется по формуле
(3.1).
R3=(1.25-0.5*IПОТР-0,023(UВХ- UВЫХ))/IПОТР (3.1)
Подставив необходимые значения в формулу получаем значение
сопротивления R3=199 Ом, по которому из ряда Е24, номинальных значений
сопротивлений выбираем R3=200 Ом (2%.
Пара резисторов R4, R5 задают порог срабатывания тепловой защиты
стабилизатора. Для отключения интегрального стабилизатора на третьей его
ножке должно падать 1/3 выходного максимального напряжения, тогда R4/R5=3.
Рассчитаем сопротивления так, чтобы рассеиваемая ими мощность не
превышала 0.125 Вт:
R4=(2/3*UВЫХMAX)/PРАСС (3.2)
R5=(1/3*UВЫХMAX)/PРАСС (3.3)
Подставив необходимые значения в формулы (3.2) и (3.3) получили
значения R4=160 Ом, R5=80 Ом. Из ряда Е24, номинальных значений
сопротивлений выбираем R5=82 Ом (2%, R4=160 Ом (2%.
Конденсатор C2 позволяет снизить уровень пульсаций и помех при большом
входном напряжении. В справочнике интегральных стабилизаторов напряжения
советуют ставить конденсатор емкостью 10 мкФ и более. Следовательно С2=16
мкФ.
Конденсатор С3 – для уменьшения броска тока при подключении нагрузки и
снижения пульсаций выходного напряжения. Вследствие сказанного конденсатор
должен иметь достаточно большую емкость (сотни микрофарад) и должен
выдерживать напряжение в раза 1.5-3 больше чем максимальное выходное
стабилизированное напряжение на выходе интегрального стабилизатора.
Выбираем С3=470 мкФ (5% -50 В.
Мощности резисторов схемы рассчитываются по следующей формуле:
PR=URIR=UR*UR/R (3.4)
По схеме видно, что мощности всех сопротивлений не будут превышать
0.125 Вт.
В результате проведенных расчетов, получили следующие номинальные
значения элементов:
R1 - МЛТ-0.125- 1.2 кОм (5%;
R2 - МЛТ-0.125- 2 кОм (5%;
R3 - МЛТ-0.125- 200 Ом (2%;
R4 - МЛТ-0.125- 160 Ом (2%;
R5 - МЛТ-0.125- 82 Ом (2%;
C1 – К10-7B- 0.1 мкФ ±5%;
C2 – TESLA-16 мкФ ±5%;
C3 – TESLA-50 мкФ ±5%;
DA1 –LM337T;
4. Методика испытания устройства
Методика испытаний данного устройства состоит в замере напряжений на
входе и выходе стабилизатора напряжения. Измерения будем проводить при
помощи осциллографа, подключенного соответствующими каналами ко входу и
выходу стабилизатора напряжения. Для получения входного напряжения для
стабилизатора используем понижающий трансформатор (как наиболее простое и
распространенное решение), со вторичной обмотки которого снимаем переменное
напряжение, которое выпрямляем при помощи диодного моста
(двухполупериодного) и подаем на вход рассчитанного стабилизатора, U=20 В.
К выходу стабилизатора подключаем нагрузку, рассчитанную по формуле (4.1),
Rнагрузки=10 Ом.
Rнагрузки=Uвых/ Iвых (4.1)
Схема испытаний приведена в приложении.
Заключение
В данной курсовой работе была рассмотрена методика разработки
электронных устройств на стабилизатора напряжения на интегральной
микросхеме, рассмотрены основные условия стабилизации напряжения и методы
их реализации. Согласно техническому заданию была выбрана и рассчитана
схема стабилизатора напряжения.
В результате проделанной работы была создана следующая документация:
- пояснительная записка;
- схема электрическая принципиальная и перечень элементов
стабилизатора напряжения;
- чертёж печатной платы и компоновочный эскиз;
- схема испытаний устройства.
Данный стабилизатор может применяться в составе постоянных источников
питания радиоаппаратуры.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Борисов В.Г. Кружок радиотехнического конструирования: Пособие для
руководителей кружков. — М.: Просвещение, 1986.
2. Забродин Ю.С. Промышленная электроника.
3. Терещук Р.М., Терещук К.М. Полупроводниковые приемно-усилительные
устройства: справочник радиолюбителя. — Киев: Наукова думка, 1988.
4. Полупроводниковые приборы: транзисторы, справочник под ред.
Горюнова Н.Н. М.: Энергоатомиздат, 1983.
|40 |
-----------------------
Рис. 1.3. Схема транзисторного мощного регулируемого стабилизатора
напряжения
Рис. 1.2. Схемы транзисторных стабилизаторов напряжения
Рис. 2.1. Схема стабилизатора напряжения
[pic]
Рис. 1.1. Схема простейшего стабилизатора напряжения (а) и делителя (б),
образованного балластным резистором R1 и дифференциальным
сопротивлением стабилитрона
1
R5
МЛТ-0.125- 82 Ом (2%
1
R4
МЛТ-0.125- 160 Ом (2%
1
R3
МЛТ-0.125- 200 Ом (2%
1
R2
МЛТ-0.125- 2 кОм (5%
1
R1
МЛТ-0.125- 1.2 кОм (5%
Резисторы
1
X1
10x04MTA
Разъемы
1
DA1
LM337T
Микросхемы
1
С3
TESLA-50 мкФ ±5%
1
С2
TESLA-16 мкФ ±5%
1
C1
К10-7B- 0.1 мкФ ±5%
Конденсаторы
Кол.
Примечание
Наименование
Листов
Лит.
Стабилизатор напряжения
Н. Контр.
Провер.
Разраб.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Поз.
обозн.
Масштаб
Масса
Реценз.
Листов
Лит.
Стабилизатор
напряжения
Схема электрическая принципиальная
Утверд.
Н. Контр.
Т. Контр.
Провер.
Разраб.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Масштаб
Масса
Реценз.
Листов
Лит.
Стабилизатор
напряжения
Схема испытаний
Утверд.
Н. Контр.
Т. Контр.
Провер.
Разраб.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
[pic]
2:1
40
35
30
25
20
15
10
5
0
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Масштаб
Масса
Реценз.
Листов
Лит.
Стабилизатор
напряжения
Чертеж печатной платы
Утверд.
Н. Контр.
Т. Контр.
Провер.
Разраб.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
3:1
[pic]
35
Масштаб
Масса
Реценз.
Листов
Лит.
Стабилизатор
напряжения
Компоновочный эскиз
Утверд.
Н. Контр.
Т. Контр.
Провер.
Разраб.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Реферат на тему: Стандарт сотовой связи CDMA, проблема внедрения и эксплуатации в России
Министерство образования РФ
ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Реферат
по предмету цифровые устройства на тему:
Стандарт сотовой связи CDMA.
Проблемы внедрения и эксплуатации
в России.
Выполнил:
Студент группы ССК - 972
Литвинов А.
Руководитель:
Шифрин В.М.
Воронеж
2000
План:
1 CDMA как инструмент решения экономических задач;
2 Цифровые сотовые системы подвижной радиосвязи с кодовым разделением
каналов:
2.1. принципы кодового разделения каналов;
2.2. сотовая система подвижной радиосвязи с кодовым разделением каналов
стандарта IS-95;
2.3. аспекты безопасности в стандарте IS-95;
2.4. подвижная станция стандарта IS-95;
базовая станция стандарта IS-95;
применение CDMA в системах беспроводной связи типа WILL;
Подвижность в системах CDMA.
Проблемы функционирования CDMA в России.
Заключение.
CDMA как инструмент решения экономических задач
Можно выделить три задачи региональных операторов, ведущих к
экономическому успеху:
1. развитие телефонной сети.
2. Реконструкция и обновление действующей сети, улучшение качества связи.
3. Расширение видов и числа услуг.
Развитие телефонной сети в свою очередь, базируется на трех основных
требованиях платежеспособного потребителя:
- быстрота выполнения заявки;
- установка телефона в любой географической точке;
- быстрота соединения и высокое качество разговора;
Место системы CDMA в развитии телекоммуникаций области.
Современные технологии связи с первых дней работы позволяют уходить от
непроизводительного труда на всех этапах, начиная с проектирования и
заканчивая строительством и эксплуатацией. Оценена простота проектирования
и монтажа системы CDMA.
Данная система сразу стала популярной. За ней закрепился стабильный
спрос, характерный, впрочем, для всех радиосистем, которые создают
возможность немедленной установки телефона в тех районах, куда годами не
доходили проводные сети. Это одноэтажные массивы городов, загородные дачные
участки, пригородные хозяйства.
Отзывы клиентов подтвердили преимущества CDMA. Система отличается лучшим
качеством передачи речи и надежностью соединения. Немалую роль играет
гарантия качества защищенности от несанкционированного доступа. Разумная
тарифная политика и качество связи, удобная местная нумерация создают
системе необходимую популярность.
Необходимость смены технологий.
Современное оборудование не оставляет нам шансов строить и
эксплуатировать сети по старым правилам. Если мы меняем координатную
станцию на цифровую, мы вынуждены проводить и определенную реконструкцию
абонентской сети, поменять почти всю сеть абонентских линий. Нет возврата к
столбовым многокилометровым линиям, голым кабелям связи с низкой изоляцией.
В то же время строить для четырех-пяти абонентов хутора или поселка линии
бронированным кабелем, заглубленным в грунт не менее метра, чтобы защитить
от порывов, мы не сможем из экономических соображений. Современные
радиотелефонные системы - один из наиболее приемлемых, на наш взгляд,
способов телефонизации местности с малой плотностью населения.
Координатные и декадно-шаговые станции составляют 80% коммутационного
оборудования в области. Кабельное хозяйство и воздушные линии связи по
возрасту превосходят коммутационные системы. Задача, которую вынуждены
решать все операторы, - это проблемы села. Полноценная реконструкция и
обновление сельской телефонной связи могут стать реальностью только при
восстановлении платежеспособности населения, но готовить решение нужно уже
сегодня. Не следует сбрасывать со счетов вариант определенного развития
экономики, когда износ сельских сетей поставит перед оператором задачу
вынужденной их реконструкции.
Реконструкция сельской телефонной связи и CDMA.
Одной из основных задач, которые позволяет решать CDMA, следует считать
замену изношенных сельских станций и абонентских линий. Система позволяет
обслужить абонентов в радиусе 30 километров и более. С помощью CDMA
возможны высвобождение и перенос АТС, еще способных работать, из районов,
где устанавливаются базовые станции, хотя подобные решения могут быть лишь
временными и вынужденными.
Целесообразно использовать недавно сертифицированные выносные
концентраторы серии QCT - 8000, которые позволяют телефонизировать
отдельные здания и компактные поселки. В квартирах пользователей
устанавливается стандартный проводной телефонный аппарат, который дешевле
радиотелефонов в 5-6 раз.
Кроме задач развития и реконструкции очень важно было решать проблему
предоставления современных дополнительных услуг, в том числе для самых
дальних сельских населенных пунктов. Это услуги передачи данных и
факсимильных сообщений, услуги Интернет. Испытания последней модификации
аппарата фирмы Qualcomm QCT - 1000 показали, что передача данных
осуществима на высоком уровне, что существенно расширяет круг потребителей.
В настоящее время различными исследовательскими организациями
значительное внимание уделяется разработке систем подвижной радиосвязи
сотовой и микросотовой структуры нового поколения с кодовым разделением
каналов (CDMA) . Одной из таких разработок является проект CJDIT,
финансируемый в рамках программы RACE Европейским сообществом. Реализация
системы CDMA до последнего времени сдерживалась отсутствием ряда
технических решений, включая проблемы реализации абонентских станций с
приемлемыми потребительскими качествами.
Одна из первых сотовых систем подвижной радиосвязи с кодовым разделением
каналов была разработана фирмой Qualcomm (США), принципы ее построения
положены в основу CDMA стандарта США IS-95.
Оценка состояния и направлений развития сотовых систем связи с кодовым
разделением каналов представляет интерес для операторов и будущих абонентов
этих сетей.
Принципы кодового разделения каналов
28 сентября 1995 года компания Hutchison Telephone (Гонконг) открыла
коммерческую эксплуатацию первой в мире цифровой ССПС с кодовым разделением
каналов (CDMA). Сеть построена на оборудовании фирмы Motorola: базовых
станциях SC9600 и коммутационной станции типа EMX2500
Принципы кодового разделения каналов связи (CDMA - Code Division
Multiple Access) подробно исследованы и рассмотрены во многих работах. Они
основаны на использовании широкополосных сигналов (ШПС), полоса которых
значительно превышает полосу частот, необходимую для обычной передачи
сообщений, например, в узкополосных системах с частотным разделением
каналов (FDMA). Основной характеристикой ШПС является база сигнала,
определяемая как произведение ширины его спектра F на его длительность Т:
B = F * T.
В цифровых системах связи, передающих информацию в виде двоичных
символов, длительность ШПС Т и скорость передачи сообщений С связаны
соотношением Т = 1/С. Поэтому база сигнала B = F/C характеризует расширение
спектра ШПС относительно спектра сообщения. Расширение спектра частот
передаваемых цифровых сообщений может осуществляться двумя методами или их
комбинацией:
1. прямым расширением спектра частот;
2. скачкообразным изменением частоты несущей;
В существующих и разрабатываемых системах сотовой связи преимущественно
используются ШПС, формирование которых осуществляется по методу прямого
расширения спектра (DS-CDMA-Direct Sequence-CDMA).
Создание систем сотовой подвижной радиосвязи с кодовым разделением
абонентов сдерживалось отсутствием технических и технологических
возможностей по реализации малогабаритных, малопотребляемых и
многофункциональных устройств "сжатия" ШПС. В настоящее время эти проблемы
успешно решены американскими фирмами Qualcomm, InterDigital, Motorola. На
основе предложений фирмы Qualcomm в США принят стандарт IS-95 на систему
сотовой подвижной радиосвязи с кодовым разделением каналов.
Сотовая система подвижной радиосвязи с кодовым
разделением каналов стандарта IS-95.
Сотовая система подвижной радиосвязи общего пользования с кодовым
расширением каналов (CDMA) впервые была разработана фирмой Qualcomm (США).
Основная цель разработки состояла в том, чтобы увеличить емкость системы
сотовой связи по сравнению с аналоговой не менее чем на порядок и
соответственно увеличить эффективность использования выделенного спектра
частот.
Технические требования к системе CDMA сформированы в ряде стандартов.
Система CDMA фирмы Qualcomm рассчитана на работу в диапазоне частот 800
МГц.
Безопасность или конфиденциальность является свойством технологии CDMA,
поэтому во многих случаях операторам сотовых сетей не потребуется
специального оборудования шифрования сообщений.
Система CDMA Qualcomm построена по методу прямого расширения спектра
частот на основе использования 64 видов последовательностей, сформированных
по закону функций Уолша. Для передачи речевых сообщений выбрано
речепреобразующее устройство с алгоритмом CELP со скоростью преобразования
8000 бит/с (9600 бит/с в канале). Возможны режимы работы на скоростях 4800,
2400 и 1200 бит/с.
Протоколы установления связи в CDMA, также как в стандартах AMPS и N-
AMPS, основаны на использовании логических каналов.
В CDMA каналы для передачи с базовой станции называется прямыми
(Forward), для приема базовой станцией - обратными (Reverse). Структура
каналов в CDMA в стандарте IS-95 показана на рисунке:
Каналы CDMA
Прямые Обратные
Forward Channel Reverse Channel
Пилотный канал Канал доступа
Pilot Channel Access Channel
Канал синхронизации Канал обратного
трафика
Sync. Channel Reverse Traffic Channel
Канал вызова
Paging Channel
Канал прямого трафика
Forward Traffic Channel
Структура каналов связи в стандарте CDMA IS-95
Прямые каналы в CDMA:
. ведущий канал - используется подвижной станцией для начальной
синхронизации с сетью и контроля за сигналами базовой станции по времени,
чистоте и фазе;
. канал синхронизации - обеспечивает идентификацию базовой станции, уровень
излучения пилотного сигнала, а также фазу псевдослучайной
последовательности базовой станции. После завершения указанных этапов
синхронизации начинаются процессы установления соединения;
. канал вызова - используется для вызова подвижной станции. После приема
сигнала вызова подвижная станция передает сигнал подтверждения на базовую
станцию, после чего по каналу вызова на подвижную станцию передается
информация об установлении соединения и назначении канала связи. Канал
персонального вызова начинает работать после того, как подвижная станция
получит всю системную информацию (частота несущей, тактовая частота,
задержка сигнала по каналу синхронизации);
. канал прямого доступа - предназначен для передачи речевых сообщений и
данных, а также управляющей информации с базовой станции на подвижную.
Обратные каналы в CDMA:
. канал доступа - обеспечивает связь подвижной станции к базовой станции,
когда подвижная станция не использует канал трафика. Канал доступа
используется для установления вызовов и ответов на сообщения,
передаваемые по каналу вызова, команды и запросы на регистрацию в сети.
Каналы доступа совмещаются (объединяются) с каналами вызова;
. канал обратного трафика - обеспечивает передачу речевых сообщений и
управляющей информации с подвижной станции на базовую станцию.
На следующем рисунке будет показана процедура установления обычного
соединения (входящий вызов к подвижной станции).
Мобильная станция
Базовая станция
. Принимает Поисковое сообщение
Передает Поисковое сообщение или
канал
Разделенное поисковое сообщение(MIN)
вызова
. Передает Ответ на поисковое сообщение
Принимает Ответ на поисковое сообщение
(MIN,ESN)
канал Настраивается на назначенный
доступа информационный канал, используя общий
длинный код.
Начинает передавать
незначащие данные по
каналу прямого
трафика
. Принимает Сообщение о назначении
Передает Сообщение о назначении канала
канала канал (ESN, канал CDMA, код
канала)
. Настраивается на назначенный канал вызова
связи, используя общий длинный код.
. Принимает N последовательных кадров от
базовой станции
. Начинает передавать преамбулу канала
Принимает преамбулу канала связи от
связи каналу обратного трафика.
мобильной станции
. Принимает команду о подтверждении
Передает команду о подтверждении
базовой станции канал
прямого базовой станции
. Начинает отбрасывать принятые пакеты трафика
с запросами на обслуживание и передавать
данные по каналу обратного трафика.
. Принимает Сигнал готовности с
Передает Сигнал готовности с
информационным сообщением. канал прямого
информационным сообщением
трафика (сигнал
посылки вызова, CNI - номер
вызывающего абонента)
. Передает подтверждение
Принимает подтверждение
. Подает вызывной сигнал к мобильному канал обратного
радиотелефону. трафика
. Выводит информацию CNI на табло
мобильного радиотелефона.
(Абонент отвечает на вызов)
. Снимает подачу сигнала посылки вызова к
мобильному радиотелефону.
. Передает Команду о соединении
Принимает Команду о соединении
. начинает передавать информационные канал обратного
пакеты с подтверждением об трафика
обслуживании.
. Принимает подтверждение
Передает подтверждение
Канал прямого
трафика
(разговор абонентов)
(разговор абонентов)
Процедура установления обычного соединения (случай входящего вызова у
подвижной станции). Вызов к абонентскому аппарату может включать фазу,
когда устанавливается конкретная требуемая опция (вариант) службы.
На рисунке показана процедура прохождения обычного вызова (исходящий вызов
от подвижной станции)
Мобильная станция
Базовая станция
. Обнаруживает вызов, посылаемый
Принимает начальное сообщение
пользователем мобильной станции. Канал
Настраивается на назначенный канал трафика,
. Передает начальное сообщение доступа
используя общий длинный код по обратному
(ESN, MIN, набранные знаки номера)
началу трафику.
Начинает передавать незначащие данные
канала трафика по прямому каналу.
. Принимает Сообщение о назначении
Передает Сообщение о назначении канала
канала. Канал вызова
(ESN, канал CDMA, кодовый канал).
. Настраивается на канал трафика,
Удостоверяет MIN и ESN мобильной станции.
используя общий длинный код.
Принимает преамбулу канала трафика от
. Принимает N последовательный дестви-
мобильной станции.
тельных кадров от базовой станции.
. Начинает передавать преамбулу канала
трафика.
. Принимает Команду о подтверждении
Передает Команду о подтверждении базовой
базовой станции. Прямой
канал станции.
. Начинать передавать пакеты трафика к трафика
Опции услуг 1 и от опции услуг 1.
Возможная процедура (по выбору) Принимает
Продолжение начального
. Передает Продолжение начального Обратный канал сообщения.
сообщения.
трафика
. Принимает подтверждение.
Передает подтверждение.
Прямой канал
трафика
Возможная процедура (по выбору)
. Принимает команду Запрос перехода Прямой канал Передает
команду Запрос перехода на
на частный длинный код. трафика
частный длинный код
. Передает подтверждение вместе с
Принимает сообщение Принята команда о
сообщением Принята команда о Обратный канал
переходе на частный длинный код
переходе на частный длинный код трафика
. Начинает передавать и принимать
Начинает передавать и принимать информацию
информацию, используя частный длинный код
используя частный длинный код.
Возможная процедура (по выбору)
. Принимает Сигнал готовности вместе
Передает Сигнал готовности вместе
с информационным сообщением Прямой канал с
информационным сообщением (сигнал
трафика контроля посылки вызова)
. Передает подтверждение.
Принимает подтверждение
Обратный канал
. Подает сигнал контроля посылки трафика
вызова по разговорному тракту.
(вызываемый абонент отвечает на вызов)
Возможная процедура (по выбору)
. Принимает Сигнал готовности вместе
Передает Сигнал готовности вместе
с информационным сообщением. Прямой канал с
информационным сообщением. (молчание)
трафика
. Передает подтверждение
Принимает подтверждение
. Отключает сигнал посылки вызова Обратный канал
в тракте трафика.
трафика
(разговор абонентов)
(разговор абонентов)
В стандарте IS-95 регулировка уровня мощности сигнала, излучаемого
подвижной станцией, осуществляется в динамическом диапазоне 84 дБ с шагом 1
дБ. Это обеспечивает возможность приема сигналов подвижных станций базовой
станцией с практически одинаковым уровнем мощности независимо от удаления
до базовой станции. Чем ближе уровень мощности сигналов от подвижных
станций на входе базовой станции к минимальному, соответствующему
требуемому качеству связи, тем меньше уровень взаимных помех в системе и,
следовательно, тем выше ее емкость.
Высокие требования к регулировке уровня мощности подвижной станции можно
отнести к недостатку системы Qualcomm. Вторым недостатком CDMA Qualcomm
является необходимость использования одинаковых по размерам сот на всей
сети, в противном случае возникают взаимные помехи от сигналов подвижных
станций, которые находятся в соседних сотах разного размера.
Стандарт CDMA обеспечивает большую емкость сети по сравнению с
традиционными аналоговыми сотовыми сетями. Увеличение емкости может быть
достигнуто двумя способами:
1) увеличением количества каналов на МГц выделенной полосы частот;
2) увеличением повторного использования каналов связи на данной территории.
Фактором, способствующим снижению взаимных помех в системе CDMA и,
следовательно, увеличению ее емкости, является применение, аналогично GSM,
системы прерывистой передачи речи.
На интервале сеанса связи активная часть разговора составляет около 35%
, 65% приходится на прослушивание сообщений с противоположной стороны и
паузы. Излучение сигнала подвижной станцией только на интервалах активности
речи приводит к дополнительному снижению системных помех и общему
увеличению емкости системы CDMA.
В нижеследующей таблице будут приведены основные характеристики CDMA и
их краткое описание, определяющее достоинства и перспективность систем
сотовой связи с кодовым разделением каналов.
Характеристики и их описание
Высокая пропускная способность.
Полевые испытания, проводившиеся в различных условиях, подтвердили, что при
высокой нагрузке пропускная способность систем CDMA в среднем в 15 раз
превышает пропускную способность аналоговых систем. Наконец, при
использовании существующих вокодеров, которые работают на половиной
скорости передачи, пропускная способность увеличивается еще в 1,7 раза.
Дополнительная секторизация (свыше 3) также увеличивает пропускную
способность.
Высококачественная связь.
Вокодер, работающий на переменной скорости передачи, обеспечивает
преобразование речевых сигналов в цифровую форму и высококачественное
воспроизведение речи. Фоновые сигналы заглушаются даже при большой
нагрузке. Метод мягкой передачи абонента (переключения абонента с одного
радиоканала на другой), применяемой в системах CDMA, обеспечивает почти
прозрачную передачу вызовов между сотами. Такой надежный метод передачи
практически исключает потерю вызовов и снижает нагрузку на коммутационное
оборудование.
Возможность дальнейшей эволюции системы.
В существующей системе предусмотрены поисковые службы и цифровая передача
данных. Существующая структуру управления обеспечивает протоколы
факсимильной связи. Могут быть предусмотрены и более высокие скорости
передачи. Портативные абонентские станции, основанные только на методе CDMA
и совместимые с сотовыми системами и УАТС, могут отвечать перспективным
требованиям.
Возможность введения новых функций.
При желании с одного и того же аппарата можно получить выход к беспроводной
УАТС, домашнему беспроводному телефону, общественным беспроводным цифровым
телефонным аппаратам, к сети персональный связи и к сотовым сетям.
Обеспечиваются интерфейсы с УАТС, сетью ISDN и коммутируемой телефонной
сетью общего пользования. Цифровые сигналы управления позволяют
организовать целый ряд служб передачи данных, которые можно добавлять по
мере того, как компания-оператор будет вводить новый услуги. Вокодер с
переменной скоростью передачи и предусмотренная возможность передачи
данных позволяют вводить различные уровни обслуживания. Предусмотренные в
системе измерения уровня сигнала и его задержки позволяют определять
положение подвижной станции.
Секретность связи.
Цифровая форма сигналов, передача в широкой полосе частот, защита
информации для каждого адресата - все это обеспечивает значительно более
высокую, чем в других системах, секретность связи.
Простота перехода (и совместимость с аналоговыми системами)
CDMA позволяет почти утроить существующую в аналоговых сетях пропускную
способность и обеспечивает более высокое качество обслуживания. Пропускная
способность и радиопокрытие позволяют вводить CDMA при значительно меньшем
числе сот, чем на существующих сетях. Зона радиоохвата антенны и
секторизация не зависят от соты и не так тесно связаны, как в узкополосных
система. Последующее расширение может быть поэтапным и может быть местным
(чтобы быстро обеспечить радиопокрытие в каком-то одном месте) или
глобальным.
Цена и наличие оборудования
Существующие оценки стоимости системы CDMA в отношении сетевого и
абонентского оборудования показывают, что по стоимости эта система
эквивалентна существующим аналоговым системам. Более высокая пропускная
способность позволяет организовать связь при значительно меньшем числе сот,
чем в аналоговых системах и системах с TDMA, что снижает капитальные и
эксплуатационные затраты. Проверенная технология заказных интегральных схем
позволила свести технологию сложных схем CDMA к очень простым решениям.
Стандарт IS-95 обеспечивает высокую степень безопасности
передаваемых сообщений и данных об абонентах.
Безопасность связи обеспечивается также применением процедур
аутентификации и шифрования сообщений.
Шифрование сообщений, передаваемых по каналу связи (ТСН),
осуществляется также с использованием процедур стандарта IS-54B.
В стандарте IS-95 используется также режим "частый характер связи",
обеспечиваемый с помощью секретной маски в виде длинного кода.
Подвижная станция стандарта IS-95
Фирмы Qualcomm и Motorola разработали двухрежимные CDMA подвижные
станции, которые поддерживают связь с существующими сетями аналоговых
стандартов с частотной модуляцией (AMPS и N-AMPS). Это
обстоятельство дает значительные преимущества абонентам CDMA, так как
позволяет использовать свой радиотелефон там, где существующие аналоговые
сотовые сети обеспечивают радиопокрытие.
Основное отличие между абонентскими станциями CDMA и существующими
станциями аналоговых стандартов заключается в добавлении в состав подвижных
станций CDMA функций цифровой обработки сигналов.
Базовая станция стандарта IS-95
В системах связи CDMA используются соты с круговой диаграммой
направленности антенн или секторные соты (обычно 120-градусные)
В нижеследующем рисунке будет показана структурная схема базовой станции
(BTS) для соты с круговой диаграммой направленности антенны с цифровым
оборудованием, в состав которого входят канальные блоки.
Радиочастотный фильтр
Усилитель мощности
Приемопередатчик
Приемник GPS
Блок цифровой обработки
Контроллер соты
Структурная схема CDMA базовой станции
Каждый канальный блок может быть сконфигурирован как информационный
канал или как служебный канал. Для синхронизации работы сети используется
приемник GPS (глобальная система местоопределения).
Отсек приемоотдатчика преобразует сигналы промежуточной частоты,
сформированные в отсеке цифрового блока, в радиочастотный сигнал на несущей
частоте и обеспечивает обратное преобразование принимаемого сигнала на
промежуточную частоту. В направлении передачи сигнал проходит от
приемопередатчика через усилитель мощности и фильтр к передающей антенне. В
обратном направлении тракт приема начинается с приемных антенн, фильтра,
усилителя с низким коэффициентом шума. Затем в приемопередатчике сигнал
преобразуется на промежуточную частоту и поступает в отсек цифрового
оборудования. Следует отметить, что передающий и приемные тракты
подключаются непосредственно к своим антеннам.
Управление режимами работы цифрового оборудования и приемопередатчика
осуществляется контроллером соты (СС)
Применение CDMA в системах беспроводной связи типа WILL
В последние годы значительное внимание уделяется разработкам и
внедрению систем беспроводной радиосвязи (WILL) для обслуживания
стационарных абонентов в сельских и труднодоступных районах. В этой области
известны разработки фирм Motorola, Alcatel, Siemens и т.д. При определенных
условиях, связанных с количеством обслуживаемых абонентов и их удаленностью
от телефонных сетей общего пользования (ТФОП), прокладка кабельных линий
связи становится экономически неэффективной по сравнению с внедрением
радиоканалов для соединения стационарных абонентов с ТФОП. Обычно
применение WILL считается целесообразным для обслуживания абонентов,
удаленных от ТФОП на расстояния от нескольких километров до нескольких
десятков километров.
Как было отмечено ранее, системы CDMA имеют ряд преимуществ перед
существующими сетями сотовой связи и позволяют повысить емкость сетей.
Однако достоинства CDMA обеспечиваются усложнением процессов
функционирования сети и абонентского оборудования, которые становятся
незаметными при использовании передовых методов цифровой обработки
сигналов, быстродействующих вычислительных средств и современных технологий
микроэлектроники.
В варианте сети беспроводной связи для фиксированных абонентов не
требуется непрерывного управления регулировкой уровня мощности абонентских
станций, уровень излучения может быть зафиксирован один раз при установке
абонентской станции. Для снижения системных помех используются направленные
антенны для абонентских станций (по направлению на базовую станцию). Все
это позволяет обеспечить еще большую емкость сети WILL CDMA по сравнению с
сетью подвижной сотовой связи.
В целом технология CDMA при использовании ее в сети WILL обеспечивает,
по оценкам Motorola, 18-20-кратное увеличение емкости по сравнению с сетью
аналогового стандарта AMPS.
Фиксированное размещение абонентских станций, применение направленных
антенн в направлении от абонентской станции на базовую станцию позволяет
реализовать 60-градусне соты, то есть обеспечить одновременную работу 180
активных абонентов. При нагрузке от одного абонента до 0,025 Эрланга
количество абонентов, обслуживаемых одной 60-градусной сотой, составит
около 7000. Данные результаты подтверждают высокую эффективность
использования CDMA для построения систем беспроводной связи с фиксированным
абонентом.
Подвижность в системах CDMA.
Операторам систем CDMA и просто интересующимся внедрением этой
технологии в России известно решение коллегии Госкомсвязи о признании
"целесообразным создавать в России на базе стандарта IS-95 в диапазоне 800
МГц только сети беспроводного доступа к местным телефонным сетям". Таким
образом, окончательно утверждена "ссылка на село" самого передового
стандарта подвижной связи.
Рассмотрим сложившуюся ситуацию с точки зрения законопослушного
оператора сети связи CDMA, для чего сначала определим два важных понятия.
Что же такое подвижность? В полном объеме - это обслуживание абонента
портативным телефонным аппаратом с возможностью роуминга - национального
или международного. Для подвижности характерны высокая оплата трафика и его
низкая интенсивность, не применяются внешние направленные антенны, а
рабочая зона носит вероятностный характер. Нормативным документом будут
разрабатываемые в настоящее время "Правила предоставления услуг подвижной
связи".
"Стационарность" - фиксированная установка радиотелефона с габаритами,
очень близкими к обычному телефонному аппарату, или абонентского
радиомодуля со стандартным телефонным интерфейсом. Необходимы высокая
интенсивность трафика на каждого абонента и низкая его стоимость. Очень
часто необходимы внешние антенны и 100-ный радиодоступ к телефонной
сети. Условия предоставления услуги радиодоступа регулируются " Правилами
оказания услуг телефонной связи".
Вместе с тем радиодоступ обеспечивает относительную подвижность -
возможность работы в различных местах зоны радиопокрытия и даже в
движущемся автомобиле.
Итак, рассмотрим некоторые проблемы, возникающие при эксплуатации
стационарных радиотелефонов. В продаже имеются стационарные телефонные
аппараты фирм Qualcomm, Samsung и LG. В комплект телефона входит батарейный
источник питания, который при попадании сети обеспечивает 8 ч. разговорного
времени. Этот источник и позволяет эксплуатировать телефон автономно.
Многие абоненты поняли возможности телефонов CDMA и стали использовать их
как подвижные, перевозя в автомобиле. Конечно, такое использование
запрещено нашими правилами предоставления услуг связи по системе CDMA, и
это отмечено в договоре с абонентом, но как выявить нарушителя, как
доказать факт нарушения и что делать дальше?
Прежде всего следовало решить техническую проблему обнаружения
подвижности телефонов. Анализ биллинговых записей контроллера фирмы
Qualcomm выявил два существующих параметра - номер секторов, в которых
разговор начался и закончился, и значение дальности до телефона в этом
разговоре. Знание рабочего сектора оказалось малоэффективно, поскольку при
ширине сектора 1200 и дальности действия системы 20…25 км площадь
сектора 400 км2, а при установке телефона на границе двух секторов рабочий
сектор может изменяться несколько раз в течение одного разговора (hand-
off).
Наиболее информативным является значение дальности до телефона. Было
проанализировано большое количество биллинговых записей для заведомо
стационарных и подвижных телефонов. По результатам анализа выяснилось, что
функция распределения дальности по звонкам стационарных телефонов близка к
нормальной и ее значение 3? ‹ 200 условных единиц биллинговой записи.
Функция распределения дальности для мобильных телефонов может иметь
произвольный характер, с максимумами на дальностях, соответствующих
наиболее частым остановкам.
Опытным путем был установлен критерий стационарности: 3? ‹ 300 усл.ед.
В настоящее время нами разработана программа, которая автоматически
обрабатывает ежемесячные биллинговые записи и распечатывает номера
телефонов, разброс дальностей которых превышает 300 усл.ед.
Такая обработка первых 400 абонентов CDMA выявила 20% подвижных
телефонов и телефонов, работающих в нескольких точках. Этим абонентам были
направлены письма с предложением прекратить эксплуатацию телефонов CDMA с
нарушением Правил пользования и положений Договора. Практически все,
использующие телефон в нескольких точках, зарегистрировали свои
вторые/третьи рабочие точки. Некоторые "мобильщики" прекратили возить
телефоны в автомобиле, а с остальными продолжается работа.
Попутно выявилось несколько интересных обстоятельств:
- для некоторых абонентов функция распределения дальности показала работу
тел | |
