Providing of radio channel functional survivability

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЖИВУЧЕСТИ

РАДИОКАНАЛА

PROVIDING OF RADIO CHANNEL FUNCTIONAL SURVIVABILITY

Приводится методика обеспечения функциональной живучести радиоканала в сетях подвижной радиосвязи, основанная на использовании вероятностных характеристик функционирования.

The technique of maintenance of functional survivability of a radio channel in networks of the mobile radio communication, based on use of likelihood characteristics of functioning is resulted.

Радиоканал является основным элементом сетей подвижной радиосвязи (СПР).

Под радиоканалом понимается совокупность элементов сети: стационарных (СР), мобильных (МР), носимых (НР) радиостанций и среды распространения радиосигнала [1].

Под функциональной живучестью радиоканала понимается его способность обеспечить надежную и качественную связь между абонентами СПР в заданной зоне обслуживания при воздействии преднамеренных и непреднамеренных помех. Количественной мерой функциональной живучести радиоканала может служить вероятность Рус установления связи между абонентами сети на направлениях связи :

где АБ — абонент, 1 и ] — номера абонентов с различными типами радиостанций. В СПР могут быть следующие направления связи:

СР ~ СР, СР ~ МР, СР ~ НР, МР ~ МР, МР ~ НР, НР ~ НР . Соответственно Рус будет определяться выражением:

Вероятность установления связи будет определяться отношением сигнал/шум на выходе радиоканала (приемного устройства) [2]:

Соответственно, построение СПР необходимо осуществлять таким образом, чтобы выполнялось (1).

В условиях плотной городской застройки обеспечить выполнение (1) для всех направлений связи не представляется возможным. Обеспечение связи между абонентами в СПР становится возможным при использовании разнесенного приема, при этом возникает необходимость определения минимального количества приемных устройств в заданной зоне обслуживания.

АБ^АБ^

"l,ïôèNB i « NBj

Pfiô-iô ,ïôèNB i « IB j

Bfiô_îô ,ïôèNB j ÎB j

Biô _iô , ïôèto i « ÎBj Biô _iô ,ïôèÎB j ÎB j.

На рис. 1 представлена структурная схема радиоканала, образованного абонентскими радиостанциями АБі и АБ).

6

N / \ /

АБі ІЇВІ к к =1

\/

ПРДр

V

АБ)

Рис. 1

На этом рисунке ПРМ — приемное устройство, к= 1,2,...,п — количество ПРМ, ПРДр — передающее устройство ретранслятора, 11 и 12 — частоты работы радиоканала. Радиоканал работает по принципу двухчастотного симплекса.

Необходимо найти минимальное количество п приемных устройств, обеспечивающих выполнение (1).

Обозначим вероятности установления связи между радиостанцией АБ; и к-м приемным устройством (направлением связи) соответственно как р1, р2,..., рп, тогда вероятности отказов в установлении связи — д1, q2,..., qn.

Вероятность установления связи между радиостанцией АБ; и приемными устройствами Рус будет определяться выражением [3]:

&6И =1 - 4х х #2 х ..х 4п

Допустим, что р1 = р2 =,...,= рп, тогда выражение (2) примет вид:

&6П = 1 - 4п Учитывая (1), можно записать:

0,9 = 1 -qn;n = logq 0,1.

Результаты расчета п для разных значений вероятностей установления связи с учетом (3) приведены в таблице.

Рі Ф п Рус

0,8 0,2 2 0,96

0,7 0,3 2

0,6 0,4 3 0,936

0,5 0,5 4 0,9375

0,4 0,6 5 0,92224

0,3 0,7 7 0,917645

0,2 0,8 11 0,91411

0,1 0,9 22 0,9015

Как видно из таблицы, практический интерес для обеспечения функциональной живучести радиоканала представляют направления связи, р; которых находятся в пределах 0,5 < р; < 0,8.

На рис. 2 представлена схема организации сети разнесенного приема в СПР в заданной зоне обслуживания для р;=0,5 (п=4).

На этом рисунке А, В, С — места расположения стационарных приемных устройств, О — место расположения дуплексного стационарного ретранслятора, АО, СО и ВО — проводные линии связи, соединяющие приемные устройства (низкочастотные выходы) с передающим устройством ретранслятора (входом подмодулятора).

В качестве приемных устройств можно использовать симплексные стационарные радиостанции.

Общее количество приемных устройств в сети равно 4 (с учетом приемного устройства ретранслятора). Сеть состоит из 3 секторов: АОС, СОВ и АОВ.

Количество п приемных устройств будет определяться требуемой зоной обслуживания абонентов, ограничениями на стоимость оборудования и организацией работ по построению сети разнесенного приема, проведением технического обслуживания СПР.

Применение рассмотренной методики для обеспечения функциональной живучести радиоканала, основанной на использовании вероятностных характеристик, позволяет проектировать СПР с требуемыми характеристиками по надежности и качеству связи между абонентами в заданной зоне обслуживания.

Для точной оценки зоны покрытия СПР в реальных условиях эксплуатации необходимо провести измерения напряженности поля сигнала на направлениях связи. Это позволит определить вероятности установления связи между абонентами, определить количество п приемных устройств, провести мероприятия по обеспечению функциональной живучести радиоканала.

1. Основы построения систем и сетей передачи информации: учебное пособие для вузов / В.В. Ломовицкий [и др.]; под ред. В.М. Щекотихина. — М.: Горячая линия-Телеком, 2005. — 382 с.

2. Сети и системы радиосвязи ОВД и средства их информационной защиты: учебное пособие / О.И. Бокова [и др.]; под ред. Н.С. Хохлова. — Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2012. — 228 с.

3. Купер Дж., Макгиллем К. Вероятностные методы анализа сигналов и систем: пер.с англ. — М.: Мир, 1989. — 376 с.

С

Рис. 2

ЛИТЕРАТУРА