خرید و دانلود نسخه کامل مقاله کامل مروری بر سیستم های نسل اول – پایان نامه مخابرات

مقاله کامل مروری بر سیستم های نسل اول – پایان نامه مخابرات

فصل 2
مروری بر سیستم های نسل اول و نگاهی به سیستم AMPS
2-1- مقدمه
همانطور که در فصل اول اشاره شد، سیستم های اولیه تلفن همراه، از تکنولوژی آنالوگ استفاده می‏نمودند. انواع مختلفی از این سیستمهای آنالوگ با نامهای Japanese NEC Autotelefonnetz C, AMPS ,ATF2 , NMT , Aurora , TACS , وجود داشت. بعنوان مثال در امریکا و هونگ کونگ، AMPS رواج یافت و در اسکاندیناوی و فرانسه NMT استفاده می‏شد و در کانادا Aurora به کارگرفته شد. اما مهمترین ورایج ترین شکل سیستمهای آنالوگ، سیستم AMPS می‏باشد.
سیستم AMPS یکی از سیستمهای آنالوگ مهم می‏باشد که در زمان گذشته بسیار استفاده می‏شد. با توجه به ظهور سیستمهای دیجیتال، این سیستم در آینده چندان مورد استفاده نخواهد بود. اما هم
اکنون ردپای بزرگی در امریکا برجای گذاشته است و در نواحی روستایی آن، تنها سیستم سرویس دهی موبایل می‏باشد. بعلاوه هم اکنون نیز عده‏ای از محققین بر روی ساختاری از AMPS که عملکرد خوب و سودآورداشته باشد، در حال تحقیق هستند. همچنین سیستم AMPS قابل ترکیب باسیستم های دیجیتالی نظیر NA – TDMA ،
GSM1900 و CDMA می‏باشد. در این فصل به بررسی مختصری ازسیستم AMPS بعنوان یک نمونه از سیستمهای نسل اول می‏پردازیم.
2-2- شبکه آنالوگ
بسیاری از اصطلاحاتی که در ساختار ومعماری استاندارد AMPS استفاده می‏شود با آنچه در سیستم های دیجیتال بعدی استفاده شده، متفاوت است. دراین سیستم ها به ایستگاه پایه(BS )، سایت سلول و یا ایستگاه زمینی ، و به ایستگاه سیار اصطلاحا مجموعه دستی یا موبایل گفته می‏شد. مرکز سوئیچینگ سلولی نیز اداره سوئیچینگ تلفن همراه (MTSO) نامیده می‏شد ( شکل2-1 را ببینید).
استاندارد AMPS رابطهای همگانی‏ای را برای ارتباط بین ایستگاه پایه و مرکز سوئیچینگ با خارج اختصاص نداده است. بدین معنی که هر کارخانه با کارخانه دیگر در این زمینه متفاوت است و بدین دلیل تا اواسط 1990 مخابره میان سیستمهای ساخت کارخانه‏های متفاوت، مشکل وپیچیده بود. اما بالاخره در این زمان استاندارد IS –41 که این نوع مخابرات را تحت پوشش خود قرارداده بود، توسعه یافت.
شکل2-1-نامهای متفاوت برای اجزای مختلف ساختار شبکه AMPS
2-3- سیگنالینگ در سیستم های آنالوگ
آنالوگ بودن سیستم AMPS بدین معنی است که برای ارسال صحبت ازمدولاسیون FM استفاده می‏کند و به این معنی نیست که نیازی به ارسال و مبادله
اطلاعات دیجیتالی بین ایستگاه پایه و ایستگاه سیار نیست.
AMPSارسال این اطلاعات دیجیتالی را توسط کلیدزنی شیفت فرکانسی (FSK) انجام می‏دهد. بویژه AMPS از کلید زنی شیفت باینری باکد منچستر در سرعت 10Kbps استفاده می‏کند. بطوریکه صفر و یک ها با ارسال یک موج سینوسی با فاصله 8 kHz در بالا و پایین فرکانس حامل تولید می‏شوند(شکل 2-2 ). “1” ها با گذری از –8 KHZ تا +8 KHZ نشان داده می‏شود (دقیقا در وسط بازه 100 میلی ثانیه)، در حالیکه “0”ها با گذری از +8 KHZ تا -8 KHZ نشان داده می‏شود.
شکل2-2- “1” ها و “0”های دیجیتال با جابجاییهایی از –8 KHZ تا +8 KHZ نشان داده می‏شود.
روش دیگری که برای ارسال اطلاعات در این سیستم استفاده می‏شود، فرستادن یک
تن‏صوتی‏‏نظارتی ( SAT ) به همراه هر بیت می‏باشد. تن صوتی یکی از سه فرکانسی است (HZ 0:5970، HZ 6000 : 1 ، HZ 2:6030) که در طول یک مکالمه به منظور مشخص کردن ارتباط ایستگاه پایه با تلفن همراه مورد نظر و یا به منظور سیگنالینگ بین موبایل و ایستگاه پایه در کانالهای صحبت در مسیر مستقیم و معکوس به کار می‏روند.
وقتی که یک کاربر مکالمه را دریافت و یا درخواست می‏کند، ایستگاه پایه طی یک پیام کنترلی به واحد سیار می‏گوید که کدام کانال صوتی مستقیم (FVC ) را بکار برد و همچنین به او می‏گوید که کدام SAT مورد نیاز اوست. این پیام کنترلی از سوی ایستگاه پایه که SAT را مشخص می‏کند، کد مشخصه SAT یا SCC نام دارد. پس از آن ایستگاه پایه شروع به ارسال SAT مخصوص برروی کانال FVC می‏نماید. سپس واحد سیار روی این کانال آمده و به SAT صحیح گوش فرا می‏دهد. اگر همه چیز خوب پیش برود، واحد سیار همین تن را روی کانال صوتی مسیر معکوس (RVC) ، آشکار سازی، فیلتر و سپس مدوله
می‏نماید. بدین ترتیب حلقه گردش SAT کامل می‏شود و شبکه اطمینان می‏یابد که کاربر ارتباط صحیحی را برقرار نموده است. واحد سیار نه تنها باید برای دریافت مکالمه به کانال ارتباطی صحیحی روی آورد بلکه بایدSAT صحیحی را برای ارسال مجدد اطلاعات بیابد(شکل 2-3).
شکل2-3- موبایل یک SAT دریافت می‏دارد، سپس حلقه را با فرستادن این SAT کامل می‏کند. این کار مکالمه مناسب را تضمین می‏کند.
همچنین تن هایSAT پس از یک فراخوانی، به منظور سیگنالینگ رویدادهای مربوطه مانند انجام دستورات، در خواستهای ناگهانی برقرار می‏شوند. و نیز برقراری این تن ها، بیمه کننده بی عیبی و
تمامیت لینکهای بین ایستگاه پایه و واحد سیار می‏باشد.
SAT ها در طول عملیات تعویض کانال hand off)) نیز از اهمیت بسیاری برخوردارند، زیرا برای اطمینان از اینکه عمل hand off واقعا درست صورت گرفته است ایستگاه پایه جدید و واحد سیار باید بتوانند یک حلقه SAT بسته را بکار گیرند(حلقه‏ای مانند شکل2-3 ).
در سیستمهای دستیابی چند گانه حوزه فرکانسی مانند AMPS ، کاربرهای مختلف توسط فرکانسهای متفاوت از هم متمایز می‏شوند و یک سیستم تکرار فرکانسی (یعنی استفاده مجدد از گروههای فرکانسی در سلولهای مختلف) برای افزایش بازده طیفی بکار گرفته می‏شود که در این صورت تعدادی تداخل هم کاناله، روی می‏دهد. حتی با الگوی استفاده مجدد فرکانسی بهینه نیز ممکن است این تداخل هم کانال بوجود آید. در اینجا نیز وجود تن SAT مفید می‏باشد. چون SAT زمینه مربوط به ارتباط یک BTS در یک سلول با SAT فرکانس مشابه که در سلولی دیگر بکارمی‏رود، متفاوت است. بنابراین برای اطمینان از اینکه موبایل در فرکانسی صحیح با ایستگاه پایه صحیحی ارتباط دارد می‏بایست SAT مربوطه بطور صحیح آشکارسازی و مورد تشخیص قرارگیرد و SAT سیگنال تداخلی مزاحم توسط ایستگاه پایه حذف گردد (جدول
2-1). در حالتیکه یک SAT آشکارسازی نمی‏شود و یا با آنچه که انتظارمی‏رفت مطابق نباشد، حالت تنظیم تاری فعال می‏شود. این کلاک پنج ثانیه می‏شمارد و اگر هیچ SAT ی آشکارسازی نشود، فرستنده را خاموش می‏کند( با فرض اینکه مکالمه قطع شده است).
جدول 2-1- تعیین اینکه کدام SAT دریافتی استاندارد شده است
تن سیگنالینگ (ST) دومین نوع تن استفاده شده در AMPSاست. این تن توسط واحد سیار تولید می‏شود (بر خلاف SAT که توسط BS تولید می‏شود). ST یک تن 15 کیلو‏هرتز با مدولاسیون FM روی کریر می‏باشد. در طول یک مکالمه ST بصورت ترکیبی با SAT بکار می‏رود و بر مبنای حالتهای روشن و خاموش (OFF,ON )بودن SAT و ST و همچنین بر اساس طول ST رویدادهای ویژه‏ای معین می‏گردد. بعنوان مثال، چنانچه SAT وST
به مدت8/1 ثانیه روشن باشند، بر رهاکردن مکالمه از سوی شبکه دلالت می‏کند.
از جمله کارهای دیگری که SAT/ST در آن نقش دارد عملیات hand off است. بطوریکه با ارسال SAT و ST توسط handset به مدت 50ms عملیات handoff صورت می‏پذیرد.
2-4 آماده سازی سیگنال آنالوگ
پیش از مدولاسیون فرکانس، تقویت و ارسال سیگنال آنالوگ، پنج فرآیند برای آماده‏سازی صورت می‏گیرد. این پنج عمل توسط واحد های زیر انجام می‏شود(شکل2-4).
شکل 2-4- بلوک دیاگرام مراحلی که قبل از مدوله کردن و ارسال سیگنالهای صوتی و برای آماده‏سازی آن باید انجام شود تا رنج دینامیکی خوب تضمین شود و از تداخل جلوگیری شود.
1-فشرده ساز ( در هنگام دریافت عکس عمل فشرده‏سازی، یعنی گسترده سازی صورت می‏گیرد): سیگنال صوتی آنالوگ دارای رنج وسیعی از دامنه ‏است. بعبارت دیگر دارای رنج دینامیکی بالاست. بعنوان نمونه مکالمه متوسط دارای رنج dB12 می‏باشد (تفاوت 1600%). مشکل اصلی انتقال سیگنالهای با رنج دینامیکی بالا در این است که صداهای بسیار ضعیف بیشتر در معرض خطر نویز می‏باشند و صداهای خیلی قوی دچار اعوجاج می‏شوند. AMPS از یک دستگاه بنام فشرده ساز هجایی 2 به 1 استفاده می‏کند. یعنی چنانچه هجای ورودی دستگاه 2dB تغییر دامنه داشته باشد، خروجی 1dB تغییر خواهد داشت. این سیگنال فشرده شده سپس به فیلتر پیش تآکید فرستاده می‏شود.
2-فیلتر پیش تآکید: این فیلتر برای بهبود کیفیت صدای سیگنال صوتی بکار می‏رود( بهنگام دریافت، بجای آن از یک فیلتر پس تآکید استفاده می‏شود). این فیلتر ها سطح صداهای فرکانس بالا را برای ارسال کاهش می‏دهند و سپس در گیرنده با فیلتر عکس آن یعنی فیلتر پس تآکید، فرکانس آنرا به سطح اولیه برمی‏گردانند.

فایل : 205 صفحه

فرمت : Word