РЕГИОНАЛЬНАЯ СЕТЬ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ И АБОНЕНТСКИЙ ТЕРМИНАЛ Российский патент 2009 года по МПК H04B7/26 

Изобретение относится к системам мобильной связи и обеспечивает двустороннюю связь между абонентами в режиме голосовой связи и передачи сообщений в зоне обслуживания сотовых сетей связи региона и в режиме передачи сообщений на всей территории региона.

Недостатком всех без исключения действующих в настоящее время сотовых систем связи является невозможность обеспечения связью подвижных объектов, которые оказываются за пределами прямой видимости от антенн сотовых базовых ретрансляторов, расположенных на границе обслуживаемой зоны. Глобальная мобильность сотовых систем связи является первоочередной задачей, которая должна решаться в следующем третьем поколении аппаратуры этого вида каналов передачи информации (Васин В.А. и др. Радиосистемы передачи информации. Горячая линия. - Телеком, 2005. С.446).

Существует различные варианты расширения зон обслуживания сотовых сетей связи. Например, непосредственное подключение к телефонной сети общего пользования обеспечивает обслуживание удаленных зон территории (Патент РФ 2126591, 20.02.99).

В части возможностей расширения зоны обслуживания для передачи коротких сообщений предлагается сеть сотовой связи, работающая в режиме взаимодействия с сетью Internet (Карташевский В.Г., Семенов С.Н., Фирстова Т.В. Сети подвижной связи. М.: Эко-Трендз, 2001. С.171). В данном случае зона обслуживания сети сотовой связи в режиме SMS расширяется за счет зоны обслуживания сети Internet. Однако этот вариант расширения зоны обслуживания не дает возможности двустороннего обмена сообщениями абонентам, хотя бы один из которых находится за пределами зон обслуживания сотовых базовых ретрансляторов и сети Internet.

Решение задачи глобальной мобильности систем наземной подвижной связи в настоящее время в основном возлагается на спутниковые каналы связи, которые взаимодействуют с сотовыми системами (Патент РФ 2100904, 27.12.97; Информационные технологии в радиотехнических системах. Под редакцией Федорова И.Б., М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2004. С.717). Отдавая должное спутниковой связи для решения проблемы глобальной мобильности, следует отметить такие ее недостатки, как дороговизну построения, высокую стоимость эксплуатации и др. Этим объясняется очень низкий процент прогнозируемого на ближайшее будущее охвата населения Земли спутниковой связью - всего 0,5%.

Одним из вариантов являются также комбинированные системы мобильной связи, которые, кроме сотовых, включают в себя, как уже указывалось выше, спутниковые системы связи или системы коротковолновой связи. Например, автоматизированная информационная система контроля и диспетчерского управления «КУПОЛ», разработанная НПФ «Гейзер» и предназначенная для автоматизации решения задач контроля, управления, учета и обеспечения безопасности работы транспортного комплекса, позволяет определять местоположение транспортных средств в городе, на международных трассах, на значительном удалении от населенных пунктов благодаря возможности одновременной работы систем связи ультракоротковолнового (УКВ) (сотовых, транкинговых, спутниковых и др. систем связи) и коротковолнового (KB) диапазонов радиоволн (http://www.geyser.rn/services/coupole/coupole.htm).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство сети мобильной коммуникации, в котором сотовая связь сочетается с коротковолновой связью (Патент РФ №2292646, 27.01.2007, прототип). Устройство сети мобильной коммуникации представляет собой внешнюю сеть и точки доступа к ней с трансиверами, мобильные терминалы и терминальные адаптеры, при этом трансиверы и адаптеры выполнены с возможностью обмена сигналами друг с другом и/или между собой посредством электромагнитных волн с частотами, удовлетворяющими условию

,

где f₁ - частота УКВ, а f₂ - частота KB, что обеспечивает возможность реализовать оптимальный режим кодирования с минимальной потерей (в реальных условиях прохождения сигнала на коротковолновой несущей) пользовательских и служебных данных при согласовании высокоскоростных и низкоскоростных потоков информации в беспроводных сетях.

Данное устройство имеет целый ряд недостатков, основным из которых является то, что в сети не используются функционирующие в регионе штатные сотовые сети связи различных операторов, которые могли бы взаимодействовать с трансиверами точек доступа. Поэтому авторы прототипа вынуждены создавать для связи с сотовыми терминалами большое количество собственных преимущественно стационарных адаптеров с относительно мощными коротковолновыми трансиверами, что существенно усложняет и удорожает аппаратуру средств связи и соответственно повышает стоимость предоставляемых пользователю сети услуг. Например, для региона, равного по площади Омской области, требуется порядка 40 адаптеров. При этом некоторые из них будут находиться в северной части области, где плотность населения столь мала, что они будут обслуживать лишь небольшое количество пользователей. Фактически, авторы прототипа предлагают «накрыть» обслуживаемый регион собственной сотовой сетью, которая отличается от штатной сети тем, что внешние линии связи между сотовыми базовыми ретрансляторами (адаптерами) обеспечиваются коротковолновыми ретрансляторами (трансиверами точек доступа), которые уже в свою очередь соединены с внешними линиями связи. Кроме того, абонент, который оказывается на относительно большом удалении от адаптера, например, превышающем расстояние, обеспечивающее прямую видимость между УКВ антеннами адаптера и абонента, оказывается вне зоны обслуживания сети и теряет вообще возможность вести связь. Выход из строя адаптера лишает связи всех обслуживаемых им абонентов, что обусловливает относительно низкую живучесть всей региональной сети связи. Недостатком также является обязательное обеспечение определенного, оговоренного вышеприведенным уравнением, соотношения используемых в сети частот коротковолнового и ультракоротковолнового диапазона. К недостаткам прототипа нужно отнести и выбор неоптимального с точки зрения распространения коротких волн основного расстояния между трансиверами точек доступа и обслуживаемого региона, что потребовало использования специальной аппаратуры зондирования каналов. Для обеспечения работы с непрерывной коррекцией рабочей частоты в KB диапазоне при изменении состояния ионосферы, например, в утренние и вечерние периоды суток требуется большее число рабочих частот, которые должны быть постоянно закреплены за оператором. Все это еще больше усложняет и делает очень дорогой всю предлагаемую в прототипе сеть региональной связи.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является расширение зоны, обслуживаемой действующими сетями сотовой связи региона, в режиме передачи сообщений между абонентами, до значений площади, равной или превосходящей территорию этого региона, а также обеспечение надежной двусторонней связи в режиме обмена сообщениями в пределах всего обслуживаемого региона.

Для достижения такого технического результата в региональной сети мобильной связи, включающей сотовые сети региона, коротковолновые базовые ретрансляторы, удаленные от обслуживаемого региона и соединенные между собой линиями связи, и абонентские терминалы, центры коммутаций сотовых сетей соединены линиями связи с коротковолновыми базовыми ретрансляторами, а абонентские терминалы содержат взаимодействующие в сети ультракоротковолновые и коротковолновые приемопередатчики, используемые по отдельности или объединенные конструктивно, первые из которых обеспечивают голосовую связь с абонентами сотовых сетей и обмен сообщениями со всеми абонентами региональной сети, находясь в пределах зоны, обслуживаемой сотовыми сетями, а вторые обеспечивают обмен сообщениями со всеми абонентами региональной сети, находясь в любой части территории региона, при этом передача сигналов от абонентских терминалов по коротковолновому каналу связи производится одновременно на отличающихся друг от друга на кратную скорости манипуляции разность частот индивидуальных частотах, назначаемых сетью в пределах полосы пропускания усилительного тракта приемного устройства коротковолнового базового ретранслятора, преимущественно малой мощностью и низкой скоростью манипуляции, и преимущественно по нескольким параллельным декоррелированным каналам, а передача информационных сигналов и сигналов управления со стороны коротковолновых базовых ретрансляторов в сторону всех абонентских терминалов производится преимущественно большой мощностью последовательно во времени и преимущественно высокоскоростными методами манипуляции.

Отличительным признаком предлагаемой региональной сети мобильной связи является дополнение всех эксплуатируемых различными операторами в регионе сотовых сетей связи коротковолновыми базовыми ретрансляторами, удаленными от обслуживаемого региона на оптимальные для распространения коротких радиоволн расстояния, например, 2000-3000 км (Коноплева Е.Н. "О расчете надежности связи на коротких волнах". Электросвязь, 1967. №11), которые соединены между собой и с центрами коммутации сотовых сетей связи внешними линиями связи. В данном случае сам регион является гиперячейкой сотовой сети связи, которая обслуживается базовыми KB ретрансляторами в режиме приема - передачи коротких сообщений.

Отличительным признаком является также наличие абонентских терминалов, которые содержат взаимодействующие в сети ультракоротковолновые и коротковолновые приемопередатчики, используемые по отдельности или объединенные конструктивно. Такого рода терминалы дают возможность обеспечить двустороннюю связь в режиме передачи сообщений между двумя абонентами, находящимися в любых точках региона, через сотовые и удаленные от региона коротковолновые базовые ретрансляторы, вести голосовую связь абонентам, находящимся в пределах зоны обслуживания сотовыми сетями связи, получать короткие сообщения через сеть Internet, определять географические координаты местоположения терминала и автоматически передавать их по запросу или по отдельной команде, организовывать различного рода мониторинговые системы (автодорожные, железнодорожные, медицинские, энергетические, экологические и т.п.), а также получать телефонограммы с обычных телефонных аппаратов через диспетчера (пейджинговая функция). Абонент, имеющий вышеописанный терминал, не может оказаться на территории региона в положении пользователя без связи, так как он не зависит от факта удаления от какой-либо географической точки (в которой, например, у прототипа находится адаптер) или от работоспособности какого-либо промежуточного звена (например, адаптера прототипа). Абонентский терминал напрямую взаимодействует с KB базовым ретранслятором и это определяет высокую живучесть всей заявляемой региональной мобильной сети связи.

В сети используются уже существующие в регионе системы сотовой связи различных операторов, что сокращает сроки ее создания. Коротковолновые базовые ретрансляторы работают каждый на одной из нескольких фиксированных частот в разных частях коротковолнового диапазона. Эти частоты выбираются из числа разрешенных с учетом долгосрочного прогноза рабочих частот, а также оперативных оценок качества коротковолнового канала связи по сигналам абонентских терминалов, например, по среднему уровню сигналов, по величине краевых искажений, по частности обнаруженных ошибок и т.п. Базовые ретрансляторы передают абонентам сообщения и сигналы управления по общему каналу связи последовательно во времени с высокой скоростью в режимах, например, фазовой, относительной фазовой, двойной относительной фазовой или частотной манипуляции, обеспечивающих минимальный пикфактор. Если базовых ретрансляторов несколько, то они излучают свои сигналы на соседних рабочих частотах, которые размещаются по соседству в полосе пропускания приемного тракта терминального приемопередающего устройства. Передача сигналов со стороны терминала по коротковолновому каналу связи производится с низкой скоростью, например, в режиме частотной манипуляции с большой девиацией частоты, превышающей 3000 Гц, на частотах, назначаемых базовым ретранслятором с дискретностью, равной скорости манипуляции в пределах полосы пропускания приемного тракта базового ретранслятора и с избыточным кодированием, позволяющим обнаруживать ошибки на выходе приемника базового ретранслятора. Прием на коротковолновом базовом ретрансляторе частотно-манипулированных сигналов от абонентских терминалов с большой девиацией частоты производится как прием двух индивидуальных частотно-разнесенных амплитудно-манипулированных сигналов с последующим их сложением по общеизвестным алгоритмам. При этом сигналы принимаются в режиме частотного уплотнения по параллельным каналам, номиналы частот которых отличаются друг от друга на величину, кратную скорости манипуляции сигнала на абонентской стороне радиолинии.

Каждый коротковолновый базовый ретранслятор способен одновременно обслуживать несколько разных регионов, которые, например, располагаются по разные стороны относительно его географического местоположения. Для обслуживания одного региона достаточно всего одного-трех коротковолновых базовых ретрансляторов. Для обслуживания всех регионов России потребуется всего шесть коротковолновых ретрансляторов такого рода.

Приемники абонентских коротковолновых приемопередатчиков непрерывно сканируют по рабочим частотам базовых коротковолновых ретрансляторов и, оценив качество всех каналов связи, автоматически выбирают для себя наиболее качественный рабочий канал связи. Заявки на связь абонентскими терминалами при использовании коротковолновых приемопередатчиков производятся в режиме частотно-временного кодирования в пределах полосы частот пропускания усилительного тракта приемопередатчика ретранслятора с частотной сеткой, кратной скорости манипуляции, когда по специальным сигналам коротковолновых базовых ретрансляторов терминалы, на которых подготовлены сообщения для передачи по коротковолновому каналу связи, излучают в определенное, персонально назначенное им время на определенной, закрепленной за ними частоте одиночный импульс, который и является заявкой на связь.

Поскольку в заявляемой региональной сети мобильной связи KB базовые ретрансляторы могут работать каждый на ограниченном числе заранее известных частотах, то в отличие от прототипа в заявляемой сети не требуется отдельная система зондирования канала связи, которая определяет оптимальную рабочую частоту. Рабочие частоты определяются в соответствии с долгосрочными прогнозами и посредством оценок качества информационных сигналов, поступающих от абонентских KB передатчиков. Наилучший канал связи из общего возможного числа определяется в заявляемой сети абонентом автоматически посредством сканирования приемника абонентского терминального коротковолнового приемопередатчика по всем рабочим частотам коротковолновых базовых ретрансляторов с оценкой их качества.

На фиг.1 представлена структурная схема региональной сети связи с двумя удаленными коротковолновыми базовыми ретрансляторами 1 и 2. Цифрами 3, 4 и 5 обозначены мобильные абоненты, которые находятся вне зоны обслуживания сотовых сетей, обозначенной замкнутой пунктирной линией, но в пределах региона, ограниченного непрерывной замкнутой линией и обслуживаемой базовыми коротковолновыми ретрансляторами 1 и 2. Светлыми точками 6, 7, 8, 9 и 10 обозначены абоненты, которые находятся в зонах, обслуживаемых сотовыми сетями связи. Цифрами 11 и 12 обозначены центры коммутации сотовых сетей связи. Темными точками 13 обозначены сотовые базовые ретрансляторы.

Для двух абонентов, нуждающихся в двустороннем обмене сообщениями, возможны следующие варианты ситуаций:

- абоненты находятся в части региона, обслуживаемой сотовыми сетями связи;

- абоненты находятся в части региона, не обслуживаемой сотовыми сетями связи;

- один из абонентов находится в части региона, обслуживаемой сотовыми сетями связи, а второй - в части региона, не обслуживаемой сотовыми сетями связи.

В первом случае у обоих абонентов сотовые приемопередатчики обеспечивают связь как голосовую, так и в режиме обмена сообщениями, которая производится традиционным способом, как это принято в сотовых сетях связи.

Во втором случае возможна передача только сообщений, которая производится с помощью только коротковолновых приемопередатчиков, т.к. сотовые приемопередатчики не функционируют.

В третьем случае также возможна двусторонняя передача только коротких сообщений с помощью сотового приемопередатчика, который находится в зоне обслуживания сотовых систем связи, с одной стороны, и коротковолнового приемопередатчика, который находится за пределами этой зоны, с другой стороны.

Если надежность передачи коротких сообщений со стороны абонента, находящегося за пределами зоны обслуживания сотовых сетей связи, недостаточна, то абонент имеет возможность подключения к своему терминальному KB приемопередатчику более эффективной антенны, например, антенны «штырь» или антенны «наклонный луч».

Таким образом, двусторонняя связь в режиме передачи коротких сообщений гарантированно осуществляется при любых расстояниях между абонентами в пределах обслуживаемого региона.

Рабочие частоты базовых ретрансляторов в отдельных частях диапазона размещаются по соседству друг с другом в одной полосе пропускания приемного тракта терминального KB приемопередатчика. Рабочие частоты являются фиксированными. Считается, например, достаточным иметь три значения этих частот для каждого базового ретранслятора в районе 5, 10 и 15 МГц, как показано на фиг.2. Сплошными линиями показан вариант размещения частот базовых KB ретрансляторов в районе 10 МГц в переходной период суток. В ночной период суток ретрансляторы работают в районе 5 МГц, а в дневной период суток - в районе 15 МГц.

Абонентские KB приемопередатчики при работе постоянно автоматически сканируют все рабочие частоты и выбирают для себя тот канал связи, который имеет наивысшую оценку качества (например, наибольший уровень) в данный момент времени.

Управление абонентскими KB приемопередатчиками осуществляется со стороны KB базовых ретрансляторов, которые выявляют заявки на связь, назначают время начала передачи, рабочую частоту, переспрашивают недостоверные фрагменты принятых сообщений и т.п.

Заявки на связь подаются в отдельно отведенной части полосы пропускания приемного тракта базового ретранслятора. Каждому абоненту в соответствии с его адресом присваивается определенная позиция в частотно-временной матрице, как показано на фиг.3. После получения специального сигнала от KB базового ретранслятора терминальный KB приемопередатчик при необходимости передать информацию излучает импульс в соответствующий ему момент времени на закрепленной за ним частоте. На чертеже этот факт отмечен черными четырехугольниками. Длительность импульса, например, 250 мс. Полоса частот, которую занимает при этом спектр этого импульса, равна 4 Гц. Поэтому общее число частотных каналов в полосе однополосного телефонного канала связи при этом будет равно порядка 800. Можно оценить среднее время определения общего числа заявок на связь Т_ср. При общем числе абонентов N оно определяется по формуле Т_ср=N· 0,250/2/800 с. Так, если N=100 тыс., то Т_ср будет равно Т_ср=100000·0,250/2/800=15,6 с. Пропорциональное уменьшение или увеличение числа абонентов относительно принятого значения пропорционально уменьшит или увеличит это среднее время определения числа заявок на связь. Определив наличие заявки, KB ретранслятор убеждается в ее истинности посредством непосредственного обращения по фактическому адресу заявителя. После подтверждения факта заявки на связь заявитель ставится в очередь и при наступлении его очередности ему назначается номер частоты и дается сигнал «ПУСК» для начала передачи сообщения. Если заявка на связь пропущена базовым ретранслятором, то она повторяется абонентским терминалом до тех пор, пока не будет удовлетворена.

Передача дискретных сообщений от абонентского KB приемопередатчика для достижения максимально возможной помехоустойчивости ведется на низкой скорости, например, равной 4 бода в режиме, например, частотной манипуляции (ЧМ) с большой девиацией, превышающей 3000 кГц, что декоррелирует замирания поднесущих сигнала и снижает вероятность одновременного поражения частот поднесущих сосредоточенными по спектру аддитивными помехами при приеме этих сигналов приемником базового ретранслятора как двух амплитудно-манипулированных частотно-разнесенных сигналов (Хазан В.Л. Математические модели дискретных каналов связи декаметрового диапазона радиоволн. Омск, 1998. С.54-56). При этом используется частотное уплотнение полосы частот, например, телефонных каналов связи, по которым с такой скоростью при выбранных параметрах возможно одновременно передавать порядка 800 ЧМ сигналов с большой девиацией частоты и приемом их как двух частотно-разнесенных AM сигналов. На фиг.4 для примера показано распределение частот в полосе пропускания усилительного тракта приемного устройства базового KB ретранслятора для случая совмещенного приема сигналов сообщения и сигналов заявок на связь в случае использования трех соседних однополосных телефонных каналов связи.

Передача со стороны KB базового ретранслятора в сторону абонентов ведется, например, в режимах фазовой, относительной фазовой, двойной относительной фазовой или частотной манипуляции, обеспечивающих минимальный пикфактор, с относительно высокой электрической скоростью, например, равной 500 бод. Абоненты при этом обслуживаются последовательно во времени.

В прямом и обратном каналах связи используется избыточное кодирование, которое дает возможность обнаруживать ошибки в сообщениях. Недостоверные фрагменты переспрашиваются по каналу обратной связи до тех пор, пока сообщение не принимается полностью без ошибок.

Известны различные устройства для приема и передачи сообщений в коротковолновом диапазоне, например, трансиверы ХК2000, выпускаемые фирмой Rjhde&Schwarz (Головин О.В., Простов С.П. Системы и устройства коротковолновой радиосвязи. - М.: Горячая линия. - Телеком, 2006, С.464-468) или однополосная KB радиостанция с портативным интеллектуальным терминалом для систем подвижной радиосвязи (Теаро В.И., Долин С.А., Хазан В.Л. и др. Тезисы докладов Международной конференции «100-летие начала использования электромагнитных волн для передачи сообщений и зарождения радиотехники». Ч. II, М., май 1995, С.218-219). Предлагаемый абонентский терминал сети связи содержит коротковолновый приемопередатчик, сотовый приемопередатчик, блок управления, может иметь общие дисплей и клавиатуру, вход для ввода данных от внешних источников, выход для сигналов управления внешними объектами, выход для подключения внешних коротковолновых антенн и выполнен с возможностью соединения с блоком навигационной системы, при этом передача сигналов от абонентских терминалов по коротковолновому каналу связи производится на индивидуальных частотах, назначаемых сетью, преимущественно малой мощностью и низкой скоростью манипуляции, и преимущественно по нескольким параллельным декоррелированным каналам.

Включение и отключение коротковолнового приемопередатчика при выходе абонента из зон обслуживания сотовых сетей связи и при возвращении в эти зоны при перемещении пользователя по всей территории региона происходит автоматически.

На фиг.5 изображена блок-схема абонентского терминала региональной сети связи, который представляет собой устройство, состоящее из двух взаимодействующих портативных приемопередающих устройств, одно из которых обеспечивает голосовую связь и передачу коротких сообщений, когда абонент находится в пределах зоны, обслуживаемой сотовыми базовыми ретрансляторами в УКВ диапазоне, а второе обеспечивает связь только в режиме передачи коротких сообщений в KB диапазоне, когда абонент находится на всей остальной территории региона. Если абонентский сотовый приемопередатчик 2 находится в зоне доступности для сотовых базовых ретрансляторов, то абонентский коротковолновый приемопередатчик 1 автоматически блокируется с целью экономии питания. Если абонентский сотовый приемопередатчик 2 находится вне зоны доступности для сотовых базовых ретрансляторов, то включается и начинает действовать абонентский коротковолновый приемопередатчик 1. Кроме того, терминал абонента может иметь общий для обоих приемопередатчиков дисплей 3, отображающий передаваемые и принимаемые сообщения, а также справочные данные (оценку качества принимаемого от базовых радиостанций сигнала, календарь, время, меню настройки терминала и т.д.) и клавиатуру 4 для набора текста сообщения, его редактирования, подачи спецсигналов (SOS, авария, пожар, милиция, скорая помощь и др.) и настройки сервисных функций терминала. Предусматривается возможность отдельные специально подготовленные сообщения отправлять по заранее заданным адресам. Терминал сохраняет все функции, которые имеет служба передачи коротких сообщений сотовых систем связи. Линии связи между блоком управления 5 и коротковолновым приемопередатчиками 1 предназначены: одна - для блокирования (отключения с целью экономии питания) коротковолнового передатчика 1 в том случае, когда пользователь находится в зоне, обслуживаемой сотовой сетью связи, а вторая - для управления KB приемопередатчиком 1 по сигналам KB базового ретранслятора. Прием сообщения на коротковолновый приемопередатчик 1 может осуществляться с помощью магнитной антенны. Для увеличения коэффициента полезного действия усилителя мощности в режиме передачи сообщения к коротковолновому передатчику рекомендуется подключать более эффективную антенну («штырь», «наклонный луч» и др.). Терминал может также включать в себя устройство 6 для определения собственного местоположения с помощью навигационных спутниковых систем, например, ГЛОНАСС, GPS NAVSTAR и др. Сеть предоставляет абонентам возможность внеочередной передачи срочных сообщений. Доставка сообщения контролируется и результат доставки доводится до сведения отправившей сообщение стороне в виде радиоквитанции. Предусматривается возможность криптографической защиты передаваемых сообщений. Предусматривается автоматическое считывание буквенно-цифровых сообщений, оставленных абонентом сети для автоответов при соответствующих запросах. Возможна передача и получение коротких сообщений через Internet. Принципиально может быть реализована пейджинговая функция получения на терминал абонентами сети телефонограмм с любого телефонного аппарата (через диспетчера).

Предлагаемые технические решения позволяют максимально уменьшить мощность абонентских коротковолновых приемопередатчиков, например, для носимых терминалов рекомендуется уровень мощности KB передатчика 0,1-1 Вт, возимых автомобильных терминалов - 10 Вт. Указанные уровни мощности хорошо согласуются с современными требованиями к перспективным коротковолновым приемопередающим устройствам, например, для Министерства обороны. Перспективы развития военной KB радиосвязи существуют в рамках создания и практического применения как в тактическом, так и высших звеньях управления парка портативных (маломощных) KB радиостанций (Р_ПРД≤1...10 Вт), имеющие узкие (Δf≈10...50 Гц) и «сверхузкие» (Δf≈2...10 Гц) полосы пропускания приемников (Исаков Е.Е. Технологические проблемы построения транспортных сетей систем военной связи. СПб, 2004. С.231).

С целью обеспечения высокой надежности связи со стороны KB базовых ретрансляторов мощность их передатчиков выбирается максимально возможной, например, равной 1000-10000 Вт.

Пример передачи коротких сообщений по региональной сети мобильной связи.

На фиг.1 абонентам 6, 7, 8, 9 или 10 необходимо передать сообщения абонентам 3, 4 или 5, которые находятся вне зоны обслуживания сотовых базовых ретрансляторов. Абоненты 6, 7, 8, 9 или 10 набирают с помощью клавиатуры своих терминалов сообщение с адресами абонентов 3, 4 или 5 и отправляют эти сообщения в сеть сотовой связи. Эти сообщения передаются центрами коммутации 11 или 12 по линиям связи на базовые коротковолновые ретрансляторы 1 или 2. Ретрансляторы 1 и 2 передают полученные сообщения по коротковолновому каналу связи абонентам 3, 4 и 5.

Если абонентам 3, 4 или 5, находящимся за пределами зоны, обслуживаемой сотовыми базовыми ретрансляторами, необходимо передать сообщение одному из абонентов 6, 7, 8, 9 или 10, которые находятся в зоне обслуживания сотовых базовых ретрансляторов, то процесс доставки сообщений осуществляется в обратном порядке. От абонента 3, 4 или 5 по коротковолновому каналу связи сообщения, набранные на клавиатуре их терминалов, передаются на базовые коротковолновые ретрансляторы 1 или 2, от них по линии связи на центры коммутации 11 или 12, которые доставляют сообщения по заданным адресам абонентам 6, 7, 8, 9 или 10.

Очевидно, что на базе абонентских терминалов может функционировать любого рода региональный мониторинг. Для этого в абонентском терминале предусмотрен специальный вход для внешних источников оцифрованных данных и ЭВМ и выход для сигналов управления внешними объектами.

Предлагаемый вариант реализации региональной сети связи позволяет также всем ее абонентам независимо от места их нахождения взаимодействовать с сетью Internet через центры коммутации сетей сотовой связи.

Таким образом, заявляемая региональная сеть мобильной связи значительно расширяет зону обслуживания действующих сотовых сетей региона в режиме передачи сообщений между абонентами до территории всего региона и соседних с регионом районов, а также обеспечивает своим абонентам высоконадежную двустороннюю связь. Кроме того, в заявляемом изобретении не требуется KB трансиверов адаптеров и самих адаптеров, которые необходимы для обеспечения поставленных целей в прототипе, что значительно упрощает заявляемую региональную сеть мобильной связи и удешевляет ее построение.

Изобретение относится к системам мобильной связи и обеспечивает двустороннюю связь между абонентами в режиме голосовой связи и передачи сообщений в зоне обслуживания сотовых сетей связи региона и в режиме передачи сообщений на всей территории региона. Технический результат состоит в расширении зоны, обслуживаемой действующими сетями сотовой связи региона, в режиме передачи сообщений между абонентами, до значений площади, равной или превосходящей территорию этого региона, а также обеспечение надежной двусторонней связи в режиме обмена сообщениями в пределах всего обслуживаемого региона. Для этого сеть включает сотовые сети региона, коротковолновые базовые ретрансляторы, удаленные от обслуживаемого региона и соединенные между собой и с центрами коммутаций сотовых сетей линиями связи, и абонентские терминалы, которые содержат взаимодействующие в сети ультракоротковолновые и коротковолновые приемопередатчики, используемые по отдельности или объединенные конструктивно, первые из которых обеспечивают голосовую связь с абонентами сотовых сетей и обмен сообщениями со всеми абонентами региональной сети, находясь в пределах зоны, обслуживаемой сотовыми сетями, а вторые обеспечивают обмен сообщениями со всеми абонентами региональной сети, находясь в любой части территории региона, при этом передача сигналов от абонентских терминалов по коротковолновому каналу связи производится на индивидуальных частотах, назначаемых сетью, преимущественно малой мощностью и низкой скоростью манипуляции, и преимущественно по нескольким параллельным декоррелированным каналам, а передача информационных сигналов и сигналов управления со стороны коротковолновых базовых ретрансляторов в сторону всех абонентских терминалов производится преимущественно большой мощностью последовательно во времени и преимущественно высокоскоростными методами манипуляции. Каждый коротковолновый базовый ретранслятор может дополнительно обслуживать территории соседних с регионом районов и/или несколько регионов одновременно. Абонентский терминал сети связи содержит коротковолновый приемопередатчик, сотовый приемопередатчик, блок управления, может иметь общие дисплей и клавиатуру, вход для ввода данных от внешних источников, выход для сигналов управления внешними объектами, выход для подключения внешних коротковолновых антенн и выполнен с возможностью соединения с блоком навигационной системы. Включение и отключение коротковолнового приемопередатчика при выходе абонента из зон обслуживания сотовых сетей связи и при возвращении в эти зоны при перемещении пользователя по всей территории региона происходит автоматически. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Региональная сеть мобильной связи, включающая сотовые сети региона, коротковолновые базовые ретрансляторы, удаленные от обслуживаемого региона и соединенные между собой линиями связи, и абонентские терминалы, отличающаяся тем, что центры коммутаций сотовых сетей соединены линиями связи с коротковолновыми базовыми ретрансляторами, а абонентские терминалы содержат взаимодействующие в сети ультракоротковолновые и коротковолновые приемопередатчики, используемые по отдельности или объединенные конструктивно, первые из которых обеспечивают голосовую связь с абонентами сотовых сетей и обмен сообщениями со всеми абонентами региональной сети, находясь в пределах зоны, обслуживаемой сотовыми сетями, а вторые обеспечивают обмен сообщениями со всеми абонентами региональной сети, находясь в любой части территории региона, при этом передача сигналов от абонентских терминалов по коротковолновому каналу связи производится на индивидуальных частотах, назначаемых сетью, преимущественно малой мощностью и низкой скоростью манипуляции, и преимущественно по нескольким параллельным декоррелированным каналам, а передача информационных сигналов и сигналов управления со стороны коротковолновых базовых ретрансляторов в сторону всех абонентских терминалов производится преимущественно большой мощностью последовательно во времени и, преимущественно высокоскоростными методами манипуляции.2. Сеть связи по п.1, отличающаяся тем, что заявки на связь абонентскими терминалами при использовании коротковолновых приемопередатчиков производятся в режиме частотно-временного кодирования, когда по сигналам коротковолновых базовых ретрансляторов коротковолновые приемопередатчики абонентских терминалов, на которых подготовлены сообщения, излучают в определенное, персонально назначенное им время на определенной, закрепленной за ними частоте, одиночный импульс, равный длительности элемента сообщения.3. Сеть связи по п.2, отличающаяся тем, что передача информационных сигналов и сигналов заявки на связь от абонентских терминалов по коротковолновому каналу связи производится одновременно на индивидуальных частотах, отличающихся друг от друга на кратную скорости манипуляции разность частот, в пределах полосы пропускания усилительного тракта приемного устройства коротковолнового базового ретранслятора.4. Сеть связи по п.1, отличающаяся тем, что каждый коротковолновый базовый ретранслятор дополнительно обслуживает территории соседних с регионом районов и/или несколько регионов одновременно.5. Абонентский терминал сети связи, содержащий коротковолновый приемопередатчик и блок управления, отличающийся тем, что дополнительно содержит сотовый приемопередатчик, может иметь общие для коротковолновой и сотовой сетей дисплей и клавиатуру, вход для ввода данных от внешних источников, выход для сигналов управления внешними объектами, выход для подключения внешних коротковолновых антенн и выполнен с возможностью соединения с блоком навигационной системы, при этом передача сигналов от абонентских терминалов по коротковолновому каналу связи производится на индивидуальных частотах, назначаемых сетью, преимущественно малой мощностью и низкой скоростью манипуляции, и преимущественно по нескольким параллельным некоррелированным каналам.6. Абонентский терминал сети связи по п.5, отличающийся тем, что включение и отключение коротковолнового приемопередатчика при выходе абонента из зон обслуживания сотовых сетей связи и при возвращении в эти зоны происходит автоматически.