Funkcje satelity

i stacji naziemnych

Ze wzglêdów standaryzacyjnych i techno-

logicznych, w miarê mo¿liwoœci, bêdzie

siê d¹¿y³o do stosowania w systemach

satelitarnych tych samych rozwi¹zañ i ele-

mentów co w systemach ziemskich. Wspó³-

praca obu systemów jest zak³adana na

poziomie naziemnych stacji poœrednicz¹-

cych, centralnych stacji bazowych i sieci

szkieletowych (rys. 3) za pomoc¹ uk³adów

interfejsowych l

u

lub w przypadku systemu

satelitarnego typu LEO za pomoc¹ uk³adów

interfejsowych l

ur

.

Najtrudniejsz¹ spraw¹ jest koniecznoœæ

stosowania na satelicie geostacjonarnym

anten wielowi¹zkowych z reflektorami

o œrednicach nawet powy¿ej dziesiêciu

metrów. Musz¹ byæ to wiêc anteny rozwi-

jane dopiero po wprowadzeniu satelity na

18

SIEÆ SATELITARNA

SYSTEMU UMTS

(2)

r

TELEKOMU

NIKCJA

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 12/2001

orbitê, natomiast w trakcie wystrzeliwania

z³o¿one wzd³u¿ powierzchni satelity. Mog¹

to byæ anteny z reflektorem rozk³adanym

(podobnie jak parasol) lub w postaci zwiniê-

tego a nastêpnie nadmuchiwanego wklê-

s³o-wypuk³ego balonu, którego wewnêtrz-

na powierzchnia o przekroju paraboli jest

automatycznie pokrywana warstw¹ meta-

Rys. 3. Zasady integracji sieci ziemskiej (T-UMTS) i satelitarnej (S-UMTS) z sieci¹ szkieletow¹

Node B _ wêze³ sieci (wspó³pracuj¹cy ze stacj¹ bazow¹ lub naziemn¹), I

n

, I

ur

, I

ub

_ rodzaje po³¹czeñ

interfejsowych (przy po³¹czeniach w ramach obu rodzajów sieci UMTS lub po³¹czeñ tych sieci

z sieci¹ szkieletow¹), RNC _ zarz¹dzanie dan¹ sieci¹ radiow¹

Rys. 4. Zakres zastosowañ i drogi realizacji po³¹czeñ w systemie UMTS

RNC

l

ub

l

ur

T-UMTS

Node B

T-UMTS

MT

S-UMTS

RNC

S-l

ub

l

u

Node B

T-UMTS

RNC

S-UMTS

MT

SIEÆ

SZKIELETOWA

w pierwszym okresie realizacji systemu,

kosztowna rozbudowa urz¹dzeñ pok³ado-

wych satelity zmniejsza efektywnoϾ eko-

nomiczn¹ systemu. Jako regu³ê mo¿na

przyj¹æ, ¿e im wiêcej satelitów jest wykorzy-

stywanych w systemie i im bardziej s¹ one

rozbudowane, tym wiêksza jest uniwersal-

noœæ i elastycznoœæ zastosowañ systemu

i tym lepsze efekty ekonomiczne w d³u-

gim okresie rozbudowy i eksploatacji. Trze-

ba równie¿ braæ pod uwagê fakt, ¿e w przy-

padku braku przetworzenia sygna³ów i ko-

rekcji b³êdów na satelicie, system jest bar-

dziej podatny na zak³ócenia i w celu utrzy-

mania wymaganej jakoœci transmisji trze-

ba zwiêkszaæ promieniowane moce,

a zw³aszcza poszerzaæ wykorzystywane

pasma czêstotliwoœci, co w przypadku

³¹cznoœci satelitarnej jest spraw¹ szczegól-

nie krytyczn¹.

Obecnie jest tendencja wykorzystywania

tzw. przezroczystych satelitów pracuj¹cych

tylko z przesuwem czêstotliwoœci, przy

transmisji MF-CDMA i przy stosunkowo

niewielkiej liczbie u¿ytkowników (umo¿liwia

19

lu. Wymiary anten s¹ odwrotnie propor-

cjonalne do wymaganych szerokoœci wi¹-

zek i zwi¹zanych z tym wielkoœci obszarów

oœwietlonych na powierzchni Ziemi.

Przy projektowaniu systemów spraw¹

szczególnie dyskusyjn¹ jest sposób roz-

dzia³u zadañ retransmisyjnych miêdzy sa-

telity i stacje naziemne. Sprowadza siê

ona do decyzji, na ile rozbudowaæ satelity,

zw³aszcza w zakresie regeneracji, prze-

twarzania i komutacji sygna³ów, w celu

uproszczenia budowy i eksploatacji stacji

naziemnych. Decyduj¹cym czynnikiem jest

tutaj liczba stacji naziemnych obs³ugiwa-

nych przez pojedynczego satelitê. Przy

du¿ej liczbie ma³ych stacji naziemnych,

obejmuj¹cych równie¿ aparaty dorêczne,

op³aca siê na ogó³ przeprowadzaæ jak naj-

wiêcej operacji na pok³adzie satelity, co

umo¿liwia ograniczenie roli poœrednicz¹-

cych stacji naziemnych i bezpoœredni¹

wspó³pracê urz¹dzeñ koñcowych z sateli-

t¹ po obu stronach ³¹cza. Z drugiej jednak

strony, przy zbyt ma³ej liczbie eksploatowa-

nych urz¹dzeñ koñcowych, zw³aszcza

to m.in. okresowe ograniczenie liczby pro-

mieniowanych wi¹zek), a w przypadku

wiêkszej liczby u¿ytkowników i stosowania

wielokrotnego dostêpu z podzia³em czaso-

wym TDMA po¿¹dane a nawet niezbêdne

jest stosowanie regeneracji i przetwarzania

sygna³ów na satelicie.

Zasady realizacji po³¹czeñ

Na rys. 4 przedstawiono zakres przewi-

dywanych zastosowañ i drogi realizacji po-

³¹czeñ uniwersalnego systemu IMT-2000,

na rys. 5 zaœ zasady realizacji po³¹czeñ

przy wykorzystaniu tylko sk³adowej ziem-

skiej, tylko sk³adowej satelitarnej lub jedno-

czeœnie obu sk³adowych w zale¿noœci od

wzajemnego usytuowania abonentów. Sto-

sownie do tego mog¹ byæ wykorzystywa-

ne 4 drogi po³¹czeñ, przy czym za ka¿dym

razem wystêpuj¹ nie tylko ró¿ne problemy

techniczne, ale równie¿ formalnoprawne

i ekonomiczne, np. co do zasad rozliczeñ

za przy³¹czenia.

1. Je¿eli zarówno abonent wywo³uj¹cy jak

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 12/2001

Centrala

prywatna

Stacja

bazowa

Ma³a

centrala

wiejska

Stacja

naziemna

bazowa

systemu

ruchomej

radio-

komunikacji

l¹dowej

Stacja

naziemna

systemu

ruchomej

radio-

komunikacji

morskiej

Ruchoma

stacja

naziemna

Punkt

komu-

tacyjny

dla sieci

ruchomej

Publiczne

telefoniczne

sieci

komutowane

ISDN

Ruchoma

stacja

naziemna

Ruchoma

stacja

naziemna

Ruchoma

stacja

naziemna

Ruchoma

stacja

naziemna

Ruchoma

stacja

naziemna

Ruchoma

stacja

naziemna

Aparat

³¹cznoœci

osobistej

Aparat

³¹cznoœci

osobistej

Aparat

³¹cznoœci

osobistej

Infrastruktura

zbiorcza

obiektu

Infrastruktura

zbiorcza

obiektu

Infrastruktura

zbiorcza

obiektu

Ruchoma

stacja

naziemna

Ma³a

centrala

wiejska

Ruchoma

stacja

naziemna

Stacja

bazowa

PrzekaŸnik

Stacja bazowa

systemu

przywo³awczego

System

przywo³awczy

du¿ego zasiêgu

Aparat

³¹cznoœci

osobistej

Aparat

³¹cznoœci

osobistej

Aparat

³¹cznoœci

osobistej

Aparat

³¹cznoœci

osobistej

Aparat

³¹cznoœci

osobistej

Aparat

³¹cznoœci

osobistej

Infrastruktura

zbiorcza

obiektu

Infrastruktura

zbiorcza

obiektu

Infrastruktura

zbiorcza

obiektu

Infrastruktura

zbiorcza

obiektu

Infrastruktura

zbiorcza

obiektu

Ruchoma

stacja

naziemna

Aparat ruchoma

³¹cznoœci lub stacja

osobistej naziemna

Sk³adowe satelitarne

Sk³adowe ziemskie

Samoloty

Biura

Autobusy i koleje

Samochody

Piesi

Systemy telefonii wiejskiej

Urz¹dzenia przywo³awcze

Mieszkania

Statki

Autobusy i koleje

Samochody

Mieszkania i biura

Przechodnie

System telefonii wiejskiej

Urz¹dzenia

przywo³awcze

A lub B

A lub B

A lub B

A lub B

A lub B

A lub B

A lub B

A

A

B

A

Rejestr

lokalizacji

R3

R3

R3

R3

R3

R3

R3

R1

R2

R2

R2

R1

R1 = R2

R2

R2

R2

R1

R1

R1

R4

R2

R2

R2

Rys. 5. Zasady realizacji po³¹czeñ w systemie UMTS

i wywo³any znajduj¹ siê na terenie kraju ob-

jêtego zasiêgiem dzia³ania systemu radio-

komunikacji komórkowej, to realizacja po-

³¹czenia nastêpuje w ramach tego systemu

i system satelitarny nie jest wykorzysty-

wany.

2. Je¿eli abonent wywo³uj¹cy znajduje siê

poza zasiêgiem dzia³ania systemu radioko-

munikacji komórkowej, ale wewn¹trz ob-

szaru dzia³ania ”swojej” naziemnej stacji

poœrednicz¹cej systemu satelitarnego,

w której numer jego aparatu koñcowego

jest zarejestrowany, to po³¹czenie odbywa

siê przez satelitê do tej stacji poœredni-

cz¹cej, która sprawdza numer abonenta

wywo³uj¹cego, autoryzuje wywo³anie i re-

alizuje dalsze po³¹czenie przez lokaln¹

publiczn¹ sieæ telefoniczn¹, sta³¹ lub rucho-

m¹ z abonentem wywo³ywanym.

3. Je¿eli abonent znajdzie siê poza ob-

szarem dzia³ania ”swojej” stacji poœredni-

cz¹cej, a w aktualnym miejscu jego prze-

bywania nie ma mo¿liwoœci po³¹czenia

przez sieæ komórkow¹, po³¹czenie nastê-

puje przez satelitê i ”now¹” stacjê poœredni-

cz¹c¹, w zasiêgu dzia³ania której aktualnie

znajduje siê abonent. Po³¹czy siê ona ze

stacj¹ poœrednicz¹c¹, do której ”przypisa-

ny” jest abonent wywo³uj¹cy, zautoryzuje

jego prawa abonenckie i wszelkie dalsze

operacje po³¹czeniowe bêd¹ ju¿ realizowa-

ne przez tê ”now¹” stacjê poœrednicz¹c¹

(ewentualnie, w przypadku dzwonienia ”do

domu”, z wykorzystaniem równie¿ ”swojej”

stacji poœrednicz¹cej abonenta).

4. Je¿eli abonent wywo³uj¹cy znajduje siê

poza zasiêgiem swojej sieci komórkowej,

ale w zasiêgu innej sieci komórkowej, to po

wywo³aniu przez abonenta sieæ ta powia-

domi centraln¹ stacjê steruj¹c¹ systemu

satelitarnego o nowej lokalizacji abonenta

i zwi¹zanym z tym podporz¹dkowaniem

abonenta ”nowej” stacji poœrednicz¹cej,

przez któr¹ od tej chwili bêd¹ realizowane

wszystkie dalekosiê¿ne po³¹czenia abo-

nenta, w tym miêdzy dwiema sieciami ko-

mórkowymi. Jednoczeœnie sieæ komórko-

wa, w której zasiêgu abonent aktualnie siê

znajduje, otrzymuje autoryzacjê ze strony

”swojej” sieci komórkowej do realizacji

wszelkich inicjowanych przez niego po³¹-

czeñ. Odpowiednie uk³ady poœrednicz¹-

ce powinny przy tym zapewniæ wspó³pra-

cê miêdzy lokalnymi sieciami komórkowy-

mi o ró¿nych standardach. Nale¿y zwróciæ

uwagê, ¿e zarówno w przypadku 3 jak i 4

”nowa” naziemna stacja poœrednicz¹ca

powinna automatycznie poinformowaæ w³a-

œciw¹ stacjê poœrednicz¹c¹ abonenta oraz

stacjê centraln¹ systemu satelitarnego

o nowym aktualnym miejscu przebywania

abonenta oraz o inicjowanych przez niego

po³¹czeniach. Dziêki temu abonent bêdzie

móg³ otrzymywaæ wspólny rachunek za

po³¹czenia realizowane w sieciach komór-

kowej i satelitarnej, wystawianych przez

stacjê poœrednicz¹c¹, do której ”przypisa-

ny” jest na sta³e abonent.

n

Janusz Zygierewicz

20

r

TELEKOMU

NIKCJA

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 12/2001

Jerzy Pasierbiñski, Piotr Zbysiñski

UK£ADY PROGRAMOWALNE

W PRAKTYCE

Ilustracje: Piotr Kanarek

Wydawnictwa Komunikacji i £¹cz-

noœci, Warszawa 2001. Stron 370

(do³¹czona p³yta CD)

Pierwsze uk³ady programowalne powsta³y ok.

25 lat temu. By³y wówczas bardzo proste, a ich

rozwój by³ pocz¹tkowo doœæ wolny. Dopiero

postêp technologii pó³przewodników i oprogra-

mowania narzêdziowego wspomagaj¹cego

projektowanie spowodowa³ ¿ywio³owy wzrost

liczby powstaj¹cych uk³adów programowal-

nych o coraz wiêkszej z³o¿onoœci. Obecnie

zastosowanie uk³adów programowalnych jest

powszechne. Produkuje je bardzo wiele firm.

Ogromna jest te¿ iloœæ informacji o tych uk³a-

dach – w ksi¹¿kach, katalogach, na stronach

WWW. Przed Autorami ksi¹¿ki sta³o wiêc bar-

dzo trudne zadanie przebrniêcia przez tê lawi-

nê informacji i stworzenia zwartego kompen-

dium wiadomoœci o uk³adach programowal-

nych. Zadanie tym trudniejsze, ¿e jest to dzie-

dzina rozwijaj¹ca siê bardzo szybko i trzeba by-

³o stan techniki uchwyciæ ”w locie”. To zamierze-

nie w pe³ni siê powiod³o. Powsta³a ksi¹¿ka bê-

d¹ca podrêcznikiem obejmuj¹cym praktyczne

zasady projektowania i realizacji uk³adów

w strukturach programowalnych. Czytelnik,

bez koniecznoœci poszukiwañ w obszernej lite-

raturze, znajdzie w jednym tomie najwa¿niejsze

i bardzo aktualne informacje na ten temat.

Do ksi¹¿ki do³¹czono p³ytê CD zawieraj¹c¹ ze-

staw programów narzêdziowych, udostêpnio-

nych przez najwiêkszych producentów uk³a-

dów programowalnych i narzêdzi CAD do-

stêpnych na polskim rynku. Wraz z p³yt¹ za³¹-

czono broszurê ze skrótowym opisem tych

programów i sposobów ich instalacji.

Zwraca uwagê bardzo dobra szata edytorska

ksi¹¿ki – twarda ok³adka, atrakcyjne i pomys³o-

we ilustracje, staranne opracowanie redak-

cyjne, wykonane przez doœwiadczonych redak-

torów Wydawnictw Komunikacji i £¹cznoœci.

Ksi¹¿kê z pewnoœci¹ warto poleciæ wszystkim

interesuj¹cym siê wspó³czesn¹ elektronik¹,

a zw³aszcza projektowaniem uk³adów i sy-

stemów cyfrowych.

(mn)

Ksi¹¿ka jest dostêpna w ksiêgarniach, a tak¿e w sprze-

da¿y wysy³kowej: WK£, 02-546 Warszawa, ul. Kazi-

mierzowska 52, tel./fax [phone]

51 w.555, e-mail:[e-mail] ; http://www.wkl.com.pl

Pierwszy rozdzia³, oprócz ciekawego rysu hi-

storycznego, obejmuje klasyfikacjê uk³adów

programowanych PLD (Programmable Logic

Devices). Najczêœciej przyjmuje siê podzia³

na proste uk³ady programowalne SPLD (Sim-

ple Programmable Logic Devices), z³o¿one

uk³ady programowalne CPLD (Complex Pro-

grammable Logic Devices) oraz programo-

walne matryce bramkowe FPGA (Field Pro-

grammable Gate Arrays). W nastêpnym, ob-

szernym rozdziale omówiono architektury uk³a-

dów programowalnych wielu firm. Opisano

uk³ady SPLD, CPLD i FPGA, a tak¿e ASIC

i PLD z programowan¹ mask¹ oraz, bardzo

skrótowo, analogowe uk³ady programowalne.

W dalszej czêœci ksi¹¿ki przedstawiono kolej-

ne etapy procesu implementacji uk³adów

w strukturach programowalnych, jêzyki pro-

jektowania PLD oraz oprogramowanie CAD dla

uk³adów programowalnych. Podano równie¿ in-

formacje zwi¹zane z metodami programowa-

nia, konfigurowania i funkcjonalnego testowa-

nia bloków logicznych w uk³adach PLD. Przed-

stawiono budowê programatorów. Osobny

rozdzia³ poœwiêcono praktycznym przyk³adom

zastosowañ uk³adów programowalnych, ta-

kim jak np. elektroniczny kompas, czterokana-

³owa przystawka do oscyloskopu, dekoder

klawiatury. Po¿ytecznym uzupe³nieniem ksi¹¿-

ki jest tabelaryczne zestawienie parametrów

wybranych uk³adów PLD oraz wykaz adre-

sów internetowych ich producentów. Zamie-

szczono te¿ s³ownik z objaœnieniami najwa¿-

niejszych terminów angielskich i szczególnie

po¿yteczne rozszyfrowanie licznych skrótów.

Przegl¹d wydawnictw