1 Цель работы:
1 Изучить формат записи сообщения протокола POCSAG
2 Литература:
2.1 Соловьёв А. А., Смирнов С. И. Техническая энциклопедия пейджинговой связи.
3 Подготовка к работе:
1 Изучить протокол POCSAG.
1 Запись адресных бит.
2 Запись информационных бит.
3 Запись контрольных бит.
1 Подготовить бланк отчёта.
2 Ответить на вопросы для допуска к работе.
1 При 8-и битовой кодировке символов существует возможность передачи больше различных символов. Почему в формате протокола POCSAG используется
7-ми битовая кодировка символов?
2 Как можно увеличить потенциальное количество абонентов?
4 Основное оборудование:
1 Персональный компьютер.
2 Программное обеспечение.
5 Задание:
1 По заданному адресу и по заданной информации составить полный формат сообщения в протоколе POCSAG.
6 Порядок выполнения работы:
1 Изучите особенности работы компьютерной программы и формата протокола
POCSAG.
2 Адрес абонента и содержание передаваемой информации выдаёт преподаватель.
3 Составьте кодовые слова для передачи адреса и информации. Для составления кодового слова переведите ваш адрес в двоичную форму и отбросьте последние три бита – они в последствии определят, в каком фрейме будет передаваться ваше сообщение. Затем сосчитайте контрольные биты с учетом флага.
4 Проделайте аналогичную операцию для кодовых слов содержащих информацию.
5 Запишите в шестнадцатиричной системе счисления кодовые слова синхронизации, адреса, информационные кодовые слова, о также пустые кодовые слова. Учитывайте при записи фреймов, содержащих адрес и информацию, номер этих фреймов, а так же правильно укажите кадр, с которого начинается ваше сообщение.
7 Содержание отчёта:
1 Наименование работы.
2 Цель работы.
3 Основное оборудование.
4 Содержание работы.
1 Составленный формат записи пакета (пачки) полученного сообщения в протоколе POCSAG в двоичной и шестнадцатеричной системе счисления.
5 Выводы и анализы по работе.
8 контрольные вопросы:
1 Что означает позитивный и негативный способ передачи информации?
2 Что такое синхронный и асинхронный способ передачи информации?
3 Какие функции выполняет преамбула?
4 В чём заключается достоинство семибитовой кодировки символов?
8.5 Какова минимальная длительность преамбулы?
8.6 Чем отличается кодировка цифровых пейджеров, от кодировки буквенно- цифровых пейджеров?
8.7 В чем достоинство цифровых пейджеров?
8.8 Как изменится ёмкость сети ПРВ при использовании только цифровых пейджеров?
9 Приложение:
1 Описание функциональных возможностей программы РЕ
Программа предназначена для создания пачек битов на одном из
последовательных портов компьютера в соответствии с форматом POGSAC.
).
9.2 Пейджинговый протокол POСSAG
9.3 Пример алгоритма расчёта контрольных бит.
По имеющимся 21-битам информации (флаг + адресное поле + функнкциональные биты, либо флаг + информационное поле) можно составить 10 контрольных бит по алгоритму БЧХ.
Для расчёта вам необходим калькулятор, способный переводить числа в разные системы счисления, если у вас такового нет, то можно воспользоваться виртуальным калькулятором из операционной системы WINDOWS, расположенный:
Важно при переводе чисел в другие системы счисления учитывать все знаки числа, включая ноли, расположенные в начале числа (двоичное счисление). Вычисление сводится к делению чисел на полином. Полином БЧХ задан как двоичное число 11101101001. Кодирование кодовых слов происходит следующим образом (для примера возьмем адресное слово для адреса "1333333" с тональным вызовом). Пример вычисления контрольных бит, предоставлен в таблице 11.
Сперва, имеющиеся 21 бит необходимо логически умножить на 10
(десятичное), т.е. сдвинуть на 10 бит влево, тем самым подготовить место в
двоичном слове для размещения 10 контрольных бит. Вычисление контрольных
бит сводится к последовательному делению со сдвигом. В операции деления
участвует уже 31 бит.
Возьмём первых 11 (№№ 1 – 11) бит 21-го битного слова – это будет
делимое. Первым битом этого одиннадцатибитного слова является "0", значит,
делителем будет слово состоящее только из нолей, или просто операция
деления не происходит. После деления (логическая операция Исключающее ИЛИ)
к остатку добавляем следующий бит (№12). Анализируем первый бит делимого
(остаток от предыдущего деления) – это "1" – делителем будет полином.
Полином в коде БЧХ(31,21) это двоичное слово – 11101101001. После деления к
остатку добавляем следующий №13-ый бит, и повторяем операцию.
Операция продолжается до тех пор, пока возможно добавление бит к остатку от деления.
Итог расчёта – проверочные биты 0001000001.
После расчёта контрольных бит приступают к определению бита чётности.
Бит чётности определяется подсчётом числа единиц в получившемся 31-битовом
слове. Если количество единиц чётное, то бит чётности устанавливается в 0,
иначе 1.
Сформированное 32-битное слово перевести в шестнадцатиричную систему счисления. Затем производится запись всего формата сообщения.
Исходное: 21 бит – 010100010110000101001
Рассчитанные 10 функциональных бит – 0001000001
Бит четности – 0
Итог: 1010001011000010100100010000010 переведём в шестнадцатеричную систему счисления = 51614882.
Запишем полный формат сообщения:
7CD215D8
7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197
7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197 51614882 7A89C197
7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197
7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197
Пояснение:
7CD215D8 – слово кадровой синхронизации.
7A89C197 – пустое слово.
51614882 – первое кодовое слова первого кадра, содержит адрес абонента и сообщение "тональный вызов". Адресное кодовое слово расположено в шестом фрейме, значит, адресное кодовое слово будет идти под номером 11.
В программе на компьютере передайте сообщение с включенным режимом отображения передаваемых данных. Сравните ваш формат записи и формат записи, показанный в программе РЕ.
Для расчета контрольных бит для кодовых слов, несущих в себе информацию буквенно-цифрового сообщения, можно воспользоваться программой расчёта контрольных бит (KONBIT.EXE), расположенной на рабочем столе или по пути: "(Пуск" ( "(Программы" ( "Контрольные биты".
Кодировочная таблица пейджера предоставлена в таблице 9.
В кодировочной таблице приводиться соответствие шестнадцатеричного кода и символа, отображаемого на экране пейджера, и соответствие шестнадцатеричного кода и служебной функции. Например, по таблице символ буквы "А" соответствует шестнадцатеричный код 41.
Переведите подготовленные вами к расчёту 21 бит, для которых
необходимо рассчитать контрольные биты и бит чётности, в десятичную систему
счисления. Запишите десятичное число в поле ввода числа и нажмите кнопку
"Рассчитать". Результат расчета запишется в десятичной форме. Переведите
ответ из десятичной формы в шестнадцатеричную.
Приведём пример для расчёта кадров для передачи сообщения "ДУБ" по адресу 1333333.
Подготовим 21-битовые слова. Для передачи такого сообщения
понадобиться 3 полуфрейма (один полуфрейм –адрес; второй и третий -
сообщение), т.к. в одно кодовое слово умещается полностью два символа, а
третий только шестью разрядами. Седьмой разряд передаётся в следующем
кодовом слове, за этим битом следуют символы ЕОТ заполняя собой оставшиеся
место в кодовом слове. Следующие кодовые слова - пустые кодовые слова
7A89C197.
Для каждого кодового слова рассчитаем с помощью программы контрольные биты и бит чётности. Запишем ответ и переведём его в шестнадцатеричную систему счисления.
Итак:
Адресное кодовое слово 136533502810= 51615BF416
Первое кодовое слово, содержащее сообщение -182510986010 = 9337089C16
Второе кодовое слово, содержащее сообщение -93846568310= C810266D16
Запишем полный формат сообщения:
7CD215D8
7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197
7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197 51615BF4 9337089C
C810266D 7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197
7A89C197 7A89C197 7A89C197 7A89C197
5 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
"Изучение стандартов ПРВ ОП"
В данном разделе я разработал методическое указание по выполнению
лабораторной работы по теме "Изучение стандартов ПРВ ОП", рассчитанную на
выполнение учащимися специальности 2004. Работа рассчитана на выполнения за
2 часа.
Далее привожу непосредственно текст методического указания.
1 Цель:
1. Изучить наиболее распространенные стандарты систем персонального радиовызова общего пользования.
1. Литература:
1. Соловьёв А. А., Смирнов С. И. Техническая энциклопедия пейджинговой связи. Эко-Трендс М:, 1998 стр. 18-50.
2. Громов Ю. А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. Эко-Трендс М:,
1998 стр. 39-52
3. Приложение к практическому занятию.
2. Подготовка к работе:
1. Повторить материал лекционных занятий.
2. Подготовить бланк отчёта.
3. Ответить на вопросы для допуска к работе.
1. Назначение преамбулы (заголовка) в протоколе POCSAG?
2. Определить длительность преамбулы при скорости 512 бит в секунду, если количество информации 576 бит?
3. Почему длительность преамбулы 1,125 сек. А не 0,5 секунды?
4. В чём состоит особенность асинхронного способа передачи информации?
3. Основное оборудование:
1. Персональный компьютер.
2. Учебная программа кодера формата POCSAG.
4. Задание:
1. Составить отчёт по практическому занятию.
2. Исследовать формат сообщения протокола POCSAG.
5. Порядок выполнения работы:
1. Передайте любые символы (количеством от 3 до 6 символов). Адрес задайте любой из предложенного диапазона (1333333 – 1333340).
2. Проанализируйте выведенный на экран формат сообщения. Определите, в каком из шестнацитиричном слове передаётся кодовое слово синхронизации, адрес, информация и пустые слова. Определите фрейм, в котором передана ваша информация, это можно проделать двумя способами: либо просто сосчитайте кадры (на экране); либо следует поделить введенный вами адрес на 8, а полученный остаток надо умножить на 8, получится номер фрейма. Например: адрес 1444444, тогда 1444444/8=
180555.5, остаток = 0.5; переведём отсаток из десятичной формы простую получилось 4/8, либо 0.5*8=4, вывод: информация передаётся в четвёртом фрейме. Переведите в двоичную систему исчисления кадр, содержащий адрес абонента. Разбейте это двоичное слово на группы байт по принципу: флаг, адресное поле, дополнительный адрес, функциональные биты, бит проверки на чётность. Адрес определяется из первого кадра вашего фрейма. В адресном поле содержится не полный адрес абонента
(весь, кроме трёх последних бит). Номер фрейма, в котором передаётся сообщения и есть недостающие три бита в адресном поле. Вам следует только дописать в конец адресного поля эти три бита и перевести в десятичную форму: получится тот адрес, который вы ввели. Например: адрес из кадра 101100000101001011 (двоичное), фрейм (адреса 1444444) четвёртый (счёт начинается с нуля до семи) равен 100 (двоичное), допишем адресное поле номером фрейма – 101100000101001011100, переведём в десятичное, получили 1444444.
6. Форма отчёта.
1. Наименование работы.
2. Цель работы.
3. Содержание работы.
1. Форматы протоколов PORSAG, ERMES, FLEX.
2. Краткие пояснения по работе кодеров базовых станций.
3. Таблицы основных характеристик стандартов.
4. Выводы, сравнительные характеристики стандартов.
7. Контрольные вопросы:
1. В чём состоит особенность синхронного способа передачи информации?
2. Определить потенциальное количество абонентов (размер адресного поля)?
3. От чего зависит реальное количество абонентов?
4. Причины возникновения ошибок при приёме сигнала.
5. Почему в стандарте изготовляют самые миниатюрные пейджеры?
6. Почему дальность связи зависит от разноса (сдвига) частоты и скорости манипуляции?
7. Какие стандарты обеспечивают высокоточные часы в пейджере?
8. Приложение.
Обзор СПРВ ОП
1 Краткая характеристика стандартов СПРВ
3 Пейджинговый протокол ERMES
Так же, как и в сотовой связи, для устранения различий между
существующими стандартами и создания единой европейской СПРВ в конце 80-х
годов несколько операторов, объединившихся под эгидой одной из комиссий
Европейского Сообщества, принялись за разработку концепции в 1989г.
рекомендации ЕЭС 166/3, формально положившей начало стандарту. По сути
дела, он должен был стать для пейджинга тем, чем стали сети на основе GSM и
DCS на рынке сотовой телефонии - всемирной универсальной технологией.
Каковы же основные характеристики протокола ERMES, выделяющие его на
фоне существующих. Системы персонального радиовызова ERMES позволяют
предоставлять следующие услуги:
передачу цифровых сообщений длиной 21- 1600 знаков;
передачу буквенно-цифровых сообщений длинной от 400 до 9000 символов
(напомним, что знак, как единица информации, может быть передана по каналу
связи в виде цифровой последовательности из нескольких символов);
передачу произвольного набора данных объемом до 64 Кбит;
возможность приема вызова и сообщений одним пейджинговым приемником
(пейджером) во всех странах, входящих в СПРВ ERMES.
Одним из условий, позволяющем обеспечить эту услугу, является
договоренность стран, участвующих в проекте ERMES, выделять для этих систем
единого частотного диапазона 169,4...169,8 МГц, что позволяет организовать
16 радиоканалов с разносом несущих частот в 25 кГц с использованием при
приеме сигналов сканирующие по частоте приемники.
Структура радиосигнала в системах ERMES выбрана таким образом, что позволяет повысить емкость трафика в 10-15 раз по сравнению с существующими аналоговыми СПРВ. При этом следует отметить, что ERMES является полностью цифровой системой, обеспечивающей скорость передачи информации 6,25 бит/с.
Посмотрим, как построен радиоинтерфейс в системе ERMES, т. е. каким образом организована передача информации (самого сообщения, служебной и адресной) и как обеспечивается согласованность работы синхронизация передающей станции и абонентских приемников. Структура протокола ERMES приведена на рисунке 12.
Цикл передачи состоит из 60 циклов по одной минуте каждый, в свою очередь, каждый цикл содержит пять последовательностей по 12 с. Каждая из подпоследовательностей включает в себя 16 типов "пачек", которые условно обозначены от А до Р. Все пачки содержат четыре группы бит, позволяющие обеспечить: синхронизацию; передачу служебной системной информации; передачу адреса; передачу информационного сообщения.
Как происходит поиск и прием сообщения приемником пейджера? Надо иметь в виду, что пейджер "не знает", во-первых, в каком из 16 каналов передается сообщение, предназначенное именно для него, и во-вторых, в какой из 16 пачек (от А до Р) находится это сообщение. Поэтому, чтобы "выловить" сообщение из эфира, принята следующая процедура.
Приемник настраивается на первый канал, просматривает все пачки, далее, если не было найдено сообщение с адресом данного пейджера, приемник перестраивается на следующую частоту, т. е. на следующий канал, и опять просматривает все пачки и так до тех пор, пока не будет найдена и принята информация, адресованная этому абоненту: После этого процедура повторяется снова.
Таблица 13. Порядок расположения групп для каждого частотного канала
|Ка-н|Последовательность=12 сек |Последовательность |
|ал | |(следующая) |
| |Епд, В/м |Нпд, А/м |Епд, В/м |Епд, В/м |
|12,0 |41 |4 |24 |8 |
|11,0 |43 |4 |25 |9 |
|10,0 |45 |5 |26 |9 |
|9,0 |47 |5 |28 |9 |
|8,0 |50 |5 |30 |10 |
|7,0 |53 |5 |32 |11 |
|6,0 |58 |6 |34 |12 |
|5,0 |63 |6 |37 |13 |
|4,0 |71 |7 |42 |14 |
|3,0 |82 |8 |45 |15 |
|2,0 |100 |10 |59 |20 |
|1,0 |141 |14 |84 |28 |
|0,5 |200 |20 |118 |40 |
|0,25 (15 мин) |283 |28 |167 |57 |
|0,08 (5 мин) |500 |50 |300 |80 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе работы над курсовым проектом была отработана сеть
персонального радиовызова, работающая в протоколе PОCSAG. Произведена
работа по наладке программного обеспечения. Производился контроль за
сигналом, поступающим с выхода последовательного порта RS-232 на базовую
станцию. Также был подробно исследован протокол PОCSAG с целью последующего
развития методической базы. Подготовлены лабораторные работы: "Изучение
записи формата сообщения протокола POCSAG", "Исследование стандартов СПРВ
ОП", "Организация локальной или корпоративной сети ПРВ". Результатом труда
дипломников и работников колледжа учебно-материальная база стала лучше, в
перечисленных лабораторных работах можно изучать: принцип организации сети
ПРВ, аппаратное и программное обеспечение, протокол POCSAG, принцип
кодирования сообщений. Иными словами имеется возможность подробного
изучения системы персонального радиовызова.
ЛИТЕРАТУРА
1 Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. М., Информационно- издатьльский центр Госкомсанэпиднадзора России, 1996 год.
2 Громов Ю. А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. Эко-Трендс М.,
1998 год.
3 Правила по охране труда на радиопредприятиях. Министерство связи
Российской Федерации, 1995 год.
4 Ратынский М. В. Основы сотовой связи. М., Радио и связь, 1998 год.
5 Соловьев А. А., Смирнов С. И. Техническая энциклопедия пейджинговой связи. Эко-Трендс М., 1998 год.
6 Фомин Н. А. Радиоприемные устройства М., Радиоприемные устройства 1996 год.
-----------------------
преамбула
первая “пачка”
Вторая и последующие “пачки”
8 кадров
Слово синхронизации
кодовое слово –1
кодовое слово -2
Рисунок 4. Структура протокола POCSAG.
576 бит
17(32 бита
кадр
кодовое слово 1
кодовое слово 2
Рисунок 5. Структура кодовых слов.
|1 |2-21 |22-32 |
| | | |
|ф |информационное|избыточные |
|л |поле |биты |
|а | | |
|г | | |
|1 |2-19 |20-21 |22-32 |
| | | | |
|ф |адресное |функцио|избыточн|
|л |поле |нальные|ые биты |
|а | |биты | |
|г | | | |
00 01 02 03 04 05 06 07
55 56 57 58 59
0 1 2 3
4
Цикл = 1 мин = 5 последовательностей
Последовательность 1ч/60 циклов
A B C D E F G H I J K L
M N O P
Последовательность = 12 сек = 16 групп
Синхронизация Служебная инф. Адресная часть
Сообщение
Группа = 0,75 сек
Рисунок 12. Структура протокола ERMES
Служебная информация
Блок блок блок блок синхрон. 0 1 2
блок блок
9 10
Информационные блоки
Адресное поле
Векторное поле
Поле сообщений
Свободные коды
Рисунок 14. Расположение полей в кадре
