Рис.1.6. Блок, содержащий адрес пейджера.

        Для передачи адреса пейджера и пакета сообщения используются адресные и информационные кодовые слова соответственно. Формат этих слов приведен на рис.1.7.

Рис.1.7.Формат адресных и информационных кодовых слов.

        Бит в слове передается начиная с наиболее значимого. На рисунке это 1,2,20,22 биты.
        Для различия адресного и информационного кодовых слов служит бит слога (Е), здесь 0 соответствует адресному слову, а 1 - информационному. Далее следует поле сообщения (F) длиной 18 бит для адресного слова и 20 бит для информационного. Длина поля при передачи адресного слова и наличие 8 групп, дает общую длину адреса пейджера в 21 бит и, соответственно, максимальное число пейджеров -
2 000 000. При передаче адресного слова предусматривается поле субадреса G, которое использовалось первоначально, для указания типа тонального сигнала, которым пейджер извещен о приеме сообщения.
        Затем он начал использоваться для организации информационных каналов. Далее следует поле для передачи контрольной суммы (H), которая служит для коррекции ошибок в принятом слове. Используемый код БЧХ (31,21), служит для исправления ошибок, Для этого в принятом сообщении вычисляется сумма и сравнивается с контрольной. В случае несовпадении осуществляется коррекция. Бит четкости (I) позволяет проверить правильность коррекции ошибок. Он вычисляется на основание битов с 1 по 31, таким образом, чтобы общее число единичных бит в слове стало четным.
        Таким образом, адресное слово, содержащее адрес пейджера передается только в соответствующем фрейме, а информационное может передаваться в любом фрейме или блоке, но последовательно и сразу же за соответствующим адресным словом. Конец сообщения обозначается либо "пустым", либо следующим адресным словом.
        Дальнейшей интеграцией СПРВ стал общеевропейский протокол ERMES. Он включает в себя, кроме собственного протокола передачи данных, ряд организационных положений и технических решений в рамках Меморандума о взаимопонимании, подписанного руководителями администраций 16 стран Европы в январе 1990 г. С целью координации усилий по созданию общеевропейской СПРВ.
        Особенностями данного протокола являются:
        1. Общая сеть для всех европейских стран и общеевропейский роуминг;
        2. Общий радиоинтерфейс, позволяющий организовать большую емкость сети при передаче различных видов сообщений, в том числе текстовые, в узкой полосе частот;
        3. Общая спецификация на приемники персонального радиовызова.

Код ERMES обладает следующими возможностями:
        - передачу цифровых сообщений длиной 20 - 1600 знаков;
        - передачу буквенно-цифровых сообщений длиной от 400 до 9000 символов;
        - передачу произвольного набора данных объемом до 64 Кбит;
        - возможность приема вызова и сообщений унифицированным приемником во всех странах, входящих в СПРВ ERMES.
        В Европе 16 стран используют протокол ERMES и выделен единый диапазон частот 169,4 - 169,8 МГц, в котором организуется 16 рабочих частот с разносом в 25 кГц. СПРВ с протоколом ERMES является полностью цифровой системой и обеспечивает скорость передачи 6,25 кбит/с. Для приема сигнала используются сканирующие по частоте абонентные приемники (пейджеры). Структура протокола ERMES приведена на рис.1.8.

Рис.1.8.Структура протокола ERMES.

        Блок передачи состоит из 60 циклов, каждый цикл передается за 60 сек. В свою очередь цикл состоит из 5 последовательностей длительностью по 12 сек. В одной последовательности располагаются 16 различных типов "пачек", которые обозначаются от А до Р. Пачка делится на 4 группы бит, обеспечивающих:
        1. Синхронизацию,
        2. Передачу служебной системной информации,
        3. Передачу адреса,
        4. Передачу информационного сообщения.
        Порядок расположения групп внутри последовательности для каждого частотного канала свой и устроен так, что позволяет пейджеру в пределах последовательности просмотреть свою группу в режиме сканирования на всех 16 частотах. Порядок расположения групп для каждого частотного канала показан в таб.1.1. (выделенные группы показывают порядок сканирования пейджера для группы А).

        Для повышения помехоустойчивости в протоколе предусматривается использование прямой коррекции ошибок (FEC), циклический код (30,18) с расстоянием Хемминга равна 6.
        Приемник персонального вызова (пейджеры) в системе ERMES работают следующим образом. Находясь в зоне приема "своей" базовой станции пейджер принимает сообщение на ее частоте. При попадании в другой регион пейджер, не "слыша" сигнал на своей частоте, переходит в режим сканирования по каналам ERMES и, обнаружив сигнал, начинает принимать информацию на частоте базовой станции данного региона.
        Фирма Motorola разработала протокол FLEX, имеющий большие функциональные возможности, основным достоинством которого является повышенная скорость передачи сообщений и, следовательно, большая емкость системы. Кроме того, улучшены характеристики помехоустойчивости и экономичность режима работы пейджера. Протокол FLEX является синхронным с использованием кодирования и перемежения. Полная структура кадров протокола FLEX показана на рис.1.9.

Рис.1.9.Структура формата FLEX.

        Кадры в коде FLEX передаются последовательно со скоростью 32 кадра в минуту. Полный цикл состоит из 128 кадров, а каждый час разделяется на 15 циклов с обозначением от 0 до 14. Cинхронизация кода FLEX осуществляется по сигналам точного времени, для этого используется сигналы в кадре 0 и цикле 0 в начале каждого часа. По этим сигналам осуществляется синхронизация приемников.
        Синхросигнал каждого кадра делится на 3 блока:
        - синхросигнал - 1 (СС - 1),
        - информационный кадр (ИК),
        - синхросигнал - 2 (СС - 2).
        Блок СС - 1 служит для синхронизации кадра. Блок ИК несет информацию номера цикла и кадра, индикатора фазы мультиплексирования и 4 проверочных бита для оценки качества принимаемой информации. Третий блок СС - 2 служит для обеспечения цикловой (кадровой) синхронизации в приемнике, демультиплексирование и декодирование блоков сообщений . Информационная часть кадра имеет длительность 160 мс, а скорость передачи (метод манипуляции) определяет ее емкость.
        При скорости 1600 бит/с используется 2 - уровневая частотная модуляция. При скорости 3200 бит/с может использоваться как 2 - уровневая, так и 4 - уровневая частотная модуляция. При скорости 6400 бит/с используется 4 - уровневая частотная модуляция. Значение девиации приведены в диаграмме рис. 1.10.

Рис.1.10.Зачения девиации для различных двоичных данных.

        Информационные блоки содержат служебную информацию, адресное поле, задающее адреса пейджеров, которым адресованы сообщения, векторное поле, указывающее, где расположены сообщения в поле сообщений и их длина, и непосредственно поле сообщений, содержащее сами сообщения. Последовательность расположения полей в кадре показана на рис. 1.11.

Рис.1.11.Последовательность расположения полей в кадре FLEX.

        Поля не привязаны к границам блока. Порядок расположения адресов пейджеров в адресном поле должен соответствовать порядку расположения векторов в векторном поле. Адреса пейджеров могут задаваться одним кодовым словом (короткий адрес), поддерживая при этом до 2 миллионов адресов, или двумя кодовыми словами (длинный адрес), поддерживая до 5 миллиардов адресов.
        При кодировании информации используется код БЧХ, позволяющий восстанавливать единичные ошибки передачи данных. Кроме того, используемая в протоколе последовательность передачи сформированных бит информации позволяет восстанавливать принятые данные при пропадании сигнала на интервале до 10 мс.
        Каждый пейджер, работающий с протоколом FLEX, может принимать сообщения на любой из допустимых скоростей передачи данных (1600,3200 и 6400 бит/с).
        Одним из важных следствий синхронного протокола является то, что сообщения для каждого конкретного пейджера можно помещать в кадр с определенным номером. Это позволяет пейджеру избирательно принимать один или несколько кадров из своего четырехминутного цикла протокола FLEX, в которые помещаются сообщения на его адрес. Если пейджер не обнаруживает своего адреса в своем кадре, он прекращает прием. Такая организация связи позволяет резко повысить срок службы батареек пейджера.
        Еще одной важной отличительной особенностью протокола FLEX является возможность работы совместно с другими протоколами связи. Для этого в цикле выделяются определенные кадры для работы по протоколу FLEX, а промежутки между ними отдаются для работы по другим протоколам, например, POCSAG. Это позволяет компании - оператору не создавая новой инфраструктуры, постепенно перейти от работы в протоколе POCSAG на работу в протоколе FLEX.
        Передача данных, основанная на уплотнение сигнала вещательной станции, работающей в FM и УКВ диапазонах, получила название протокола RDS и была внедрена в начале 90-х годов в качестве многофункционального формата передачи данных, как на адресные, так и на безадресные приемники. Здесь частотно - модулирующий сигнал RDS замешивается в комплексный стереосигнал на поднесущей частоте 57 кГц с девиацией +- 2 кГц. Результирующий спектр сигнала приведен на рис. 1.12, где А и В - сигналы левого и правого каналов стереовещания.

Рис.1.12.Результирующий спектр сигнала.

        Дополнительно к пейджинговым сообщениям, формат RDS позволяет передавать на радиоприемники с декодером сигнала RDS различную текстовую информацию, в виде неподвижной или бегущий строки. Кроме того, при передаче радиоприемника из зоны действия одной радиостанции в другую, он сам может настраиваться на нужную частоту. В случае передачи экстренных сообщений, радиоприемник автоматически переключается из других режимов на прием.
        Структура протокола RDS, рассчитанная на работу с фиксированной скоростью 1187 бит/с, приведена на рис. 1.13.

Рис.1.13.Структура протокола RDS.

        Протокол RDS представляет собой группу сообщений из 104 бита информации и делится на 4 блока по 26 бита каждый. В свою очередь блок делится на 16 разрядное информационное слово и 10 разрядное контрольное слово. Информационное слово служит для передачи данных, а контрольное слово - для синхронизации и исправления ошибок.
        Группа начинается с 16 - разрядного, так называемого PI - кода (Program Identification), индивидуального для каждой страны, который является признаком RDS передачи, и, соответственно, страны, в которой эта передача ведется.
        Следующие пять бит (начало второго блока) определяют тип передачи данных: радиотекст, передача времени и даты, радиопейджинг и др.
        Один бит (бит - ТР - Trafic program) управляет переключением радиоприемника из режима проигрывания аудиокассеты или CD - диска в режим приема при передачи важных информационных сообщений. Следующие пять бит формируют название программы, которое высвечивается на дисплеи радиоприемника при приеме вещательной станции. Это могут быть новости, спортивная информация, типы передаваемой музыки.
        Далее идет (последние пять бит второго информационного слова) 5-ти разрядный адресный код АС (Adress Code), который определяет местоположение данных передаваемых сообщений и команд, в том числе и адрес пейджерного приемника.
        При передачи пейджингового сообщения тип передачи данных задается как 01110, а адрес пейджера и само сообщение передаются в нескольких последовательных группах и занимают в каждой группе два последних блока. Первоначально следует адрес пейджера, а затем символы самого сообщения.
        В организации передачи пейджингового сообщения участвуют и другие RDS группы, предназначенные для передачи времени и даты, а также синхронизации RDS приемников. Синхронизирующая метка передается каждую секунду, а время и дата - каждую минуту.
        Специфика RDS - стандарта - уплотнение сигнала вещательной станции - позволяет операторам связи в большинстве случаев с меньшими капиталовложениями, чем для других систем, развернуть СПРВ. Экономия объясняется отсутствием расходов на частотное присвоение, антенно- фидерное устройство и передатчик, которые являются весьма дорогостоящим оборудованием. Расходы же состоят из арендной платы за поднесущую 57 кГц, стоимости кодера RDS и организации диспетчерской.
        Зона покрытия RDS пейджинга при эксплуатации наиболее широко распространенных RDS - пейджеров Nokia, Infotelecom, Matador на 10 - 20% меньше зоны устойчивого приема самой вещательной станции и имеет, как правило, радиус в несколько десятков км. Для выравнивания зон вещания и RDS пейджинга, а также уменьшения ошибок при передаче пейджинговых сообщений, обусловленных взаимным влиянием спектра вещательного и RDS сигналов, в передающий тракт включает аудиопроцессор (рис. 1.14).

Рис.1.14.Структура тракта передачи RDS сигнала.

        Аудиопроцессор осуществляет компрессию сигнала, а также ограничение по частотному диапазону, подавляя высокочастотные компоненты (выше 15 кГц) спектра вещательного сигнала левого и правого каналов. Это исключает наложение спектра сигнала КСС на спектр RDS.
        Дальнейшим развитием системы RDS является система голосового пейджинга MobiDARC.
        Центральной частотой передачи пейджинга здесь выбрана частота 76 кГц (рис.1.15). Система MobiDARC не оказывает влияние на передаваемую аудиоинформацию, а также на другие системы передачи данных на поднесущей (RDS с центральной частотой 57 кГц). Канальная скорость передачи данных 16 кбит/с (эффективная скорость - 1200 бит/с). Удельная емкость системы голосового пейджинга - 35000 абонентов на одну частоту из расчета 1,5 сообщений в день длительностью 45 с каждого абонента.

Рис.1.15.Спектр суммарного сигнала системы MobiDARC.