Мыс концентраттарын рудатермиялық электробалқыту  үшін  параметрлік идентификация  мен

235 

УДК 331.41/43 

 

Кошимбаев Ш. К., Тойгожинова А.Ж. докторант 

Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева, 

 г. Алматы, Республика Казахстан 

aynur_t@mail.ru 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОРОННОГО РАЗРЯДА КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ 

 

Аннотация: В статье рассмотрен способ усиления тока коронного разряда  в озонаторе, обеспечивающий 

высокую эффективность выхода озона при малых удельных энергозатратах. Также исследованы  электрические 

характеристики озонирующего элемента в виде  «игла-плоскость», который является основным элементом при 

разработке  озонатора  на  коронном  разряде.  С  целью  повышения  эффективности  выхода  озона  разработан 

способ  усиления  электрического  тока  в  озонаторе,  включающем  возбуждение  коронного  разряда  между 

коронирующим  и  внешним  электродами,  когда  озонирующий  элемент    помещают  в  полузакрытую  камеру, 

открытая  часть  которой  расположена  в  направлении  электрического  ветра,  возникающего  в  условиях 

коронного  разряда.  Представлен  озонатор  как  объект  управления.  Определены  входные  и  выходные 

переменные процесса.  

Ключевые  слова:  коронный  разряд,  озонатор,  озонатор  на  коронном  разряде,  энергетический  выход 

озона, усиление тока коронного разряда. 

 

Результаты  теоретических  и  экспериментальных  работ  последних  лет  показали,  что 

отрицательный коронный разряд с микроэлектродов (микропроволока, игла (острие), острые кромки 

и  тонкая  спираль  с  радиусами  кривизны  не  более 25-50 мкм)  по  сравнению  с  другими  видами 

коронного разряда обеспечивает более высокий удельный ток разряда и большую плотность тока на 

коронирующем  электроде [1] и  относиться  к  классу  непрерывно-дискретных  процессов.  На  основе 

полученных данных разработаны новые озонаторы на коронном разряде (ОКР), которые существенно 

не отличаются по своему энергетическому выходу озона (до 50 г/кВт

ч) от известных озонаторов со 

средней производительностью озона (10-100 г/ч) и в то же время имеют следующие преимущества: 

простота конструкции и малые габариты, слабое влияние давления и скорости протекающего воздуха 

на  их  характеристики,  экологическая  безопасность  и  отсутствие  воздухоподготовки,  малая 

металлоемкость и малый вес [2]. 

При  всех  преимуществах  в  своем  классе  (малогабаритность,  удобство  и простота  обращения  и 

обслуживания,  не  требующая  высокой  квалификации  обслуживающего  персонала)  озонаторы  типа 

ОКР  обладают  рядом  недостатков,  не  позволяющие  использовать  их  в  качестве  озонирующих 

элементов  при  разработке  промышленных  озонаторов  для  получения  большого  объема  озона (5-10 

кг/ч),  причем  не  считая  отдельных  модификаций,  озонаторы  на  коронном  разряде  в  большинстве 

случаев  имеют  низкие  энергетические  выходы  озона  (г/кВт

ч).  В  отдельных  модификациях 

озонаторов типа ОКР обеспечение  существенного увеличения энергетического выхода озона (до 50 

г/кВт

ч)  по  сравнению  с  классическими  способами  получения  озона  на  коронном  разряде  

достигается  различными  ухищрениями  и  усовершенствованиями  конструкции  коронирующих 

электродов,  комбинированным  питанием  или  продувкой  в  оптимальном  режиме  разрядного 

промежутка. 

Производительность  по  озону  (г/ч)  озонатора  или  озонирующего  элемента  определялась  по 

градуировочной  кривой, снятая с помощью озонометра типа ЛЭК разработки Санкт-Петербургского 

технического  университета.  На  рисунке 1 приведена  зависимость  производительности  трубчатого 

озонатора от значения разрядного тока (Р

п

) и расчетные значения удельного энергетического выхода 

по озону (Р

у

). 

Озонатор имел следующие параметры: L = 150 мм, D = 100 + 26 микрон (спиральная). Расход 

продуваемого  воздуха  через  озонатор  составил 20 л/мин.  Как  следует  из  этого  рисунка,  с  ростом 

величины  разрядного  тока  производительность  озонатора  по  озону  также  растет,  в  то  время  как 

энергетический  выход  его  монотонно  падает,  что  подтверждает  ранее  известные  данные  по  росту 

энергетического выхода озона при малых токах коронного разряда [1]. 

 

 

 

 

 

236 

 

 

Рисунок 1 – Производительность и энергетический выход озона 

Сплошные линии – производительности (г/ч) 

Штриховая – энергетический выход озона (г/кВт

ч) 

 

Таким  образом,  производительность  по  озону  озонирующего  элемента  (г/ч)  определяется 

измерением  на  его  выходе  концентраций  озона  известным  стандартным  озонометром  или 

определяется по градуировочной кривой (рисунок 1), тогда как его энергетический выход находится 

расчетным  путем  через  количество  выработанного  озона  (г)  на  единицу  затрачиваемой 

электроэнергии (кВт

ч). Отсюда следует, что снижение удельных энергозатрат (г/ кВтч) необходимо 

при  многозвенных  и  многомодульных  соединениях  озонирующих  элементов  с  целью  повышения 

суммарной производительности озонатора. 

Производительность по озону любого озонирующего элемента, в первую очередь, зависит от величины 

разрядного  тока,  и  потому,  для  снижения  удельных  энергозатрат  возникает  возможность  уменьшения 

значений  питающего  напряжения  при  тех  же  токах  разряда.  Имеются  несколько  путей  для  усиления  тока 

коронного разряда, которые ведут к повышению производительности озонирующего элемента. Рассмотрим 

их возможности, достоинства и недостатки при применении их в озонирующих элементах.  

Одним  из  путей  усиления  тока  коронного  разряда,  что  равносильно  повышению 

производительности  озонирующего  элемента,  является  уменьшение  межэлектродного  расстояния 

разрядного промежутка. В этом случае при тех же напряжениях питания, возможно, получить более 

высокие значения разрядного тока, если при этом не возникнет пробой между электродами.  

В коаксиальных цилиндрах существует геометрический предел отношения внешнего радиуса к 

внутреннему,  равный  e  (основание  натурального  логарифма),  ниже  которого  коронный  разряд  не 

может возникнуть /3/. Рассмотрим напряженность поля на поверхности внутреннего электрода: 

 

,

ln

0

0

0

0

r

R

r

U

E



      

 

 

 

       (1) 

 

Где  U  –  напряжение  между  электродами;  R – радиус  внешнего  цилиндра;  r

0

 – радиус 

внутреннего  цилиндра.  Если  принять  значения  U  и  R  постоянными,  то  можно  найти  r

0

  при 

минимальной Е

м

 когда более вероятен пробой промежутка: 

 





;

0

ln

ln

1































r

R

U

r

dr

d

E

dr

d

м

м

                                            (2) 





;

0

1

ln

ln

1





 r

R

U

м

 

.

1

ln



r

R

 

 

Таким  образом,  вопрос  о  критическом  расстоянии  между  электродами,  в  частности,  о  критическом 

отношении R/r в  случае  коаксиальных  цилиндров,  тесно  связан  с  условиями  возникновения  и 

распространения стримеров при начальных стадиях развития коронного разряда. Выражение (2) остается 

предельным и дает минимальную величину критического отношения 

...

718

,

2

0



 e

r

R

/9/. 

237 

Между  тем,  большинство  разработанных  озонаторов  типа  ОКР  имеют  межэлектродные 

расстояния  порядка 5-10 мм,  тогда  как  радиусы  кривизны  коронирующих  электродов  лежат  в 

пределах 25-50 микрон.  Установлено  экспериментально,  что  выбранные  параметры  разрядного 

промежутка являются наиболее оптимальными по части равномерной продувки воздухом разрядного 

промежутка  и  при  этом  значения  напряжения  питания  и  разрядного  тока  недостаточны  для 

возникновения пробойных процессов. 

Следующим путем усиления разрядного тока может служить нагрев коронирующего электрода 

или  нагрев  воздуха,  окружающего  разрядный  промежуток.  В  этом  случае,  с  повышением 

температуры воздуха растет интенсивность ионизации в коронирующем слое из-за увеличения длины 

свободного пробега электронов, причем значительно возрастает плотность тока во внешней области 

короны. Установлено, что при нагреве воздуха до 140 

0

С и при одном и том же значений напряжения 

питания разрядный ток возрастает в пятикратном размере, но применение этого способа для усиления 

разрядного  тока  связано  с  рядом  трудностей  технического  характера:  необходимость 

дополнительного  приспособления  для  нагрева  воздуха  и  затем,  продувки  его  через  озонирующий 

элемент,  а  также  возникает  необходимость  тепловой  изоляции  озонирующего  элемента  от 

окружающей  среды.  Кроме  того,  при  такой  температуре  воздуха (140 



С)  наиболее  вероятным 

является разложение озона, полученного в озонирующем элементе. 

Другим  путем  для  повышения  производительности  озонирующего  элемента  является 

применение  вместо  воздуха  чистого  кислорода.  Действительно,  в  этом  случае  выход  озона 

увеличивается почти, 2 раза [4]. Причиной, задерживающей применение этого способа, является его 

дороговизна.  Кроме  того,  в  производственных  условиях  применение  кислорода  также  не 

удовлетворяет требованиям техники безопасности. 

К  одному  из  эффективных  путей  снижения  удельных  энергозатрат  при  получении  озона 

относится  работа  озонирующего  элемента  при  пониженных  давлениях  воздуха.  При  этом, 

единственной возможностью осуществления этого способа является отсасывание воздуха из рабочего 

объема  озонирующего  элемента,  что  в  свою  очередь  предполагает  прохождение  озонированного 

воздуха  через  отсасывающее  устройство  и  в  конечном  итоге,  в  значительной  степени  снижается 

эффективность получения озона. Эта задача была решена в работе [2], когда процессы образования 

озона и взаимодействия его с обрабатываемой жидкостью объединены и протекают одновременно в 

рабочей  зоне  водоструйного  насоса.  При  этом  эффективность  применения  озона  существенно 

повышается из-за отсутствия действия по доставке и транспортировке озона к рабочему месту. 

С целью повышения эффективности выхода озона разработан способ усиления электрического тока 

в  озонаторе,  включающем  возбуждение  коронного  разряда  между  коронирующим  и  внешним 

электродами, когда озонирующий элемент  помещают в полузакрытую камеру, открытая часть которой 

расположена в направлении электрического ветра, возникающего в условиях коронного разряда [5]. 

Результаты  исследования  показали,  что  во  всем  диапазоне  температур  и  давлений  воздуха 

характеристики  коронного  разряда  являются  функциями  только  плотности  воздуха.  Влияние 

температуры воздуха на коронный разряд описывается той же закономерностью, что и зависимость 

плотности воздуха от его температуры. Давление воздуха или плотность его на величину силы тока 

разряда  влияет  через  начальную  напряженность  поля  коронного  разряда,  которая  в  свою  очередь, 

определяет напряжение возникновения разряда в данном промежутке. 

Таким  образом,  исходя  из  анализа  характеристик  процесса  коронного  разряда,  с  учетом 

взаимосвязных  переменных  процесса  можно  представить  озонатор  как  объект  управления  со 

следующими входными и выходными переменными процесса. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Озонатор как объект управления 

 

 

ОЗОНАТОР 

G

возд

 

U

п

 

L 

R 

Z 

P 

T 

ρ 

О

3

, г/кВтч 

О

3

, г/ч 

E

0

 

I

р

 

U

0

 

Р

у

 

238 

G

возд

 – расход воздуха, U

п

 – напряжение питания , L – расстояние между электродами, R– радиус 

внешнегоцилиндра, Z – радиус  внутреннего  цилиндра,  Р – плотность  воздуха,  Т – температура 

воздуха, ρ – давление воздуха. 

О

3

,  г/кВтч – удельный  энергетический  выход  озона,  О

3

,  г/ч – производительность  озона, E

0

 – 

напряженность  поля  на  поверхности  электрода, I

р

 – ток  разряда, U

0

 –  начальная  напряженность 

коронного разряда, Р

у 

– удельные энергетические затраты, 

 – концентрация озона. 

 

Выводы 

1.  Определены основные пути усиления электрического тока озонирующих элементов, что ведет 

повышению эффективности выхода озона. 

2.  Установлено,  что  более  реальным  путем  повышения  эффективности  выхода  озона  является 

работа озонирующего элемента при пониженных давлениях рабочей атмосферы. 

3.  Предложен новый способ для усиления электрического  тока в озонирующем элементе путем 

применения  эффекта  «электрический  ветер»,  образующего  в  разрядном  промежутке  «игла-

плоскость». 

4.  Озонатор представлен как объект управления. 

 

ЛИТЕРАТУРА 

1.  Бахтаев  Ш.А.,  Боканова  А.А.,  Бочкарева  Г.В.,  Сыдыкова  Г.К.  Физика  и  техника  коронноразрядных 

приборов. – Алматы, 2007. – 278с. 

2.  Бахтаев Ш.А. и др. Озонаторы на коронном разряде. Аналитический обзор. – КазГосИНТИ. 1978г. – 30 с. 

3.  Бахтаев Ш.А. Коронный разряд на микроволокнах. – Алматы. Наука, 1984. –  208с. 

4.  Верещагин  И.П.  Коронный  разряд  в  аппаратах  электронно-ионной  технологии. –  М., 

Энергоатомиздат, 1985. – 159с. 

5.  Пред.  патент  №19274  от 25.01.2008, Способ  усиления  электрического  тока  в  озонаторе. 

Бахтаев Ш.А., Дюсебаев М.К., Нурпеисова К.М., Тойгожинова А.Ж. 

 

REFERENCES 

1. Bahtaev Sh.A., Bokanova A.A., Bochkarev G.V., Sydykova G.K. Physics and technology koronnorazryadnyh 

devices. –  Almaty, 2007. –  278p.  

2. Bahtaev Sh.A. and others. Ozonators for corona discharge. Analytical Review. – KazGosINTI. 1978. – 30p. 

3. Bahtaev Sh. A. Corona discharge on the microfibers. – Almaty. Science, 1984. – 208p.  

4. Vereshchagin I.P. Corona discharge in Electron-ion technology. – M. Energoatomizdat, 1985. –  159p.  

5. Pred. Patent №19274 from 25.01.2008, method of enhancing the electric current in the ozonator. Bahtaev 

Sh.A., Dyusebaev M.K., Nurpeisov K.M., Toygozhinova A.Z. 

 

Көшімбаев Ш. К., Тойғожинова А.Ж. 

Тəждік разрядтың процесін басқару объектісі ретінде зерттеу 

Түйіндеме. Бұл мақалада озонаторда тəждік разряд тогын күшейту қарастырылған, мұнда өзіндік энергия 

шығыны  төмен  жағдайда  озоннын  бөліну  тиімділігі  қамтамасыз  етіледі.  Сонымен  қатар  «ине-жазық»  түрінде 

орындалған озондаушы элементтің энергетикалық сипаттамалары зерттелген.   

Түйін  сөздер:  тəждік  разряд,  озонатор,  тəждік  разряд  негізінднгі  озонатор,  озонның  энергетикалық 

шығуы, тəждік разряд тогын күшейту. 

 

Koshimbaev Sh.K., Toygozhinova A.Zh. 

Study of corona discharge as a control object 

Summary.This article describes a method for enhancing the current corona discharge in an ozonizer, providing 

high efficiency ozone output at low specific energy consumption. We have investigated the electrical characteristics of 

the element in the form of ozonated "needle-plane", which is a key element in the development of the ozonator on the 

corona discharge.  

Key words: corona discharge, ozone generator, ozone generator for corona discharge, the energy yield of ozone, 

increasing the corona discharge current. 

 

 

 

 

 

 

 

 

239 

ƏОЖ  004.9 

 

Көшербаева Н.Т. магистрант, Рахматуллаев Р.Д. 

Қ.И.Сəтпаев атындағы қазақ ұлттық техникалық университеті 

Алматы қ., Қазақстан Республикасы 

Knabira@mail.ru 

 

МОБИЛЬДІК  БАЙЛАНЫС  ЖҮЙЕСІН ҚҰРУ КЕЗІНДЕ АҚПАРАТТЫ БАСҚАРУ  

МЕН ӨҢДЕУ ƏДІСІН ЗЕРТТЕУ 

 

Аңдатпа.  Баяндамада  мобильдік  байланыс  жүйесінің  құрылуы  жəне  ақпараттардың  байланыс  кезінде 

басқарылуы қарастырылады. Сонымен қатар жүйенің маңызды элементі деректер базасының атқаратын қызметі 

қарастырылады. 

Түйін сөздер: Мобильдік байланыс, деректер базасы, коммутация орталығы. 

 

Мобильді байланыс — радиобайланыстың ұялы желіге негізделген бір түрі. Оның жалпы қамту 

аумағы жеке базалық станциялардың қамту аумағымен анықталатын ұяшықтарға бөлінген. Ұяшықтар 

бір-бірін  көмкеріп,  желі  құрайды.  Тегіс  жəне  ашық  жердегі  қамту  аумағының  базалық 

станциялары шеңбер пішінді  болып  келеді,  сондықтан  олардан  құралған  желі  алты  бұрышты 

ұяшықтардан  құралған бал  арасының ұяшығына  ұқсас  болып  келеді.  Желі  бірдей жиіліктежұмыс 

істейтін, кеңістікте таралатын 

қабылдағыш-таратқыштардан, 

қозғалыстағы абоненттердің орнын 

алдын  ала  анықтау  жəне  оның  бір  қабылдағыш-таратқыштың  қызмет  көрсету  аумағынан  басқа 

қызмет  көрсету  аумағына  ауысу  кезіндегі байланыстыңүзіліссіздігін  қамтамасыз  ететін 

коммутаторлық  жабдықтардан  тұрады.  Ұялы  байланыстың  алғашқы  жүйелері 1946 ж. АҚШ-

тың Сент-Луис  қаласында жасалды.  Бұл  байланыс  жүйелері автомобильдерде орнатылып,  жеткілікті 

дəрежеде  үлкен  аумақты  қамтамасыз  ететін  бірыңғай  орталықпен  байланыстырылды. XX ғасырдың 

70-жылдарының аяғында Солтүстік Еуропа мемлекеттерінде 450 МГц жиілікте жұмыс істейтін NMT-

450 

стандарты 

енгізілді. 1986 жылдан 

жүйенің 

абоненттік 

сыйымдылығын 

кеңейтетін 

жəне функционалдық мүмкіндіктерін арттыратын NMT-900 стандарты қолданыла бастады. Алғашқы 

тəжірибелі GSMжелісі 1990 ж.  пайда  болып, 1992 ж.  алғаш  рет Германияда қолданысқа  енді. GSM-

900 —  қозғалмалы  байланыс  жүйесінің  ең  кең  тараған  түрі. Оператордың жиілік  ауқымы 890—960 

МГц. GSM-900 стандартының  басқа  стандарттармен  салыстырғандағы  басты  артықшылығы 

телефон аппараттары  өлшемдерінің  шағын  болуы  жəне  аккумуляторының  зарядталмай  ұзақ  уақыт 

бойы  жұмыс  істеуі. GSM операторында  орнықты  байланыс  ең  жақын  базалық  станциядан 

(үдеткіштер  мен антенналар қолданғанда) 35 км-ге  дейін  жетеді. GSM-900 стандартында  бөгде 

қосылудан қорғану үшін абоненттің арнайы модулі — SIM-карта қолданылады. Бұл картада белгілі 

абонент  туралы  нақты ақпарат жазылған микросұлба орнатылады,  сондықтан  оны GSM стандартты 

кез  келген  ұялы  аппаратта  қолдануға  болады.  Əрбір  картаның  арнайы идентификациялық нөмірі 

болады. SIM картаның  тағы  бір  жетістігі  абонент  аппаратты  ауыстырғанда  оның  ұялы  нөмірі  жəне 

ондағы  барлық  ақпараттар  сақталады.  Ұялы  байланыс  желілері  өз  атауын  ұйымдастырудың  ұялық 

принциптеріне  сəйкес  алған.  Осыған  сəйкес  қызмет  көрсету  аймағы  (қала  территориясы  немесе 

регион)  ұяшықтардың  кейбір  сандартына  бөлінеді.  Ұяшықтарда  əдетте  дұрыс  алтыбұрыш  түрінде 

бейнелейді, себебі бұлар аралардың ұяшықтарына ұқсағандықтан бұл жүйені біз ұялы деп атаймыз. 

Желінің  ұялы  құрылымы  жиіліктерді  екінші  реттік  қолдану  негізімен  тікелей  байланысты.  Осыған 

байланысты  бірдей  жиіліктер  бір-бірінен  белгілі  бір  ара  қашықтықта  орналасқан  ұящықтарда 

қайталануы мүмкін. 

Əрбір  ұяшықтың  центрінде  негізгі  базалық  станция  орналасқан(БС).  Бұл  БС  өз  ұяшығының 

шегінде барлық жылжымалы станцияларға қызмет етеді. Абонент бір ұяшықтан басқа ұяшыққа орын 

ауыстырған  кезде  бір  байланыс  станциясынан  басқа  байланыс  станциясы  оған  қызмет  көрсете 

бастайды.       Байланыс  станциялардың  арналардың  коммутациясы  коммутация  центрінде  жүзеге 

асады (КЦ). Бұл УПАТС немесе ақырғы құқықтары негізінде ортақ қолданыстағы телефондық желіге 

(ОҚТС) қосылады. 

Шын  мəнінде  ұяшықтар  қатаң  геометриялық  пішінде  болмайды.  Ұяшықтардың  шынайы 

шекаралары дұрыс емес қисық түрінде болады (2-сурет). Олар радиотолқындардың өшуі мен таралу 

шарттарына  тəуелді.  Демек,  қызмет  ететін  террмoторияның  жерінің  рельефіне  салулардың 

тығыздығына  жəне  басқа  факторларға  тəуелді.  Сонымен  қатар,  сенімді  қабылдаудың  зонасының 

шегінде  сигналды  қабылдауға  мүмкін  болмайтын  облыстарда  болады(көлеңке  аймақтар).  Осыған 

240 

сəйкес  базалық  станцияның  орналасуы  ұяшық  центрімен  шамамен  ғана  сəйкес  келеді.  Бұны 

бірмағыналықпен  анықтау  қиынға  соғады.  Егер  базалық  станция  бағытталған  антенналарды 

қолдамаса, онда БС ұяшық шекараларында болады. 

Мобильдік байланыс жүйесін құру кезінде ақпаратты басқару 

Цифрлық жүйедегі ұялы байланыс (мысалы GSM)”базалық станциясының жүйесі” (БСЖ) деген 

мағына  қолданылады.  Бір  контроллер  бірнеше  БҚБС-ті  басқара  алады  жəне  келесі  функцияларды 

орындайды: радиоканалдардың таратып үлестірулерін басқарады, қосылыстарды бақылап, кезектерін 

ретке келтіріп отырады; сигналдардың модуляция  мен демодуляцияларын, хабарлардың кодалау мен 

декодалауларын,  қозғалғыштық  жиілікті  жəне  жұмыс  режимін  қамтамасыз  етеді.  Бір  ортақ  БСК-ға 

қосылған  үш  БҚБС,  əрбір 120-градустық  секторында  жұмыс  істей  алады,  ал  бір  ортақ  БСК-ға 

қосылған алты БҚБС – əрбір 60-градустық секторында жұмыс істей алады.  

          Коммутацияның  центрі  «милы»  цетрі  жəне  бір  уақытта  ұялы  байланыс  жүйесінің 

диспетчерлік орны болып табылады. Бұнда бүкіл БС ақпарат ағымдары тұйықталады. Басқа байланыс 

жүйелеріне  шығысы  осы  ЦК  арқылы  орындалады – ортақ  қолданыстағы  телефондық  жүйелері, 

спутниктік  байланыс  жүйелері  немесе  ұялы  жүйелер.  Əдеттегі  көппроцессорлы  жүйелерге  мысал 

болып келетін бірнеше процессорлар (контроллерлар) ЦК-ның құрамына кіреді. 

Коммутатор  үйлесімді  байланыс  сызықтары  мен  ақпараттар  ағымдарының  арасындағы 

ауысуларын жүзеге асырады. Негізінде, ол ақпараттар ағымын бір БС-дан басқасына немесе  БС-дан 

стационарлы байланыс жүйесіне не болмаса керісінше, стационарлы байланыс жүйесінен керекті БС-

ға жібере алады. 

Тиісті  байланыс  контроллерлары  арқылы  байланыс  желісі  ақпарат  ағынының  аралық  өңдеуін 

жүзеге  асыратын  (буып-тиетін/қайта  қалпына  келтіретін,  буферлік  сақтау)  коммутаторға  қосылады. 

Коммутация центрінің жəне жүйе жұмысын орталықты басқару қайта программаланатын бөлігі бар 

(software)  қуатты  математикалық  қамтамаға  ие  орталық  контроллерде  орындалады.  Коммутация 

центрінің  жұмысы  операторлардың  белсенді  қатысуын  ұйғарады,  сондықтан  центр  құрамына  тиісті 

терминалдар  кіреді,  сонымен  қатар  ақпаратты  тіркеу  (құжаттау)  жəне  бейнелеу  құралдары  жатады. 

Негізінен  оператормен  абоненттер  жайлы  мəліметтер  жəне  оларға  қызмет  көрсету  шарттары 

енгізіледі. Қажетті жағдайда оператор жұмыс істеу барысында қажетті командаларды шығарады. 

Жүйенің  маңызды  элементі  болып  деректер  базасы  болып  табылады.  Оған  үй  регистрі,  қонақ 

регистр, аутентификация цетрі жəне аппаратура регистрі (соңғысы барлық жүйелерде бар дерлік). 

Үй регистрі(орналасудың үй регистрі – Home Location Register, HLR) берілген жүйеде тіркелген 

барлық  абоненттер  жайлы  мəліметтер,  сонымен  қатар  оларға  ұсынылатын  қызметтер  түрі  жайлы 

мəліметтер  болады,  себебі  əртүрлі  абоненттер  үшін  қызмет  көрсету  жайындағы  келісім  жасасқанда 

əртүрлі қызметтер көрсетілуі көзделген. Мұнда абоненттің орналасуы тіркеледі. Бұл оны шақыруын 

ұйымдастыру үшін жəне оған көрсететін қызметтер тіркеу үшін қажет. 

Қонақтық  регистрлерге (Visitor Location Register, VLL – қонақтық  регистрдің  орналасуы), 

мысалға  алғанда  осындай  қонақ-абонент  жайлы  мағлұматтар,  басқа  ұялы  осы  байланыс  жүйесіне 

тіркелген, бірақ қазіргі кезде стандартты жүйеде байланыс қызметі қолданылатындар кіреді. 

Аутентификация  орталығы (Authentication Center,AUC) шифрленген  хабар  мен  абоненттер 

аутентификацияның процедураларын қамтамасыз етеді. 

Аппаратураның  регистрі (аппаратураның  идентификациясының  регистрі Equipment Identity 

Register, EIR) эксплуатацияланатын  жылжымалы  станциялар  туралы  мағлұматтар  құрамына  кіреді. 

Жекелеп  алғанда,  мұнда  ұрланған  абоненттік  аппараттар  жəне  неше  түрлі  техникалық  дефектілері 

бар,  мысалы,  тым  үлкен  деңгейлі  помеха  көзі  болатын,  белгілене  алады.  Коммутация  орталығында 

базалық  станциялар  сияқты,  ең  негізгі  аппаратура  элементтерінде,  бұған  қоса  қоректендіру 

көздерінде, процессор мен ақпараттар база, сақтау қарастырылады. 

Қызмет көрсету территориясын ұяшықтарға бөлудің екі əдісі бар: 

Байланыс  жүйелерінде  сигналдардың  таралуының  статикалық  сипаттамаларын  өлшеуге 

негізделген; 

Арнайы районға сигналды тарату параметрлерін есептеу. 

1-ші əдісті қолданғанда барлық қызмет көрсетілетін аймақ бірдей формалы аймақтарға бөлінеді 

жəне  өзара  əсер  ету  шарты  орындалатын  шектерде,  статикалық  радиофизика  заңының  көмегімен 

рұқсат етілетін өлшемдері анықталады. 

Территорияны  соттарға  бөлуде  ең  тиімді 3 геометриялық  фигуралар:  үшбұрыш,  квадрат  жəне 

алтыбұрыш.  Ең  ыңғайлы  фигура  алтыбұрыш,  себебі  егер  шеңбер  диаграммалы  бағытталған 

антеннаны  оның  ортасына  орналастырса,  онда  соттың  барлық  бөліктеріне  байланысты 

ұйымдастыруға болады. 

241 

1-ші əдісті қолданғандағы ұқсас бір арналар қолданылатын аймақтар арасындағы интервал өзара 

бөгеулерге қажетті деңгейден жоғары болады. Бұл жағдайда 2-ші əдісті қолданған жөн. Онда базалық 

станциялардың минималды санын анықтау үшін керек болатын параметрлер есептелінеді. 

Əр  ұяшық  байланыс  арналар  саны  шектелген  жəне  аз  шығыс  қуаты  бар  өзінің  таратқышымен 

қызмет  етеді.  Бұл  алыс  қашықтықтағы  ұяшықтың  жиілік  арнасын  кедергісіз  қайта  қолдануға 

мүмкіндік  береді.  Бірақ  практикада  соттардың  қызмет  ету  аясы  əртүрлі  факторлардың  əсерінен, 

мысалы  радиотолқындардың  таралу  шарттарының  өзгеруіне  байланысты  жабылады.  Сондықтан 

көрші  ұяшықтарда  əртүрлі  жиіліктер  қолданылады..  Соттардың  əртүрлі  жиіліктегі  топтары  кластер 

деп аталады. Оны анықтайтын параметр болып көрші соттағы жиіліктер саны табылады. Практикада 

ол сан 15-ке дейін жетуі мүмкін. 

Ұялы  байланыс  принципінің   негізгі  идеясы,  ол  қосылмаған  соттардағы  жиіліктерді  қайта 

қолдану  болып  табылады.  Бірінші  буын  ұялы  қозғалмалы  байланыстың  аналогты  жүйесінде 

қолданылған  жиілікті  қайта  қолдануды  ұйымдастырудың 1-ші  əдісі  шеңберлі  бағдарланған 

диаграммасы  бар  базалық  станцияны  қолдану.  Ол  бірдей  қуатты  сигналды  барлық  бағыт  бойынша 

тарата алады. 

Алтыбұрышты  ұяшықтарды  қолдану  қажетті  жиілік  дипазонының  кеңдігін  азайтуға  мүмкіндік 

береді. Алтыбұрышты форма ұяшықтың центріне орнатылған, бағдарлы базалық станцияның шеңбер 

диаграммасына  жақсы  сияды.  Ұяшықтың  өлшемін  таңдауды  қарастырайық.  Бір  жиіліктер  қайта 

қолданылатын  ұяшықтар  арасындағы  интервалды  анықтайды. D қорғаныс  интервалының  өлшемі, 

жоғарыда  айтылған  деректерден  тыс,  бөгеуліктердің  мүмкін  болатын  деңгейі  жəне 

радиотолқындардың таралу шарттарына тəуелді. Барлық аймақтағы шақырулар интенсивтілігі бірдей, 

бірөлшемді ұяшықтар таңдап алынады. R ұяшық радиусы арқылы сипатталатын базалық станцияның 

қызмет ету аясы, барлық территорияның қызмет ету аясына байланысты ұстауға мүмкіндік беретін N 

абоненттер  санын  анықтайды.  Соған  байланысты  ұяшықтың  радиусын  қысқарту  бөлінген  жолақ 

жиілігін  қолданудың  маңыздылығын  арттырады  жəне  жүйенің  абоненттік  сиымдылығын  арттыруға 

болады.  Сонымен  қатар  таратқыштың  жəне  қозғалмалы  станциялардың  қуатын  азайтады.  Бұл  өз 

кезегінде  ұялы  байланыс  құралдарын  басқа  да  радиоэлектронды  құралдарымен  жəне  жүйелерімен 

электромагнитті сəйкестік шартын жақсартады. 

Бөгеулік дəрежесін төмендетудің ең тиімді əдістерінің бірі, тар бағытталған диаграммалары бар 

секторлық антенналарды қолдану. Мұндай бағытталған антенналарда сигнал бір бағытта таратылады, 

ал  сəулелену  дəрежесі  қарама-қарсы  бағытта  минимум  мəнге  жеткізіледі.   Соттарды  секторларға 

бөлу,  соттардағы  жиілікті  қайта  қолдануға  мүмкіндік  береді.  Мұндай  жиілікті  қайта  қолдану  əр 

базалық станцияның 3 секторлық антенналарды қолдануға негізделген 

Əр  сот  базалық  станция  деп  аталатын  көпарналы  таратқышпен  қызмет  көрсетіледі.  Ол, 

қарапайым  телефон  желісі  сымының  ролін  радиотолқындар  атқаратын,  ұялы  телефонмен  жəне 

қозғалмалы  байланыстың  коммутация  орталығы  арасындағы  байланысты  ұйымдастырады.  Базалық 

станциялардың арналар саны 8-ге бөлінеді, мысалы 8, 16, 32. Бір арна басқарушы (Control channell) 

болып  табылады.  Кей  жағдайларда  ол  шақыру  арнасы (Calling Channell) деп  аталады.  Бұл  арнада 

қозғалмалы абонент жүйесін шақырғанда тікелей байланыс ұйымдастырылады, ал сөйлесу бос арна 

табылғанда ауысу орындалады. Бұл процесстер тез болады, сол себепті ол абонентке білінбейді. 

Барлық  базалық  станциялар  бөлінген  сымдық  жəне  радиорелейлі  байланыс  арнасы  арқылы 

қозғалмалы  коммутация  байланыс  орталығын  байланыстырады. MSC коммутациялық  орталығы 

желіні  басқарудың  барлық  функцияларын  қамтамасыз  ететін,  ұялы  байланыс  жүйесінің  автоматты 

телефонды  станциясы.  Ол  қозғалмалы  станцияларға  тұрақты  бақылауды  ұйымдастырады,  олардың 

эстафетті  таралуын  құрады.  Ұялы  байланыс  стандарттарының  əртүрлілігіне  қарамастан,  олардың 

функциялану  сұлбалары,  өзінің  ерекшеліктеріне  қарамастан  ұқсас.  Абонент  үшін  байланыс  қай 

стандартта  орындалуының  ешқандай  айырмашылығы  жоқ.  Егер  оған  байланысу  керек  болса,  ол 

өзінің радиотелефонындағы пернені басады, ол қарапайым трубканы алғанға сəйкес. Керек абонентті 

шақыру  үшін  барлық  ұялы  байланыс  жүйесінің  базалық  станцияларның  басқару  арнасы  арқылы 

шақыру сигналы жеткізіледі. Абонентпен шақырылатын ұялы телефон бұл сигналды алғанда, бір бос 

басқару  арнасы  арқылы  шақыруға  жауап  береді.  Жауап  сигналды  қабылдаған  базалық  станция  өз 

кезегінде  шақырылатын  абоненттің  ұялы  радиотелефон  сигналының  максималды  деңгейі  тіркелген 

базалық  станция,  сөйлесуді  ауыстыратын  коммутация  орталығына  оның  параметрлері  жайлы 

ақрпарат береді. 

Номер  теру  кезінде  радиотелефон  базалық  станцияның  сол  сəттегі  сигналдың  деңгейі 

максималды болатын бос бір арнаны таңдайды. Абоненттің базалық станциядан алыстауына немесе 

радиотолқынның таралу шарттарының бұзылуына байланысты сигналдың деңгейі төмендейді, ал ол 

242 

өз кезегінде байланыс сапасының нашарлауына алып келеді. Сөйлесудің сапасын арттыру абонентті 

басқа  байланыс  арнасына  автоматты  ауыстыру  жолымен  іске  асырылады.  Бұл  процесс  келесідей 

орындалады. Шақырумен басқарылатын немесе эстафеталық тарату деп аталатын арнайы процедура, 

сол  мезетте абонент тұрған аймақ əсер ететін, бос бір базалық станцияның арнасына ауыстыру іске 

асырылады.  Осындай  əрекеттер  бөгеулер  əсерінен  байланыстың  нашарлау  кезінде  немесе 

коммутациялық қондырғының ақаулықтары пайда болғанда қолданылады. 

 

ƏДЕБИЕТТЕР: 

1. Громаков Ю. А. 3-е поколение – динамика // Мобильные системы, - 2000 г., - №3. 

2. Тепляков И.М. Основаны построения телекоммуникационных систем и сетей. – М.: Радио и связь,2004 г. 

3. Толмачев Ю.А. Универсальные мобильные системы связи. Перспективы развития // Электросвязь, 1999, - №4. 

4. Уильям К. Ли Техника подвижных систем связи. –М.: Радио и связь, 1999 г. 

 

REFERENCES: 

1. Gromakov Yu third generation - the dynamics // Mobile Systems - 2000, - №3. 

2. Tepljakov IM Based construction of telecommunication systems and networks. - M .: Radio and 

Communications, 2004 

3. Tolmachev Yu.A. Universal mobile telecommunications system. Prospects of development // 

Telecommunications,1999, - №4. 

4. William C. Lee Appliances mobile communication systems. -M .: Radio and Communications, 1999 

 

Көшербаева Н.Т.,  Рахматуллаев Р.Д. 

жүктеу/скачать 20,3 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: