Спосіб і пристрій для з’єднання мобільних пристроїв зв’язку з безпровідними мережами в підземних спорудах

Реферат: Пристрій для з'єднання мобільних пристроїв зв'язку з безпровідними мережами у підземних спорудах містить множину базових станцій, розміщених у системі тунелів (11, 12) на відстані одна від іншої в основному у напрямку осей тунелів таким чином, що кожна пара сусідніх базових станцій (21, 22, 23) утворює мінімально можливе перекриття (25) спільних зон (16) приймання. При цьому усі базові станції (21, 22, 23) працюють на одному єдиному спільному каналі. Згідно з використовуваним при цьому способом мобільна станція перемикається на сусідню базову станцію, якщо якість сигналу стає нижчою від попередньо встановленого порогового значення. UA 100235 C2 (12) UA 100235 C2 UA 100235 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Для безпровідного зв'язку у підземних спорудах, таких як тунельні системи, шахти і т.п., використовують різноманітні системи. Останнім часом у підземних спорудах також використовують безпровідні мережні технології, звичні для офісних і побутових застосувань. Це є зокрема мережі згідно з набором стандартів IEEE 802.11. Недолік цих стандартів полягає у тому, що мобільні пристрої, що рухаються від однієї базової станції до наступної, потребують дуже тривалого часу для перемикання з'єднання на наступну базову станцію. Тому технологія у такій формі не придатна для машин чи людей, що швидко і тривало рухаються у мережі підземних гірських виробок шахти і при цьому мають підтримувати безпровідний зв'язок. Ця затримка перемикання зумовлена тим, що мобільний пристрій наявний зв'язок підтримує доти, доки він остаточно не розірветься. Після цього починається процес пошуку, в кінці якого встановлюється з'єднання з іншою базовою станцією. Цей процес може потребувати кілька секунд, що є неприйнятним для дистанційного керування машинами чи для безпровідних телефонних розмов. Якщо у разі застосування безпровідної локальної мережі на поверхні землі - тобто у нормальних умовах офісу чи на відкритому просторі - безпровідним зв'язком має бути покрита значна зона, то використовують кілька базових станцій. На фіг. 1 схематично представлене розміщення антен з круговими діаграмами направленості. В принципі досягаються аналогічні параметри при використанні трьох напрямлених антен, зміщених одна відносно іншої на 120 градусів. Оскільки навколо базових станцій, у даному разі 101, 102 і 103, здійснюється безперешкодне поширення радіохвиль у всіх напрямках, утворюються великі зони 110 перекриття, завдяки яким забезпечується надійне безпровідне покриття. Позиційним позначенням 105 позначені зони, в яких - без перешкод і без урахування профілів висоти - може бути здійснене безперешкодне приймання сигналів. Для усунення взаємних перешкод, викликаних такими великими зонами 110 перекриття зон дії базових станцій 101, 102 і 103, вони можуть працювати на різних каналах (частотах). У разі відсутності ідеальних умов поширення сигналів - наприклад всередині будівель - зони перекриття часто роблять ще більшими, ніж за ідеальних умов, що може призвести до функціональних обмежень і втрати ширини смуги частот. До того ж, кількість каналів, використовуваних без взаємних перешкод (наприклад WLAN (безпровідна локальна мережа) згідно з IEEE 802.11b/g), у багатьох випадках обмежена, тому часто лише із цієї причини перекриттів не уникнути. Різні канали використовують також для того, щоб за різних умов поширення високочастотних радіохвиль (атмосферні зміни, споруди і т.п.) сконфігурувати їх якомога більш оптимально і надійно, і усім паралельно працюючим користувачам у всій зоні покриття забезпечити рівномірну якість послуг. Оскільки сучасні безпровідні локальні мережі використовуються головним чином для мобільних пристроїв, які не потребують роботи у реальному масштабі часу, зокрема не здійснюють критичного з точки зору реального масштабу часу обміну даними з базовою станцією, цей спосіб є надійним. Виходячи із рівня техніки, в основу винаходу покладено задачу розробки способу, придатного для критичного з точки зору реального масштабу часу обміну даними з базовою станцією, і відповідного пристрою для з'єднання мобільних пристроїв зв'язку з мережею у підземних спорудах. Ця задача згідно з винаходом вирішена ознаками пункту 1 формули винаходу. Винахід базується на знанні того факту, що робота під землею значно відрізняється від звичайних наземних застосувань. Підземна гірська виробок шахти чи будівництво тунелю складається із мережі тунелів, що проходять прямими штреками, причому пристрої зв'язку - як встановлені на машинах, так і ті, носіями яких є люди - переміщуються всередині більш чи менш прямих трубоподібних порожнин. За таких умов високочастотні сигнали мають лише одну більш чи менш пряму можливість поширення у двох напрямках. Пристрій для з'єднання мобільних пристроїв зв'язку з безпровідною мережею у підземних спорудах містить множину базових станцій, розміщених у системі тунелів на відстані одна від іншої в основному у напрямку осей тунелів таким чином, що кожна пара сусідніх базових станцій утворює мінімально можливе перекриття спільних зон приймання. При цьому усі базові станції працюють на одному єдиному спільному каналі. Згідно з використовуваним при цьому способом мобільна станція перемикається на сусідню базову станцію, якщо якість сигналу стає нижчою від попередньо встановленого порогового значення. Перевага полягає у спрощенні, базованому на наявності орієнтованої "одновимірної" системи тунелів, яка орієнтована вздовж поздовжньої осі, завдяки чому завжди певна сусідня базова станція утворює наступну радіозону. Базові станції розміщені переважно у точках 1 UA 100235 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 перетину, завдяки чому вони для мобільної станції, що рухається, також мають лише одновимірну структуру. Нижче винахід докладніше пояснюється з використанням фігур. На них схематично зображено: фіг. 1. Покриття комунікаційного простору згідно з рівнем техніки, фіг. 2. Покриття комунікаційного простору під землею згідно з прикладом виконання винаходу, фіг. 3. Блок-схема для здійснення способу згідно з прикладом виконання винаходу. На фіг. 1 схематично представлене покриття комунікаційної зони згідно з рівнем техніки, зокрема без зображення перешкод і без врахування профілю висоти. Вона служить для визначення зон 105 приймання і зон 110 перекриття. На фіг. 2 схематично представлене покриття комунікаційної зони під землею згідно з винаходом. Індексами 11 і 12 позначено штреки, що перетинаються під прямим кутом. При цьому термін "штрек" є звичний для підземного будівництва фаховий термін при проходженні тунелів. Центральна точка 4-стороннього перетину позначена індексом 13. Індексом 15 позначено породу, що оточує штреки 11 і 12. Іншими словами наявні на машинах чи у людей пристрої зв'язку перебувають у зонах 11, 12 і 13. При розміщенні всенапрямленої антени 21 у центрі 4-стороннього перетину 13 для високочастотних радіохвиль є лінійні можливості для поширення лише вздовж чотирьох осей тунелю, що відходять від перехрестя, а саме вздовж штреків 11 і 12. Поширення крізь породу 15 може бути виключене, тому що зони 16 приймання обмежені внутрішніми зонами штреків. Таким чином умови поширення високочастотних радіохвиль під землею є значно більшою мірою контрольовані, ніж у стандартному застосуванні технології WLAN на поверхні землі і зокрема у будівлях, де проникнення хвиль крізь тонкі стіни не виключене, в дійсності відбувається і є у більшості випадків бажаним. На фіг. 2 поряд із базовою станцією 21 зображено ще дві базові станції 22 для штреку 11. Зрозуміло, що такі ж базові станції встановлено на інших ділянках штреку 11, а також штреку 12. Т-подібний перетин, при якому одне плече12 відсутнє і згин штреку 11 чи 12 аналогічно зображеному не фіг. 2 перетину оснащують центральною базовою станцією або сусідні базові станції розміщують таким чином, що на згин приходиться зона 25 перекриття. Ці контрольовані умови поширення хвиль відповідний винаходові спосіб використовує для безперебійного перемикання між базовими станціями: 1. Всі базові станції для використання способу свідомо налаштовані на один єдиний, ідентичний канал. Всі базові станції отримують спільний мережний ідентифікатор. 2. Потужність і розміщення базових станцій, а також конструктивне виконання/вибір антен розраховують таким чином, що мобільні пристрої мають лише порівняно невелику зону 25 покриття вздовж осі тунелю, у якій можливий зв'язок з обома базовими станціями; таким чином визначається мінімально можлива зона 25 перекриття. Оскільки поширення радіохвиль може відбуватися лише вздовж осей тунелю, існує дуже мала вірогідність пропадання цієї зони 25 перекриття. У підземних спорудах це може бути просто забезпечено, оскільки існують лише мінімальні зовнішні фактори впливу на умови поширення радіохвиль. Крім того, зона 25 перекриття може бути визначена таким чином, щоб зони 16 приймання сусідніх базових станцій, які забезпечують попередньо задане порогове значення сигналу, перетиналися в стінах тунелю, як це показано позиційним позначенням 17. Одначе доцільним є вибір порогового значення сигналу, яке забезпечує зону надійного приймання, з надлишком, тобто більшим, ніж необхідно. Попереднє встановлення порогового значення, відоме фахівцеві, веде за локальним визначенням до так званого мінімально можливого перекриття спільних зон 16 приймання. При цьому може бути застосоване автоматичне узгодження передаваної потужності у тому смислі, що для її калібрування у спільній зоні 16 приймання розміщують вимірювальний прилад і встановлюють передавану потужність двох задіяних базових станцій на можливо низьке значення для забезпечення приймання сигналу. При цьому, починаючи від центральної базової станції 22, можуть бути налаштовані також інші станції 22, 23 і т.д. у окремих штреках. При встановленні таким чином попередньо заданих порогових значень сигналів криві зон покриття від двох сусідніх базових станцій будуть перекриватися у зоні стін тунелю. Інша можливість автоматичного узгодження передаваної потужності полягає у такому способі: Якщо дві сусідні базові станції ще "бачать" одна одну - тобто вони завдяки високоефективним антенам ще можуть приймати маякові сигнали одна одної - то вони також можуть автоматично динамічно узгоджувати свою передавану потужність. При цьому взаємна "видимість" двох базових станцій не впливає на зв'язок з мобільними пристроями, які через 2 UA 100235 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 значно гірші антени і умови поширення сигналів (поляризація і т.п.) не зможуть досягти такої великої високочастотної потужності. Встановлений на мобільному пристрої модуль програмного керування, пояснений з використанням фіг. 3, забезпечує здійснення приєднання (перемикання) до наступної базової станції, наприклад з 21 на 23 чи 22, у певний момент часу, коли якість зв'язку з поточною базовою станцією стає нижчою від попередньо встановленого рівня, якщо якість зв'язку з іншою базовою станцією краща, ніж із поточною базовою станцією або коли інші параметри якості зв'язку дають підстави вважати доцільним таке перемикання. "Інші параметри" пов'язані з режимом експлуатації мобільного пристрою; таким параметром може бути, наприклад, положення мобільного пристрою у тунелі. Нижче окремі стадії способу перемикання описані з використанням прикладу виконання. Завдяки встановленню одного єдиного каналу спільної ідентифікації на всіх базових станціях 21, 22 і 23 мобільний пристрій не повинен здійснювати активний пошук нової базової станції на інших частотах. Таким чином досягається економія на дуже витратному в часі процесі "сканування". В режимі нормальної експлуатації у мобільному пристрої процес активного сканування деактивований. Замість цього мобільний пристрій спочатку шукає альтернативні базові станції на уже активному каналі. Лише коли на цьому каналі не можуть бути знайдені інші базові станції, конфігураційна установка може дати дозвіл на повне сканування, яке може бути пов'язане зі зміною каналу. Як додатковий позитивний ефект виникає можливість використання інших каналів для альтернативних задач: Так, можуть бути створені повністю відокремлені мережі для різних цілей, які у високочастотному діапазоні не можуть спричинювати інтерференційних перешкод одна для іншої. Передавальна потужність базових станцій, а також вибір антен (зокрема характеристика направленості і коефіцієнт підсилення антени) здійснюють таким чином, щоб якомога менша частина передаваної потужності втрачалася через відбиття. Зона 25 перекриття має бути вибрана таким чином, щоб при найбільшій швидкості переміщення мобільного пристрою перемикання могло бути здійснене надійно і без переривання зв'язку. Встановлений на мобільному пристрої модуль програмного керування забезпечує здійснення якомога швидшого перемикання на наступну базову станцію як тільки якість зв'язку стане нижчою від попередньо заданого чи динамічно визначеного порогового значення. Визначення якості зв'язку здійснюють безперервно під час поточного обміну даними і з використанням регулярно передаваних кожною базовою станцією калібрувальних вимірювальних сигналів (називаних також "маяками" ("Beacons")), за допомогою яких мобільна станція (клієнт) може визначити якість зв'язку і без обміну даними. При цьому вимірювання якості зв'язку може бути здійснене різними способами: 1. На мобільному пристрої: Вимірювання сили поля поточно під'єднаної базової станції. 2. На мобільному пристрої: вимірювання відношення сигнал/шум поточно під'єднаної базової станції. 3. На базовій станції: Вимірювання якості приймання і відношення сигнал/шум зв'язку з мобільним пристроєм і надсилання цих значень на мобільний пристрій, який потім у разі потреби із залученням самостійно визначених параметрів якості зв'язку із пунктів 1) і 2) приймає рішення щодо того, коли має бути здійснене перемикання на іншу базову станцію. Може бути передбачене також вимірювання позиції мобільного пристрою зокрема триангулярним чи трилатеральним методом або на основі напруженості поля і відношення сигнал/шум разом із іншими базовими станціями. При цьому у разі потреби у ході одноразового процесу вимірювання можуть бути "вивчені" реперні значення ("Teach-in"). Для отримання можливості залучення до прийняття рішення вимірювання якості зв'язку обох каналів (як високочастотного каналу від клієнта до базової станції, так і від базової станції до клієнта) клієнт може надіслати на базову станцію тестове повідомлення. Базова станція повертає це повідомлення клієнтові, доповнивши його виміряними нею параметрами якості зв'язку. Таким чином, клієнт до процесу прийняття рішення може залучити дані про те, як він сам сприймається базовою станцією. Це особливо важливо, коли йдеться про асиметричні високочастотні співвідношення, наприклад, різні коефіцієнти підсилення антен чи вихідні потужності. Крім того, є можливість перемикання мобільного пристрою на нову базову станцію без періодичного пошуку всіх доступних базових станцій (так зване "сканування"). Інша можливість перемикання базується на оцінці даних про положення у шахті, наприклад, шляхом прив'язування до попередньо заданих пунктів і (для транспортних засобів) вимірювання пройденого шляху (відстань і повороти). Це відповідає визначенню положення на (віртуальній) 3 UA 100235 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 карті. Для цього можуть бути також передбачені ворота, що визначають положення, такі як ворота радіочастотної ідентифікації (RFID, Radio Frequency Identification) або індукційні шлейфи і т.п. Інша можливість встановлення передавальної потужності базових станцій може бути здійснена таким чином: усі базові станції працюють переважно на одному єдиному каналі. Таким чином процедура перемикання каналів у (єдиному) приймачі мобільного пристрою відсутня, бо він лише один. Кожна базова станція через попередньо задані інтервали, наприклад, 100 мс або 5 с, передає на певній частоті сигнал ознаки життя, який в подальшому називається маяковим сигналом (Beacon). Ці сигнали містять у кадрі даних інформацію про базову станцію, наприклад MAC-адресу (Media Access Control - управління доступом до носія) і/або ідентифікатор мережі. Кожна базова станція намагається отримати маркувальні імпульси (маякові сигнали) сусідніх базових станцій. Таким чином стає відомою їх передавальна потужність. Ці маркувальні імпульси часто можуть бути прийняті через дуже великі відстані, причому цього було б не достатньо для регулярного зв'язку з мобільною станцією. Оскільки усі базові станції (точки доступу) налаштовані на одну єдину частоту, блок обробки кожної базової станції може безперервно через певні інтервали приймати маякові сигнали усіх базових станцій у зоні впевненого приймання. За допомогою прийнятих імпульсів кожна базова станція може визначити напруженість поля сусідніх базових станцій. Ці дані через стаціонарну мережу передаються до базової станції, що здійснює передачу. Таким чином вона отримує від усіх сусідніх базових станцій інформацію про те, чи і як вона ними приймається. Якщо напруженість поля на усіх потрібних сусідніх базових станціях перевищує попередньо встановлене порогове значення (яке індивідуально залежить від відстані і ефективності антени кожної окремої базової станції), то базова станція автоматично зменшує свою передавану потужність. Якщо це значення нижче від попередньо встановленого порогового значення (яке також залежить індивідуально від відстані і ефективності антени) або маякові сигнали сусідами не приймаються, то базова станція збільшує свою передавану потужність. Отримана із цієї функції інформація може бути використана також для визначення якості системи: так, наприклад, може бути сформоване попередження про дефектну антену, якщо базова станція протягом тривалого часу не може бути розпізнана сусідніми базовими станціями або підвищення передаваної потужності більше не веде до "видимості" станції її сусідами. Вказаний блок попередньої обробки результатів у смислі цього винаходу може бути імплементований у драйвер мережної карти або поза драйвером у користувацьку програму. Статистичні дані про ці мережні функції передаються на центральний сервер, з якого цей компенсаційний спосіб може бути дистанційно сконфігурований і керований. Одначе цей спосіб можна здійснити децентралізовано, від окремих базових станцій. Іншими словами, передавальна потужність кожної базової станції встановлюється таким чином, що утворені зони покриття між мобільними станціями і базовими станціями перекриваються якомога менше. Для цього усіма сусідніми базовими станціями здійснюється вимірювання напруженості поля при передачі маркувальних імпульсів від кожної базової станції і результати використовуються для наступного процесу керування, при якому встановлюються передавальні потужності вказаних базових станцій, необхідні для досягнення напруженості поля у даному інтервалі вимірювання. За допомогою прийнятих імпульсів кожна мобільна станція також може встановити напруженість поля сусідніх базових станцій. Блок попередньої обробки мобільної станції за напруженістю поля маякових сигналів чи за іншою пов'язаною з цим інформацією про якість зв'язку, наприклад, відношення сигнал/шум, приймає рішення про необхідність переходу на іншу базову станцію (точку доступу). Це рішення може бути прийняте за більшим чи кращим значенням напруженості поля чи відношення сигнал/шум або програма порівняння окремих значень для можливого перемикання мобільного пристрою спрацьовує лише тоді, коли значення певного параметра стає меншим, ніж відповідне порогове значення. Для уникнення втрати даних під час перемикання цей процес повинен відбуватися таким чином. Для цього має бути забезпечено, щоб не виникав і не був втрачений жоден кадр даних з невизначеним маршрутом "джерело-ціль". Це відбувається завдяки однозначному припиненні обміну даними зі старою базовою станцією і встановленню з'єднання з новою базовою станцією. При цьому мобільний пристрій здійснює деавтентифікацію на старій базовій станції. Вона розриває з'єднання. Після розривання анулюється також асоціювання. Мобільний пристрій здійснює автентифікацію на новій базовій станції. При цьому може бути відомим чином здійснений обмін ключами, які служать для захисту даних. Альтернативно для 4 UA 100235 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 прискорення процесу автентифікації обмін цими ключами може бути здійснений завчасно і ключі записані у мобільному пристрої. Після цього мобільний пристрій має доступ до встановлення зв'язку з базовою станцією. В наступній стадії способу мобільний пристрій асоціюється на новій базовій станції. Відтепер обмін даними здійснюється через нову станцію. Якщо обидві базові станції (і мобільна станція) перебувають на одній і тій же частоті, то цей процес потребує часу близько 2,5 мс. Це означає: можливе дуже швидке надійне перемикання на нову базову станцію при використанні одного єдиного каналу і описаного вище узгодженого зі стандартом способу. При цьому відповідному винаходові способі свідомо відмовляються від певних, визначених стандартом стадій заради прискорення усього процесу. Ці пропущені стадії (наприклад, сканування каналів) походять із обмеження вибору каналів, а також із оптимізацій процесу перемикання і автентицікації. Замість якості зв'язку чи як доповнення до цього параметра критерієм для прийняття рішення може служити також почерговість базових станцій; при цьому на мобільний пристрій завантажується "план", що містить послідовність базових станцій з їх однозначними ідентифікаторами (MAC-адресами). Поряд з цим у разі потреби також можуть бути приналежні окремим базовим станціям дані про напруженість поля, із яких потім може бути вирахуване положення мобільного пристрою у тунелі 11 чи 12. Таким чином, мобільному пристрою чітко відомо, де він знаходиться. Тоді він шляхом простого перемикання без пошуку може надійно визначити наступну базову станцію і з'єднатися з нею. Інша можливість вимірювання якості зв'язку без власного пошуку полягає у застосуванні другого приймального блока, використовуваного виключно для перевірки якості зв'язку з різними базовими станціями. Дані приймача обробляються блоком програмного керування, який потім пропонує блоку програмного керування мобільного пристрою нове вибране з'єднання. Якщо цей приймальний блок містить ще й передавач (тоді він представляє "трансивер" і є таким чином повноцінним мережним інтерфейсом), то обидва мережні інтерфейси можуть бути поперемінно використані мобільним пристроєм. Якщо оптимізований пошук рішення з яких-небудь причин не відбувається, то здійснюється звичайний для WLAN процес повного сканування для пошуку базової станції, причому у разі потреби може бути здійснене від'єднання від каналу. Повноцінне сканування може бути здійснене також при вмиканні системи. Цей процес автоматично налаштовує систему на вибраний канал. Альтернативно він може бути постійно сконфігурований у мобільних пристроях. На фіг. 3 представлена блок-схема способу згідно з прикладом виконання винаходу. Перший програмний модуль 41 періодично або безперервно здійснює вимірювання якості зв'язку. Це здійснюється або шляхом вимірювання якості зв'язку у потоці даних або шляхом вимірювання напруженості поля маякових сигналів, регулярно отримуваних від усіх базових станцій. За допомогою маякових сигналів кожна базова станція періодично повідомляє мобільним станціям, як вона сама має бути досягнута. Результат вимірювання у стадії 42 порівняння порівнюється із записаними даними. Доки якість зв'язку залишається доброю (стабільне з'єднання з мережею), модуль 41 вимірювання якості зв'язку не викликає жодної акції (стрілка 43); за винятком повторного здійснення вимірювання відповідно до завдання. Якщо ж порівнювальний модуль 42 встановлює, що якість зв'язку знизилася нижче заздалегідь встановленого рівня (стрілка 44), то мобільний пристрій на встановленій частоті подає запит на наявну у розпорядженні базову станцію (модуль 45). Цей запит може бути здійснений всередині, у пам'яті мобільного пристрою або зовні у поточній базовій станції або альтернативно у попередньо заданій послідовності в обох пристроях. Потім здійснюється вимірювання можливої якості зв'язку у модулі 45 і результат передається на наступний порівняльний модуль 46. Якщо є базова станція з кращим індексом якості (під яким може матися на увазі, наприклад, напруженість поля чи відношення сигнал/шум), то мобільна станція перемикає активну передачу даних на нову базову станцію (стрілка 47). Модуль 48 може бути в принципі уже згаданий вимірювальний модуль 41. Якщо зв'язок з новою можливою базовою станцією не кращий, зокрема ще гірший, ніж поточний зв'язок, то здійснюється повернення 49 керування на вимірювальний модуль 45, а він ініціює нове вимірювання і запит. Оскільки цей процес відбувається дуже швидко і частково може бути здійснений паралельно з обміном даними, майже відсутнє переривання обміну даними, яке спостерігається при традиційній процедурі сканування. Таким чином, спосіб придатний також для машин, які дуже швидко змінюють напрямок руху і, наприклад, мають їздити криволінійно. Ця перевага при використанні одного єдиного каналу для залучених пристроїв є дуже значною, тому що час зміни лежить у діапазоні кількох мілісекунд. 5 UA 100235 C2 5 10 15 20 25 30 Якщо процес зміни базової станції із застосуванням цього способу не відбувся, то у стабільній мережі причиною цього може бути вихід із ладу базової станції або пошкодження антен. У цьому разі додатково здійснюють повноцінне традиційне сканування до відновлення з'єднання з мережею. Інший переважний приклад виконання стосується умов наявності обмежених зон, якими і є умови в шахтах. У цьому разі винахід передбачає, що мобільні пристрої, що перебувають у користуванні людей чи закріплені на машинах, циклічно використовуються у певних обмежених зонах шахти. Тим самим кількість базових станцій, необхідних для забезпечення такого зв'язку, обмежена. У разі переміщення мобільного пристрою на транспортному засобі він автентифікується або один раз (наприклад, при першому переміщенні машини), або попередньо при кожній поїздці кожною базовою станцією, яка перебуває у зоні досяжності, тобто за маяковими сигналами. При цьому автентифікація здійснюється уже перед власне послідовністю роумінгу і квазі "за підозрою", тобто з урахуванням можливо пізніше здійснюваного асоціювання. Якщо мобільний пристрій встановив, на яку нову точку доступу слід перемикатися, то описана вище послідовність змінюється таким чином: замість деавтентифікації при полишенні зони дії базової станції при роумінгу здійснюється лише деасоціаціювання. Іншими словами: автентифікація залишається. Замість здійснення автентифікації на новій базовій станції тепер на нову базову станцію надсилається повідомлення про асоціацію, оскільки автентифікація (окрім першої поїздки) уже здійснена. Завдяки такому підходу роумінг прискорюється і навіть у разі великої швидкості машин і різкої зміни покриття забезпечується надійне функціонування. Цей спосіб поряд із одноканальним прикладом виконання може бути застосований і у багатоканальному варіанті, зокрема якщо повноцінне сканування може бути здійснене паралельно з обміном даними, наприклад, у разі наявності другого приймача. Додаткова перевага системи полягає у оцінці мережної інформації (які абонентські пристрої перебувають поблизу базової станції чи іншого абонента), щоб, наприклад, розпізнати можливі конфлікти між абонентами чи іншими машинами і здійснити відповідні попередження і/або від'єднання. Інші функції у мобільному пристрої можуть бути використані для оцінки якості інфраструктури WLAN і обробки покриття WLAN у центральній системі майже у вигляді "географічної карти". Якщо це здійснювати безперервно або з регулярними інтервалами, то, наприклад, можуть бути виявлені базові станції, що вийшли з ладу або дефектні чи неоптимально орієнтовані антени. Неполадки можуть бути виявлені до того, як вони могли б негативно вплинути на функціонування системи. 35 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Система мобільного зв'язку для з'єднання мобільних пристроїв зв'язку з безпровідними мережами у підземних спорудах, що містить множину базових станцій, розміщених у системах тунелів (11, 12) на відстані одна від іншої по суті у напрямку осей тунелів таким чином, що кожна пара сусідніх базових станцій (21, 22, 23) утворює мінімально можливе перекриття спільних зон (16) приймання, причому усі базові станції працюють на єдиному спільному каналі, при цьому кожна базова станція має одну або кілька антен, які для здійснення приймання і передачі орієнтовані у напрямку осей ходів тунелів, при цьому відстань між двома сусідніми базовими станціями (21, 22, 23) вибрана таким чином, що криві попередньо заданих порогових значень сигналу для приймання від таких двох сусідніх базових станцій перетинаються у зоні стін тунелю, і при цьому кожна мобільна станція виконана з можливістю вибору використовуваної нею базової станції на основі сигналу найкращої доступної якості зв'язку. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що базові станції (21) розміщені у точках (13) перетину і, відповідно, у точках згинання ходів тунельної системи. 3. Система за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що пристрої зв'язку виконані зі здатністю здійснення зв'язку згідно з набором стандартів IEEE 802.11. 4. Система за одним із пп. 1-3, яка відрізняється тим, що наявні у зоні дії системи мобільні станції автентифіковані якомога більшою кількістю базових станцій, причому кожна із вказаних мобільних станцій асоційована з однією з цих базових станцій. 5. Спосіб побудови підземних мереж з технологією WLAN, що мають пристрої за одним із пп. 14 і принаймні одну мобільну станцію, який відрізняється тим, що усі базові станції у тунельній системі налаштовують на один єдиний спільний канал, а проектування і конфігурування мережі здійснюють таким чином, що утворюються якомога менші перекриття зон покриття, а мобільна станція вибирає використовувану нею базову станцію на основі сигналу якості зв'язку, у якому 6 UA 100235 C2 5 10 15 20 періодично або безперервно визначають (41) якість зв'язку з поточною базовою станцією за допомогою мобільної станції чи поточної станції, порівнюють (42) визначену якість зв'язку (41) з попередньо заданим пороговим значенням якості зв'язку, при зменшенні якості зв'язку нижче вказаного порогового значення виявлення за допомогою мобільної станції визначають іншу базову станцію, розміщену у її зоні досяжності, і потім визначають (45) можливу якість зв'язку з цією іншою базовою станцією за допомогою мобільної станції або вказаної іншої базової станції, після цього порівнюють (46) визначену можливу якість зв'язку з попередньо заданим пороговим значенням якості зв'язку і перемикають (48) зв'язок на нову базову станцію у разі кращої якості зв'язку. 6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що якість зв'язку визначають шляхом вимірювання напруженості поля у місці приймання і/або шляхом вимірювання відношення сигнал/шум. 7. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що залежні від передавальної потужності кожної базової станції зони покриття між мобільними станціями і базовими станціями визначають шляхом вимірювання напруженості поля приймання випромінюваного кожною базовою станцією маркувального сигналу всіма сусідніми базовими станціями і наступного узгодження передавальної потужності вказаних базових станцій для досягнення заданої напруженості поля у вимірювальному циклі. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що усі базові станції передають маркувальні імпульси, причому мобільні станції виконані для автентифікації на базових станціях, від яких вони отримують маркувальні імпульси. 9. Спосіб за п. 7 або 8, який відрізняється тим, що мобільні станції деасоціюються лише зі старою базовою станцією при переході від старої базової станції на нову базову станцію для асоціювання з новою базовою станцією без здійснення процесу автентифікації. 7 UA 100235 C2 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8