авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |

«Министерство связи и массовых коммуникаций Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПОВОЛЖСКИЙ ...»

-- [ Страница 6 ] --

Рассмотрим основные особенности аналоговых и цифровых систем транкинговой радиосвязи на примере аналоговых систем протокола МРТ и цифровых стандарта TETRA.

Аналоговые системы радиосвязи протокола МРТ Открытый протокол МРТ 1327 де-факто стал стандартом в Европе и широко применяется во многих странах мира (за исключением США и Канады).

Протокол МРТ 1327 был разработан под эгидой Департамента торговли и промышленности Великобритании при участии ряда ведущих производителей радиооборудования, его спецификации были опубликованы в январе 1988 г.

Спецификации МРТ 1327 определяют только эфирный протокол обмена между транкинговыми контроллерами и абонентскими радиостанциями, не накладывая никаких ограничений на инфраструктуру самой сети, и могут использоваться для создания крупных сетей оперативной радиосвязи с практически неограниченным числом абонентов.

В середине 90-х гг. системы протокола МРТ 1327 стали активно внедряться в России, и остаются популярны и по сей день.

Оборудование МРТ 1327 производили компании Rohde & Schwarz, Tait Electronics, Fylde Microsystems, Nokia, Zetron, Teltronic и др. В последние несколько лет в связи с переходом на выпуск оборудования цифровых стандартов многие производители заявили о снятии с производства системного и абонентского оборудования протокола МРТ 1327. В то же время многие пользователи пока не готовы к переходу на более дорогое цифровое оборудование, и в этой связи обращают более пристальное внимание на отечественное оборудование радиосвязи протокола МРТ 1327, которое хорошо зарекомендовало себя в эксплуатации.

В частности, представляет интерес "Валдай-МРТ 1327" - это транкинговая система радиотелефонной связи производства ЗАО "Компания "Информационная Индустрия". Система "Валдай-МРТ 1327" является наиболее предпочтительным решением для многих ведомственных заказчиков, промышленных предприятий и предприятий электросвязи, там, где требуется надежная оперативная подвижная радиосвязь, но средства, выделяемые на развитие связи, строго регламентированы.

Одной из проблем эксплуатации аналоговых транкинговых систем является защита переговоров от прямого прослушивания. В настоящий момент эта проблема решена путем внедрения в состав системы цифровых маскираторов речи DAXON 600, которые обеспечивают высокий уровень защиты переговоров на основе организации цифровых каналов связи в аналоговой системе радиосвязи. Речь при этом передается в эфире в цифровом виде.

Система "Валдай" работает в диапазоне частот, определенных действующими решениями ГКРЧ для построения транкинговых сетей подвижной радиосвязи.

1 Рабочие 146-174МГц;

диапазоны 300,0-308,0 МГц, частот системы 336,0-344,0 МГц;

403-486МГц 2 Разнос частот 12,5/25 кГц между каналами 3 Шаг сетки 12.5 кГц частот 4 Выходная до 50Вт мощность передатчика базовой станции 5 Разнос частот 36 МГц, 3 МГц приема и передачи 6 Модуляция ЧМ 7 Девиация 2,5/5 кГц частоты Таблица 8.2 – Технические характеристики системы Валдай-МРТ Цифровые системы радиосвязи стандарта TETRA Стандарт TETRA (TETRA - Terrestrial Trunked Radio) - первый и пока единственный открытый общеевропейский стандарт цифровой транкинговой радиотелефонной связи. Главными преимуществами современных цифровых систем связи стандарта TETRA перед аналоговыми являются:

более высокое качество передачи голоса, отсутствие фоновых помех;

более современные способы и более высокие скорости передачи данных (до 24 кбит/с с возможностью дальнейшего увеличения в следующих версиях стандарта), поддержка пакетного режима и интерфейсов с информационными базами данных;

расширенные возможности шифрования без потерь качества и уменьшения зоны покрытия, что позволяет существенно повысить степень безопасности в системе;

сокращение времени установления связи.

В 2002 году приказом Министра связи № 62 от 06.06.02 о реализации системного проекта "ТЕТРАРУС" стандарт TETRA фактически выбран в качестве федерального стандарта для строительства сетей цифровой радиосвязи в России. В нашей стране сегодня на стадии внедрения находится более сетей.

В системах TETRA используется цифровая технология TDMA многостанционного доступа с временным разделением каналов, которая позволяет на одной физической частоте обеспечивать функционирование 4-х логических каналов (таблица 8.3).

Таблица 8.3– Технические характеристики системы TETRA 1 Класс излучения 18K0D7W 2 Диапазоны частот, 380-400;

410-430;

МГц 450-470;

806-825;

851-870;

871-876;

915- 3 Шаг разделения каналов, кГц 4 Максимальная мощность передатчика базовой станции, Вт 5 Максимальная мощность передатчика мобильной радиостанции, Вт 6 Максимальная мощность передатчика портативной радиостанции, Вт 7 Метод доступа TDMA Количество каналов 8 связи на одну частотную пару несущих 9 Скорость передачи 7,2;

14,4;

21,6;

информации (Кбит/с) 28, 10 Вид модуляции p\4 DQPSK 11 Метод речевого CELP (4,8 Кбит/с) кодирования и скорость речепреобразования 12 Время установления min 0,2 (при канала связи, с индивидуальном вызове) min 0,17 (при групповом вызове) 0,3 в системе Реализованная в TETRA технология гарантирует четырехкратную экономию частотного спектра, позволяет обеспечить вызов в режиме полного дуплекса, комбинированную передачу голоса и данных и высокоскоростную передачу данных (включая передачу видеоизображения) со скоростью до 28 кбит/с.

Стандарт TETRA предусматривает адаптивное дискретное изменение уровня выходной мощности в процессе сеанса связи абонентов в соответствии с требуемой напряженностью поля, что при высокой плотности радиосредств приводит к существенному уменьшению взаимных радиопомех.

Сети TETRA обеспечивают выполнение широкого диапазона соединений с внешними сетями благодаря стандартизации интерфейсов AIR IF, TEI, ISI и DMO. Сеть TETRA может быть подсоединена, например, к городской и учрежденческой телефонным сетям, различным типам сетей передачи данных, а также командным и контрольным системам. Причем все эти сети могут быть доступны с мобильного терминала.

Способность TETRA обеспечивать сопряжение практически со всеми современными сетями передачи голоса и данных с учетом возможности выделения по запросу полосы пропускания (адаптация к требуемой скорости передачи информации) делает стандарт TETRA превосходной платформой для разработки систем передачи данных.

Стандарт TETRA устанавливает базовые услуги для передачи речи и данных, которые можно разделить на две категории: услуги связи и услуги носителя.

Услуги связи обеспечивают полную возможность связи между пользователями, включая все функции терминалов. В стандартах TETRA услуги связи охватывают услуги речевой связи. Услуги носителя обеспечивают возможность связи между терминальными сетевыми интерфейсами, исключая функции терминалов. Услуги носителя устанавливаются в TETRA для передачи данных.

8.1.2 Особенности построения сотовых сетей общего пользования Перейдем к рассмотрению радиотелефонных сотовых сетей общего пользования. В настоящее время в мире существует большое количество стандартов на сотовые сети связи. Все их можно разделить на две большие группы: аналоговые и цифровые. К аналоговым относятся сети типа AMPS (США), NMT (Северная Европа), HCMTS (Япония), С-450 (Германия), TACS (Англия), ETACS (Англия), RTMS-101H (Италия), Radiocom-2000 Франция).

Основными цифровыми стандартами на сотовые сети являются GSM (Европа), ADC или D-AMPS (США), CDMA (США), JDC и PHS (Япония).

Несмотря на большое разнообразие стандартов сотовых сетей связи, наибольший интерес представляют сети, которые приняты в качестве стандартов Министерством связи России. В качестве федеральных выбраны два стандарта: аналоговый NMT (Nordic Mobile Telephone) и цифровой GSM (Global System for Mobile communication). Наряду с федеральными создаются региональные сети радиотелефонной связи в диапазонах частот 800 и 330 МГц.

При построении региональных сотовых сетей чаше всего используются американский стандарт AMPS (Advanced Mobile Phone System) и его цифровая модификация – D-AMPS (Digital – Advanced Mobile Phone System).

Аналоговые сотовые сети радиосвязи Важнейшим достижением в сфере телекоммуникаций в последнее время является создание сотовых сетей. На сотовой технологии основана мобильная беспроводная связь, беспроводная работа в Internet, работа систем персональной коммуникации. Сотовые сети в последнее время внедряются в сфере телевизионного спутникового вещания.

Сотовые технологии и стандарты принято группировать в три поколения.

Технологии первого поколения основаны на аналоговых сигналах и в настоящее время все еще широко используются. Доминирующей технологией на сегодня являются цифровые системы, принадлежащие второму поколению.

Высокоскоростные цифровые сотовые системы третьего поколения в настоящее время интенсивно внедряются. Вначале рассмотрим особенности построения аналоговых сотовых сетей первого поколения, основные характеристики которых приведены в таблице 8.4.

Таблица 8.4 – Характеристики аналоговых сотовых сетей Характеристика AMPS NMT– NMT– 450 Дата начала 1981 1981 использования, год Частоты передач 870– 463– 935– (МГц): 890 467,5 базовая станция;

825– 453– 890– радиотелефон. 845 457,5 Разнос телефонных 30 25/20 12, каналов, кГц Число дуплексных 666 180– 1000– телефонных каналов 225 Максимальная 100 50 мощность передачи базовой станции, Вт Мощность передачи 3 15/2 6/ радиотелефона, Вт Модуляция ЧМ ЧМ ЧМ Типовой радиус 2–20 1–40 0,5– соты, км Сотовая сеть подвижной радиосвязи стандарта NMT-450/ Стандарт на аналоговые сотовые сети подвижной радиосвязи NMT.

Скандинавских стран разработан совместно Администрациями связи Дании, Финляндии, Норвегии и Швеции для организации совместной автоматической системы подвижной Радиотелефонной связи общего пользования в Скандинавских странах Принцип работы подвижной системы радиосвязи основан на взаимодействии с фиксированной телефонной сетью.

В состав сетей подвижной связи входят: центр коммутации подвижной связи;

базовые станции;

подвижные станции.

Центр коммутации подвижной связи обеспечивает управление системой подвижной радиосвязи и является интерфейсом между подвижной станцией и фиксированной телефонной сетью. Каждый из центров обслуживает группу базовых станций. Совокупность базовых станций, обслуживаемых одним центром коммутации, образует зону обслуживания.

На каждой базовой станции один канал используется как канал вызова, он маркируется специальным сигналом опознавания. Один или несколько других каналов, когда они свободны, маркируются другим сигналом, показывающим, что канал свободен. Подвижные станции, находящиеся в зоне действия базовой станции, постоянно работают на прием на канале вызова. Однако, при определенных обстоятельствах, центр коммутации может допускать использование канала вызова для ведения разговора. Эта возможность может быть использована только в том случае, когда на базовой станции все каналы связи заняты.

В дополнение к сигналам, различающим каналы вызова и каналы связи, имеются сигналы, определяющие зону обслуживания и страну, в которой находится подвижная станция, а также сигналы, обозначающие номер канала.

Все служебные сигналы являются цифровыми и передаются со скоростью 1200/1800 бит/с FFSK модуляцией (Fast Frequency Shift Keying).

Рабочие частоты на прием и передачу в стандарте NMT-450/900 находятся в двух полосах: 453-457,5 МГц и 463-467,5;

890-915 и 935—960 МГц.

Дуплексный разнос каналов приема и передачи равен 10 МГц. Частотный разнос соседних каналов соответственно равен 25/20 и 12,5 кГц (таблица 8.4).

Системы сотовой подвижной связи стандарта NMT предоставляют абонентам широкий набор услуг. Кроме передачи речевых сообщений на местном, междугородном и международном уровнях, сети NMT позволяют отправить телефаксы и иметь доступ к различным базам данных, при этом скорость передачи данных не должна превышать 4,8 кбит/с.

Сотовая сеть подвижной связи стандарта AMPS Сеть сотовой подвижной связи стандарта AMPS была впервые введена в эксплуатацию в США. Технология стандарта AMPS получила также распространение в Южной Америке, Австралии и Китае. Несмотря, что на смену этим системам постепенно приходят системы второго поколения, технология AMPS используется все еще довольно широко.

Система стандарта AMPS работает в диапазоне 825–890 МГц и имеет дуплексных каналов при ширине полосы частот каждого канала 30 кГц В стандарте использован ряд оригинальных технических решений, направленных на обеспечение высокого качества связи при минимальной стоимости оборудования.

На основе этого стандарта в дальнейшем разработаны две его модификации:

аналоговая N-AMPS и цифровая D-AMPS. Оба эти варианта созданы, в первую очередь, для размещения в выделенной полосе частот большего числа разговорных каналов. В N-AMPS это достигается использованием более узких полос частот каналов, а в D-AMPS –использованием временного разделения каналов.

В системе используется принцип разнесенного приема сообщений, поэтому базовые станции содержат по две антенны и соответствующие полосовые фильтры. Приемник – двухканальный, с двойным преобразованием частоты в каждом канале. Блок контроля выполняет функции диагностики состояния станции. Для принятия решения о переключении каналов в системе осуществляется периодический контроль качества каждого из них путем измерения интенсивности принимаемого сигнала (напряженности поля) с помощью специального приемника. Информация об уровне сигнала в контролируемом канале передается в центр коммутации подвижной связи, где производится сравнение принятой информации с аналогичными данными соседних базовых станций и, в случае необходимости, принимается решение о переключении абонента на другую базовую станцию. Подвижная станция состоит из трех блоков: приемопередатчика с синтезатором частоты на каналов, блока управления, состоящего из клавиатуры, панели индикации и логического блока.

Цифровые сотовые сети радиосвязи В сетях первого поколения каждая ячейка поддерживает несколько каналов.

Используется при этом технология множественного доступа с частотным разделением – стандарт FDMA (Frequency Division Multiple Access). Из всего доступного диапазона каждому абоненту выделяется своя полоса частот, которую он может использовать все 100% времени. Таким образом, не временной фактор, а только лишь различия в частоте используются для разделения (дифференциации) абонентов. Подобный подход имеет заметное преимущество: вся информация передается в "реальном времени", и абонент получает возможность использовать всю полосу пропускания, выделенного ему сегмента. Ширина полосы сегмента может варьироваться в зависимости от используемой системы связи.

В современных цифровых системах стандарт FDMA применяется в сочетании с другими методами.

В сетях второго поколения ячейкам также выделяется несколько каналов, однако каждый канал может совместно использоваться несколькими пользователями посредством схем множественного доступа с временным разделением (TDMA) или множественного доступа с кодовым разделением (CDMA).

Стандарт TDMA (Time Division Multiple Access) - это цифровая технология передачи сигнала, позволяющая получать доступ к одному радиочастотному каналу большому числу пользователей одновременно. При этом не происходит интерференции, поскольку каждому пользователю в пределах каждого канала выделяются уникальные тайм-слоты (промежутки времени). Каждому абоненту назначается определенный тайм-слот для передачи сигнала. После того, как один абонент завершает разговор, разрешение передается следующему и т.д.

В основе действия TDMA лежит конвертирование аудио-сигнала в цифровой сигнал;

этот сигнал затем разделяется на некоторое число пакетов длительностью несколько миллисекунд каждый. На короткий промежуток времени назначается один частотный канал, а затем происходит переброска сигнала на другой канал. Цифровые фрагменты из одного передатчика занимают различные тайм-слоты в нескольких полосах одновременно.

Используемые в настоящее время системы, построенные на основе технологии TDMA, дают возможность 6-кратного уплотнения сигнала (повышения емкости). Кроме повышенной эффективности передачи сигнала, TDMA имеет целый ряд преимуществ, по сравнению с другими стандартными сотовыми технологиями. Первым и основным является то, что метод TDMA может быть легко адаптирован как к передаче данных, так и к голосовой коммуникации. TDMA обеспечивает возможность поддержки скорости передачи данных от 64 кбит/с до 120 Мбит/с. Это позволяет операторам предлагать абонентам персональные коммуникационные сервисы, включая факсимильную связь, SMS, голосовую почту, а также такие приложения, как мультимедийные сервисы и видеоконференции.

Стандарт CDMA (Code Division Multiple Access) – многостанционный доступ с кодовым разделением каналов фактически в течение ряда десятилетий использовался исключительно в военных системах связи, причем как в бывшем СССР, так и в США, т.к. технология CDMA обеспечивает скрытность связи.

Принцип работы CDMA заключается в "размазывании" спектра исходного информационного сигнала благодаря модуляции его шумоподобным сигналом, занимающим значительно более широкий диапазон частот, чем исходный сигнал. Форма этого шумового сигнала является уникальным кодом для каждого абонента, что позволяет опознать его в приемнике CDMA. На базовой станции CDMA общий сигнал, полученный от многих пользователей, демодулируется с использованием аналогичного шумоподобного сигнала. В результате восстанавливается исходный информационный сигнал. В этой, казалось бы, простой схеме работы заключены многочисленные преимущества.

Во-первых, все абоненты системы CDMA работают в одной и той же полосе частот (ширина этой полосы составляет 1,25 МГц), не мешая друг другу, так как число вариантов модулирующих шумоподобных сигналов составляет несколько миллиардов.

Во-вторых, высокая помехоустойчивость, причем как от пассивных, так и от активных помех. Благодаря тому, что широкополосный сигнал не реагирует на узкополосные помехи, обеспечивается высокое качество передачи речи и данных. Кроме того, позволяет работать со значительно меньшей мощностью передаваемого сигнала.

Рассмотрим вначале особенности работы цифровых сетей GSM и D-AMPS, основанных на TDMA, которые находят широкое применение в России в качестве федеральных и региональных сетей общего пользования (таблица 8.5).

Таблица 8.5 – Характеристики цифровых сотовых сетей Характеристика GSM-900 GSM- D АМРS Метод доступа TDMA TDMA TDMA Рабочий диапазон частот, МГц 890-915;

1710– 824 935-965 1785;

840;

1805– 869 1880 Разнос несущих частот, кГц 200 200 Число каналов на несущую 8 8 Вид модуляции GMSK GMSK / DQPSK Требуемое отношения сигнал/шум, дБ 9 9 Скорость преобразования речи, Кбит/с 13 13 Алгоритм преобразования речи RPE—LTP RPE— VSELP LTP Типовой радиус соты, км 0,5-35 0,5-35 0,5- Мощность абонентской станции 0,6… Сотовая сеть подвижной радиосвязи стандарта GSM В 1990 году были опубликованы спецификации первой фазы GSM. К середине 1991 года начали поддерживаться коммерческие услуги мобильной связи в этом стандарте, а к 1993 году функционировало уже 36 сетей GSM в странах, и еще 25 стран выбрали направление GSM или поставили вопрос о его принятии.

Несмотря на то, что система GSM была стандартизована в Европе, на самом деле она не является исключительно европейским стандартом. Сети GSM внедрены в более 105 странах Европы, Ближнего и Дальнего Востока, Африки, Южной Америки и в Австралии.

Само название стандарта GSM приобрело новое значение - Global System for Mobile communications (всеобщая система мобильных коммуникаций).

Стандарту GSM отведена одна из главных ролей в процессе эволюции систем связи. Он тесно связан со всеми современными стандартами цифровых сетей.

Основные функциональные элементы GSM входят в разрабатываемый сейчас международный стандарт глобальной системы третьего поколения подвижной связи UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

Существует несколько модификаций этого стандарта: GSM-900, GSM-1800 и GSM-1900 (американская версия).

Диапазон частот, в котором работает GSM-900: 890–915 МГц – для связи от телефона к базовой станции, 935–960 МГц –для связи от базовой станции к телефону. Для стандарта GSM-1800: 1710–1785 МГц и 1805–1880 МГц соответственно. Шаг сетки каналов – 200 КГц, максимальная емкость одной базовой станции – 992 абонента. Мощность передатчиков абонентских устройств GSM-900 около 2 Вт, GSM-1800 – 1 Вт.

Применение технологии TDMA в сотовой системе можно описать следующим образом. Так же, как и при использовании FDMA, каждой ячейке выделяется некоторое количество каналов, половина из которых используется для обратной связи, а половина – для прямой. Кроме того, каждый физический канал подразделяется на несколько логических каналов. Передача данных осуществляется в виде последовательности кадров с повторяющейся структурой: каждый кадр делится на некоторое число слотов. Положение каждого слота в последовательности кадров определяет отдельный логический канал.

Сотовая сеть подвижной радиосвязи стандарта DAMPS Стандарт DAMPS (Digital Advanced Mobile Phone Service) является цифровой версией аналогового стандарта первого поколения AMPS. По своим характеристикам DAMPS приближается к GSM-900. DAMPS был разработан в 1990 году и имеет расширенную по сравнению с AMPS емкость сети. Его уже нельзя назвать современным стандартом, но некоторое время назад он занимал одно из ведущих мест.

Стандарт DAMPS является цифровым воплощением стандарта AMPS, но он не лишен недостатков: небольшая зона покрытия одной базовой станции, повышенная мощность передатчика базовой станции, плохая поддержка среди производителей оборудования, т.к. стандарт уже выходит из использования. Из достоинств стоит отметить относительную дешевизну организации сети, достаточно высокое качество и конфиденциальность разговоров, в зоне уверенного приема – автоматическое переключение в аналоговый режим для лучшей передачи голоса.

Диапазон частот, в котором работают стандарты AMPS и DAMPS – 825– 890 МГц. Шаг сетки каналов –30 КГц, максимальная емкость одной базовой станции — 666 абонентов. Мощность передатчиков абонентских устройств около 1 Вт. В цифровом стандарте DAMPS используется временное разделение каналов и за счет этого увеличена емкость сети.

Сети DAMPS работают почти во всех крупных городах России, однако, роуминг не автоматический, перед поездкой необходимо сообщать своему оператору о своем отъезде. Международный роуминг этого стандарта не развит.

Сотовая сеть подвижной радиосвязи стандарта CDMA В различных системах сотовой связи используются разные технологии множественного доступа. Так, например, традиционные аналоговые системы сотовой связи, такие, как AMPS и NMT, используют технологию многостанционного доступа с частотным разделением каналов FDMA, а Северо-Американская цифровая сотовая связь, больше известная как IS-136 и GSM -- технологию многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA). В системах FDMA и TDMA в каждый момент времени радиоканал выделяется только одному абоненту. Другой абонент не получит доступа к этому каналу до тех пор, пока предыдущий не закончит своей разговор или текущему вызову не будет выделен другой канал.

В системах сотовой связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) применяется уникальное цифровое кодирование.

Коды передаются от базовой станции на мобильный телефон и обратно. Все абоненты сети делят между собой один общий частотный диапазон. Стандарт IS-95 является технологией широкополосной шумоподобной связи с частотным диапазоном, который делится на несущие шириной примерно 1,25 МГц.

Каналы образуются путем введения частотной избыточности или распределения информационного сигнала по частотному диапазону с помощью псевдослучайной последовательности двоичных кодов, названной прямой последовательностью (Direct Sequence – DS). DS-код представляет собой сигнал, генерируемый методом линейной модуляции из последовательности псевдошумовых сигналов. Технологию кодового разделения каналов недавно стали применять в сотовых сетях телефонной связи, однако сама по себе эта технология не нова: на ней основываются многие системы армейской радиосвязи вот уже более 50 лет. Достоинства ее внедрения, которые сегодня привлекли внимание операторов беспроводных сетей связи, остаются прежними: высокая помехоустойчивость;

возможность определения расстояния до передающего объекта;

обеспечение высокого уровня информационной безопасности.

Вопросы оптимизации основных характеристик CDMA Для получения оптимальных рабочих характеристик системы сотовой связи необходимо сбалансировать три основных параметра: зону покрытия, качество передачи речи и емкость сети. Поскольку они взаимосвязаны, оператору не удастся оптимизировать их одновременно: невозможно добиться трехкратного расширения зоны покрытия, сорокакратного увеличения емкости системы и при этом получить высокое качество передачи речи.

Например, вокодер, работающий на скорости 13 Кбит/с, обеспечивает более высокое качество передачи речи, чем вокодер, работающий на скорости Кбит/с, но уменьшает емкость системы.

Улучшение покрытия площадей Размер соты системы CDMA больше размера типичной ячейки аналоговой системы или системы TDMA, поэтому для покрытия одной и той же площади в системе CDMA требуется меньше сот. В зависимости от загрузки системы и уровня помех их количество может быть снижено в два раза по сравнению с системами GSM.

Увеличение времени разговора Точное управление уровнем сигнала приводит к тому, что мощность излучения мобильного телефона системы CDMA составляет лишь некоторую часть мощности телефонных аппаратов аналоговых систем и систем TDMA, поэтому такие телефоны имеют большее время разговора и ожидания вызова.

Эффективность использования спектра частот и повышение емкости сети Внедрение технологии повторного использования частот в сети сотовой связи повышает эффективность использования существующего радиочастотного диапазона и увеличивает емкость сети по сравнению с традиционными решениями, когда покрытие площади осуществляется одним передающим устройством на одной частоте. Однако в системах сотовой связи различных стандартов нельзя использовать все доступные частоты в каждой соте из-за возникновения взаимных помех. В целях сведения к минимуму их величины необходимо планировать доступные частоты для каждой соты.

Последнее требование привело к разработке так называемой "модели повторного использования частоты". В системах AMPS часто применяют трехсекторную конфигурацию, а проектируют эти системы на базе модели семисотового повторного использования частоты, т. е. в любой ячейке сети может использоваться 1/7 часть всех доступных оператору частот. Системы CDMA обеспечивают более эффективный расход спектра частот, чем традиционные аналоговые системы сотовой связи. В сети стандарта CDMA допускается повторное использование частоты в каждом секторе каждой соты (универсальное повторное использование частот). Поэтому в зависимости от изначальных установок и особенностей конструкции конкретной системы сеть подвижной связи CDMA должна обеспечивать в 8–10 раз большую емкость по сравнению с аналоговыми системами, а сеть фиксированной связи CDMA – в 20 раз. Важно отметить, что расчет емкости системы CDMA основывается на значениях, усредненных для всей системы в целом. Фактическая емкость сети обычно зависит от географических особенностей местности, уровня помех, условий распространения радиоволн и ряда других факторов. Подчеркнем, что именно универсальное повторное использование частот в технологии CDMA устраняет необходимость частотного планирования. Теперь при добавлении оператором соты или канала нового плана частот больше не потребуется.

Однако, если система CDMA является дополнением к уже существующей системе сотовой связи, для очистки спектра необходимо провести частотное планирование сети.

Улучшенное качество передачи речи Отличительными характеристиками системы CDMA являются усовершенствованные функции обнаружения и коррекции ошибок, поддержка более совершенных вокодеров, пространственное разнесение приемных антенн, "мягкая" передача абонентского терминала (handover) и точное управление мощностью передаваемого сигнала. Все это обеспечивает более высокое качество передачи речи, чем в системах TDMA или FDMA.

Усовершенствованные функции обнаружения и коррекции ошибок В системе CDMA применяются мощные и совершенные алгоритмы обнаружения и коррекции ошибок. В случае обнаружения искаженных речевых данных последние исправляются либо данные обрабатываются таким образом, что эти искажения становятся минимальными. Поддержка высококачественных вокодеров. Одним из уникальных достоинств стандарта CDMA стала одновременная поддержка многочисленных высококачественных вокодеров внутри системы. Для сравнения скажем, что в системах TDMA такой поддержки нет.

Помехоустойчивость и борьба с замираниями При использовании радиосигналов сталкиваются с наличием замираний принимаемого сигнала, вызванных его многолучевым распространением.

Системы, базирующиеся на технологии TDMA, и аналоговые системы особенно подвержены этому, поскольку они являются узкополосными системами передачи. Главным же преимуществом использования широкополосных шумоподобных сигналов является то, что они дают возможность разделить пришедший радиосигнал на отдельные лучи–сигналы.

Рассмотрим подробнее особенности работы системы CDMA фирмы Qualcom (таблица 8.6).

Таблица 8.6 – Технические характеристики Qualcom CDMA Диапазон частот передачи 824,040 – 848, абонентской станции (MS) Мгц Диапазон частот передачи базовой 869,040 – 893, станции (BTS) мгц Относительная нестабильность 5 несущей частоты (BTS) Относительная нестабильность 2,5 10 несущей частоты (MS) Вид модуляции несущей частоты QPSK(BTS), O QPSK(MS) Ширина спектра излучаемого cигнала:

по уровню минус 3 Дб 1,25 Мгц по уровню минус 40 Дб 1,50 Мгц Тактовая частота ПСП М-функции 1,2288 Мгц Количество каналов BTS на 1 несущей 1 пилот-канал частоте 1 канал синхронизации 7 каналов персонально вызова 55 каналов связи Количество каналов MS 1 канал доступа 1 канал связи Скорость передачи данных:

В канале синхронизации 1200 бит/c В канале перс.вызова и доступа 9600, 4800 бит/с В каналах связи 9600, 4800, 2400, 1200 бит/с Кодирование в каналах передачи BTS Сверточный код R=1/2, К= Кодирование в каналах передачи MS Сверточный код R=1/3, K= Максимальная эффективная 50 Вт излучаемая мощность BTS Максимально эффективная излучаемая 6,3 – 1,0 Вт мощность MS Система CDMA фирмы Qualcom рассчитана на работу в диапазоне частот 800 МГц. Система CDMA построена по методу прямого расширения спектра частот на основе использования 64 видов последовательностей, сформированных по закону функций Уолша. Для передачи речевых сообщений выбрано речепреобразующее устройство с алгоритмом CELP со скоростью преобразования 8000 бит/с (9600 бит/с в канале). Возможны режимы работы на скоростях 4800, 2400, 1200 бит/с.

В каналах системы CDMA применяется сверточное кодирование, декодер Витерби с мягким решением, перемежение передаваемых сообщений. Общая полоса канала связи составляет 1,25 Мгц. Основные характеристики приведены в таблице 8.6.

В стандарте используется раздельная обработка отраженных сигналов, приходящих с разными задержками, и последующее их весовое сложение, что значительно снижает отрицательное влияние эффекта многолучевости. При раздельной обработке лучей в каждом канале приема на базовой используется параллельно работающих коррелятора, а на подвижной станции 3 коррелятора.

Наличие параллельно работающих корреляторов позволяет осуществить мягкий режим "эстафетной передачи" при переходе из соты в соту.

Мягкий режим перехода происходит благодаря управлению подвижной станцией двумя или более базовыми станциями. Транскодер, входящий в состав основного оборудования, проводит оценку качества приема сигналов от двух базовых станций последовательно кадр за кадром. Процесс выбора лучшего кадра приводит к тому, что результирующий сигнал может быть сформирован в процессе непрерывной коммутации и последующего "склеивания" кадров, принимаемых разными базовыми станциями, участвующими в "эстафетной передаче".

8.1.3 Основные принципы функционирования DECT систем DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) представляет собой цифровую технологию радиодоступа в телефонные сети общего пользования ТФОП. В силу своего постоянного развития и эволюции в настоящее время DECT используется и в ряде специфических применений, связанных, прежде всего с передачей данных [23, 24].

Стандартами DECT определены следующие основные технические характеристики системы:

Основной частотный диапазон, МГц... 1880– Количество частотных каналов........................... Ширина канала, МГц......................................1, Длительность TDMA кадра, мс.......................... Длительность TDMA слота, мс..................... 0, Число слотов в кадре.......................................... Общее число каналов......................................... Общая скорость передачи, кбит/с........................ Кодирование речи, кбит/с....................... 32 АДКИМ Модуляция............................................................ GFSK Скорость перемещения абонента, км/ч..................... Типовая чувствительность приемного устройства, дБм - Выходная мощность передающего устройства (сред./пиков.), мВт.......................... 10/ Радиус зоны обслуживания переносного устройства, м.................................................... 50— Радиус зоны обслуживания стационарного Устройства, км......................................................... В технологии DECT применяется метод радиодоступа (radio access method) с использованием нескольких несущих, принципа множественного доступа с разделением времени и дуплекса с разделением по времени (Multi Carrier, Time Division Multiple Access, Time Division Duplex, MC/TDMA/TDD).

Реализуемая наряду с этим методом возможность постоянного динамического выбора (Dynamic Channel Selection) и выделения канала позволяют создавать пикосотовые системы большой емкости и использовать их в сильно перегруженной и даже враждебной радиосреде. Эти методы позволяют предоставлять пользователям высококачественные услуги без необходимости осуществлять частотное планирование разворачиваемых DECT систем. В системах эффективно используется выделенный радиоспектр, даже в том случае, когда несколько операторов и несколько приложений работают на одной территории, используя один и тот же частотный диапазон.

Основные принципы, заложенные в стандарт DECT и обеспечившие ему последующую популярность, были разработаны с целью достижения следующих результатов:

устойчивость функционирования даже в агрессивных радиосредах;

динамическое назначение ширины используемой полосы частот;

самоорганизация сетей, позволяющая не заниматься их частотным планированием;

мобильность абонента в пределах сети;

гибкая, надежная идентификация и адресация;

качество передачи речи, сравнимое с качеством, обеспечиваемым в системах проводной телефонии;

возможность осуществления шифрования передаваемых сообщений;

высокие достижимые скорости передачи данных, доходящие до 2 Мбит/с;

средства обнаружения и исправления ошибок типа CRC, ARQ и FEC, обеспечивающие высокую надежность и безопасность передачи данных;

возможность использования для передачи речи, данных и мультимедиа в частных, деловых и публичных секторах связи;

работа пикосотовых сетей с возможностью роуминга и высокой плотностью пользователей, достигающей 10000 абонентов на квадратный километр.

Основная задача систем DECT, как и любой другой системы связи с подвижными объектами (ССПО) предоставление услуг связи пользователю, поддерживая его мобильность.

Мобильность, подвижность (Mobility): способность пользователя поддерживать связь (пользоваться услугами системы связи) при перемещении независимого от своего местоположения.

Компоненты сети подвижной связи соединены между собой с помощью стандартизированных интерфейсов (Interface). В системах связи под интерфейсом понимают общую границу между двумя взаимодействующими системами или компонентами системы. Интерфейсы систем связи описываются соответствующими стандартами на системы связи.

Стандартизация интерфейсов в системах связи позволяет осуществлять нормальное взаимодействие между компонентами систем связи, поставляемых различными фирмами-производителями. Мобильные станции МС и подсистема базовых станций БС взаимодействуют через интерфейс, известный как эфирный интерфейс или радиоинтерфейс (Radio interface).

Типы систем DECT и приложений Укрупненные структуры основных видов приложений DECT приведены на рис.8.6.

Домашние системы Домашний телефон (Residential Telephones) – это, как правило, односотовая DECT система для домашнего использования, в которой применяется одна или несколько абонентских трубок, между которыми возможна бесшнуровая бесплатная связь. Зона обслуживания зависит от локальных условий и составляет в помещениях около 50 м, вне помещений – 300 м.

Рисунок 8.6 – Приложения стандарта DECT Домашний односотовый бесшнуровой телефон (cordless phones) DECT обеспечивает значительно лучшее качество речи, предлагает большее количество услуг и защищенность информации, чем обеспечиваемые бесшнуровыми телефонами предыдущих поколений.

Такие системы могут предоставлять пользователям бесплатную связь при разговоре между собой с использованием одного базового блока FP и нескольких трубок (обычно четырех-шести). При необходимости домашняя DECT система может быть легко расширена путем приобретения и подключения дополнительных трубок. То, что бесшнуровой телефон DECT может быть легко трансформирован в домашнюю или малую офисную АТС простым добавлением дополнительных трубок, является для покупателей чрезвычайно привлекательным.

Все эти особенности DECT систем делают их весьма удобными для использования в качестве домашних телефонных систем.

Бизнес-системы Бизнес-системы (business applications) DECT обеспечивают бесшнуровую связь абонентов непосредственно с ТФОП или через учрежденческую АТС.

Подобно домашней системе, телефонная система для малого бизнеса (Telephone Systems for Small Businesses) может иметь в небольшом офисе или предприятии лишь один базовый радиоблок – базовую станцию. Потенциально один приемопередатчик базовой станции мог бы поддерживать до 12 одновременных дуплексных разговоров по 12 телефонным линиям. Приемопередатчик может быть более простым и дешевым, поддерживая только шесть портативных устройств, что является обычно вполне достаточным.

В сфере большого бизнеса покрытия, обеспечиваемого одиночной базовой станцией, то есть, односотовой системой, просто недостаточно. С помощью многосотовых систем бесшнуровой связи DECT, называемых большими бизнес-системами (Large Business Telephone Systems) можно обеспечить мобильную связь для большого числа абонентов, обслужить значительную по территории зону или предоставить связь группам абонентов, расположенным в нескольких различных местах. Это делает возможным применение систем DECT в качестве бизнес-систем в условиях большого офиса или производства.

Механизмы динамического выбора канала в DECT обеспечивают эффективность и надежность таких систем, развертываемых как внутри помещений, так и снаружи, для больших офисов и промышленных предприятий с количеством пользователей 4000–5000. Эти механизмы поддерживают функционирование таких бизнес-систем даже в том случае, если несколько DECT систем развернуто на одной территории.

Системы абонентского радиодоступа Такие системы, называемые WLL (Wireless Local Loop) или RLL (Radio Local Loop), используются для быстрого беспроводного подключения абонента или группы абонентов к телефонной сети общего пользования в местах, где не развиты кабельные линии, или в местности с малой плотностью абонентов, когда прокладка кабелей экономически нецелесообразна или физически невозможна.

Услуги связи предоставляются абоненту через стандартную телефонную розетку на беспроводном терминальном адаптере СТА (Cordless Terminal Adapter), к которой подключается телефонный аппарат. СТА, устанавливаемый у абонента, по сути дела, явлется фиксированным вариантом носимой части и использует радиоканал для соединения со стационарной частью DECT, которая подключена непосредственно к сети общего пользования. Для организации радиоканала используют, как правило, наружные направленные антенны, при этом обеспечивается дальность действия до 5 км, а в некоторых случаях ее можно увеличить для передачи речи и доступа в Internet вплоть до 15 км, и даже 25 км.

Применение радиорелейной станции WRS (Wireless Relay Station) в дополнение к этому еще увеличивает дальность действия системы. WRS может быть оснащена одной антенной, направленной на стационарную часть, и одной всенаправленной антенной для предоставления доступа к сети общего пользования пользователям, находящимся на удаленных территориях. С помощью WRS могут быть устранены разрывы в покрытии, обусловленные различного рода препятствиями и рельефом местности.

Фиксированный радиодоступ DECT WLL предоставляет экономичное средство установления конечного звена связи (последней мили) в сети общего пользования. С помощью технологии DECT WLL, операторы сетей могут обслуживать своих клиентов, осуществив относительно незначительные финансовые вложения по сравнению с затратами, необходимыми при использовании других технологий доступа.

Во всем мире запущено в эксплуатацию большое количество систем фиксированного доступа на основе DECT. Темпы их роста указывают на то, что системы бесшнурового доступа могут стать преобладающим приложением DECT, а технология DECT является наиболее распространенной на рынке WLL.

Микросотовые системы общего доступа Важным приложением DECT являются системы общего пользования (Public Telecommunications Applications) и, в частности, микросотовые системы общего доступа СТМ (Cordless Terminal Mobility}, развертываемые в местах значительного сосредоточения абонентов. Микросотовые системы общего пользования СТМ позволяют обслуживать подвижных абонентов, перемещающихся с небольшой (до 30 км/час) скоростью. Оборудование DECT может эффективно удовлетворить нужды в услугах бесшнуровой связи, создавая среду общего доступа там, где возникает такая необходимость, например, в аэропортах, гостиницах, торговых центрах, на железнодорожных станциях. Это позволяет использовать одну и ту же трубку дома, на работе и на улице, прописывая ее в этих системах. При этом возможен роуминг с использованием одного и того же номера. Когда носимое абонентское устройство размещается в среде доме или офиса, оно связано со стационарной сетью через частную базовую станцию (private base station), и работает как нормальный бесшнуровой телефон. Размещаясь в среде общего доступа, носимое устройство связывается со стационарной сетью через стационарные радиочасти общего доступа (Public Radio Fixed Parts).

В течение ряда последних лет, производители DECT получили значительные заказы на публичные системы DECT для пешеходов. Опытные инсталляции осуществляются в настоящее время в нескольких странах, демонстрируя устойчивую работу, а в ряде стран (Италия, Венгрия, Германия, Испания, Швеция, Швейцария, Великобритания, Финляндия) такие системы уже запущены в опытную или коммерческую эксплуатацию. Это ускоряет создание и развитие инфраструктур DECT, базовых станций и трубок, специально разработанных для микросотовых систем общего доступа.

Многомодовые беспроводные и сотовые системы DECT и GSM являются успешно дополняющими друг друга технологиями.

Сети GSM, особенно их 900 МГц вариант, вообще лучше подходят к обеспечению покрытия в широкой географической области, но имеют более высокую стоимость инфраструктуры и носимых устройств. DECT, наоборот, лучше подходит для малых зон покрытия с напряженным пользовательским трафиком. При этом затраты на развертывание таких систем сравнительно малы, как и стоимость абонентских устройств.

В настоящее время производителями и пользователями проявляется значительный интерес к перспективам использования двумодовых телефонов GSM/DECT. Такие телефоны позволяют пользователю использовать широкую область обслуживания сотовой сети GSM, пока он находится вне офиса или далеко от дома. То же самое абонентское устройство абонент использует дома или в офисе, когда он оказывается в зоне обслуживания базовой станции DECT.

Это означает, что оно может применяться и для того, чтобы сделать вызов другому DECT абонентскому устройству через базовую станцию. Когда пользователь покидает дом, двумодовый телефон автоматически переходит в GSM режим, так как пользователь выходит за пределы зоны обслуживания DECT базовой станции.

Режимы прямой связи Изначально стандарт DECT разрабатывался для использования в сетевой топологии типа «звезда». При использовании такой топологии, если два портативных терминала РТ (Portable terminations) должны связаться друг с другом, они производят это через базовую станцию FP, находящуюся в центре звезды (рис. 8.7, а).

Абоненты DECT системы получают возможность разговаривать друг с другом, используя трубки.как портативные радиостанции (рис. 8.7,б).

Рисунок 8.7 – Использование традиционной технологии (а) и прямого режима (б) Очевидно, этот режим реализуется только в том случае, если оба абонента находятся внутри общей зоны обслуживания, составляющей обычно 100 м.

Следует отметить, что телефоны DECT могут предупреждать пользователя о выходе из зоны обслуживания (out-of-range), что уже реализовано рядом производителей.

Прямой режим, являющийся, по сути дела, режимом портативной дуплексной связи (Walkie Talkie Mode), является, по выражению авторов сайта DectWeb, «одним из лучше всего сохраняемых секретов DECT телефонии».

8.2 Cтруктурные схемы передающих устройств радиостанций подвижной связи Конструктивно абонентскую станцию (АС), которую часто называют подвижной или мобильной станцией, выполняют как одноплатный приемопередатчик (рис. 8.8). В этой структуре собственно к передатчику относятся формирователь радиосигналов и усилитель мощности (УМ) [2, 3].

Элементами приемного тракта являются: малошумящий усилитель радиочастоты (УРЧ), смеситель, усилитель промежуточной частоты (УПЧ) и демодулятор.

Блок обработки информационных сигналов (речи и данных), синтезатор частот и антенный коммутатор обеспечивают работу, как передатчика, так и приемника. Важные задачи в радиостанции возложены на процессорный блок.

Кроме программного управления станцией процессорный блок выполняет значительную часть операций по обработке информационных сигналов при передаче и приеме.

В станциях цифровой радиосвязи с временным сдвигом каналов приема и передачи информации один синтезатор частот обеспечивает стабилизацию несущей (центральной) частоты радиосигнала передатчика и гетеродина приемника.

Рисунок 8.8 – Структурная схема абонентской станции Радиостанции других систем, прежде всего аналоговых с частотной модуляцией (ЧМ), имеют сдвоенные синтезаторы частот, один для передатчика, другой для приемника. Антенный коммутатор (дуплексер), служащий для разделения радиосигналов передачи и приема, состоит, из двух полосовых фильтров: одного, включенного на выходе передатчика, другого – на входе, приемника.

Отметим характерные особенности радиостанций подвижной связи:

широкое использование в станциях специализированных больших интегральных схем (БИС), разрабатываемых фирмами–производителями радиоаппаратуры для конкретных систем подвижной связи, что обусловливает разнообразие используемой элементной базы в абонентских и базовых станциях одного и того же стандарта, выпускаемых различными фирмами;

синтез несущих частот на основе быстроперестраиваемых синтезаторов на основе систем фазовой синхронизации (СФС) с кварцевой стабилизацией частот;

переход к обработке информационных сигналов в цифровом виде в процессорном блоке;

программное управление мощностью передатчика (напряжения питания подают на узлы передатчика только при переходе станции в активный режим);

регулировки выходной мощности передатчика, например в абонентских станциях стандарта GSM, от 43 до 13 дБм с шагом 2 дБм;

использование в передатчиках мощностью 1...2 Вт элементной базы с низковольтным напряжением питания (3,5...5 В).

Рассмотрим особенности построения структурных схем передатчиков аналоговых и цифровых систем подвижной связи.

На рис. 8.9 приведена структурная типовая схема передающей части АС аналоговой системы подвижной связи. Сигнал с микрофона 1 поступает в аналого-цифровой блок 2, где его усиливают и преобразуют в цифровой вид с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Фильтрацию с предыскажениями (подъем верхних частот), регулировку уровня передачи, компрессию, ввод цифровых последовательностей сигналов управления – все эти операции выполняет центральный процессор (ЦП) 10.

Обработанный сигнал в цифровом виде возвращают в блок 2, где с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и фильтра нижних частот (ФНЧ) получают аналоговый модулирующий сигнал.

Рисунок 8.9 – Структурная схема передающей части абонентской станции Частотную модуляцию (ЧМ) осуществляют в генераторе управляемом напряжением (ГУН) 4, как правило, на выходной частоте. Существует аппаратура с модуляцией на промежуточной частоте (ПЧ). В этом случае передатчик строят по схеме с трактом ПЧ и смесителем.


При выполнении ГУН по трехточечной схеме на транзисторе снимаемый с него сигнал имеет мощность порядка – 10 дБм, что требует последующих ступеней усиления 5 до уровня 13... 15 дБм. ГУН и усилители радиочастот УРЧ 5 строят на маломощных и малошумящих транзисторах. В схеме рис. 8.9 ГУН является перестраиваемым в рабочем диапазоне частот, центральная часть ЧМ сигнала стабилизирована синтезатором на кольце СФС 11. Стабильность частоты обеспечивает опорный кварцевый автогенератор ОГ 12.

Усилитель мощности (УМ) имеет предварительные каскады усиления 6 и оконечный УМ 7. Весь тракт усиления радиосигнала неперестраиваемый, включая фильтр гармоник (ФГ) 8 и дуплексер 9. Полоса усиления равна рабочему диапазону передатчика. Число каскадов усиления зависит от выбранной элементной базы.

Как правило, в передатчиках предусмотрена схема управления питающими напряжениями 13 для оперативного включения и выключения передатчика и регулировки его мощности.

Структурная схема передатчика АС цифровой связи приведена на рис. 8.10.

Рисунок 8.10 – Структурная схема передатчика абонентской станции цифровой связи Из сравнения схем рис. 8.9 и 8.10 видно, что в них много общего. Но есть и важные различия в построении возбудителя передатчика и в функциях, выполняемых центральным процессором (ЦП).

Речевой сигнал с микрофона (МФ) 1 преобразуют в блоке 2 в цифровой вид с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) и передают в ЦП 8 для выполнения всего комплекса процедур кодирования, перемежения, пакетирования и шифрования (например, в системе GSM). Далее, поскольку в системах цифровой подвижной связи используют квадратурные виды модуляции, ЦП в соответствии с передаваемой последовательностью логических нулей и единиц осуществляет цифровой синтез двух модулирующих сигналов UMI и UMQ для реализации квадратурной модуляции.

Сигналы UMI, UMQ, сформированные ЦП 8, следуют в блок 2, где с помощью ЦАП и ФНЧ их переводят в аналоговую форму и подают на формирователь радиосигналов 3. ГУН 9 генерирует несущую (центральную) частоту радиоканала, которую стабилизируют системой фазовой синхронизации (синтезатор 10). Стабилизацию частоты можно осуществить путем ее синхронизации внешним сигналом (в передатчиках радиостанций GSM) либо от опорного кварцевого генератора.

Формирователь сигнала строят на ИС с выходной мощностью до 5 дБм.

Тракт усиления радиочастоты состоит из предварительного усилителя 4 и оконечного УМ 5. Далее следуют фильтр гармоник (ФГ) 6 и дуплексер 7. В АС с временным сдвигом между передаваемыми и принимаемыми пакетами (GSM, DECT) дуплексер заменяют электронным переключателем.

Синтезатор, а часто и ГУН выполняют на интегральных схемах (ИС). Ряд фирм при массовом производстве используют специализированные ИС.

Например, в АС системы GSM, выпускаемой фирмой Siemens, функциональные узлы УВЧ диапазона, обведенные штриховой линией на рис. 8.10, размещены на одной ИС, названной «передатчиком». Эту ИС используют в АС двух диапазонов: 900 и 1800 МГц.

Переход в диапазон 1800 МГц осуществляют переводом УМ 5 в режим удвоения частоты и переключением фильтра гармоник. Для АС и БС системы DECT фирмы Siemens применяют ИС передатчика с выходной мощностью 0, Вт в непрерывном режиме, что позволяет обойтись без дополнительного УМ.

Передатчики базовых станций также строят по схемам рис. 8.9 и 8.10.

Отличия состоят в конструктивном выполнении и реализации выходных УМ, фильтров гармоник и дуплексеров. Так, часто передатчик и приемник одного канала размещают на отдельных модулях.

Процессоры обработки многоканальных сигналов в базовых станциях (БС) гораздо сложнее процессоров обработки сигнала одного канала в АС. АС должны удовлетворять исключительно жестким ограничениям по массогабаритным показателям и потребляемой мощности. Похожие требования предъявляют и к БС систем, работающим на частотах выше МГц, где БС часто устанавливают на мачтах, фонарных столбах, стенах зданий, непосредственно у антенны.

При мощности передатчика более 10 Вт выходные УМ БС размещают в отдельном блоке. Поскольку фильтр гармоник пропускает сигналы во всей полосе рабочего диапазона, иногда его делают общим и ставят после суммирующего устройства, на выходе шкафа передатчика. После сумматора размещают и дуплексер при работе приемников и передатчиков БС на одну антенну.

8.3 Радиопередатчики с амплитудной и однополосной модуляцией В настоящее время основными областями применения амплитудной модуляции (АМ) является радиовещание в диапазонах низких, средних и высоких частот, телевизионное вещание в диапазонах очень высоких и ультра высоких частот [3]. Также амплитудная модуляция находит ограниченное применение в радиосвязи.

В технике связи и радиовещания наблюдается тенденция постепенного перехода от АМ к однополосной модуляции (ОМ), благодаря энергетической эффективности этого метода и лучшему использованию выделенного для вещания частотного диапазона.

Структурные схемы передатчиков с АМ показаны на рис. 8.11. Передатчик состоит из синтезатора частот, тракта усиления мощности с модулятором в выходном (рис. 8.11а) или промежуточном (рис. 8.11б) каскадах, фильтра подавления высших гармоник (внеполосных излучений), нагрузки в виде антенны.

Рисунок 8.11 – Структурные схемы передатчиков с АМ в выходном (а) и промежуточном (б) каскадах Модулятором радиопередатчика называется устройство, в котором осуществляется процесс модуляции. Модулирующий сигнал поступает от источника информации, например, от микрофона в радиовещательной студии.

Для обеспечения работы модулятора необходимо предварительное усиление модулирующего сигнала. В передатчике для этого предусматривается тракт усиления звуковой частоты (модуляционное устройство). Выходной каскад модуляционного устройства (рис. 8.11) условно назовем мощным усилителем звуковой частоты (МУЗЧ).

Построение структурных схем передатчиков с однополосной модуляцией имеет ряд особенностей. В передатчиках с ОМ формирование сигнала осуществляется в возбудителе (рис. 8.12). В состав возбудителя входят:

устройство предварительной обработки передаваемого сигнала (ПОС), однополосный модулятор (ОМ), синтезатор частот (СЧ), тракт переноса ОМ сигнала к рабочей частоте (ТП), выходной усилитель с автоматической регулировкой усиления (АРУ).

С выхода возбудителя сформированный на рабочей частоте однополосный сигнал подается на вход линейного усилителя (ЛУ) мощности.

Высокочастотный тракт ЛУ содержит обычно несколько широкополосных предварительных усилителей, мощный оконечный усилитель, колебательную систему для подавления гармоник и дополнительный фильтр, подавляющий все излучения передатчика в диапазоне рабочих частот телевизионных передатчиков.

Рисунок 8.12 – Структурная схема передатчика с ОМ В составе ЛУ имеются также блок питания (БП), система охлаждения (СО) и блок управления (БУ). В современных связных передатчиках управление, контроль режимов и диагностика осуществляется с помощью процессорной системы.

На приведенной схеме (рис. 8.12) в качестве источника колебаний поднесущих частот f1... f 4 изображен синтезатор частот, на выходах которого получаются сигналы с необходимыми постоянными поднесущими частотами и на одном из выходов – сигнал с частотой, которая может по желанию выбираться из сетки частот в определенном диапазоне. Именно с помощью этой частоты и устанавливается рабочая частота сигналов на выходе передатчика. Стабильность выходных частот синтезатора находится в пределах 10-7…10-9.

Наличие в схеме линейного усилителя мощности модулированных колебаний, работающего в недонапряженном режиме, приводит к значительному понижению коэффициента полезного действия передатчика.

Схема, представленная на рис.01 является «классической» схемой построения ОМ передатчиков. Существуют также другие варианты построения передатчиков с ОМ [2, 3], основанные на раздельном усилении АМ и ФМ составляющих однополосного сигнала.

8.4 Радиопередатчики с угловой модуляцией Благодаря высокой помехоустойчивости угловая модуляция применяется в системах подвижной радиосвязи, в радиовещании, в звуковом сопровождении телевизионного вещания, в наземной радиорелейной связи, тропосферной и спутниковой связи [2, 3].

На рис. 8.13 представлены структурные схемы передатчиков с угловой модуляцией. Первая схема (рис. 8.13а) использует прямую частотную модуляцию с помощью варикапа в кварцевом автогенераторе. Модулирующий сигнал усиливается и подвергается частотной коррекции, затем U производится ограничение его амплитуд в ограничителе. Фильтр нижних частот ограничивает спектр модулирующего сигнала. В кварцевом автогенераторе осуществляется прямая частотная модуляция, затем производится умножение частоты для увеличения глубины модуляции (девиации частоты) и повышения частоты до рабочего диапазона передатчика.

Полосовой фильтр ослабляет нежелательные спектральные составляющие (в том числе и субгармоники), возникающие при умножении частоты. Усилитель мощности радиочастоты обеспечивает необходимый уровень выходной мощности передатчика, фильтр нижних частот – ослабление излучения высших гармоник до допустимого уровня и согласование с антенной.

Структурная схема передатчика, использующая косвенный метод получения ЧМ, изображена на рис. 8.13б, где в фазовом модуляторе осуществляется модуляция фазы несущего колебания. Для получения на выходе фазового модулятора ЧМ сигнала спектр модулирующего колебания подвергается дополнительной коррекции. Частота задающего генератора стабилизируется кварцевым резонатором, а буферный усилитель уменьшает влияние последующих цепей на частоту автогенератора.

Схема, представленная на рис. 8.13б применялась в ранних разработках передатчиков при работе на небольшом числе фиксированных частот.

Возбудители строились по принципу «кварц-волна».


Рисунок 8.13 – Структурные схемы передатчиков с угловой модуляцией Современные многоканальные передатчики в своем составе, как правило, содержат синтезатор частот на основе системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). В последнее время систему ФАПЧ в литературе принято называть [11] системой фазовой синхронизацией (СФС).

Частотная модуляция производится в подстраиваемом генераторе (ПГ).

Средняя частота ПГ устанавливается в соответствии с заданным каналом и поддерживается в пределах допустимой нестабильности при помощи системы ФАПЧ (рис. 8.13в) по опорному кварцевому генератору.

8.5 Радиопередатчики спутниковых систем связи На рынке телекоммуникаций в последнее время происходят стремительные изменения, вызванные бурным ростом сегмента глобальной мобильной спутниковой связи. Конкуренция в наземных и сотовых сетях стимулирует развитие спутниковой связи, выступающей в качестве альтернативы наземным и сотовым сетям.

Глобальная мобильная спутниковая связь стала основой развития телекоммуникаций на ближайшие десятилетия [30, 31]. Из-за сложности и дороговизны сооружения наземных линий связи и установки сотовых передатчиков она остается единственным путем для решения проблемы обеспечения связью малонаселенных районов во всех регионах планеты одновременно.

Сегодня сотовой связью охвачено лишь 20% суши, на остальных 80% действует только мобильная спутниковая связь. Ее представляют на рынке несколько глобальных спутниковых мобильных систем, а также системы, которые пока еще не стали глобальными, но чье развитие идет по "глобальному" пути.

В настоящее вемя основными системами мобильной спутниковой связи являются: "Инмарсат", "Иридиум", "Глобалстар", "Турайя". Рассмотрим каждую из этих систем в отдельности.

Система "Инмарсат" (Inmarsat -International Mobile Satellite Organization), основанная в 1979 году, на сегодняшний день остается несомненным лидером в данной области.

Спутники "Инмарсат" работают на геостационарной орбите, а около береговых станций связи используются для сопряжения с существующими наземными сетями. Система обеспечивает покрытие 98% земной поверхности, а 8 основных и 1 запасной спутник имеют огромный запас емкости, что гарантирует круглосуточную и устойчивую связь независимо от внешних условий.

Основными достоинствами системы являются высокая надежность и полный спектр телекоммуникационных услуг для всех рынков, включая авиационный и морской. Благодаря вышеперечисленным причинам по международным требованиям система "Инмарсат" принята в качестве обязательной для установки на морские суда. Основные характеристики системы:

Высота орбиты, км......................................... Частоты связи:

терминал - спутник, МГц.............. 1626,5-1660, спутник-терминал, МГц................... 1525,0-1559, спутник - береговая станция, ГГц......................3, береговая станция - спутник, ГГц......................6, Система "Иридиум" (Iridium) - низкоорбитальная система, обеспечивающая действительно глобальное (100%) покрытие земной поверхности. Ее коммерческая эксплуатация началась в ноябре 1998 года. Основные характеристики системы "Иридиум" Количество основных спутников........................ Количество запасных спутников........................... Высота орбиты, км.............................................. Орбитальный период......................... 100 мин. 28 с Частоты связи:

телефон "Иридиум" - спутник, МГц.. 1616-1626, спутник- телефон "Иридиум"/пейджер, МГц1616-1626, спутник - спутник, ГГц......................... 23,18-23, спутник - наземная станция сопряжения, ГГц19,4-19, наземная станция сопряжения - спутник, ГГц29,1-29, Терминалы системы подразделяются на портативные, судовые и авиационные.

Портативные терминалы представлены телефонами-трубками производства компании "Моторола", они обеспечивают голосовую связь и передачу данных на скоростях 2,4 или 10 Кбит/с. Внешне терминалы напоминают сотовые телефоны первого поколения и весят около 400 г.

Судовой терминал имеет небольшие размеры и вес, устанавливается практически на все виды судов.

Авиационные терминалы производятся компаниями Honeywell и Icarus Instruments. Терминал первого производителя - AirSat 1 состоит из антенны и приемопередающего блока, имеет небольшие размеры и вес около 7,5 кг.

Пейджеры системы "Иридиум" обеспечивают прием сигнала в любой точке земной поверхности и, в отличие от трубок, работают внутри неэкранированных зданий. Пейджеры пользуются популярностью, несмотря на ограничения для сообщений по количеству знаков (до 120) и по частоте их передачи (не более 5-ти в течение 10 минут).

К достоинствам системы "Иридиум" относятся:

100% покрытия земной поверхности;

низкая зависимость от наземных сетей благодаря межспутниковым связям;

предоставление услуг глобального спутникового пейджинга единственная система в мире;

малогабаритное и легкое оборудование;

работа в режимах GSM, CDMA, AMPS.

Система "Глобалстар" (Globalstar) - относительно молодая система глобальной мобильной спутниковой связи. Несмотря на то, что 48 спутников обеспечивают покрытие около 80% поверхности земли, связь в системе в основном региональная, что обусловлено самостоятельностью станций сопряжения и отсутствием у большинства из них каких-либо роуминговых соглашений. Это означает, что телефон, приобретенный в России, не будет работать в Америке, а телефон, купленный там, не будет работать в нашей стране, хотя в обоих случаях телефоны будут находиться в зоне действия спутников. Основные характеристики системы:

Количество основных спутников........................ Количество запасных спутников........................... Высота орбиты, км............................................ Орбитальный период......................... 100 мин. 28 с Частоты связи:

телефон "Глобастар" - спутник, МГц. 1610-1625, спутник- телефон "Глобастар", МГц.. 2483,5- спутник - спутник, МГц........................ 23,18-23, спутник - наземная станция сопряжения, МГц6875- наземная станция сопряжения - спутник, ГГц5091- Телефоны-трубки имеют размеры и вес, близкие к трубкам, работающим в системе "Иридиум", и помимо спутникового режима действуют в стандартах GSM, CDMA, AMPS.

Достоинства системы "Глобалстар":

малогабаритное и легкое оборудование;

простота замены/добавления оборудования на наземных станциях сопряжения при внедрении новой услуги;

работа в режимах GSM, CDMA, AMPS.

Система "Турайя" (Thuraya) - арабская зональная региональная система мобильной спутниковой связи. Первый спутник был запущен 21 октября года. Как и "Инмарсат", система "Турайя" использует для своих спутников геостационарную орбиту, однако применяемый современный спутник позволил существенно уменьшить размер и вес терминалов до практически сотовых размеров.

Основные характеристики системы:

Количество основных спутников.......................... Количество запасных спутников........................... Высота орбиты, км.......................................... Частоты связи:

телефон "Турайа" - спутник, МГц... 1626,5-1660, спутник- телефон "Турайа", МГц.......... 1525- спутник - спутник, МГц........................ 23,18-23, спутник - наземная станция сопряжения, МГц6425- наземная станция сопряжения - спутник, ГГц3400- Зона покрытия системы "Thuraya"охватывает Россию. Пока "Турайя" имеет лишь одну станцию сопряжения, но не исключено, что ее станция появится и в России. Перечень услуг системы включает: голосовую и факсимильную связь, передачу данных на скорости 9,6 Кбит/с. Телефоны-трубки, используемые в этой системе, производятся компаниями Ascom и Hughes. Сегодня это самые малогабаритные терминалы, работающие с геостационарным спутником. К достоинствам системы относятся: небольшой размер и вес телефона, работа в режиме GSM. В перспективе предполагается увеличение зоны охвата благодаря запуску дополнительных спутников.

8.5.1 Сравнение спутниковых систем Инмарсат, Глобалстар,Турайя, Иридиум Сегодня на российском рынке мобильной спутниковой связи представлены четыре вида спутниковых систем - Инмарсат, Глобалстар, Турайя и Иридиум [30, 31]. Спутниковый терминал Инмарсат по существу не является мобильным телефоном как таковым - это комплект оборудования (антенна и переговорно коммутирующее устройство) весом около 2-х кг. Спутниковые телефоны, предлагаемые компаниями Thuraya, Globalstar и Iridium представляют собой мобильные телефоны, внешне напоминающие GSM-трубки.

Спутниковые телефоны данных систем имеют, практически, тот же набор услуг, что и обычные сотовые телефоны стандартов GSM или CDMA, которыми уже сейчас в России пользуются более 10 млн. человек. Однако, у спутниковых телефонов есть ряд преимуществ перед GSM-телефонами, а именно: встроенный GPS-приемник (Турайя), возможность работы в двух и более стандартах связи, например, GSM 900-Satellite (Турайя и Глобалстар), Satellite-CDMA-AMPS (Глобалстар). Но самое главное преимущество - это возможность работы практически в любой точке земного шара, даже на Северном и Южном полюсах Земли (Иридиум).

Однако, у спутниковых телефонов все же есть некоторые минусы. Размеры спутниковых телефонов колеблются от 220 гр. (спутниковый телефон Турайя) до 460 гр. (Иридиум Motorola 9500, Глобалстар Telit SAT 550). Еще одним существенным недостатком спутниковых телефонов является невозможность работы в закрытых помещениях. В здании, чтобы использовать спутниковом режим, требуется дополнительное оборудование. Внешне это обыкновенный офисный телефон (стандарты Турайя, Иридиум), без номеронабирателя с выносной антенной, в него вставляется спутниковый телефон, также к нему можно подключить факс и ПК. Для спутникового телефона стандарта Глобалстар не существует дополнительного оборудования для работы в закрытых помещениях, для этого необходим стационарный терминал.

Таблица 8.7 – Сравнение мобильных систем спутниковой связи Характеристики Турайя Иридиум Глобалстар Спутниковая Геосинхронная Низкоорбитальная Низкоорбитальная технология Высота 36500 780 орбиты Количество 2 66 спутников Покрытие 112 стран Глобальное Глобальное Начало 2001 1998 работы Голос, кбит/с 4,8 4,8 4, Факс, кбит/с нет 9,6 2, Данные, 9,6 2,4 4, кбит/с да да да SMS Вес 0,22 0,37-0,47 0,35-0, телефонов, кг В качестве примера приведем основные технические характеристики мобильного терминала системы спутниковой связи Турайя:

производитель Hughes Network System (USA);

передача голоса по стандартам GSM и "Thuraya";

передача данных и факсимильных сообщений на скорости 2.4, 4.8 и 9. кбит/c;

служба коротких сообщений (SMS);

быстрый набор номера;

работа в тоновом режиме;

ответ на звонок нажатием любой кнопки;

литиево-ионная батарея с мощностью 650 и 1300 мА/ч;

время работы в режиме разговора через спутниковый канал 2.4 часа, в стандарте GSM - 4 часа;

время ожидания в режиме "Thuraya" - 34.1 часа, в режиме GSM - 33.3 часа (минимум);

звонок в аварийно-спасательные службы без SIM-карты;

функция стоимости звонка;

индикация уровня сигнала и режима работы;

определение координат по GPS с сохранением последних 10 показаний GPS PC интерфейс для загрузки данных местонахождения с GPS;

передача данных с GPS;

предупреждение о плохом качестве сигнала;

вес 220 грамм (14 см x 5 см x 2,5 см);

мощность терминала - 2 Вт Частоты SAT:

(земля - небо) 1626,5 - 1660,5 МГц;

(небо - земля) 1525 - 1559 МГц;

частоты GSM: 900 МГц.

8.5.2 Структурные схемы передатчиков спутниковой связи Методы построения структурных схемы передатчиков спутниковой связи определяются основными требованиями: диапазоном рабочих частот, полосой модулирующих частот, стабильностью несущих частот, выходной мощностью, коэффициентом полезного действия, надежностью.

Бортовой передатчик спутниковой связи в составе ретранслятора решает две задачи: переносит сообщение с частоты приема на частоту передачи и обеспечивает необходимую мощность. Естественно, к бортовому передатчику предъявляются повышенные требования в отношении срока службы, т.е.

надежности, потребляемой мощности, массы и габаритных размеров.

Структурная схема бортового ретранслятора [3] с двойным преобразованием частоты представлена на рис.8.14. Структурная схема включает усилитель промежуточной частоты, повышающий преобразователь частоты и усилитель мощности.

Основное усиление сигнала осуществляется на промежуточной частоте. В бортовых передатчиках применяют совместное усиление сигналов нескольких стволов в общем тракте. При многостанционном доступе в каждом из стволов возможна работа десятков земных станций. Использовать общую полосу частот ствола многими земными станциями позволяет разделение радиоканалов по частоте, времени или коду.

Рисунок 8.14 – Структурная схема бортового ретранслятора В передатчиках наземных станций также применяют совместное усиление нескольких стволов [2, 3]. Пример построения передатчика, использующего совместное усиление двух стволов представлен на рис. 8.15.

Рисунок 8.15 – Структурная схема передатчика наземной станции, использующего совместное усиление двух стволов Модуляция осуществляется на промежуточной частоте. Имеется два модулятора М1 и М2 – по одному для каждой частоты излучения f 01 и f 02.

Модулированные колебания частот излучения получают с помощью повышающих преобразователей частоты (1ППЧ и 2ППЧ). Две ступени повышающих преобразователей частоты применяют для лучшего подавления неиспользованных продуктов преобразования частоты. Генератор опорных частот (ГОЧ) общий. Частоту его колебаний стабилизируют с помощью кварцевого резонатора. Колебания ГОЧ служат для создания гетеродинных частот f 1 и f 2, которые получаются на выходе умножителей УМ1 и УМ2.

Современные устройства формирования сетки гетеродинных частот реализуются на основе синтезаторов частот, построенных на основе различных модификаций систем фазовой синхронизации (см. раздел 6).

Усиление модулированных колебаний осуществляется сначала в каждом стволе раздельно, а затем совместно в оконечном усилителе (ОУ) мощности, включенном на выходе суммирующего устройства. Сложение сигналов на частотах излучения выполняется с помощью разделительного фильтра или посредством мостовой схемы.

Структурные схемы мобильных терминалов систем спутниковой связи аналогичны по построению схемам радиостанций земных подвижных систем связи, рассмотренным ранее в разделе 8.2.

8.6 Радиопередатчики телевизионные 8.6.1 Общие сведения При телевизионном вещании на вход телевизионного передатчика поступают информационные сигналы изображения и звукового сопровождения.

В телевизионном передатчике полный цветовой сигнал изображения и сигнал звукового сопровождения преобразуются в радиосигнал вещательного телевидения заданного уровня мощности со стандартными параметрами. При передаче изображения используют амплитудную модуляцию с частично подавленной нижней боковой полосой. Этот сигнал занимает относительно несущей частоты изображения f НЕС.ИЗ. полосу от f НЕС.ИЗ. - 0,75 МГц до f НЕС.ИЗ. + МГц. Сигнал звукового сопровождения передается с помощью частотной модуляции. Центральная частота радиосигнала звукового сопровождения f НЕС.ЗВ. расположена на 6,5 МГц выше f НЕС.ИЗ.. Таким образом, полная полоса частот, отводимая для радиосигнала телевизионного вещания, составляет МГц (рис. 8.16).

Рисунок 8.16 – Полоса частот, отводимая для радиосигнала телевизионного вещания Для наземного телевизионного вещания в России выделены следующие диапазоны частот (МГц):

I - 48,5……..66;

IV - 470……..582;

II - 76,0…….100;

V - 582…….870.

III - 174……..230;

В этих диапазонах размещены 70 телевизионных радиоканалов, частоты которых приведены в таблице 8.8. Кроме того, в диапазоне 2…..3 ГГц выделены полосы телевизионных каналов для системы распределения программ MMDS (Multichannel Multipoint Distribution Sustem).

Радиосигнал изображения образуется с помощью амплитудной модуляции несущей канала изображения полным телевизионным сигналом, причем максимум мощности соответствует синхроимпульсу, а минимум – уровню белого, т.е. модуляция оказывается негативной (рис. 8.17).

Рисунок 8.17 – Радиосигнал телевизионного изображения Таблица 8.8 – Частоты телевизионных радиоканалов № Но Полоса Несу мер Полоса Несу кан ала частот щая кан частот щая канала, изобр ала канала, изобр МГц ажен МГц ажен ия ия МГц МГц 48,5…56 49,75 1 622,0 623, 59,25 41 …630,0 631, 2, 58,0…66 77,25 3 630,0 639, 85,25 43 …638,0 647, 4, 76,0…84 93,25 5 638,0 655, 175,2 45 …646,0 663, 6, 84,0… 7 5 46 646,0 671, 183,2 47 …654,0 679, 8, 92,0… 9 5 48 654,0 687, 191,2 49 …662,0 695, 10 0, 11 174,0…1 5 50 662,0 703, 199,2 51 …670,0 711, 12 82, 21 182,0…1 5 52 670,0 719, 207,2 53 …678,0 727, 22 90, 23 190,0…1 5 54 678,0 735, 215,2 55 …686,0 743, 24 98, 25 198,0…2 5 56 686,0 751, 223,2 57 …694,0 759, 26 06, 27 206,0…2 5 58 694,0 767, 471,2 59 …702,0 775, 28 14, 29 214,0…2 5 60 702,0 783, 479,2 61 …710,0 791, 30 22, 31 222,0…2 5 62 710,0 799, 487,2 63 …718,0 807, 32 30, 33 470,0…4 5 64 718,0 815, 495,2 65 …726,0 823, 34 78, 35 478,0…4 5 66 726,0 831, 503,2 67 …734,0 839, 36 86, 37 486,0…4 5 68 734,0 847, 511,2 69 …742,0 855, 38 94, 39 494,0…5 5 70 742,0 863, …750, 02,0 519, 502,0…5 5 750, …758, 10,0 527, 510,0…5 5 758, …766, 18,0 535, 518,0…5 5 766, …774, 26,0 543, 526,0…5 5 774, …782, 34,0 551, 534,0…5 5 782, …790, 42,0 559, 542,0…5 5 790, …798, 50,0 567, 550,0…5 5 798, …806, 58,0 575, 558,0…5 5 806, …814, 66,0 583, 566,0…5 5 814, …822, 74,0 591, 574,0…5 5 822, …830, 82,0 599, 582,0…5 5 830, …838, 90,0 607, 590,0…5 615,25 838, …846, 98, 598,0…6 846, …854, 06, 606,0…6 854, …862, 14, 614,0…6 862, …870, 22, В модулированном колебании должны быть строго фиксированы пиковый уровень (уровень синхроимпульсов), уровень гасящих импульсов, который должен составлять 75% от пикового значения и одновременно должен быть выше уровня черного на 0….4,5 %, и уровень белого, который должен составлять 12,5….2,5% пикового. При этом интервал изменения сигнала изображения от белого до черного занимает только 55…67% амплитудной характеристики передатчика.

Радиосигнал изображения формируется в возбудителе телевизионного передатчика. Усилитель мощности канала изображения работает в режиме усиления модулированных колебаний и обеспечивает требуемую мощность на выходе телевизионного передатчика.

8.6.2 Структурная схема мобильного телевизионного передатчика Структурная схема мобильного передатчика, состоящая из возбудителя метрового и дециметрового диапазона волн (1…70 ТВ каналы), усилителя мощности и микрополосковой антенны, представлена на рис. 8.18.

Рисунок 8.18 – Обобщенная структурная схема мобильного телевизионного передатчика Здесь введены следующие обозначения:

4 МГц – частота эталонного генератора;

:16, :8 – делители с фиксированным коэффициентом деления соответственно на 16 и 8;

31,25 кГц – опорная частота системы фазовой синхронизации, предназначенной для формирования несущей изображения;

250 кГц - опорная частота системы фазовой синхронизации, предназначенной для формирования поднесущей звука;

U - информационный сигнал звукового сопровождения телевидения;

U - сигнал изображения (видеосигнал);

M - модулятор изображения;

СМ – смеситель;

ФД – фазовый детектор;

ДПКД – делитель с переменным коэффициентом деления;

ФНЧ – фильтр нижних частот;

УЭ – управляющий элемент подстраиваемого генератора;

ПГ – подстраиваемый генератор;

199, 26 - коэффициенты деления ДПКД;

6,5 МГц – средняя частота ЧМ сигнала на выходе модулятора звука;

49,75 МГц – несущая изображения первого телевизионного канала;

N - коэффициент деления ДПКД;



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.