|
|
СБОРНИК АКТИВНОГО РАЗДАТОЧНОГО МАТЕРИАЛАСтр 1 из 12Следующая ⇒ СБОРНИК АКТИВНОГО РАЗДАТОЧНОГО МАТЕРИАЛА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Системы и оборудование организации радиосвязи» для специальности РРТ Курс 3
Сборник переутвержден на заседании МС АКС Протокол №1 от 28.08.09 Председатель МС Шуакаева А.К.
Алматы 2008г. Составитель: преподаватель высшей категории АКС при КАУ Гладышева Н.Н.
Активный раздаточный материал рассмотрен и утвержден на заседании педагогического совета АКС при КАУ. Протокол № 9 от 15.05. 2008г.
Сборник предназначен для изучения предмета «Системы и оборудование организации радиосвязи» учащимися специальности 3802002 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение». Предметом изучения данной дисциплины являются: особенности построения, протоколы радиорелейных, спутниковых, транкинговых систем передачи, структурные и принципиальные схемы оборудования радиорелейных станций, станций спутниковой связи как аналоговых так цифровых, систем мобильной радиосвязи и систем беспроводного доступа, принцип работы и особенности обслуживания аппаратуры, основные измерения, проводимые на оборудовании.
©Казахско-Американский Университет Гладышева Н.Н.
Список общепринятых сокращений и терминологии:
АЛ – абонентская линия АИМ – амплитудно-импульсная модуляция АРРС – аналоговая радиорелейная станция АХ – амплитудная характеристика АЧХ – амплитудно-частотная характеристика ВРК – временное разделение каналов ГС – групповой сигнал ДМ – демодулятор ДУВ – датчик управления и вызова ДС – дифференциальная система ДСС – датчик служебной связи ИС – импульсы синхронизации РПр – радиоприемник РП – радиопередатчик ЛУ – линейный усилитель КК – корректирующие контуры М – модулятор ОРС – оконечная радиорелейная станция ПРС – промежуточная радиорелейная станция ПЦС – передатчик циклового синхросигнала РРС – радиорелейная станция РФ – режекторный фильтр Р – регенератор СЛ – соединительная линия СРС – самостоятельная работа студентов СРСП – самостоятельная работа студентов с преподавателем Т – трансформатор ТРЛ – тропосферная радиорелейная линия ТО – телеобслуживание УРС – узловая радиорелейная станция УО – устройство объединения УР – устройство разделения ФВЧ – фильтр верхних частот ФИМ – фазо-импульсная модуляция ЧМ – частотная модуляция ЧРК – частотное разделение каналов ФНЧ – фильтр нижних частот ФЧХ – фазо-частотная характеристика ЦРРС – цифровая радиорелейная станция ШИМ – широтно-импульсная модуляция
Лекция 1 Глоссарий
Литература
Лекция 2 Рис.2.2. Пояснение принципа формирования сигнала линейного тракта в системах с ЧРК.
Принцип формирования сообщения uгp (t) в системах с ВРК поясняется рис. 2.3. Для наглядности выбран вариант, когда общее число временных каналов невелико (N = 3). На рис. 2.3, а, б, в показаны примеры реализаций сообщений S1 (t), S2 (t) и S3 (t) трех абонентов, штриховой линией отмечены отсчеты этих сообщений, взятые с шагом дискретизации Тд (предполагается, что спектры всех трех сообщений ограничены сверху одной и той же частотой F, а дискретизация производится равномерно). Как показано на рис. 2.3, моменты взятия отсчетов в соседних каналах сдвинуты на время ∆tк = Тд/N. Таким образом, импульсы, отображающие отсчеты, оказываются разнесенными во времени, что позволяет получить uгр (t) путем простого сложения импульсов-отсчетов всех N каналов. Сообщение uгр (t) в рассмотренном примере состоит из трех сигналов АИМ (см. рис. 2.3, г). В течение интервалов ∆tк вместо АИМ можно использовать и другие виды импульсных сигналов, способные отображать мгновенные значения отсчетов, например ШИМ и ФИМ. Такие сигналы нередко используются в системах с ВРК из соображений помехоустойчивости. Для обеспечения более простой реализации АОК и АРК между канальными импульсами вводят защитные интервалы (см. ∆tз на рис. 2.3, г). Образование канальных сигналов в АОК и выделение их в АРК осуществляется обычно с помощью коммутируемых электронных ключей, выполняемых на базе современной микросхемотехники. Следует отметить, что при увеличении числа каналов в системах с АИМ, ШИМ и ФИМ длительность канальных импульсов уменьшается и соответственно увеличивается требуемая полоса частот линейного тракта. Она оказывается значительно больше, чем при ЧРК. В этих условиях, с целью экономии радиоспектра, приходится идти на сокращение числа каналов. Поэтому в настоящее время на сетях связи системы с АИМ, ШИМ и ФИМ используются лишь для организации относительно небольшого числа каналов. Отметим, что системы связи с АИМ, ШИМ и ФИМ являются аналоговыми. В настоящее время широкое распространение получили цифровые системы связи, в которых для передачи непрерывных сообщений наряду с дискретизацией во времени используется также и дискретизация по уровням (квантование).
4. Контрольные вопросы
Глоссарий
Литература
Лекция 3 Глоссарий
Литература
Лекция 4 Глоссарий
Литература
Лекция 5 Глоссарий
Литература
Лекция 6 Дельта – модуляция
Рассмотрим подробнее процесс преобразования аналогового сигнала в импульсную последовательность, а также процесс обратного преобразования при дельта-модуляции. Для этого воспользуемся структурной схемой модема дельта-модуляции — модулятора и демодулятора, изображенной на рис. 2.12. В схему входит ФНЧ, ограничивающий, спектр частот входного сигнала, дифференциальный (разностный) усилитель ДУ, усиливающий двух поступающих на его входы сигналов U(t)- U*(t), генератор тактовой частоты ГТЧ, импульсы с которого поступают на пороговое устройство ПУ, на выходе которого появляются импульсы положительной полярности, если на выходе ДУ U(t)- U*(t) >0. и импульсы отрицательной полярности, если U(t)- U*(t) < 0. В цепь обратной связи включается идеальный интегратор (рис.2.13 а). Если длительность фронтов импульсов много меньше тактового периода и схема интегратора содержит запоминающий элемент с бесконечной памятью, формируется аппроксимирующее напряжение с прямоугольной формой ступенек (рис. 2.13, б). Импульсы положительной полярности через диод VD1 и Кл1 поступают на конденсатор и постепенно заряжают его, так что напряжение на конденсаторе имеет вид положительно нарастающих ступенек. Если приходят отрицательные импульсы через диод VD2 и Кл2, напряжение на конденсаторе ступенчато уменьшается.
Кодер работает следующим образом (рис. 2.14). В тактовый момент 1 напряжение сигнала U1(t) >0, так как тактовый импульс еще не появлялся на входе интегратора и, следовательно, U*(t) = 0. На выходе ПУ появляется положительный импульс, который на выходе интегратора дает ступенчатое напряжение, постоянное до следующего тактового момента. В тактовый момент 2 напряжение U2(t) >U2*(t),. на выходе ПУ опять появляется положительный импульс, который на выходе интегратора дает ступенчатое напряжение, сохраняющееся до следующего тактового импульса. Возрастание ступенчатого напряжения будет происходить до тех пор, пока U(t) > U*(t). В тактовый момент 3 напряжение входного сигнала U(t) < U*(t). Следовательно, разность на выходе ДУ становится отрицательной и ПУ дает отрицательный импульс. В результате на выходе интегратора появляется отрицательный скачок напряжения. В тактовый момент 4 U(t) > U*(t) и, следовательно, на выходе интегратора опять возникает положительный скачок напряжения. Таким образом, на выходе интегратора формируется аппроксимирующее ступенчатое напряжение U*(t), а на выходе ПУ формируется дельта-код, который можно посылать в линию передачи. Дельта-декодер состоит из формирующего устройства ФУ, системы синхронизации (СС), интегратора и ФНЧ. Формирующее устройство восстанавливает искаженную форму импульсного сигнала, который затем поступает на интегратор декодера. Последний работает точно так же, как и интегратор, включенный в цепь обратной связи кодера. На выходе интегратора получается ступенчатое аппроксимирующее напряжение U*(t), которое после ФНЧ преобразуется в непрерывный сигнал U(t). Различие форм передаваемого сигнала и аппроксимирующего напряжения, формируемого на приеме, определяет сигнал ошибки U(t) - U*(t) (рис. 2.14). Составляющие спектра сигнала ошибки, попадающие в полосу частот передаваемого сигнала так же, как и при ИКМ, приводят к появлению шума квантования. Квантование сигналов при ИКМ сопровождается еще и ошибкой ограничения, возникающей в том случае, когда максимальные значения входных сигналов превышают максимальные значения квантующих устройств. Как видно из рис. 2.14, в дельта-модуляции при рассмотренной аппроксимации сигнала на участках резкого изменения крутизны сигнала Тпер ступенчатое напряжение U*(t) с одинаковым шагом приращения не «успевает следить» за изменением сигнала U(t). На этих участках возникают специфические, свойственные способу ДМ искажения передаваемых сигналов — перегрузка по крутизне. Для уменьшения шумов перегрузки при ДМ можно увеличить шаг квантования, но при этом возрастает ошибка квантования, или при том же шаге квантования увеличить тактовую частоту, что приведет к увеличению скорости цифрового потока. Поэтому в рассмотренной здесь классической схеме дельта-модулятора при одинаковых с ИКМ шумах квантования тактовая частота или скорость цифрового потока будет существенно больше. Если в случае ИКМ при кодировании 8-разрядвым кодом одного канала ТЧ тактовая частота fт = 2·4 кГц-8=64 кГц, то при ДМ она при тех же шумах квантования должна быть в 2...2,5 раза выше (примерно 150 кГц). По этой причине классическая ДМ практически не используется, а применяются ее разновидности.
4. Контрольные вопросы
Глоссарий
Литература
Лекция 7
Глоссарий
Литература
Лекция 8 Глоссарий
Литература
Лекция 9 Планы распределения частот
Для повышения пропускной способности на РРЛ организуют одновременную работу нескольких ВЧ стволов на различных частотах на общие антенно-фидерный тракт (АФТ) и антенну. Такую РРЛ называют многоствольной. Она имеет более высокую экономическую эффективность, чем одноствольная, поскольку стоимость антенны, антенных опор, а также общих для всех стволов — технического здания и системы электропитания, значительно выше, чем стоимость аппаратуры ВЧ ствола. Для подключения нескольких приемопередатчиков к одной антенне служат устройства совмещения (УС) и разделительные фильтры (РФ). Устройства совмещения нужны для разделения, волн приема и передачи. В качестве УС используют поляризационные селекторы или ферритовые циркуляторы. Разделительные фильтры приема (РФ1) служат для разделения сигналов различных стволов на приеме на частотах f1, f3, f5. Разделительные фильтры передачи (РФ2) служат для объединения на передаче сигналов на частотах f1´, f3´, f5´. На рис. 1.2 показаны ТФ и ТВ стволы, а также резервный — Рез. Аппаратура резервирования установлена на концах радиорелейного участка: приемном — Рез. Пр и, передающем — Рез. П. В точку 3 может поступать сигнал об аварии, который должен быть передан к началу участка на предыдущую УРС, аналогичный сигнал от последующей УРС поступает в т. 4. В ТВ стволе организован транзит по ПЧ. Выбор ответвляемой программы осуществляют с помощью коммутатора по ПЧ—Км ПЧ, к которому также подводят (в т. 5) сигнал ТВ ствола обратного направления. ПЛАНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТ
Станцию, на которой частоты приема расположены в нижней (Н) части выделенной полосы, а частоты передачи в верхней (В)-обозначают индексом «НВ». На следующей станции частота приема окажется выше частоты передачи и такую станцию обозначают индексом «ВН». Для обратного направления связи данного ствола можно взять и ту же пару частот, что и. для прямого, или другую. Соответственно говорят, что план частот позволяет организовать работу по двухчастотной (рис. 1.4) или четырехчастотной (рис. 1.5) системам. На этих рисунках через f1н, f2в,.... f5н, f5в обозначены средние частоты стволов. При двухчастотной системе на ПРС и УРС для приема с противоположных направлений обязательно должна быть взята одинаковая частота. Антенна WА1 (рис. 1.4,а) будет принимать радиоволны на частоте f1н с двух направлений: главного А и обратного В. Радиоволна, приходящая с направления В, создает помеху. Степень ослабления этой помехи антенной зависит от защитных свойств антенны. Если антенна ослабляет волну обратного направления не менее, чем на 65 дБ по сравнению с волной, приходящей с главного направления, то такую антенну можно использовать при двухчастотной системе. 2-хчастотная система имеет преимущество, что позволяет в полосе частот организовать в 2 раза больше ВЧ стволов, чем четырехчастотная, однако она требует более дорогих антенн. На магистральных РРЛ применяют двухчастотные системы. В плане частот не предусмотрены защитные частотные интервалы между соседними стволами приема (передачи). Поэтому сигналы соседних стволов трудно разделить с помощью РФ. Чтобы избежать взаимных помех между соседними стволами, на одну антенну работают либо четные, либо нечетные стволы. В плане частот указывают минимальный частотный разнос между стволами приема и передачи, подключенными к одной антенне (98 МГц на рис. 1.3).
Зигзагообразное построение трассы.
На РРЛ имеет место повторение частот передачи через пролет. При этом для того, чтобы снизить взаимные помехи между РРС, работающими на одинаковых частотах, станции располагают зигзагообразно относительно направления между оконечными пунктами (рис. 1.6). При нормальных условиях распространения сигнал от РРС1 на расстоянии в 150 км сильно ослаблен и практически не может быть принят на РРС4.
4. Контрольные вопросы
Глоссарий
Литература
Лекция 10 Глоссарий
Литература
Лекция 11 Глоссарий
Литература
Лекция 12 Глоссарий
Литература
Лекция 13 МАЛОШУМЯЩИЕ УСИЛИТЕЛИ Основные требования. От МШУ стремятся получить большое усиление сигнала и малые собственные шумы. Коэффициент усиления мощности МШУ должен быть большим, чтобы шумы последующих каскадов приемника практически не влияли на его коэффициент шума. Эффективная шумовая температура МШУ лежит в пределах 80...2000 К, в зависимости от назначения приемника. Полоса пропускания должна составлять сотни мегагерц для МШУ, предназначенных для одновременного усиления сигналов нескольких стволов, и десятки мегагерц для МШУ, работающего на один ствол. Как любое устройство высокочастотного тракта, МШУ должен иметь равномерные АЧХ и характеристику ГВЗ. Определенные требования предъявляют к конструкции МШУ. В приемниках земных станций предпочтительна конструкция, позволяющая разместить МШУ в непосредственной близости от антенны: в подзеркальной кабине либо в фокусе антенны. Она позволяет исключить АФТ, следовательно, снизить потери сигнала и увеличить отношение сигнал-шум на входе МШУ. Для приемников КС ССС важны малые потребление, габариты, масса. Основные типы МШУ. К ним относят усилители на ЛБВ, усилители на туннельных, диодах (УТД), параметрические и транзисторные. Малошумящие усилители на ЛБВ и УТД имели одинаковую область применения — приемники КС ССС.. Усилители на туннельных диодах обычно обеспечивают коэффициент усиления 15... 20 дБ и коэффициент шума 5... 8 дБ, а их полоса пропускания может достигать 0,5f1. Они являются регенеративными усилителями. Для УТД характерны такие недостатки, как малый динамический диапазон, нестабильность параметров, неустойчивость работы. В связи с достижениями в области разработки малошумящих СВЧ транзисторов появилась.тенденция замены УТД транзисторными МШУ. Параметрические усилители (ПУ) широко применяют в приемниках ТРЛ и земных станций ССС.
4. Контрольные вопросы
Глоссарий
Литература
Лекция 14 Глоссарий
Литература
Лекция 15 Глоссарий
Литература
Список основной литературы
1. Калашников А.И. Системы радиосвязи. М.: Радио и связь, 1987. 2. Маковеева М.М. Радиорелейные линии связи. - М.: Радио и связь, 1988. 3. Скалин Ю.В., Бернштейн А.Г., Финкевич А.Д. Цифровые системы передачи. М.: Радио и связь, 1988. 4. Стеклов В.Н. Телеграфия и системы передачи данных. М.: Радио и связь, 1988. 5. Под редакцией Шувалова В.П. Телекоммуникационные системы и сети. Том 2 М. Горячая линия - Телеком, 2005. 6. Под редакцией Кантора Л.Я. Спутниковая связь и вещание. - М.: Радио и связь, 1997. 7. Андреев B.C., Фомин Н.Н., Воробейников Э.С. Радиотехнические устройства СВЧ на синхронизированных генераторах. М.: Радио и связь, 1991. 8. Воробьев И.М. Оборудование и эксплуатация радиостанций. М.: Радио и связь, 1988.
СБОРНИК АКТИВНОГО РАЗДАТОЧНОГО МАТЕРИАЛА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Системы и оборудование организации радиосвязи» для специальности РРТ Курс 3
Сборник переутвержден на заседании МС АКС Протокол №1 от 28.08.09 Председатель МС Шуакаева А.К.
Алматы 2008г. Составитель: преподаватель высшей категории АКС при КАУ Гладышева Н.Н.
Активный раздаточный материал рассмотрен и утвержден на заседании педагогического совета АКС при КАУ. Протокол № 9 от 15.05. 2008г.
Сборник предназначен для изучения предмета «Системы и оборудование организации радиосвязи» учащимися специальности 3802002 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение». Предметом изучения данной дисциплины являются: особенности построения, протоколы радиорелейных, спутниковых, транкинговых систем передачи, структурные и принципиальные схемы оборудования радиорелейных станций, станций спутниковой связи как аналоговых так цифровых, систем мобильной радиосвязи и систем беспроводного доступа, принцип работы и особенности обслуживания аппаратуры, основные измерения, проводимые на оборудовании.
©Казахско-Американский Университет Гладышева Н.Н.
Список общепринятых сокращений и терминологии:
АЛ – абонентская линия АИМ – амплитудно-импульсная модуляция АРРС – аналоговая радиорелейная станция АХ – амплитудная характеристика АЧХ – амплитудно-частотная характеристика ВРК – временное разделение каналов ГС – групповой сигнал ДМ – демодулятор ДУВ – датчик управления и вызова ДС – дифференциальная система ДСС – датчик служебной связи ИС – импульсы синхронизации РПр – радиоприемник РП – радиопередатчик ЛУ – линейный усилитель КК – корректирующие контуры М – модулятор ОРС – оконечная радиорелейная станция ПРС – промежуточная радиорелейная станция ПЦС – передатчик циклового синхросигнала РРС – радиорелейная станция РФ – режекторный фильтр Р – регенератор СЛ – соединительная линия СРС – самостоятельная работа студентов СРСП – самостоятельная работа студентов с преподавателем Т – трансформатор ТРЛ – тропосферная радиорелейная линия ТО – телеобслуживание УРС – узловая радиорелейная станция УО – устройство объединения УР – устройство разделения ФВЧ – фильтр верхних частот ФИМ – фазо-импульсная модуляция ЧМ – частотная модуляция ЧРК – частотное разделение каналов ФНЧ – фильтр нижних частот ФЧХ – фазо-частотная характеристика ЦРРС – цифровая радиорелейная станция ШИМ – широтно-импульсная модуляция
Лекция 1   ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
Сигналы, не перекрывающиеся во времени, применяются в системах с временным разделением каналов (ВРК). Особенностью этих систем является то, что сообщения от разных абонентов (источников) передаются по линии связи поочередно (последовательный метод передачи), но в общей полосе частот. Чередоваться могут только сигналы, дискретные во времени. Поэтому непрерывное сообщение ГрТ должно быть преобразовано в сообщение, дискретное во времени. Эта операция осуществляется в АОК. В соответствии с теоремой Котельникова шаг дискретизации Тд ≤1/2F, гдеF — верхняя частота в спектре сигнала.
Период дискретизации выбран в соответствии с теоремой Котельникова: Тд=1/2fв. Преимущества применение ДИКМ основаны на том, что соседние отсчеты дискретизированного сигнала с большой вероятностью мало отличаются друг от друга. Это дает возможность уменьшить разрядность кодовых групп, отображающих передаваемые разности отсчетов. Следовательно, если взять период дискретизации Тд<1/2fв, то различие между соседними отсчетами аналогового сигнала будет еще меньше, а применительно к ДИКМ меньше и разрядность кода. Поэтому при достаточно малом периоде дискретизации разность между соседними отсчетами может быть сделана достаточно малой, а именно такой, когда за каждый период дискретизации в тракт передачи можно будет передавать либо —1, если разность двух отсчетов ΔU<Δ, где Δ — выбранный шаг квантования, либо +1, если ΔU>Δ.
Таким образом, при выбранном приращении передаются сведения только о его знаке и для этого достаточно передавать один двоичный символ в каждый момент отсчета. Такой способ формирования цифрового сигнала называется классической дельта-модуляцией (ДМ) в отличие от других, более поздних ее разновидностей.
На всех станциях одной РРЛ устанавливают однотипные приемники и передатчики, на ПРС они соединяются по ПЧ. Цепочка таких приемников и передатчиков образуют ВЧ ствол. Этот ствол универсальный, и по нему можно передавать различные сообщения, для чего на ОРС и УРС к стволу подключают модемы и соответствующие оконечные устройства. Стволы бывают телефонные и телевизионные. Цифровой ствол организуют, подавая на модулятор РРС цифровой сигнал. Сигнал, подаваемый на модулятор, называют групповым сигналом ствола, а спектр его — линейным спектром. В аналого-цифровых (АЦФ) стволах ГС составляют из МТС и цифрового сигнала.
Для работы РРЛ выделены полосы частот шириной 400 МГц в диапазоне1 2 ГГц (1,7...2,1 ГГц), 500 МГц в диапазонах 4 (3,4...3,9), 6 (5,67...6,17) и 8 (7,9...8,4) ГГц и шириной 1ГГц в диапазонах 11 и 13 ГГц и более высокочастотных.| Эти полосы распределяют между ВЧ стволами радиорелейной системы по определенному плану, называемому планом распределения частот. В полосе 400 МГц может быть организовано 6, в полосе 500 МГц -8 и в полосе 1ГГц- 12 дуплексных ВЧ стволов. В плане частот (рис. 1.3) обычно указывают среднюю частоту fо.Частоты приема стволов располагают в одной половине выделенной полосы, а частоты передачи — в другой. При таком делении получают большую частоту сдвига, чем обеспечивают достаточную развязку между сигналами приема и передачи, поскольку РФ приема (или РФ передачи) будут работать только в половине всей полосы частот системы. При этом можно использовать общую антенну для приема и передачи сигналов. В случае необходимости получают развязку между волнами приема и передачи в одной антенне за счет применения разной поляризации. На РРЛ используют волны с линейной поляризацией: вертикальной или горизонтальной. Применяют два варианта распределения поляризаций. В первом варианте на каждой ПРС и УРС происходит изменение поляризации так, что принимают и передают волны разной поляризации. Во втором варианте в направлении «туда» используют одну поляризацию волн, а в направлении «обратно» другую.
