Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 129
Текст из файла (страница 129)
Выходец, П.М. Жцурин, И ф Зорин и дрн Под ред. Ю.А. Ковалгина: Справочник. — Мх Радио и связь, 1993. — 464 с 680 681 9.1. Вводные замечания 683 682 ГЛАВА 9 Передатчики радиорелейных систем СВЯЗИ В соответствии с видами модуляции, принятыми в радиорелеиных системах связи (РРС), радиопередающие устройства РРС разделяют на передатчики с аналоговой (преимущественно ЧМ), цифровой и импульсной модуляцией. Последние находят ограниченное применение, в основном в военных малоканальных РРС. В последние годы интенсивно ' развиваются цифровые радиорелейные системы, где информационные сигналы вначале преобразуют в цифровой код с помощью импульсно- кодовой или дельта-модуляции, а для передачи в радиоканале применяют различные методы манипуляции.
Манипуляцией называют дискретное изменение параметров колебаний радиочастоты (амплитуды, частоты, фазы), соответствующее передаваемому цифровому сигналу, При этом кроме традиционных диапазонов использования РРС: 150, 400 МГц, 2, 4, 6, 8, 11, 13, 15, 18 ГГц — получают широкое распространение РРС малой и средней емкости на 23, 28, 36, 38, 43, 55 ГГц, в частности, для органиэации каналов связи между базовыми станциями и центрами коммутации при развертывании систем подвижной радиосвязи, вдоль продуктопроводов и т.п.
Происходит также замена деиствующих аналоговых РРС на цифровые. Исходными данными для проектирования передающих устройств РРС являются: выходная мощность, рабочие частоты и их стабильность, вид передаваемых сообщений, способ модуляции и допустимые искажения сигнала. Основой для составления задания на проектирование служат общероссийские нормы и рекомендации МККР [9.1], определяющие характеристики передаваемых сигналов для РРС в целом. Требования к передатчику отдельной станции зависят от протяженности линии, характера трассы, числа промежуточных станций, характеристик антенн и приемных устройств. По назначению станции РРС делят на оконечные, узловые и промежуточные.
При проектировании передающих устройств магистральных аналоговых РРС эа основу берут схему передатчика промежуточной станции; при разработке передатчиков оконечных или узловых станций к ней Р добавляют модуляторы и другие необходимые элементы. На промежуточных станциях цифровых РРС, как правило, производят регенерацию сигнала импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), и приемопередающая аппаратура промежуточных станций содержит модемы (модуляторы- демодуляторы).
Общие вопросы построения передающих устройств РРС рассмотрены в [1.1]; ряд примеров станции цифровой и аналоговой радиорелейной связи приведен в [7.4]. 9.2. Основные требования к передатчикам РРС Радиорелейные системы связи предназначены для передачи многоканальных телефонных (ТФ), телевизионных (ТВ) и радиовещательных сигналов. По числу ТФ каналов в стволе их делят на: системы Большой емкости — передача 600...2700 ТФ каналов и более или одного ТВ сигнала изображения с несколькими каналами звукового сопровождения;.
системы средней емкости — передача сигналов 60...360 ТФ каналов или одного ТВ сигнала иэображения с одним сигналом звукового сопровождения; системы малои емкости — число ТФ каналов менее 60, передача ТВ сигнала не предусмотрена. Для работы РРС выделены полосы частот в диапазонах ОВЧ, УВЧ и СВЧ. Мощность передатчиков станций зависит от протяженности трассы, раБочего диапазона частот, емкости линии. Обычно она лежит в пределах от 0,1 Вт до единиц ватт, в отдельных случаях достигая 10 Вт.
Требования к стабильности частоты передатчиков РРС задают согласно рекомендациям МККР. Допустимая относительная нестабильность частоты зависит от структуры трассы, числа промежуточных станций. В однопролетных радиорелейных линиях связи достаточно обеспечить нестабильность порядка 1 10 . В передатчиках магистральных — 4 РРС нестабильность частоты должна быть на порядок лучше. Численные значения допустимых отклонений частоты приведены в 1 9.3, Проектирование передатчика РРС с ЧМ начинают с определения девиации частоты автогенератора с ЧМ (ЧМАГ) и расчета полосы, занимаемой ЧМ сигналом. При передаче многоканальной телефонии эти величины зависят от числа й передаваемых ТФ каналов.
Речевой сигнал одного канала ограничен полосой 300...3400 Гц. Граничные частоты Ра и 7гв групповых сигналов, которые объединяют АГ ТФ каналов вместе с защитными промежутками, приведены в табл. 9.1. Девиация частоты зависит от мощности группового сигнала. В отечественных системах РРС установлены определенные уровни девиации частоты ЬГь на один ТФ канал при подаче на его вход стандартного сигнала мощностью 1 мВт (табл.
9.1). При передаче Аг каналов групповой сигнал является случайным процессом, характеризуемым средней мощностью Р,р и соответствующей ей эффективной девиациеи ЬГ,ф = 71[,Р, (мВт). Однако расчет полосы радиоканала ведут исходя аблица 9.1 1920 1320 720 1020 600 300 Число ТФ каналов 312 8524 140 1,374 4,575 60 4636 200 1,43 4,762 312 5932 140 1,139 3,793 60 3340 200 1,202 4,003 60 2540 200 1,09 7 3,653 60 1300 200 0,776"" 2,584 Ри, «Гц Р„ «Гц с17'„, кГц Дг,ф, МГц ЬУки, МГц П ~м, МГц, при Р„, пвт: 1 10 35,8 32,9 23,4 21,1 25,5 23,7 8,5 7,6 14,Т5 13,2 17,6 15,9 иэ квазипиковой девиации Ь Гиии при квазипиковой мощности группового сигнала (пРевышаемой 0,1% вРемени).
ЗначениЯ й Г,ф и г1 Гиии пРиведены в табл. 9.1. Там же указаны полосы пропускания радиоканала, полученные из допустимого уровня переходных помех вследствие ограничения спектра радиосигнала. Величины Пчм рассчитаны для двух значений мощности переходных помех в верхнем телефонном канале: Р„= 1 пВт и Р„= 10 пВт. ПРи индексе модУлации Мч — ЬГиикТРи > 1 Пчм 2(43Уиик + Ри+ т/~УликРз). (9.1) При числе каналов Ф > 1920 полоса радиоканала Пчм составляет 36...40 МГц. Групповой сигнал ТВ канала оБраэуют в результате сложения сигнала изображения и сигнала звукового сопровождения, расположенного на поднесущей.
Полоса частот сигнала изображения ограничена Ры,„= 6 МГц при размахе девиации 8 МГц (~4 МГц). В РРС, рассчитанных на передачу 1800 ТФ каналов и более, предусмотрена передача совместно с сигналом изображения двух сигналов звукового сопровождения (на двух языках или стереосигнала) и двух независимых радиовещательных сигналов — всего четырех сигналов на четырех поднесущих. Поднесущие расположены в районе 8 МГц. Ширина спектра, занимаемого ЧМ телевизионным сигналом, П = 24 МГц.
Зта полоса достаточна и для передачи сигналов звукового сопровождения. Цифровые РРС принято классифицировать по скорости передачи В (в МБит,гс) в соответствии с иерархией ИКМ структур. Различают цифровые РРС малой пропускной способности В ( 10, средней В = 10...100 и большой В > 100 МБит/с. Наиболее часто используют системы со следующими скоростями передачи: 2,048; 8,448; 34,368; 139,264; 400 МБит/с. В цифровых РРС малой пропускной способности применяют частотную манипуляцию, двойную частотную манипуляцию, относительную фазовую манипуляцию: двухпозиционную 2-ОФМ и наиболее часто четырехпоэиционную 4-ОФМ.
В цифровых РРС средней и Большои пропускной способности используют многопоэиционные 4-ОФМ и 8-ОФМ, и квадратурную амплитудную манипуляцию: 16-КАМ и 64-КАМ (1.46, гл. 4). Выбор вида манипуляции зависит от скорости передачи В Переход к многопозиционным методам приводит к сужению полосы радиосигнала, что экономит спектр и облегчает построение фильтров и согласующих целен. В зависимости от скорости передачи В и числа состояния радиосигнала гп требуемая полоса частот П > (1,1...1,3)ВТЧойагп. (9.2) При больших скоростях передачи применяют сложные многоуровневые сигналы 8-ОФМ, 16-КАМ и 64-КАМ. При пэ = 4 (16-КАМ) пос лоса радиосигнала уменьшается в 4 раза в сравнении с 2-ОФМ, а при пт = 6 (64-КАМ) — в 6 раз.
Передатчики РРС как аналоговых, так и цифровых линий должны удовлетворять жестким требованиям в отношении шумовых характеристик тракта передачи. Шумы складываются из тепловых флуктуационных шумов в элементах схемы и переходных шумов, обусловленных нелинейностями тракта. В передатчиках с ЧМ и ОФМ переходные шумы определяются нелинеиностью фаэочастотной характеристики тракта и амплитудно-фазовой конверсией, т.е. появлением паразитной фазовои модуляции сигналов из-за сопутствующей АМ. Линейность фаэочастотной характеристики оценивают величиной ггр — — ду/ды, называемой групповым временем запаздывания (ГВЗ). При передаче сигналов телевидения или большого числа ТФ каналов отклонение ГВЗ не дожно превышать нескольких наносекунд.
При усилении сложных сигналов 16-КАМ и 64-КАМ с меняющейся амплитудой треБуется высокая линейность амплитудной характеристики. Искажения сигналов также возникают в модуляторах и манипуляторах. Конкретные требования к отдельным каскадам передатчиков РРС приводятся ниже 9,3. Построение структурных схем передатчиков РРС Основной схемой передатчиков аналоговых РРС с ЧМ является схема с модуляциеи по промежуточной частоте (рис.
9.1) (1.1). Частотную модуляцию в оконечных или узловых станциях, а также основное усиление сигнала в промежуточных станциях осуществляют на Лтч = 70; 140 МГц и более высоких частотах (в зависимости от выходной частоты и числа каналов Аг). Сигнал с выхода частотного модулятора ЧМ, а на промежуточных станциях с выхода приемника поступает в усилитель 584 585 Грдаподей Рис. 9.1 промежуточной частоты передатчика УПЧ и далее на СВЧ смеситель передатчика См СВЧ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
