Ратынский М.В. Основы сотовой связи (1998) (1151876), страница 6
Текст из файла (страница 6)
2.2.2. Подвижная станция Рассмотрение элементов системы сотовой связи начнем с подвижной станции — наиболее простого по функциональному назначению и устройству, к тому же единственного элемента системы, который не только реально доступен пользователю, но и находится у него в руках в буквальном смысле этого слова. Блок-схема подвижной станции приведена на рис.2.6. В ее состав входят; блок управления; — приемопередающий блок; антенный блок. Приипипы построении и текиические проблемы 25 'г К ! н ! ! Антечтьй блск Псне~мо-передзкций блок Рисй,б. Блок-схема подвижной станции (абонентского радиотелефонного аппарата) Приемопередающий блок, в свою очередь, включает передатчик, приемник, синтезатор частот и логический блок.
Наиболее прост по составу антенный блок: он включает собственно антенну — в простейшем случае четвертьволновой штырь — и коммутатор прием-передача. Последний для цифровой станции может представлять собой электронный коммутатор, подключающий антенну либо на выход передатчика, либо на вход приемника, поскольку, как будет ясно из дальнейшего, подвижная станция цифровой системы никогда не работает на прием и передачу одновременно. Функционально несложен и блок управления. Он включает микротелефонную трубку — микрофон и динамик, клавиатуру и дисплей.
Клавиатура (наборное поле с цифровыми и функциональными клавишами) служит для набора номера телефона вызываемого абонента, а также команд, определяющих режим работы подвижной станции. Дисплей служит для отображения различной информации, предусматриваемой устройством и режимом работы станции. Некоторое представление как о типах команд, так и о хаРактере отображаемой информации дает содержание равд.
3.2. Приемопередающий блок значительно сложнее. В состав передатчика входят: аналого-цифровой преобразователь (АЦП) — преобразует в цифровую форму сигнал с выхода микрофона и вся последу- Глава л ющая обработка и передача сигнала речи производится в цифровой форме, вплоть до обратного цифро-аналогового преобразования; кодер речи осуществляет кодирование сигнала речи — преобразование сигнала, имеющего цифровую форму, по определенным законам с целью сокращения его избыточности, т.е.
с целью сокращения объема информации, передаваемой по каналу связи; кодер канала — добавляет в цифровой сигнал, получаемый с выхода кодера речи, дополнительную (избыточную) информацию, предназначенную для защиты от ошибок при передаче сигнала по линии связи; с той же целью информация подвергается определенной переупаковке (перемежению); кроме того, кодер канала вводит в состав передаваемого сигнала информацию управления, поступающую от логического блока; модулятор — осуществляет перенос информации кодированного видеосигнала на несущую частоту.
Приемник по составу в основном соответствует передатчику, но с обратными функциями входящих в него блоков: демодулятор выделяет из модулированного радиосигнала кодированный видеосигнал, несущий информацию; — декодер канала выделяет из входного по~ока управляющую информацию и направляет ее на логический блок; принятая информация проверяется на наличие ошибок, и выявленные ошибки по возможности исправляются; до последующей обработки принятая информация подвергается обратной (по отношению к кодеру) переупаковке; — декодер речи восстанавливает поступающий на него с кодера канала сигнал речи, переводя его в естественную форму, со свойственной ему избыточностью, но в цифровом виде; цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) преобразует принятый сигнал речи в аналоговую форму и подает его на вход динамика; — эквалайзер служит для частичной компенсации искажений сигнала вследствие многолучевого распространения; по существу, он является адаптивным фильтром, настраиваемым по обучающей последовательности символов, входящей в состав передаваемой информации; блок эквалайзера не является, вообще говоря, функционально необходимым и в некоторых случаях может отсутствовать.
Заметим, что для сочетания кодера и декодера иногда употребляют наименование кодек (например, канальный кодек, речевой кодек). В разд. 2.4,4 мы вернемся к методам кодирования и модуляции, используемым в сотовой связи, и рассмотрим их'подробнее, а в равд. 2.4.5 познакомимся с принципом работы эквалайзера. Помимо собственно передатчика и приемника, в приемопередающий блок входят логический блок и синтезатор частот.
Логи- Поиннины построении и технические нноблемы ческий блок — это по сути микрокомпьютер со своей оперативной и постоянной памятью, осуществляющий управление работой подвижной станции. Характер выполняемых им функций будет примерно понятен после знакомства с равд. 2.3. Синтезатор является источником колебаний несущей частоты, используемой для передачи информации по радиоканалу. Наличие гетеродина и преобразователя частоты обусловлено тем, что для передачи и приема используются различные участки спектра (так называемое дуплексное разделение по частоте). Конкретные значения частот и полосы каналов, используемые в различных стандартах, мы приведем в равд.
2.3.1 и 5.1. В заключение раздела отметим еще несколько моментов. Блок-схема рис.2.6 является существенно упрощенной. На ней не показаны усилители, селектирующие цепи, генераторы сигналов синхрочастот и цепи их разводки, схемы контроля мощности на передачу и прием и управления ею, схема управления частотой генератора для работы на определенном частотном канале и т.п. Для обеспечения конфиденциальности передачи информации в некоторых системах возможно использование режима шифрования; в этих случаях передатчик и приемник подвижной станции включают соответственно блоки шифрования и дешифровки сообщений. В подвижной станции системы 68М предусмотрен специальный съемный модуль идентификации абонента (8иЬзспЬег Ыеп(((у Мог(и)е — 8(М). Некоторая дополнительная информация по режиму шифрования и использованию модуля 8)М будет приведена в равд.
2.3.3 и 3.4. Подвижная станция системы 68М включает также так называемый детектор речевой активности (Чо(се Ас(!н)(у Ое1ес1ог), который в интересах экономного расходования энергии источника питания (уменьшения средней мощности излучения), а также снижения уровня помех, неизбежно создаваемых для других станций при работающем передатчике, включает работу передатчика на излучение только на те интервалы времени, когда абонент говорит. На время паузы в работе передатчика в приемный тракт дополнительно вводится так называемый комфортный шум . В необходимых случаях в подвижную станцию могут входить отдельные терминальные устройства, например факсимильный аппарат, в том числе подключаемые через специальные адаптеры с использованием соответствующих интерфейсов.
Если представить блок-схему аналоговой подвижной станции, то она будет проще рассмотренной цифровой за счет отсутствия блоков АцП/цАП и кодеков, но сложнее за счет более громоздкого дуплексного антенного переключателя, поскольку аналоговой станции приходится одновременно работать на передачу и на прием. Главк'2 2.2.3. Базовая станция Многие элементы, входящие в состав базовой станции, по функциональному назначению не отличаются от аналогичных элементов подвижной станции, но в целом базовая станция существенно больше и сложнее подвижной, что соответствует ее месту в системе сотовой связи. Блок-схема базовой станции приведена на рис.2.7. Первая особенность базовой станции, которую следует отметить, — это использование разнесенного приема (разд.
2.4,5), для чего станция должна иметь две приемные антенны (на схеме рис.2.? эта особенность не отражена). Кроме того, базовая станция может иметь раздельные антенны на передачу и на прием (схема рис.2.7 соответствует этому случаю). Вторая особенность — наличие нескольких приемников и такого же числа передатчиков, позволяющих вести одновременную работу на нескольких каналах с различными частотами. Одноименные приемники и передатчики имеют общие перестраиваемые опорные генераторы (не показанные на рис.2.7), обеспечивающие их согласованную перестройку при переходе с одного канала на другой; конкретное число И приемопередатчиков зависит от конструкции и комплектации базовой станции. Для обеспечения одновременной работы И приемников на одну приемную и И передатчиков на одну передающую антенну между приемной антенной и приемниками устанавливается делитель мощности на И выходов, а между передатчиками и передающей антенной— сумматор мощности на И входов.
Приемник и передатчик имеют в общем ту же структуру, что и в подвижной станции (рис. 2.6), за исключением того, что здесь в них отсутствуют соответственно ЦАП и АЦП, поскольку и входной сигнал передатчика, и выходной сигнал приемника имеют цифровую форму, Возможны варианты, когда кодеки — либо только кодек речи, либо и кодек речи, и канальный кодек — конструктивно реализуются в составе центра коммутации, а не в составе приемопередатчиков базовой станции, хотя функционально они остаются элементами приемопередатчиков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
