553_Innovatsii_i_nauchno-tekhnicheskoe_2013_

Секция 5 СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

12

13

ПЛЕНАРНОЕ ЗАСЕДАНИЕ

КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕРЕДАТЧИКОВ МОБИЛЬНЫХ РАДИОСТАНЦИЙ ПО ТИПУ ПРИМЕНЯЕМОЙ МОДУЛЯЦИИ

Майдуров И.Д., К-96; Иванов А.Ю., К-96 СибГУТИ, Новосибирск

Научный руководитель – Сединин В. И., профессор СибГУТИ

При проектировании передатчиков, важнейшим является выбор типа применяемой модуляции. Методы модуляции могут быть с постоянной и с изменяющейся амплитудой. В первом случае допускается использование в передатчиках нелинейных усилителей мощности. Сигналы с постоянной огибающей энергетически более эффективны, но занимают более широкую полосу частот по сравнению с амплитудно-фазовыми методами модуляции.

В большинстве систем связи передаваемый сигнал подвергается предварительной обработке фильтром Найквиста, для обеспечения плавного изменение частоты. Спектр выходного сигнала должен соответствовать требованиям спектральной маски так, чтобы не создавать помехи на соседних каналах.

У сигналов с изменяющейся огибающей, происходит одновременное изменение как амплитуды так и фазы несущего колебания, что приводит к необходимости использования на выходе передатчика высоколинейного усилителя мощности.

Рисунок – Структура тракта передачи с модуляцией непосредственно несущего колебания радиосигнала.

Всхеме передатчика, формирующего сигнал непосредственно на частоте рабочего канала, модуляция и перенос вверх по частоте информационного сигнала производятся за один шаг. Использование данной схемы позволяет уменьшить массу и габариты передатчика.

Впередатчиках с двойным преобразованием модулятор выполняет модуляцию сигнала промежуточной частоты. Сигнал отфильтровывают с помощью полосового фильтра ПФ1, чтобы удалить побочные продукты преобразования. Второй блок — смеситель, выполняющий преобразование вверх по частоте. Этот блок переносит сигнал промежуточной частоты на несущую частоту рабочего канала.

14

Рисунок – Структура тракта передачи с непрямой модуляцией Так как на выходе второго смесителя генерируется две боковых полосы,

фильтр ПФ2 после смесителя отфильтровывает все возникающие нежелательные побочные составляющие. Затем сигнал усиливается и подается на выход для передачи.

Использование этого подхода создает меньше проблем, но требует добавления фильтров в тракты рабочей и промежуточной частот для подавления уровня широкополосного шума и более высоких гармоник, сгенерированных квадратурным модулятором.

Другой проблемой при использовании двухступенчатого построения передатчика является формирование гетеродинных частот для первого и второго преобразований сигнала вверх по частоте. По сравнению с архитектурой прямого преобразования в данной структуре должен быть сгенерирован дополнительный гетеродинный сигнал, при этом, как правило, требуется и вторая петля фазовой автоподстройки с низкими фазовыми шумами.

Литература

1.Зубарев Ю.Б., Кривошеев М.И., Красносельский И.Н. Цифровое телевизионное вещание, М., НИИР, 2001г., 568с.

2.Песков С.Н., Барг А.И., Балков М.В., Основы цифровых технологий. Ч.2. Статья из раздела технической информации с сайта компании «Контур-М»,

2005. http://www.kontur-m.ru/

3.Архитектура тракта передачи РЧ блоков устройств мобильной связи. http://www.rfdesign.ru/architecture/

ПРОБЛЕМЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ РЕАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОЛС

Максимов С.П. СибГУТИ, Новосибирск

Научный руководитель – Горлов Н.И., профессор СибГУТИ

Актуальность выбранной темы обусловлена тем что, задача создания надежных волоконно-оптических систем еще далека от своего окончательного решения. Проблемы, возникающие при реальной эксплуатации ВОЛС требуют проведения не только технологических, но и

15

фундаментальных исследований. Решающий вклад в решение этих проблем можно ожидать от применения не совсем привычных технологий.

Актуальность выбранной темы доказана, тем, что экономические потери от не оптимального выбора пути развития сетей связи, намного значительнее затрат на приобретение волокон новых стандартов. Разработка новых принципов диагностики и тестирования ВОЛС приобретает все большую и большую практическую значимость.

Цель успешно достигнута, так как проведенные эксперименты позволили оценить влияние макроизгибов на затухание в оптических волокнах.

Была проведена серия измерений для сравнения затухания волокон стандартов G657 и G652 на макроизгибах, а также зависимость затухания от длины волны.

Исследования подтвердили актуальность перехода на более дорогие волокна стандарта G657 в местах где возможны макроизгибы.

Затухание от радиуса изгиба для волокон стандартов G.657 меньше чем для волокон G.652 на 17 дБ при одном витке на стержне радиусом 3 мм при длине волны 1310 нм.

Сформулированные задачи успешно решены:

1) В работе представлено влияние изгибов на характеристики оптического волокна. Радиус изгиба оптического кабеля при его прокладке существенно влияет на его эксплуатационные характеристики. При необходимости прокладки ОК в стесненных условиях, когда радиусы закруглений не соответствуют требованиям производителей кабелей к радиусу их изгиба и когда требуются резкие изменения направлений прокладки уменьшается срок службы оптических волокон и оптический запас линии. Потери на макроизгибе изменяются в зависимости от длины волны, радиуса изгиба. Отмечено, что изгиб волокна приводит к растяжению его отдельных участков. При радиусе изгиба стандартного оптического волокна менее 25 мм растяжение его поверхности превышает 0,26%. Следовательно, изгиб представляет даже большую опасность, чем растягивающая нагрузка, так как воздействие растягивающей нагрузки чаще всего ограничено во времени, а в изогнутом виде кабель или волокно в кабеле могут находиться в течение всего срока службы.

2) Создание нормативной базы является необходимым условием для оптимального развития сетей связи и требует совместного труда научных

необходимой нормативной базы, отсекая на всех уровнях от этого процесса недостаточно квалифицированных специалистов для всеобщего блага.

В настоящей работе представлены существующие технические требования к прокладке оптических кабелей.

3) Проведен анализ стандартов G.657, G.652. Стандарт G 657 имеет усовершенствованные рабочие характеристики ОВ при макроизгибах по сравнению с характеристиками стандарта G.652. Стандарт G.657 делится на 2

16

класса одномодовых волокон. Волокна класса А могут применяться совместно

сволокнами G.652, волокна другого класса В могут быть не совместимы при сварке со стандартом G.652, но могут обеспечивать низкие значения потерь на макроизгибе при очень малых радиусах изгиба и предназначены в основном для использования внутри помещений.

Доказана актуальность перехода на более дорогие волокна стандарта G657

сулучшенными характеристиками в местах, где возможны изгибные деформации.

4)Проведены экспериментальные исследования, которые позволили оценить влияние макроизгибов на потери затухания в оптических волокнах, что представляет интерес для специалистов в области проектирования, строительства и эксплуатации ВОЛС.

Результаты исследования коэффициента затухания при различных диаметрах стержней формирующих определенные участки изгиба на волоконных световодах показывают что коэффициент затухания растѐт с уменьшением диаметра стержня.

5)Перспективным и актуальным направлением деятельности для решения проблем потерь в оптических волокнах на макроизгибах представляется:

- совершенствование программ обработки рефлектограмм и алгоритмов работы приборов;

- разработка новых принципов диагностики и тестирования; - подготовка квалифицированных специалистов. Большая часть измерений

в процессе строительства ВОЛС выполняется в полевых условиях и измерения эти должны выполняться инженерами, имеющими специальную теоретическую подготовку и опыт работы.

- разработка сверхпрочных модернизированных волокон, которые позволят работать на длине волны 1625 нм с минимальными потерями на макроизгибах.

Существующие экспериментальные методы оценки позволяют прогнозировать надежность ОК очень неточно, поэтому необходимо проведение дополнительных серьезных исследований для повышения объективности такого прогноза, а также создания методики прогнозирования надежности ОК на стадии проектирования.

17

Секция 1

РАДИОСВЯЗЬ

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ БЛОКОВ АДАПТАЦИИ К КАНАЛУ СВЯЗИ В СТАНДАРТАХ DVB – S и DVB – S2

Абдуллаева А.А. СибГУТИ, Новосибирск

Научный руководитель – Маглицкий Б.Н., доцент СибГУТИ

Для систем спутникового телевизионного вещания характерны ограниченная мощность передаваемого сигнала и, следовательно, повышенная чувствительность к воздействию шумов и интерференционных помех. Совместное использование энергетически эффективной квадратурной фазовой модуляции QPSK и каскадного кодирования для канала на базе укороченного кода RS и сверточного кода в сочетании с алгоритмом декодирования Витерби с мягким решением обеспечивает высокую помехоустойчивость системы в условиях воздействия шумовых и интерференционных помех, а также нелинейности бортового ретранслятора (т.е. возможности работы при повышенной мощности). Благодаря согласованной фильтрации и прямому исправлению ошибок, высокое качество приема достигается даже в экстремальных условиях, когда уровень минимального сигнала близок к значениям, соответствующим пороговым значениям отношений несущая/шум (C/N) и несущая/интерференционная помеха (C/I). При этом гарантируется не более одной ошибки в час, что эквивалентно вероятности ошибок около 10 -10…10 -11 на входе демультиплексера MPEG-2 в приемнике - декодере.

Для согласования передаваемого сигнала с полосой и энергетическими характеристиками конкретного транспондера устанавливается требуемое соотношение BW/Rs, где BW – полоса транспондера по уровню – 3 дБ, Rs – скорость передаваемых символов.

Основным видом модуляции в стандарте DVB-S принята QPSK (в отечественной литературе иногда именуется как ФМ-4), хотя в отдельных случаях могут использоваться 8 PSK (ФМ-8) и даже 16 QAM (КАМ-16). Применение помехоустойчивого кодирования позволяет значительно снизить требуемое для работы демодулятора с QPSK отношение Еб/N0, а для модуляции большей кратности пороговое значение Еб/N0 оказывается несколько выше.

Высокая эффективность использования спектра в стандарте DVB – S2 реализована за счет введения в стандарт более разнообразных схем модуляции, использования более эффективных систем защитного кодирования и введения дополнительных коэффициентов скругления, обеспечивающих более крутые фронты модулированного сигнала.

18

Гибкость формирования канала была достигнута теми же методами, что и эффективность использования спектра, а также за счет введения режимов VCM

(Variable Coding and Modulation) и АСМ (Adaptive Coding and Modulation).

ПРОБЛЕМА ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ РАДИОДОСТУПА В УДАЛЕННЫХ РЕГИОНАХ

Аглиуллин Р.И. СибГУТИ, Новосибирск

Научный руководитель – Носкова Н.В., доцент СибГУТИ

Возможность в любое время в любом месте при любых условиях иметь доступ к неограниченным информационным ресурсам становится для современного человека одним из самых важных аспектов жизни. Чтобы обеспечить пользователя этими возможностями, требуются новые миниатюрные вычислительные машины, оснащенные технологиями передачи данных, голоса и видео, которые позволяли бы без проводов передавать данные на большие расстояния. Особо актуальны данные технологии в селах и поселках, которыеудаленны от крупных городов, где проектирование проводной системы связи является довольно сложной задачей, а система сотовой связи не может предоставить необходимого качества услуг.

Типичным примером является система WiMAX. Стандарт WiMAX изначально был задуман для обеспечения взаимодействия оборудования разных разработчиков. WiMAX - телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов), основанная на стандарте

IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN.

Система WiMAX состоит из двух основных частей. Базовая станция WiMAX, может размещаться на высотном объекте: здании или вышке. Приѐмник WiMAX: антенна с приѐмником, в форм-факторе карты PC Card, карты расширения ПК или внешней карты. Стандарт 802.16e на данный момент предоставляет следующие режимы. FixedWiMAX - фиксированный доступ; NomadicWiMAX - сеансовый доступ; PortableWiMAX - доступ в режиме перемещения; MobileWiMAX - мобильный доступ.

В заключении необходимо отметить, что данная сеть может способствовать развитию удаленных регионов страны, где система проводной и сотовой связи развиты слабо. Примером может служить образовательный проект дистанционного обучение в селе, где численность населения не столь велика для открытия школы именно в этом населенном пункте. Так же появление подобных сетей поспособствует развитию малого бизнеса, появлению новых хозяйств, что приведет к увеличению качества и количества продукции на рынке страны.

19

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ СОТОВОЙ СВЯЗИ 3G

Андреев А.Е. СибГУТИ, Новосибирск

Научный руководитель - Воинцев Г.А., доцент СибГУТИ

Современные сети сотовой радиосвязи практически используют новые технологии передачи, приема и обработки сигналов 3G, которые развиваются путем установки новых БС стандарта CDMA.

Основная задача при проектировании новых БС – определение дислокации БС, расчет зоны радиопокрытия для заданных условий приема, зоны радиопомех, оценка требуемого частотного ресурса для заданного мультимедийного трафика сети в условиях сложной электромагнитной обстановки РЭС, работающих в общих и близких полосах частот.

В докладе рассмотрены особенности расчета указанных сетевых параметров для проектируемых БС поколения 3G, в частности, методы расчета напряженности поля по Р-1546, разработаны функциональные схемы БС, рассмотрены вопросы использования секторных антенн. Полученные результаты будут использованы для уточнения заданий курсового и дипломного проектирования.

ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРЫ НА ЗАМИРАНИЯ СИГНАЛОВ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ РАДИОВОЛН ВДОЛЬ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ

Блохина А.Ю. СибГУТИ, Новосибирск

Научный руководитель - Кокорич М.Г., доцент СибГУТИ

Замираниями принято называть случайные изменения амплитуды сигнала на входе приемника, вызванные случайными изменениями радиофизических параметров атмосферы. Основные причины замираний:

-интерференция в точке приема, которая может быть вызвана приходом двух или большего числа волн за счет переизлучения неоднородностями тропосферы либо ионосферы

-ослабление уровня сигнала при распространении через атмосферу за счет изменения условий рефракции в тропосфере либо рассеяния электромагнитной энергии гидрометеорами, поглощением в тропосфере и ионосфере;

-изменением поляризации волны из-за изменений состояния ионосферы.

Замирания могут быть описаны статистически. Для ограниченных периодов времени с достаточной для практики степенью точности замирания можно рассматривать как стационарный процесс с постоянными от периода к периоду функциями распределения, но различными числовыми характеристиками этих функций.

Замирания в течение этих ограниченных периодов называют быстрыми, а распределение средних значений уровня сигнала нескольких периодов -

20