639_Nosov_V.I._RRL_STSI._Mnogourovnevyj_kodek_

тота провала f и его ширина на уровне 0,707 от глубины провала f .

Именно эти сигналы управляют работой эквалайзера квадратичных искажений АЧХ, который может быть выполнен на основе резонансной цепи рисунок 4.6.

fпр

f0пр

Kпр

Рисунок 4.6 Структурная схема эквалайзера квадратичных искажений АЧХ.

Резонансная цепь представляет параллельный колебательный контур Lo Co. Для изменения частоты резонансной цепи включается перестраиваемая емкость Ср , на которую подается управляющий сигнал для установления резонансной частоты контура равной частоте провала f .

Управляющий сигнал соответствующий ширине провала fподается на переменный резистор Rр , который изменяет добротность параллельного колебательного контура, т.е. его полосу пропускания.

Управляющий сигнал соответствующий глубине провала используется для автоматической регулировки усиления усилителя промежуточный частоты.

В результате действия всех трех управляющих сигналов эквалайзер квадратичных искажений АЧХ компенсирует провал из-за такого селективного

эквалайзер линейных искажений АЧХ, структурная схема которого приведена на рисунке 4.7.

91

ПФ1

К1

К2

ПФN

КN

Рисунок 4.7 Структурная схема эквалайзера линейных искажений АЧХ искажений

В этом эквалайзере вся полоса частот входного сигнала полосовыми фильтрами ПФ1-ПФN разбивается на N полос, точно также как и в детекторе искажений. На выходе каждого полосового фильтра устанавливаются усилители, автоматическая регулировка усиления которых осуществляется управляющими сигналами 1 , N , вырабатываемыми детектором

искажений.

После компенсации селективных замираний в усилителях сигналы с их выходов суммируются, вновь образуя полный спектр сигнала промежуточной частоты, неравномерность АЧХ которого также доводится до нормы рисунок

4.2 а,в.

При реализации адаптивного частотного эквалайзера АЧЭ в радиорелейной аппаратуре фирмы NEC сигнал на вход детектора искажений подается от адаптивного трансверсального эквалайзера АТЭ рисунок 4.8. В этом эквалайзере, работающем во временной области, в управляющей логике анализируются уровни восьмиуровневого сигнала, которые затем подаются на детектор искажений АЧЭ. Поскольку сигнал с выхода управляющей логики адаптивного трансверсального эквалайзера представляет собой сигнал во временной области, то на входе детектора искажений в этом случае устанавливается устройство, осуществляющее быстрое преобразование Фурье, которое преобразует сигнал в частотную область, а дальше обработка осуществляется по схеме рассмотренной выше.

92

Рисунок 4.8 Структурная схема подачи управляющего сигнала на АЧЭ.

Рассмотренные схемы эквалайзеров квадратичных и линейных искажений АЧХ позволяют доводить неравномерность АЧХ до нормы 1дБ , если скорость изменения частоты провала не превышает 30 МГц/с, а скорость изменения амплитуды сигнала не превышает 100 дБ/с.

Контрольные вопросы

1.Поясните причины появления селективных замираний в стволе РРЛ

2.Амплитудно-частотная характеристика тракта распространения радиоволн на пролете РРЛ

3.Поясните причины появления квадратичных селективных замираний в стволе РРЛ

4.Поясните причины появления линейных селективных замираний в стволе РРЛ

5.Поясните принцип работы адаптивного частотного эквалайзера

6.Поясните принцип работы детектора искажений АЧХ

7.Поясните принцип работы эквалайзера квадратичных искажений АЧХ

8.Поясните принцип работы эквалайзера линейных искажений АЧХ

Список литературы

1.Системы радиосвязи: Учебник для вузов / Н.И. Калашников, Э.И. Крупицкий, И.Л. Дороднов, В.И. Носов; Под ред. Н.И. Калашникова. М.: Радио и связь, 1988. – 352 с.

2.Справочник по радиорелейной связи. Под ред. С.В. Бородича. – М.: Радио и связь, 1981. – 416 с.

3.Носов В.И. Основы построения радиорелейных линий синхронной цифровой иерархии. Учебное пособие. УМО по специальности связь. – Новосибирск.: СибГУТИ, 1999. – 98 с.

4.SDH Digital Microwave Radio System. System Handbook, vol. 1,2. – NEC, Japan. 1995.

5.SDH Digital Microwave Radio System. Instruction Manual, vol. 1,2,3,4,5. – NEC, Japan. 1995.

93

Входной сигнал имеет вид рисунок 3.14 эпюра л во временной области или же вид сигнальных точек рисунок 3.6 на фазово-амплитудной плоскости. Только к этому сигналу в тракте передачи добавляются шумы, помехи и искажения, в результате изменится форма сигнала во временной области и места появления сигнальных точек на фазово-амплитудной плоскости будут отличаться от идеальных.

Входной сигнал промежуточной частоты усиливается в усилителе промежуточной частоты УПЧ, который имеет автоматическую регулировку уровня сигнала. Динамический диапазон регулировки АРУ небольшой всего 6дБ рисунок 5.2. Управляющий сигнал для регулировки (стабилизации) уровня на выходе УПЧ вырабатывается в управляющей логике на выходе адаптивного трансверсального эквалайзера (см. рисунок 6.7).

UВЫХ

UВЫХ=1 дБ

UВХ=6 дБ

UВХ

0

Рисунок 5.2 Регулировочная характеристика АРУ УПЧ.

После усиления в УПЧ с АРУ сигнал промежуточной частоты поступает на полосовой фильтр, где осуществляется фильтрация внеполосных шумов и помех. Затем сигнал промежуточной частоты через разветвитель Р подается на входы фазовых детекторов синфазного ФДр и квадратурного ФДQ каналов. На вторые входы фазовых детекторов поступают опорные напряжения от генератора опорного сигнала, который с помощью ФАПЧ синхронизируется по частоте и фазе под приходящий сигнал. В результате получается когерентное с приходящим сигналом опорное напряжение и осуществляется когерентное детектирование. Управляющее напряжение для регулировки частоты и фазы генератора опорного сигнала также вырабатывается в управляющей логике на выходе трансверсального эквалайзера (см. рисунок 6.7).

Фазовый детектор представляет собой перемножитель входного сигнала с 64 КАМ и опорного сигнала. После перемножения этих сигналов на выходе перемножителя появятся суммарная и разностная составляющие этих сигналов, причем суммарная и другие высокочастотные составляющие, возникающие при перемножении (гармоники и комбинационные продукты двух перемножаемых

95

сигналов) отфильтровываются фильтром нижних частот. В результате на выходе фазового детектора получится напряжение, которое определяется амплитудой входного сигнала (он модулирован по амплитуде) и разностью фаз входного модулированного по фазе и опорного сигналов.

Uвхi Ui cos( вхi оп ), (5.1)

где Uiвх , iвх - амплитуды и фазы входного модулированного сигнала.

Процесс детектирования входного сигнала можно представить на фазовоамплитудной плоскости как определение проекции принятой сигнальной точки (с определенной амплитудой и фазой) на синфазную и квадратурную оси опорного сигнала рисунок 5.3.

Q

P

а

Q

P

б

Рисунок 5.3 Восстановление сигналов в квадратурных каналах при точном а и с фазовой ошибкой б восстановлении опорного сигнала.

Из рисунка 5.3 следует, что при правильном восстановлении фазы опорного сигнала и отсутствии искажений сигналов в канале передачи на

96

выходе фазовых детекторов синфазного и квадратурного каналов будут получены четырехуровневые сигналы, соответствующие таким четырехуровневым сигналам в модуляторе рисунок 3.14 эпюра е. Если же при восстановлении фазы опорного сигнала будет фазовая ошибка относительно фазы входного сигнала

овх on (5.2)

то, даже при отсутствии шумов, помех и искажений, амплитуды сигналов на выходе фазовых детекторов синфазного и квадратурного каналов будут

амплитуда сигнала в синфазном канале уменьшается, а в квадратурном канале – увеличатся.

Свыходов фазовых детекторов многоуровневые сигналы каналов P и Q

поступают на усилители постоянного тока УПТр и УПТQ , соответственно. Граничная частота усиления этих усилителей, должна быть не менее тактовой частоты символов продетектированного сигнала. Для 64 КАМ и скорости модулирующего сигнала 169,158 Мбит/с эта частота равна 28,193 МГц. Усилители постоянного тока охвачены автоматической регулировкой усиления

имогут раздельно регулировать уровни сигналов в синфазном и квадратурном каналах. Управляющие сигналы для АРУ этих усилителей также вырабатывается в управляющей логике на выходе адаптивного трансверсального эквалайзера (см. рисунок 6.7).

Свыходов усилителей постоянного тока синфазного и квадратурного

каналов УПТр и УПТQ сигналы поступают на устройство синхронизации тактовой частоты, структурная схема которого изображена на рисунке 5.4.

d/dt Выпрям. ФНЧ

Генер.

FT

Рисунок 5.4 Система синхронизации тактовой частоты.

В устройствах дифференцирования d/dt выделяются «переходы» между уровнями рисунок 3. 14 эпюра е, которые несут информацию о тактовой

97

частоте принимаемого сигнала. Затем «переходы» между уровнями в виде коротких положительных и отрицательных импульсов поступают на выпрямители ВP и ВQ, на выходах которых все они имеют положительную амплитуду, суммируются и подаются на вход перемножителя фазового детектора. На второй вход перемножителя подаются импульсы от местного генератора тактовой частоты. Расхождение фаз перемножаемых импульсов на выходе перемножителя и фильтра нижних частот преобразуется в напряжение, которым и управляется частота и фаза местного генератора тактовой частоты.

При этом стабильность тактовой частоты на выходе системы синхронизации будет определяться стабильностью тактовой частоты приходящего сигнала, которая на узловых и оконечных радиорелейных станциях с помощью сетевой тактовой синхронизации получается от высокостабильного первичного эталонного генератора СЦИ.

На промежуточных радиорелейных станциях при передаче синхронных транспортных модулей такой способ получения высокостабильной тактовой частоты является единственно возможным. Сформированный в устройстве синхронизации сигнал тактовой частоты используется во всех последующих устройствах обработки цифрового сигнала. На узловых и оконечных станциях перезапись цифровых сигналов под тактовую частоту местного высокостабильного генератора производится в эластичном буфере при обработке указателя секционного заголовка синхронного транспортного модуля (см. первый раздел).

С выходов усилителей постоянного тока синфазного и квадратурного каналов многоуровневые сигналы поступают на аналогово-цифровые преобразователи соответствующего канала АЦПр и АЦПQ . В этих АЦП с помощью набора пороговых устройств осуществляется разбиение N - уровневого сигнала на N цифровых потоков, в каждом из которых сохраняется форма импульсов, которые были до входа АЦП. Т.е. после такого АЦП остаются без изменения все шумы, помехи и искажения многоуровневого сигнала.

На рисунке 5.5 показан пример работы такого АЦП при восьмиуровневом сигнале. С помощью пороговых устройств (пороги обозначены пунктирными линиями) вся область возможных значений напряжений восьмиуровневого сигнала разбивается на 8 «окон» шириной 2L. На каждом из восьми выходов АЦП будет находится то, что попадает в соответствующее «окно», образуемое пороговыми устройствами рисунок 5.5б эпюры б - г.

98

Полученные таким образом цифровые сигналы поступают на вход адаптивного трансверсального эквалайзера, который работает в этом случае с соответствующими уровнями многоуровневого сигнала.

-3L

-5L

-7L

7L

б

t

5L

Рисунок 5.5 Эпюры напряжений на входе а и выходе б-г АЦП.

99

5.2 Регулировки в КАМ демодуляторе

Выше отмечалось, что управляющие сигналы для автоматической регулировки усиления усилителя промежуточной частоты УПТ, усилителей постоянного тока УПТр и УПТQ и для фазовой автоподстройки частоты генератора опорного сигнала получаются в управляющей логике на выходе адаптивного трансверсального эквалайзера. Так как адаптивный трансверсальный эквалайзер работает с уровнями сигнала, то эта управляющая логика вырабатывает управляющие сигналы для КАМ демодулятора на основе анализа многоуровневого сигнала. А так как эта логика устанавливается на выходе трансверсального эквалайзера, то работает она с многоуровневым сигналом, в котором этот эквалайзер скомпенсировал межсимвольные помехи. Т.е. анализируется многоуровневый сигнал перед принятием решения о принятом уровне в регенераторе на выходе эквалайзера.

В управляющей логике управляющие сигналы для КАМ модулятора вырабатываются на основе анализа отклонений уровней многоуровневого сигнала от их номинальных значений перед принятием решения. Отклонение уровней от номинальных значений можно определить, анализируя «глазковую» диаграмму многоуровневых сигналов в синфазном и квадратурном каналах рисунок 5.6. Необходимо отметить, что «глазковые» диаграммы на этом рисунке несколько идеализированы.

Отклонения уровней принятого многоуровневого сигнала, которым соответствуют точки вершин ромбов в «глазковой» диаграмме от номинальных

занижение отрицательному значению U .

При выработке управляющего напряжения для автоматической регулировки усиления УПЧ в демодуляторе одновременно анализируются отклонения принятых уровней от их номинальных значений в синфазном и квадратурном каналах. И только если в том и другом каналах одновременно наблюдаются завышения ( U ) или занижения U , принятых уровней от

номинальных вырабатывается соответствующие управляющее напряжение для уменьшения при U или увеличения при U коэффициента усиления УПЧ. Так как через УПЧ проходит сигнал 64 КАМ, то он одновременно изменяет уровни в синфазном и квадратурном каналах.

При выработке управляющего напряжения для подстройки фазы опорного сигнала (синхронизация несущей) в КАМ демодуляторе рисунок 5.1 также одновременно анализируются отклонения принятых уровней от их номинальных значений в синфазном и квадратурном каналах. Как следует из (5.2) и рисунка 5.3б при положительном значении разности фаз входного и опорного сигналов 0 амплитуды сигналов в синфазном канале уменьшаются, а в квадратурном – увеличиваются. При отрицательном значении

100