639_Nosov_V.I._RRL_STSI._Mnogourovnevyj_kodek_

Гет.

а

Р вых

7 дБ

б

U1

U3Л

U3

в

Рисунок 1.13. Передатчик с линеаризатором.

С выхода передатчика СВЧ сигнал поступает на фильтры объединения стволов (ФОС), где с помощью ферритовых вентилей и полосовых фильтров на объемных керамических резонаторах объединяются сигналы нескольких передатчиков. Объединенный сигнал поступает на устройство разделения приема и передачи (УР) и по эллиптическому волноводу через поляризационный селектор (ПС) поступает в антенну и излучается в сторону соседней станции. Структурная схема антенно-волноводного тракта для

21

основной антенны, которая работает на передачу и на прием, представлена на рис. 1.14 . Для разнесенной антенны (SD – Space Diversity), работающей только на прием, будут отсутствовать устройства разделения приема и передачи и разделение стволов будет производиться в фильтрах разделения стволов (ФРС).

Основным недостатком систем радиосвязи является многолучевая структура сигнала на входе приемной антенны, где в результате сложения лучей возникают селективные замирания, т.е. происходит увеличение неравномерности АЧХ тракта передачи.

ПС

Основная

антенна

ФОСг УРпд-пр

Волноводы

от Пд

ФРСг

к Пр

ФРСв

Рис. 1.14. Структурная схема антенно-волноводного тракта.

В высокоскоростных РРЛ длительность символа цифрового сигнала становится соизмеримой с разностью хода лучей, что обуславливает появление большой величины межсимвольных помех. Оба эти явления приводят к недопустимому снижению помехоустойчивости приема и к необходимости использования на приемной стороне различных способов борьбы с последствиями многолучевого распространения радиоволн. К таким способам относятся: пространственное и частотное разнесение; адаптивная компенсация неравномерности АЧХ; адаптивная компенсация межсимвольных помех.

Приемная часть оконечной станции начинается с двух антенн основной и разнесенной по высоте h (рисунок 1.15), что позволяет реализовать

22

пространственно-разнесенный прием и уменьшить влияние селективных замираний на качество работы РРЛ. С выходов антенн сигналы через УР и волноводы поступает на фильтры разделения стволов (ФРС) и через них на основной и разнесенный приемники рис. 1.15.

Аосн

Гет1

φ1

Рис.1.15 Разнесенный прием в РРЛ СЦИ

В приемниках осуществляется: усиление сигналов в малошумящих усилителях; преобразование СВЧ сигналов в сигналы промежуточной частоты, после чего сигналы поступают на устройство комбинирования сигналов (УКС). При приеме цифровых сигналов нельзя использовать автовыбор сильного сигнала, как это делается в аналоговых РРЛ, так как при этом возможно появление эффекта проскальзывания, т.е. возникновение пачек ошибок. Поэтому в РРЛ СЦИ используется сложение разнесенных сигналов (рисунок

1.15).

При сложении сигналов осуществляется фазирование сигнала ПЧ разнесенного приемника под сигнал ПЧ основного приемника, для чего в цепи гетеродина разнесенного приемника устанавливается фазовращатель 1, управляемый с выхода фазового детектора УКС. Фазовый детектор и

23

фазовращатель осуществляют динамическое фазирование сигналов, т.е. компенсируют изменяющуюся разность фаз разнесенных сигналов, возникающую в тракте распространения. Помимо динамического фазирования в тракте приема используется статическое фазирование 2, с помощью которого компенсируется постоянная разность фаз сигналов принятых на разнесенные по высоте антенны. В качестве фазовращателя 2 используется отрезок кабеля. После сложения сфазированных сигналов сигнал ПЧ с выхода УКС поступает на корректор группового времени запаздывания (ГВЗ), с помощью которого достигается высокая линейность фазочастотной характеристики. После корректора ГВЗ сигнал поступает в УПЧ, где осуществляется: основное усиление сигнала ослабленного на пролете; автоматическая регулировка усиления и фильтрация сигналов соседних стволов в полосовом фильтре.

С выхода УПЧ сигнал поступает на адаптивный частотный эквалайзер (АЧЭ), где производится компенсация селективных замираний сигнала в стволе. После АЧЭ сигнал поступает на когерентный демодулятор КАМ сигнала, на выходах фазовых детекторов синфазного и квадратурного каналов которого получаются восьмиуровневые сигналы. Эти сигналы посредством АЦП преобразуются в восемь цифровых потоков и подаются на адаптивный трансверсальный эквалайзер (АТЭ).

ВАТЭ осуществляется компенсация межсимвольных помех, вызванных ограничением полосы сигнала в приемной и передающей частях оборудования

итрактом распространения. Кроме того, здесь же производится компенсация межсимвольных помех от кроссполяризационной составляющей при использовании в системе поляризационного уплотнения, т.е. при передаче на одной частоте информации двух стволов на разных поляризациях (ХДем., КАМ

иХАТЭ).

Вцифровых радиорелейных линиях, в отличие от аналоговых, изза возможности работать при меньших отношениях сигнал/шум можно использовать поляризационное уплотнение – передавать сигналы двух стволов с разной поляризацией на одной частоте рисунок 1.16.

Рис. 1.16. Поляризационное уплотнение

На рисунке 1.17 представлена зависимость коэффициента ошибок от отношения сигнал/шум на входе приемника при разных видах модуляции. Из рисунка следует, что если при 64 КАМ обеспечить кросс поляризационную

24

25

После компенсации всех известных видов межсимвольных помех осуществляется регенерация сигнала и преобразование его при 64 КАМ в шесть потоков (три по синфазной и три по квадратурной составляющим), которые подаются на многоуровневый декодер.

Вмногоуровневом декодере с использованием избыточных бит и декодера Витерби производится обнаружение и исправление ошибок, после чего тактовые интервалы, соответствующие избыточным битам удаляются преобразователем скорости.

Вдескремблере, где удаляется псевдослучайная последовательность, введенная в сигнал на передающей стороне скремблером.

Далее осуществляется выделение служебных сигналов из дополнительного заголовка радио цикла (RFCOH), после чего тактовые интервалы, соответствующие битам занятым служебными сигналами удаляются преобразователем скорости.

После многоуровневого декодера сигналы восьмью потоками поступают на синхронные переключатели модуля резервирования стволов (рисунок 1.9). Затем сигналы поступают на модуль обработки секционного заголовка мультиплексной секции радиорелейной линии (SOH MS2), где обрабатывается AUуказатель, детектируются коды BIP-8, BIP-24 и выделяются 14 байт с помощью которых передаются служебные сигналы (рисунок 1.5).

Потом сигнал поступает на модуль обработки секционного заголовка мультиплексной секции кабельной соединительной линии (SOH MS1), в котором осуществляется генерирование кодов BIP-8, BIP-24, скремблирование, преобразование восьми потоков в один и преобразование кода NRZ в код CMI.

Выше была рассмотрена обработка сигнала на оконечных и узловых радиорелейных станциях. Особенности обработки сигнала на промежуточных станциях рисунок 1.7 связана с тем, что в радиорелейных линиях синхронной цифровой иерархии используется поучастковая система резервирования и на таких станциях нет выделения и ввода цифровых потоков, т.е. на них отсутствует связь с мультиплексным оборудованием.

Всвязи с указанными особенностями промежуточной станции на ней отсутствуют блоки переключения на резерв и устройство управления резервированием. Поскольку на промежуточных радиорелейных станциях заканчиваются и начинаются регенерационные секции, то на них производится обработка заголовка этой секции в многоуровневом декодере и используется интерфейс RSOH. Вся остальная обработка сигнала осуществляется также как и на узловых и оконечных станциях.

Впоследующих главах подробно рассматриваются принципы работы устройств, входящих в блок модулятора и демодулятора: многоуровневых кодера и декодера; КАМ модулятора и демодулятора; адаптивных частотного и трансверсального эквалайзеров. Такое размещение устройств по блокам принято в радиорелейной аппаратуре фирмы NEC.

26

Контрольные вопросы

1. Назовите причины, по которым цифровые РРЛ имеют более высокую помехоустойчивость по сравнению с аналоговыми РРЛ.

2.Назовите функции байт заголовка регенерационной секции.

3.Назовите функции байт заголовка мультиплексной секции.

4.Какие станции ЦРРЛ входят в состав регенерационных и мультиплексных секций.

5.Назовите функции основных блоков оконечной станции ЦРРЛ.

6.Назовите функции основных блоков промежуточной станции ЦРРЛ.

7.Назовите функции основных блоков узловой станции ЦРРЛ.

8.Поясните принцип резервирования стволов в ЦРРЛ.

9.Поясните принцип обработки сигнала в многоуровневом кодере.

10.Поясните принцип работы КАМ модулятора.

11.Поясните особенности работы передатчика при усилении КАМ сигналов.

12.Поясните принцип поляризационного уплотнения, используемого в ЦРРЛ.

13.Поясните особенности антенно-волноводного тракта в ЦРРЛ.

14.Поясните особенности разнесенного приема в ЦРРЛ.

Список литературы

1.Руководящий технический материал по применению синхронной цифровой иерархии на сети связи российской Федерации. – М.: ЦНИИС, 1994.–

50 c.

2.Н.Н. Слепов. Синхронные цифровые сети SDH. – М.: Эко-Трендз, 1988.

–152 с.

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

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

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

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

27

2. МНОГОУРОВНЕВЫЙ КОДЕР В АППАРАТУРЕ РРЛ СЦИ

После модуля резервирования стволов (см. раздел 1) сигнал STM-1 восьмью потоками суммарной скоростью 155520 Кбит/с поступает на многоуровневый кодер, в котором: к входному цифровому потоку прибавляется дополнительный заголовок радио цикла RFCOH; производится скремблирование; осуществляется избыточное кодирование FEC и размещение полученных цифровых потоков на фазоамплитудной плоскости модулятора

(рис.1.10, 1.11).

Таким образом, многоуровневый кодер подготавливает цифровой сигнал к многоуровневой (многопозиционной) модуляции и к прохождению по радиотракту. Структурная схема многоуровневого кодера приведена на рисунке

2.1.

2.1 Дополнительный заголовок радио цикла

Первый преобразователь скорости увеличивает скорость каждого из восьми цифровых потоков с 19,44 до 19,97 Мбит/с, т.е. увеличивает суммарную скорость цифрового потока на 4,24 Мбит/с. В качестве преобразователя скорости в каждом из восьми цифровых потоков используется запоминающее устройство, запись информации в который осуществляется с тактовой частотой 19,44 МГц, а считывание с частотой 19,97 МГц (рисунок 2.2а).

Генератор, управляемый напряжением ГУН (VCO – Voltage Controlled Oscillator) вырабатывает тактовую частоту считывания, которая с помощью петли фазовой автоподстройки частоты синхронизируется под тактовую частоту импульсов записи рисунок 2.2б. Тактовая частота импульсов записи имеет стабильность частоты, принятой для синхронной цифровой иерархии f

/f0 = 10-11.

Врезультате того, что тактовая частота импульсов считывания

превышает тактовую частоту импульсов записи, на выходе преобразователя скорости рисунок 2.2а появятся избыточные (свободные от информации) биты рисунок 2.3. В мультиплексоре дополнительного заголовка радио цикла

(RFCOH – Radio Frame Complementary Over Head) (рисунок 2.1)

информационными символами служебных сигналов занимаются избыточные биты, полученные в преобразователе скорости 1.

Основными служебными сигналами, передаваемыми в дополнительном заголовке радиоцикла, являются дополнительный цифровой поток WS со скоростью 2,048 Мбит/с (WS – Way Side), пять служебных каналов DSC со скоростью 64 Кбит/с каждый (DSC – Data Service Channel), один служебный канал ATPC со скоростью 56 Кбит/с (ATPC – Automatic Transmitter Power Control) рисунок 2.4. Поскольку дополнительный заголовок радио цикла формируется в начале, а расформировывается в конце каждой регенерационной секции, то рассматриваемые служебные сигналы доступны на всех радиорелейных станциях.

28

Г

ГУН

Рис. 2.2. Преобразователь скорости а и генератор управляемый напряжением б.

Дополнительный цифровой поток со скоростью 2,048 Мбит/с может использоваться как низкоскоростной раздаточный ствол доступный на всех радиорелейных станциях. С его помощью можно организовать раздачу по станциям тридцати 64 Кбит/с каналов, а при использовании статистического уплотнения и устройств кодирования речи можно организовать раздачу по станциям 300 или 600 каналов тональной частоты. Можно также организовать раздаточный ствол цифрового телевизионного и звукового вещания. О популярности у операторов связи этого цифрового потока говорит тот факт, что в последних модификациях радиорелейного оборудования синхронной цифровой иерархии фирмы NEC, организовано в одном стволе уже два таких цифровых потока.

Вх.

Рисунок 2.3. Временные диаграммы для повышающего преобразователя скорости.

Поскольку цифровой поток со скоростью 2,048 Мбит/с является потоком плезиохронной цифровой иерархии, он имеет относительную нестабильность тактовой частоты f / f0 = 10-6. Для размещения его в основном цифровом потоке синхронной цифровой иерархии с относительной нестабильностью тактовой частоты f / f0 = 10-11, необходимо осуществить согласование

30