Материал: 636_Nosov_V.I._Seti_radiodostupa_CH.1_

Рис. 1.12 Аппаратные и линейные коды

Энергетические спектры однополярных аппаратных двоичных кодов RZ, NRZ и линейных двуполярных балансных кодов приведены на рис. 1.14.

Если в качестве соединительной линии используется оптоволоконный кабель, то в качестве линейного кода используется однополярный двоичный код NRZ, а для устранения в нем длинных серий нулей и единиц используется его скремблирование рис. 1.15.

1.3 Абонентские терминалы

Данные устройства представляют собой портативные беспроводные телефонные трубки, обеспечивающие ограниченную подвижность связи; специальные настольные телефонные аппараты с трансивером и антенной и стационарные блоки на одну или несколько (две, четыре и более) телефонных линий, к которым подключают обычные телефоны, факсы или модемы. В широкополосных системах, предоставляющих доступ к сетям ISDN, используются терминальные адаптеры ISDN.

31

Количество импульсов после Полярность предыдущего импульса последней вставки

Рис. 1.13 Алгоритм вставки в коде HDB-3

Рис. 1.14 Энергетические спектры кодов

32

Структурная схема подвижной станции приведена на рис.1.16. В ее состав входят: блок управления; приемопередающий блок; антенный блок. 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 четвертьволновый штырь), и устройство разделения приема и передачи, состав которого определяется методами разделения многостанционного доступа (Division Multiple Access) и разделения дуплекса (Division Duplex), используемыми в системе.

Функционально несложен и блок управления. Он включает микротелефонную трубку – микрофон и телефон, 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.

Приемопередающий блок значительно сложнее. В состав передатчика входят:

–аналогово–цифровой преобразователь (АЦП) – преобразует в цифровую форму сигнал с выхода микрофона, в АЦП осуществляется стандартное восьмиразрядное ИКМ преобразование с выходной скоростью 64 Кбит/с;

–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, в результате чего уменьшается скорость передачи цифрового сигнала;

–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;

33

Рисунок 1.16 Структурная схема абонентского терминала

–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 потока 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.

34

Помимо собственно передатчика и приемника, в приемопередающий блок входят логический блок и синтезатор частот. Логический блок – это по сути микрокомпьютер со своей оперативной и постоянной памятью, осуществляющий управление работой подвижной станции. 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).

Структурная схема рис.1.16 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.

Подвижная станция может включать также так называемый детектор речевой активности (Voice Activity Detector), который включает работу передатчика на излучение только на те интервалы времени, когда абонент говорит. Делается это в интересах экономного расходования энергии источника питания (уменьшения средней мощности излучения), а также снижения уровня помех, неизбежно создаваемых для других станций при работающем передатчике. 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.

1.4 Базовая станция

Эти компоненты системы беспроводного абонентского радиодоступа осуществляют радиосвязь со стационарными или ограниченно мобильными абонентами в пределах своих зон обслуживания, величина которых зависит от используемой в системе радиотехнологии, и обеспечивают передачу вызовов контроллеру БС. БС состоит из антенно–фидерного тракта, одно – или многоканальной приемопередающей аппаратуры, локальной подсистемы управления, коммуникационных интерфейсов и подсистемы питания.

Ориентация на обслуживание стационарных абонентов создает определенную специфику развертывания и применения систем беспроводного абонентского радиодоступа, если сравнивать их с сотовыми системами подвижной связи. Последние должны обеспечивать сплошное покрытие обслуживаемой территории, в то время как базовые станции можно располагать лишь вблизи мест расположения абонентов (точнее, зданий, где они живут или работают). Наличие информации о количестве потенциальных стационарных абонентов позволяет при установке системы реализовать лишь минимально необходимую абонентскую емкость, которую затем можно будет увеличивать по мере роста числа пользователей. Благодаря этому можно оптимизировать

35