Раздел 3. Технические характеристики и схемотехника аналогового абонентского оборудования

Текст - пояснение

3.1. Мобильная станция стандарта nmt-450i

Рассматривается мобильная станция аналогового стандарта сотовой связи первого поколения. Операторами данный стандарт уже не поддерживается, но изучение классической мобильной станции 720Nokia NMT-450i поможет разобраться с работой аналоговых абонентских устройств, созданных на современной элементной базе.

Функциональные особенности станции:

- групповое использование частот при формировании каналов радиосвязи;

- автоматическая (электронная) перестройка на любую из частот выделенного диапазона;

- наличие дуплексного радиоканала, гарантирующего устранение взаимного влияния трактов передачи и приема при работе на одно антенно-фидерное устройство (АФУ);

- автоматическая регулировка выходной мощности передатчика в процессе ведения связи;

- использование фазовой модуляции при передаче аналоговых сигналов и узкополосной частотной манипуляции при передаче цифровых (управляющих) сигналов;

- наличие многофункционального интерфейса пользователя, обеспечивающего контроль качества канала связи, контроль работы функциональных узлов MS, ввод и вывод аудио и цифровой информации;

- работа MS в активном режиме (обмен служебной системной информацией) независимо от того, разговаривает абонент или нет;

- непрерывный автоматический анализ уровней сигналов и помех в каналах приема и передачи;

- автоматическая защита от шумов в тракте приема при замираниях сигнала;

- автоматический переход на свободный канал при воздействии помех;

- автоматическая передача MS на обслуживание различных BS при ее перемещении из соты в соту;

- автоматический переход в режим экономии батарей при снижении уровня сигнала ниже порогового.

Рассмотрим более детально технические характеристики и функциональные особенности MS. При формировании каналов радиосвязи сотовая система связи стандарта NMT-450i использует диапазон ультракоротких волн (∆f = 0,3...3,0 ГГц) и занимает в нём участок частотного спектра 453,0 - 467,5 МГц.

Формирование частотного спектра

Планом частот определяется разделение используемого спектра на две части. Нижняя часть спектра 453,0...457,5 МГц используется для формирования каналов передачи, а верхняя часть спектра 463,0...467,5 МГц — для формирования каналов приема MS. Между нижним и верхним частотными участками существует защитный интервал ∆fз = 457,5...463,0 МГц. В каждом из частотных участков приема и передачи формируется сетка фиксированных частот с разносом ∆fc = 25 кГц . Это позволяет получить количество фиксированных частот равное

N_f = (f макс - f мин)/∆fс = 180. В MS предусмотрена также возможность формирования сетки фиксированных частот с интервалом ∆fc = 20 кГц. Количество фиксированных частот при этом увеличивается до Nr = 225.

Дуплексные каналы в MS формируются путем выбора одинакового номера фиксированной частоты в нижнем и верхнем частотных участках. Введение защитного частотного интервала ∆f3 позволяет получить постоянный частотный разнос между частотами приема и передачи в MS, равный ∆f_p = 10 МГц. Это обеспечивает гарантированную частотную развязку между каналами приема и передачи при работе на одну антенну.

В MS реализуется принцип группового использования фиксированных частот. При этом общее количество фиксированных частот N_f составляет канальную основу (trunk) системы, которая является свободно доступной для любой MS. Это позволяет при формировании дуплексных каналов радиосвязи использовать при вызовах любую свободную частотную пару. Выбор свободной пары частот осуществляется автоматически в соответствии с алгоритмом работы системы.

Автоматическая (электронная) перестройка MS обеспечивает практически безинерционный переход на любую свободную пару частот.

Регулировка выходной мощности

Для работы в больших сотах применяются MS с излучаемыми мощностями Р_Е = 7,5...10 Вт (офисные и автомобильные станции) и Р_Е = 1 Вт (носимые станции). Излучаемые мощности автомобильных и носимых MS при работе в малых сотах составляют соответственно Р_Е = 1 Вт и P_Е = 0,1 Вт.

Автоматическая регулировка выходной мощности передатчика MS позволяет при работе в движении формировать оптимальные уровни сигналов в месте приема, обеспечивать благоприятные условия электромагнитной обстановки и экономить аккумулятор.

Автоматическая защита от шумов в тракте приема, возникающих в результате глубоких замираний сигнала при движении MS, позволяет повысить качество обслуживания абонента.

Повышение помехоустойчивости приема

Применение фазовой модуляции (ФМ) при передаче аналоговой информации по радиоканалам существенно повышает помехоустойчивость и эффективность использования полосы частот канала радиосвязи. Техническая реализация ФМ в MS осуществляется путем обработки модулирующих аналоговых сигналов с помощью корректирующих контуров. Это обеспечивает подъем АЧХ сигналов в области верхних частот на величину 6 дБ/октаву, при котором радиосигнал становится фазомодулированным.

Организация служебных цифровых каналов методом FFSK

Применение манипуляции с максимально малым сдвигом частоты (ММС - FFSK) при передаче служебной цифровой информации соответствует реализации фазовой телеграфии. Это позволяет существенно экономить полосу частот, отводимую для передачи. Техническая реализация сигналов передачи нулей и единиц осуществляется путем выбора частотного сдвига между ними равного ∆fсдв = 600 Гц (1800 – 1200). Формирование FFSK последовательностей при использовании такого способа фазовой телеграфии позволяет получить высокую помехоустойчивость приема служебной цифровой информации. При этом достаточно просто решается инженерно-техническая задача построения демодуляторов радиоприемников MS на основе частотных дискриминаторов.

Формирование канала вызова мобильной станции

В каждой соте одновременно может находиться и активно работать постоянно изменяющееся множество MS. При этом возникает необходимость постоянного отслеживания каждой MS. Для этого организацией радиосвязи предусматривается выделение канала вызова, который используется только для обмена служебной цифровой информацией. Каналом вызова может служить любая пара частот приема и передачи MS, назначаемая путем программирования. Каждая из MS после окончания разговора автоматически переходит на канал вызова, на котором находится до организации очередного разговора.

При вызове MS через BS по каналу вызова поступает цифровая кодограмма вызова, в которой указывается номер свободного канала разговора (трафика), на котором предлагается организовать сеанс связи. Мобильная станция переходит на предлагаемый канал трафика и обеспечивает связь с вызываемым абонентом.

Если инициатором вызова является абонент MS, вызывающий другого мобильного абонента или абонента сети ТФОП, то MS вначале переходит на любой свободный канал трафика и посылает кодограмму в сторону BS. После окончания сеанса связи MS вновь переходит на канал вызова.

Режимы работы мобильной станции

Этот материал позволит глубже освоить работу MS по функциональной схеме рис.3.1 [Мухин А.М., Чайников Л.С. Энциклопедия мобильной связи т.1. Системы подвижной связи общего пользования./СПб: Наука и техника, 2001].

Включение радиостанции

Включение радиостанции осуществляется клавишей «вызов» группы функциональных клавиш на интерфейсе пользователя. Это обеспечивает подачу напряжения 12 В на коммутатор цепей питания КЦП1 блока NP5. Включение радиостанции индицируется на дисплее. Дальнейшее распределение питающих напряжений осуществляется коммутаторами КЦП2...КЦП5 по командам, поступающим из блока МР в зависимости от режима работы MS.

Рисунок 3.1. Функциональная схема мобильной станции 720 Nokia

Оценка качества канала

Оценка качества канала осуществляется непрерывно и независимо от того в каком режиме (роуминга, вызова, трафика) работает MS. Качество канала оценивается на основе измерения уровней сигнала и помехи (шума) и вычисления соотношения сигнал/шум. Качество канала считается высоким, если параметр γ= P_с/P_ш будет превышать некоторое пороговое значение

γ _пор в процессе работы MS. Для этого от BS на частоте радиоприема f_np постоянно поступает специальный измерительный сигнал (нуль-сигнал или пилот-тон).

Измерительные сигналы

Сотовая ССПС стандарта NMT-450i использует четыре варианта пилот-тонов с частотами соответственно f_пт1 = 3955 Гц; f _пт2 = 3985 Гц; f _пт3 = 4015 Гц; f _пт4 = 4045 Гц. Каждый из измерительных сигналов используется в своей группе сот (кластеров), в которых рабочие частоты базовых станций не повторяются. Это устраняет опасность возникновения взаимных помех между соседними BS. Нуль-сигнал, излучаемый BS на выходе радиоприемника NR2, выделяется соответствующим полосовым фильтром ПФ1...ПФ4 и через корректор девиации КД1 и коммутатор КТ4 транзитом поступает в тракт радиопередатчика для передачи в обратную сторону. Измерение уровня нуль-сигнала и вычисление параметра связности осуществляется в блоке МР по сигналу, поступающему с выхода корректора девиации КД1. Такая же оценка качества одновременно проводится и на BS, принимающей нуль-сигнал по обратному каналу. Данные оценки хранятся в блоке ППЗУ.

Регулировка выходной мощности передатчика

Регулировка выходной мощности MS осуществляется по командам блока МР, подаваемым на ППЗУ.

Команды управления далее поступают на регулятор мощности (РМ) радиопередатчика NT2. Одновременно блок МР осуществляет контроль выходной мощности передатчика.

Режим роуминга

Переход MS в режим роуминга осуществляется:

• при вхождении в новую соту в процессе перемещения;

• по истечению периода, задаваемого таймером после предыдущей процедуры роуминга;

• о заявке на роуминг абонента MS;

• при установлении связи.

Процедура роуминга (уточнить)

При нахождении MS в режиме дежурного приема процедура роуминга проводится по каналу вызова. Переход MS на канал вызова происходит автоматически после окончания разговора и нажатии пользователем функциональной клавиши «освобождение». Команда «освобождение» поступает в блок МР. Из блока МР на делители в m и n раз блока синтезатора NS2 поступают команды на перестройку приемника и передатчика на канал вызова в соответствии с зональной информацией, хранящейся в ППЗУЧ блока NP5. Одновременно на коммутаторы КТ1, КТ2 трактов RX AUDIO NA5 и ТХ AUDIO NA5 из блока МР подаются команды на отключение интерфейса пользователя. Таким образом, MS в процессе перемещения оказывается постоянно готовой к приему кодограммы роуминга или вызова. Переход на канал «вызова» индицируется зеленым цветом индикатора интерфейса. При приеме адресной кодограммы роуминга цифровая информация поступает на МОДЕМ блока RX AUDIO NA5. Время начала и окончания кодограммы фиксируется в блоке МР по наличию сигнала, поступающего из детектора D блока RX AUDIO NA5. Прием кодограммы роуминга или вызова индицируется желтым цветом. После обработки (демодуляции) в МОДЕМЕ адресный кадр поступает в КОДЕК блока NP5, где дешифруется для выделения конкретных адресных команд в кодовых полях кадра. При искажении кодограммы осуществляется также обнаружение и исправление ошибок. При повторной регистрации кодограммы, в которой присутствует адрес новой BS, блок NP5 регистрирует «опознавание» новой BS.

Для актуализации своих данных в новой соте MS передает по обратному каналу «вызова» ответную кодограмму роуминга (квитанцию). Это осуществляется следующим образом. По команде блока МР, подаваемой в КОДЕК, кодер формирует адресный кадр, содержащий данные MS. Адресный кадр последовательно поступает на модулятор МОДЕМА, с выхода которого модулирующая последовательность со скоростью передачи В = 1200 Бод поступает в блок ТХ AUDIO NA5 на регулятор уровня РУЗ. Коммутатор КТЗ переходит в замкнутое состояние по команде блока МР и кодограмма далее поступает на вход ПЧМГ радиопередатчика. Время передачи кодограммы-квитанции определяется таймером MS.

Если время, задаваемого таймером, после предыдущей процедуры роуминга истекло (4 мин), то MS сама выступает инициатором роуминга.

Процесс начинается по команде, поступающей из таймера в блок МР, который управляет синтезатором NS2 и MS переходит с канала вызова на свободный канал трафика. Одновременно по команде МР КОДЕК и ППЗУА формируют кадр роуминга, в котором присутствуют данные MS. Кадр роуминга поступает на МОДЕМ, где формируется кодограмма роуминга. Модулирующая последовательность поступает в тракт ТХ AUDIO NA5 на элемент РУЗ и далее на вход ПЧМГ радиопередатчика NT2.

В ответной кодограмме, поступающей от BS, актуализируются данные идентификации новой соты и зоны обслуживания (адреса BS и ЦКПС), которые записываются в ППЗУА блока NP5.

При долговременном отсутствии процедуры роуминга (например, MS была отключена или находилась в зоне тени) на индикаторах интерфейса пользователя по команде блока МР включается сигнализация «обслуживание» и «авария». Команда на роуминг формируется блоком МР в соответствии с данными таймера. Пользователь MS может с помощью функциональной клавиши «исходящий вызов» подать команду на принудительный роуминг. Команда поступает в блок МР. Далее процесс роуминга происходит по вышеописанному алгоритму.

Режим установления связи

В данном режиме MS передает и принимает кодограммы «вызова», которые отличаются от кодограмм роуминга наличием адреса вызываемого абонента и дополнительных команд управления.

При вызове мобильного или стационарного абонента процесс передачи кодограмм вызова происходит по свободному каналу трафика, на который переходит MS после набора номера (адреса) вызываемого абонента. Набор номера сопровождается отображением информации на дисплее MS. По окончании записи номера вызываемой MS блок МР подает команду на КОДЕК, который формирует адресный кадр «вызова» и подает его на модулятор МОДЕМА. Далее прохождение кодограммы «вызова» проходит аналогично типовому процессу передачи кодограммы роуминга.

В ответной кодограмме, поступающей через BS, обслуживающую данную соту, содержится цифровая информация необходимая для функционирования системы (адреса вызывающей и вызываемой MS, ЦКПС, BS), а также адрес канала трафика, на который должна перестроится MS для ведения разговора (или подтверждается выбранный вызывающей MS канал трафика). Для перехода на новый канал трафика блок МР считывает данные из ППЗУЧ и подает команду на синтезатор сетки частот NS2 для изменения коэффициентов деления m и n перестройки трактов приемопередатчика на рабочие частоты нового канала трафика.

В процессе обмена кодограммами в MS и BS одновременно измеряются уровни нуль-сигнала и в кодограммы вводится информация о необходимости увеличения или уменьшения выходной мощности радиопередатчиков.

При вызове MS другой MS или абонентом сети ТФОП процесс установления связи происходит по следующему алгоритму. При приеме кодограммы вызова вызываемая MS одновременно измеряет уровень нуль-сигнала, принимаемого от BS. В ответной кодограмме MS передает свои данные, информацию о необходимости увеличения или уменьшения уровня сигнала и подтверждает предлагаемый канал трафика. Оценка качества канала трафика между вызываемой MS и BS осуществляется по установленному алгоритму. После завершения процедуры вызова на канале вызова MS переходит на предложенный канал трафика, на котором процедуры обмена кодограмм и оценки качества канала по уровню нуль-сигнала повторяются.

Режим трафика

Переход MS в режим трафика осуществляется по командам, поступающим из блока МР. В трактах RX AUDIO NA5 и ТХ AUDIO NA5 включаются коммутаторы КТ1 и КТ2. Тракты обработки пилот-сигнала остаются включенными. Передача и прием речевой информации осуществляется с помощью микрофона (ВМ) и телефона (BF) интерфейса пользователя. Параллельно осуществляется непрерывный контроль качества канала трафика с помощью нуль-сигнала.

При передаче (приеме) кодограмм «вызова» одновременно с процессом установления связи на рабочих частотах трафика каждый раз осуществляется и процедура роуминга.

В режиме трафика в MS блок МР подает команды на коммутаторы КТ1, КТ 2, которые подключают интерфейс пользователя к трактам RX AUDIO NA5 и ТХ AUDIO NA5. Тракты приема и передачи нуль-сигнала с помощью коммутатора КТ4 остаются включенными для постоянного анализа качества канала в процессе ведения разговора.

При ухудшения качества- канала во время разговора ниже порогового уровня MS переходит на качественный канал трафика по команде блока МР синхронно с BS (скип-коммутация). При этом все коммутации в трактах сохраняются за исключением перестройки синтезатора сетки частот NS2 и разговор абонентов не прерывается. Процесс скип-коммутации для абонента, ведущего разговор, оказывается практически незамеченным. Не состоявшаяся скип-коммутация (при отсутствии свободного качественного канала трафика на BS) индицируется красным цветом на интерфейсе пользователя (авария).

Мобильная станция для окончания сеанса связи абонентов при необходимости ставится в скиповую очередь. При появлении свободного канала на BS в сторону MS передается кодограмма вызова и предлагается канал трафика.

В процессе ведения разговора MS, перемещаясь, может выйти из зоны электромагнитного покрытия одной BS в зону другой BS. Процесс трафика при этом не прекращается и MS обслуживается первой BS, если параметр связности g будет выше порогового значения.

Соседние BS при этом своими приемниками-анализаторами непрерывно оценивают параметр g на частоте передачи MS. В случае ухудшения параметра g ЦКПС подает команду на ту BS, у которой параметр связности g наилучший и новая BS автоматически предоставляет MS канал трафика без изменения номинала частоты, а старая BS снимается с обслуживания разговора (скип-коммутация между сотами). Таким образом, с помощью скип-коммутации в пределах зоны обслуживания осуществляется эстафетная передача MS от одной соты в другую.

При работе MS в условиях пересеченной местности (высотная и плотная застройка) возможны кратковременные глубокие замирания радиосигнала в месте приема. Это проявляется в виде сильных шумов в телефоне. Устранение этого эффекта достигается работой системы шумоподавления MS. Контроль наличия сигнала на входе приемника осуществляется МП по сигналу «биений» на выходе схемы сравнения (СС) тракта f_пч2 радиоприемника. При снижении уровня сигнала ниже порогового значения и появлении шумов напряжение «биений» пропадает. Блок МР подает команду на выключение коммутатора КТ1 в тракте RX AUDIO NA5. Выход тракта при этом отключается от интерфейса пользователя на период замирания сигнала.

Функциональная схема мобильной станции 720Nokia NMT-450i

Рассмотрим MS типа 720 Nokia, функциональная схема которой показана на рис.3.1. Мобильная станция является элементом автоматизированной адаптивной самонастраивающейся системы, работающей по определенному алгоритму. В отличие от транкинговых радиостанций, MS включает более интеллектуальный процессорный блок PROCESSOR (NP5), который объединяет группы обработки и контроля (LCU), оперативного управления (OCU) и микропроцессор (МР). Алгоритм работы MS определяется программным обеспечением, заложенным в микропроцессор (МР) блока NP5. Блок МР управляет работой функциональных узлов структурных групп OCU и LCU.

В состав структурной группы ОСU блока NP5 входят функциональные узлы: 1- коммутаторы цепей электропитания (КЦП);

2- коммутаторы трактов приема и передачи (КТ1, КТ2);

3 - анализатор аудиосигнала (ААС);

4 - устройство сопряжения дисплея с блоком МР (УС).

В состав структурной группы LCU блока NP5 входят функцио­нальные узлы:

1 - кодек адресных кадров (КОДЕК);

2 - запоминающее устройство адресов (ППЗУА);

3 - запоминающее устройство уровней выходной мощности (ППЗУУ); 4 - запоминающее устройство частот (ППЗУЧ).

5 – делитель с переменным коэффициентом деления (в m или n раз)ДПКД

Радиоприемник

Радиоприемник (NR2) является супергетеродинным приемником с двойным преобразованием частоты. При первом преобразовании частота радиосигнала преобразуется в первую промежуточную частоту f_пч1 = f _пр – f_г1 = 21,4 МГц. В качестве первого гетеродина используется ГУН — генератор управляемый напряжением (RX VCO).

Формирование частоты первого гетеродина

Для формирования частоты первого гетеродина f_г1 ГУН охвачен кольцом фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ). Кольцо ФАПЧ включает импульсно-фазовый детектор (ИФД1) и тракт деления частоты ГУН, состоящий из делителей в Р/(Р + 1) и m раз.

На входы ИФД1 кольца ФАПЧ подаются соответственно:

- стабильные колебания от опорного кварцевого генератора (ОКГ) с частотой f_oкг= 12,8 МГц через делитель в R раз; - колебания f _rун = f_г1 через регулятор уровня (РУ) и делители в Р/(Р+1) и m раз.

Делитель в m раз является делителем с переменным коэффициентом деления (ДПКД). Коэффициент деления m может изменяться по сигналам, поступающим из блока МР, ППЗУЧ и ППЗУУ. Таким образом, частота первого гетеродина определяется как

fг1 = [p/(p + 1)]m12,8/R МГц. При скачкообразном изменении коэффициента деления m частота f_г1 изменяется сопряжённо с изменением частоты приема f_np. При этом значение первой промежуточной частоты остается неизменным и равным fпч1 = 21,4 МГц.

Формирование частоты второго гетеродина

Второе преобразование частоты осуществляется с помощью второго гетеродина, являющегося кварцевым автогенератором с частотой f_г2= 20,945 МГц. Таким образом, при втором преобразовании частота f _пч1 понижается до значения f _пч2 = f _пч1 – f _г2= 21,4 -20,945 = 0,455 МГц. Колебания с частотой f _пч2 выделяются двумя кварцевыми фильтрами, настроенными на частоту

f _пч2 = 455 кГц. Этим обеспечивается избирательность по соседнему каналу приема. В тракте второго преобразования частоты обеспечивается также основное усиление сигнала. С выхода второго кварцевого фильтра колебания f _пч2 подаются на двусторонний ограничитель амплитуд (ОА), обеспечивающий устранение паразитной амплитудной модуляции сигнала.

Выходы радиоприемника

С первого выхода ОА колебания с частотой f _пч2 поступают на одноканальный частотный детектор (ОЧД) и далее после усиления в приемный тракт модулированных сигналов RX AUDIO NA5. С второго выхода ОА колебания f _пч2 подаются в устройство сложения (УС), где складываются с колебаниями f _пч2, поступающими с выхода 2 усилителя первой фильтрации. В результате сложения формируется напряжение с частотой биений f _б, которое поступает в блок МР. Это напряжение в дальнейшем используется для контроля наличия сигнала в тракте приема для подавления шумов на выходе тракта RX AUDIO NA5.

С первого выхода тракта ОА колебание f_пч2 после усилителя также поступает в таймер NA5 RX радиостанции.

Радиопередатчик

Радиопередатчик (NT2) MS включает:

- перестраиваемый частотно-модулированный генератор (ПЧМГ), включенный в кольцо фазовой автоматической подстройки частоты, конструктивно размещаемый в блоке синтезатора фиксированных частот (NS2);

- тракт радиочастоты передатчика NT2, обеспечивающий усиление, контроль и регулировку выходной мощности радиосигнала.

Перестраиваемый частотно-модулированный генератор (ПЧМГ) работает в кольце фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ).

Формирование частоты передатчика

Рабочая частота передатчика формируется следующим образом. Колебания ПЧМГ, усиленные в групповом усилителе, через развязывающий делитель (РД) подаются на делители в Р/(Р+1) и n раз и далее на импульсно-фазовый детектор (ИФД2). На другой вход ИФД2 поступают эталонные колебания от опорного кварцевого генератора (ОКГ) через делитель в R раз с частотой f _окг = 128/R МГц. На выходе ИФД2 формируется управляющее напряжение UУ, которое через фильтр нижних частот (ФНЧ) подается на ПЧМГ и определяет его частоту

f _пчмг = [p/(p + 1)]n-12,8/R МГц. Номинал рабочей частоты ПЧМГ изменяется дискретно по командам, поступающим из блока МР и ППЗУЧ на ДПКД в n раз.

Модуляция радиопередатчика

Модулирующие сигналы с выхода тракта ТХ AUDIO NA5 через фильтр нижних частот (ФНЧ) и регулятор уровня (РУ) поступают на вход ПЧМГ, будут изменять его частоту относительно ее среднего значения с девиацией ∆f _дев.

Формирование частотных групп

Коэффициенты деления m иn синтезатора выбираются таким образом, чтобы дуплексный разнос частот приема и передачи был равен 10 МГц. Коэффициент деления R обеспечивает перевод частот приема и передачи из частотной группы, выделяемой для одной BS в частотную группу, выделяемую для другой BS при перемещении MS из соты в соту.

Коэффициент деления Р/(Р+1) обеспечивает дискретную перестройку частот приема и передачи синтезатора с минимальным шагом сетки частот

Δf _с = 25 кГц или Δf _с = 20кГц.

Дискретная регулировка мощности

Дискретная регулировка мощности радиосигнала в тракте радиочастоты (NT2) осуществляется по командам, поступающим из блока МР в ППЗУ уровней в соответствии с командами, получаемыми по тракту приема. Регулятор мощности (РМ) NT2 обеспечивает дискретное изменение выходной мощности радиопередатчика. Контроль выходной мощности осуществляется с помощью измерительной цепи, соединяющей блок МР и выход тракта передачи.

Тракт модулированных сигналов

Приемный тракт модулированных сигналов RX AUDIO NA5 объединяет:

• тракты выделения пилот – тона, цифрового FFSK сигнала и звукового сигнала;

• модем цифрового FFSK сигнала;

• таймер.

Тракт выделения пилот - сигнала

Тракт выделения пилот - сигнала включает полосовые фильтры (ПФ1...ПФ4), настроенные соответственно на частоты f _пт= 3955; 3985; 4015; 4045 Гц и корректор девиации (КД1), обеспечивающий коррекцию девиации частоты измерительного сигнала (пилот-тона). На выходе корректора девиации выделяется соответствующий сигнал с частотой f_пт .

Тракт выделения аналогового сигнала

Тракт выделения звукового (аналогового) сигнала включает режекторный фильтр (РФ), преграждающий путь пилот-тону, канальный фильтр (КФ), выделяющий сигнал в полосе 0,3...3,4 кГц, корректор АЧХ (КОР1), уменьшающий коэффициент передачи в области верхних звуковых частот на величину в

6 дБ/октаву, экспандер, обеспечивающий расширение динамического диапазона звукового сигнала, коммутатор тракта (КТ1), отключающий тракт приема от интерфейса пользователя, схему регулировки и усиления звукового сигнала.

Тракт выделения цифрового сигнала

Тракт выделения цифрового FFSK сигнала включает часть схемы выделения звукового сигнала до корректора АЧХ включительно, полосовой фильтр (ПФ) и амплитудный ограничитель сигнала (АО).

Модем цифровых FFSK сигналов включает демодулятор и модулятор частотно-манипулированных сигналов. Сигналы, после ограничителя АО поступают на вход демодулятора со скоростью В=1200Бод, преобразуются в последовательность нулей и единиц (адресный кадр), которая далее подается в блок NP5 для фазирования и декодирования.

Таймер радиостанции

Таймер MS обеспечивает формирование временных отрезков с помощью колебаний частот f₁ = 321 МГц, f₂ = 7,2 МГц, f₃ = 455 кГц. Колебания частот f₁, f₂ формируются с помощью кварцевого автогенератора fкг = 3,696 МГц и делителей частоты. Колебания частоты f₃ поступают из блока NR2. Временные отрезки, формируемые таймером, обеспечивают:

• периоды передачи адресных кодограмм в зависимости от их структуры;

• периоды междуроуминговых задержек времени (f зад. = 4 с);

• периоды функционального отключения MS для экономии источников питания.

Тракт модулирующих сигналов

Передающий тракт модулирующих сигналов ТХ AUDIO NA5 объединяет тракты введения и коррекции сигналов звуковой частоты, цифровых FFSK сигналов и пилот-тона.

Тракт звуковых (аналоговых) сигналов

Тракт введения и коррекции сигналов звуковой частоты содержит регулятор уровня (РУ2) микрофонного сигнала, компрессор (КОМП), обеспечивающий сжатие сигнала, корректор АЧХ (КОР2), обеспечивающий подъем АЧХ в области верхних частот на величину 6 дБ/октаву, первый ограничитель (ОГР1), канальный фильтр (КФ2) с полосой 0,3...3,4 кГц, режекторный фильтр (РФ2), второй ограничитель (ОГР2), коммутатор тракта (КТ2), отключающий тракт от радиопередатчика.

Корректоры АЧХ (КОР1, КОР2) в трактах RX AUDIO NA5 и ТХ AUDIO NA5 обеспечивают преобразование ЧМ колебаний в фазоманипулированные (ФМ) колебания в трактах радиочастоты приема и передачи.

Тракт цифровых сигналов

Тракты введения цифровых FFSK сигналов и пилот - тона в блоке ТХ AUDIO NA5 представляют коммутаторы трактов (КТЗ, КТ4), обеспечивающие подключение соответствующих сигналов к входу радиопередатчика. Для исключения шунтирования выходов трактов модулирующих сигналов применяется схема суммирования (Σ) с общим выходом.

Радиостанция 27 МГц Alan-95 plus

Радиостанция Alan-95 plus – это любительская носимая радиостанция, работающая в диапазоне 27 МГц. Радиостанция имеет обобщённое решение ГКРЧ на выделение частотного диапазона и при приобретении требуется только её регистрация.

Характеристики радиостанция Alan-95 plus:

Радиостанция Alan-95 plus – носимая СиБи радиостанция, работающая в диапазоне частот 27 МГц.

Технические характеристики.

Питание (9 аккумуляторов 2А) - 13,8 В (10,9-15,6 В)

Потребляемая мощность при передаче - 5 Вт

Количество каналов - 400

Частотный диапазон - 26,965 – 27,405МГц(26,085 – 28,295)

Формирование сетки частот - синтезатор частоты с ФАПЧ

Шаг сетки каналов - 10 кГц

Допустимое отклонение частоты - не хуже 0,0005%

Диапазон рабочих температур - (-30 +50) градусов С

Тип антенны - спиральная в резиновой оболочке

Импеданс антенны - 50 Ом

ПЕРЕДАТЧИК:

Выходная мощность - 4 Вт

Модуляции - АМ: 85-95%, ЧМ: 1,8 кГц

Полоса передаваемых частот - 400 - 2500 Гц

ПРИЁМНИК:

Тип: - супергетеродин с двойным

преобразованием

Промежуточные частоты -10,695 МГц - 1 ПЧ, 455кГц -2ПЧ

Избирательность по соседнему каналу - не хуже 80 дБ

Выходная мощность - 0,4 Вт на нагрузке 8 Ом

Чувствительность режим ЧМ - 0,5 мкВ при 20 дБ С/Ш

Режим АМ - 0,5 мкВ при 20 дБ С/Ш

Чувствительность шумоподавителя - 0,5 мкВ – 1мВ

Нелинейные искажения на частоте 1кГц - не более 8%

Подавление зеркального канала - 65 дБ

Избирательность по соседнему каналу - 65 дБ

Отношение сигнал/шум - 60дБ

Ток потребляемый в режиме приёма - 80 мА

В радиостанции применены следующие устройства, обеспечивающие указанные параметры:

• пьезокерамический фильтр, повышающий избирательность приёмника и уменьшающий помехи от соседних каналов;

• автоматическая регулировка усиления;

• автоматическая регулировка глубины модуляции;

• интегральный НЧ усилитель мощности с малыми нелинейными искажениями;

• автоматический ограничитель шума.

Принципиальная электрическая схема

Радиостанция GM 300

Радиостанция GM-300 Motorola –это профессиональная радиостанция, работающая в частотных диапазонах VHF и UHF.

Общие характеристики

Питание - номинал 13,8 В (10,8-15,6 В)

Потребляемый ток: приём - 400 мА

передача - 15/7/4 А (45/25/10 Вт)

Соответствие военному стандарту - MIL-STD-810

Установка параметров - программирование с РС

Частотный диапазон - VHF 146-174 МГц, UHF 403-

433/438-470 МГц

Шаг сетки каналов - 12,5 или 25 кГц

Стабильность частоты - не хуже 0,00025% (-30 +60 С)

Импеданс антенны - 50 Ом

Число каналов - 4, 8 или 16

Параметры передатчика:

Выходная мощность - 10-25Вт/25-45 Вт, *

Модуляции - частотная

Побочные излучения - не более 50 мкВт при мощности 45 Вт

Параметры приёмника:

Тип: - супергетеродинный с двойным

преобразованием

Промежуточные частоты -45,1 МГц - 1 ПЧ, и 455кГц -2ПЧ

Избирательность по соседнему каналу - не хуже 80 db

Выходная мощность - 5 Вт на нагрузке 8 Ом

Чувствительность (12 db/SINAD) - 0,3 мкВ

* Мощность устанавливается при программировании. Возможна установка мощности от долей Вт и до максимальных значений.

Принципиальная электрическая схема радиостанции GM-300. Лист 1.

Принципиальная электрическая схема радиостанции GM-300, лист 2.

Принципиальная электрическая схема радиостанции GM-300, лист 3.

Структурная схема мобильной станции (MS) сотовой связи аналогового стандарта NMT-450i

Основными структурными группами MS аналогового сотового стандарта являются:

• группа приемопередатчика (TCU);

• передающий тракт модулирующих сигналов (ТХ);

• приемный тракт модулированных сигналов (RX);

• модем цифровых FFSK сигналов (SE); – группа обработки и контроля (RCU);

• группа оперативного управления (OCU);

• интерфейс пользователя (IU).

Каждая из структурных групп выполняет определенные специфи­ческие функции в соответствии с алгоритмом работы MS.

Рис.1

Группа приемопередатчика — Transciver Unit (TCU) обеспечивает преобразование аналоговых и цифровых FFSK сигналов в радиосиг­налы в диапазоне частот 453,0...457,5 МГц при передаче и радиосиг­налов в диапазоне частот 463,0...467,5 МГц в аналоговые и дискретные сигналы при приеме. Она включает радиопередатчик (NT2), радиоприемник (NR2) и синтезатор частот (NS2).

В соответствии с типом MS приемопередатчик обеспечивает полу­чение требуемой выходной мощности радиосигнала и ее регулировку при передаче и требуемого уровня сигналов при приеме при заданном соотношении уровней сигнала и помехи (шума).

Передающий тракт модулирующих сигналов — Voice Processing Circuits (TX AUDIO NA5) обеспечивает обработку первичных элек­трических сигналов звуковой частоты, поступающих от микрофона (ВМ) интерфейса пользователя (Ш), дискретных FFSK сигналов, поступающих из модема (SE), пилот-сигнала, поступающего из при­емного тракта, модулированных сигналов (RX AUDIO NA5) и комму­тацию этих сигналов на вход радиопередатчика (NT2) приемопередат­чика (TCU).

Приемный тракт модулированных сигналов — Voice Processing Circuits (RX AUDIO NA5) обеспечивает обработку поступающих с выхода радиоприемника (NR2) приемопередатчика (TCU) аналоговых сигналов звуковой частоты и цифровых FFSK сигналов, и подачу их соответственно на телефон (BF) интерфейса пользователя (Ш) и модем (SE).

Модем цифровых сигналов — Signalling equipment (SE) обеспечи­вает преобразование адресных сигналов (кодов), формируемых в блоке PROCESSOR NP5, в цифровые FFSK сигналы с требуемым уровнем и скоростью передачи В = 1200 Бод и подачу их в передаю­щий тракт модулирующих сигналов (ТХ); преобразование модулиро­ванных цифровых FFSK сигналов, поступающих из приемного тракта модулированных сигналов (RX), в адресные сигналы (коды) и подачу их в блок PROCESSOR NP5.

Устройство обработки и контроля — Logic Controls Unit (LCU) обеспечивает совместно с микропроцессором (МР) обработку цифровой информации (адресных сигналов) при передаче и приеме; форми­рует внутреннюю систему команд контроля и управления состояния­ми всех функциональных групп MS.

Устройство оперативного управления — Operational Controls Unit (OCU) формирует совместно с микропроцессором (МР) системы ко­манд управления функциональными узлами MS и связывает интерфейс пользователя (IU) с функциональной группой LCU.

Интерфейс пользователя — Interface to user (IU) обеспечивает возможность доступа абонента к информации, введение информации в систему и системный контроль MS. Интерфейс пользователя вклю­чает органы визуального и аудиоконтроля исходящей и входящей информации, микротелефон, жидкокристаллический дисплей, функ­циональные клавиши, клавиатуру набора сообщений, индикаторы опе­ративного контроля работы, микрофон.