Та мобильной связи. Перспективные разработки в классе та. Телефонный аппарат сотовой связи.
Телефонный аппарат сотовой сети связи представляет собой подвижную станцию, находящуюся в руках абонента в буквальном смысле этого слова. Блок-схема подвижной станции приведена на рисунке. В ее состав входят: блок управления; приемопередающий блок; антенный блок.
Приемопередающий блок, в свою очередь, включает передатчик, приемник, синтезатор частот и логический блок. Антенный блок включает собственно антенну – в простейшем случае четвертьволновой штырь – и коммутатор приема - передачи. Последний для цифровой станции может представлять собой электронный коммутатор, подключающий антенну либо на выход передатчика, либо на вход приемника.
Блок управления включает микротелефонную трубку – микрофон и динамик, 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.
В состав передатчика входят: аналого-цифровой преобразователь (АЦП), преобразующий в цифровую форму сигнал с выхода микрофона и вся последующая обработка и передача сигнала речи производится в цифровой форме, вплоть до обратного цифроаналогового преобразования;
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;
кодер канала добавляет в цифровой сигнал дополнительную (избыточную) информацию для защиты от ошибок при передаче сигнала по линии связи; кроме того, кодер канала вводит в состав передаваемого сигнала информацию управления, поступающую от логического блока;
Рисунок Блок-схема подвижной станции (абонентского радиотелефонного аппарата)
модулятор осуществляет перенос информации кодированного сигнала на несущую частоту.
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;
декодер речи восстанавливает поступающий на него с кодера канала сигнал речи, переводя его в естественную форму, со свойственной ему избыточностью, но в цифровом виде;
цифроаналоговый 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; этот блок не является обязательным и в некоторых случаях может отсутствовать.
Логический блок – это 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). 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.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4-6
ТЕМА: Изучение характеристик, конструкции и принципа действия бесшнурового телефонного аппарата. Изучение характеристик, конструкции и принципа действия системных телефонных аппаратов.
Функциональная схема БТА
Термин «бесшнуровой телефон» закрепился за аппаратами, осуществляющими связь между абонентами по радио – каналу и телефонным линиям связи через АТС. Бесшнуровые телефонные аппараты (БШТ) образуют класс маломощных приёмопередатчиков, основным назначением которых на первом этапе, была замена шнура телефонной трубки беспроводной радиолинией для обеспечения мобильности абонента. Принцип работы сетей маломощных радиотелефонов с учетом микросотовой концепции их построения аналогичен мобильной связи абонентов сотовых сетей, а наметившаяся тенденция интеграции сетей бесшнуровых индивидуальных телефонов с сотовыми сетями подвижной связи и пейджинговыми системами, ставит эти аппараты на одно из первых мест по предоставляемым услугам в сочетании с явной дешевизной. Зона действия 100-300 м в зависимости от местных условий. Для бытовых применений такой зоны вполне достаточно.
В простейшем варианте – бесшнуровой телефонный аппарат, это устройство, состоящее из носимой микротелефонной трубки (НМТ) и стационарного блока (СБ), подключенного к абонентской линии телефонной сети общего пользования. Связь между этими блоками осуществляется по радиоканалу с использованием амплитудной или частотной модуляцией. Таким образом, бесшнуровой телефон – это объединенные в одном устройстве радиостанция и электронный телефонный аппарат.
В СБ установлены все функциональные узлы, осуществляющие взаимодействие с телефонной линией, своя система управления и полноценная УКВ-радиостанция. Схема управления включает такие устройства, как детектор вызова, звонок, реле захвата линии. Источником питания для СБ служит обычная электрическая сеть. В состав СБ входит также зарядное устройство для аккумуляторов, приемопередатчик, микрофон и телефонный капсюль. В СБ и в НМТ установлены отдельные независимые управляющие микропроцессоры.
Для того чтобы бесшнуровой телефонный аппарат мог работать в дуплексном режиме (т.е. чтобы по нему можно было говорить и слушать одновременно), прием и передача ведутся так, что сигналы от стационарного блока к НМТ передаются на одной частоте, а от НМТ к СБ – на другой. Две частоты должны быть подобраны весьма тщательно, чтобы гарантировать при дуплексной работе отсутствие взаимных помех между передаваемым и принимаемым сигналами.
В СБ входит 4 группы функциональных узлов: приемник, передатчик, интерфейс телефонной линии (разговорная схема) и схема управления (МП). Источник питания СБ и зарядное устройство представляют собой отдельный функциональный узел. Сигналы, передаваемые НМТ, принимаются антенной (А) и поступают на усилитель радиочастоты, в котором происходит их предварительное усиление. Радиосигналы содержат: несущую, спектральные компоненты речевого сигнала и сигналы управления, которые координируют совместную работу СБ и НМТ. Когда вы нажимаете кнопку «Разговор» на НМТ, на СБ посылается соответствующий управляющий сигнал, приняв который, микропроцессор в СБ вырабатывает команду включения реле захвата линии, контакты которого в данном случае эквивалентны рычажному переключателю. После включения реле захвата СБ начинает передавать на НМТ сигнал готовности от местной телефонной станции и вы можете его слышать.
Структурная схема НМТ содержит те же основные группы функциональных узлов, что и структурная схема СБ. В большинстве НМТ устанавливается наборная клавиатура, подключаемая непосредственно к микропроцессору. При наборе номера МП вырабатывает управляющие сигналы, которые передаются на СБ, преобразуются в соответствующие сигналы и поступают в телефонную линию. Передаваемый стационарным блоком радио-сигнал содержит те же составляющие, что и обратный сигнал НМТ, и его преобразование в НМТ происходит точно так же, как и в СБ. Единственное отличие заключается в том, что выделенный речевой сигнал поступает не на разговорную схему, а на телефонный капсюль или небольшой громкоговоритель. Передача сигнала осуществляется НМТ тем же способом, который использован в СБ, только в качестве источника сигнала выступает обычно электретный или электродинамический микрофон.
