Наименование Артикул Цена Скидка К-во Стоимость
{$description} {$articul} {$price} {$sum} 1
Всего: ${quantity} ${sum}
Корзина заказов:
Ваша корзина пуста



Передающий комплекс центральной и базовой станций телерадиоинформационной системы, имеющей сотовую структуру «МИТРИС-СС»

на главную Статьи ЧАО «Рокс» Передающий комплекс центральной и базовой станций телерадиоинформационной системы, имеющей сотовую структуру «МИТРИС-СС»

Передающий комплекс центральной и базовой станций телерадиоинформационной системы, имеющей сотовую структуру «МИТРИС-СС»

МПК (7) Н04В7/165

Передающий комплекс центральной и базовой станций телерадиоинформационной системы, имеющей сотовую структуру «МИТРИС-СС»

Ксензенко П.Я., Бойченко М.П., Химич П.В.,

Май А.В., Якименко В.П.

ЗАО «РОКС»

Полезная модель относится к специальной микроволновой технике связи, которая обеспечивает передачу и прием данных по каналам радиосвязи.

Известны устройства, в которых тракт передачи в области сверхвысоких частот (СВЧ) выполнен по принципу сложения мощностей одноканальных передатчиков при помощи мультиплексоров, образованных канальными фильтрами, которые установлены на выходах каждого из передатчиков, и системой ферритовых циркуляторов (1,2,3). При этом ширина полосы частот, которую занимает один канал, - около 20МГц, а шаг сетки частот между соседними каналами – 28МГц. На частоте 12 ГГц канальные фильтры с необходимыми характеристиками могут быть выполнены на структурах с высокой добротностью, например, в виде волноводных фильтров или фильтров на диэлектрических резонаторах.

Недостатком указанных устройств является то, что фильтры, используемые в передатчиках, являются дорогими и сложными в настройке (каждый из канальных фильтров требует индивидуальной настройки), а количество передатчиков равно количеству радиоканалов. С целью предотвращения потерь сигнала громоздкий и дорогой блок СВЧ-передатчиков должен быть расположен вблизи от передающей антенны, что требует значительных капитальных затрат при монтаже оборудования. Более того, при ретрансляции многоканального сигнала на другую базовую станцию (БС) весь комплект передатчиков и мультиплексоров должен быть повторен. При инсталляции системы изменение ее конфигурации (изменение порядка и частот радиоканалов) реализуется с большими трудностями.

Наиболее близким устройством, которое имеет то же назначение, что и заявляемое, является устройство, включающее программируемый конвертор-формирователь группового сигнала промежуточной частоты, который соединен с блоками частотной модуляции и передатчиком. Передатчик, в свою очередь, соединен с антенной (4). В указанном устройстве, в отличие от приведенных ранее, для передачи нескольких каналов применен групповой широкополосный передатчик. Передатчик представляет собой широкополосный мощный повышающий преобразователь частоты, который используется для переноса спектра промежуточных частот путем преобразования вверх в диапазон СВЧ и соответствующего усиления сигнала по выходу.

К причинам, которые препятствуют достижению ожидаемого технического результата при использовании известного устройства, в частности относится невозможность обеспечения расширения зоны приема для ретрансляторов. Ретрансляторы не могут быть размещены на расстояниях от центральной станции (ЦС), которые превышают размеры зоны обслуживания (они должны быть размещены внутри ячейки). Для получения возможности связи с соседними БС необходимо использовать волоконно – оптические линии связи (ВОЛС) или кабельные линии. Прокладка кабелей или ВОЛС связана со значительными капитальными затратами, а в сформированной инфраструктуре города – просто невозможна. Таким образом, решить поставленную задачу, т.е. расширить зону обслуживания всей сотовой системы и увеличить количество абонентов при помощи указанного устройства (прототипа) невозможно.

Поставленная задача решается благодаря методу, согласно которому заявляемое устройство приобретает сумматор-эквалайзер, который N входами соединяется с выходами N квадратурных модуляторов, а по выходу соединен со входом многоканального делителя мощности, который N выходами соединен с N входами радиорелейных передатчиков, соединенных с радиорелейными антеннами, а по M выходам соединен с M вещательных передатчиков, при этом каждый вещательный передатчик соединен с антенной, а квадратурные модуляторы осуществляют модуляцию QPSK , QAM или COFDM , настройку частот каналов и формирование спектров сигналов в диапазоне промежуточных частот, вещательные и радиорелейные передатчики работают в пределах одного и того же диапазона частот, а при M вещательных передатчиков каждый из них подключен к M секторным антеннам, которые образуют антенную систему.

Исходя из вышесказанного, можно утверждать, что именно соединение приведенных признаков, а также совокупность существенных признаков передающего комплекса обеспечивают появление новых технических возможностей полезной модели, которые состоят в существенном увеличении зоны обслуживания (зоны покрытия сотовой системы) и увеличении общего количества пользователей (абонентов) сети за счет не только увеличения площади зоны обслуживания, но и предотвращения появления участков радиотени.

Решение данной задачи для существующих (классических) телерадиоинформационных систем («МИТРИС») возможно исключительно путем увеличения мощности передатчиков и высоты поднятия антенн, а также увеличения коэффициента усиления антенн и т. д. Эти меры приводят к росту капитальных затрат и экологического загрязнения территорий, которые прилегают к месту установки передатчика. Однако даже эти меры не позволяют в условиях больших городов с их многоэтажной застройкой предотвратить участков радиотени внутри зоны обслуживания. Потенциальные абоненты, которые находятся в пределах участков радиотени, не могут быть обслужены такой системой. Решение указанной проблемы возможно путем построения телерадиоинформационной системы в виде сотовой структуры, состоящей из множества БС, которые соединяются друг с другом и с ЦС, определяющей алгоритм работы всей телерадиоинформационной системы.

Передающий комплекс ЦС и БС, кроме передатчика и антенной системы, которые осуществляют обслуживание собственной ячейки, должен иметь некоторое количество передающих радиорелейных систем, которые осуществляют связь ЦС с БС и БС с БС с помощью радиорелейных линий (РРЛ). Поскольку объем цифровой информации, который складывается из многопрограммного телевидения, Интернета и других сервисов, очень велик, для ее передачи абонентам, располагающимся внутри зон обслуживания (ячеек) ЦС и БС, необходимо использовать широкополосные радиоканалы и большую общую полосу частот, занимаемых в эфире. Те же объемы информации передаются и в направлении от ЦС к нескольким БС. Учитывая сказанное, на первый план выступает проблема экономии частотного ресурса.

Суть предложенной полезной модели поясняется с помощью рисунков Фиг.1 и Фиг.2, на которых в виде структурных схем изображены передающие комплексы с составляющими их элементами и их взаимосвязь.

Передающий комплекс центральной и базовой станций телерадиоинформационной системы, имеющей сотовую структуру «МИТРИС-СС» (Фиг.1) включает в себя квадратурные модуляторы 1, которые своими выходами соединены с N входами сумматора-эквалайзера 2, он, в свою очередь, выходом соединен со входом многоканального делителя мощности 3, который по выходу соединен с N входами радиорелейных передатчиков 4 и входом вещательного передатчика 5, а радиорелейные передатчики 4 соединены с радиорелейными антеннами 6, в то время, как вещательный передатчик 5 по выходу соединен с антенной 7, при этом антенна исполнена с круговой диаграммой направленности.

Передающий комплекс «МИТРИС-СС» (Фиг.2) имеет такое же построение, как и передающий комплекс, изображенный на Фиг.1 за исключением того, что дополнительно включает в себя M вещательных передатчиков 5, которые соединены с M дополнительными многоканального делителя мощности 3 и с M секторных антенн 9 антенной системы 7. Многоканальный делитель мощности 3 при этом имеет общее количество выходов N + M .

Передающий комплекс «МИТРИС-СС» (Фиг.1) работает таким образом. Цифровые потоки MPEG -2, которые представляют собой ремультиплексированные с скремблированные транспортные потоки многопрограммного телевидения, данных Интернет и других цифровых сервисов, поступают на квадратурные модуляторы 1, с помощью которых осуществляется цифровая модуляция QPSK , QAM или COFDM несущих в диапазоне промежуточных частот. Центральные частоты радиоканалов могут быть выбраны произвольным способом для того, чтобы в результате получить групповой сигнал с оптимальной сеткой частот. Все спектральные характеристики модулированных сигналов такие как, например, ширина полосы радиоканала, крутизна склонов энергетического спектра и другие также формируются в модуляторах 1.

Многоканальный групповой сигнал образуется в многоканальном сумматоре-эквалайзере 2. На каждом из входов сумматора-эквалайзера 2 установлены усилители, выполненные по схеме АРМ с изменяемым пороговым уровнем. Такая схема позволяет независимо устанавливать уровень каждой несущей в групповом сигнале, а также поддерживает этот уровень постоянным на выходе устройства при некотором изменении уровней входных сигналов. После усиления сигналы объединяются пассивным бинарным сумматором на основе мостов Вилкинсона.

С выхода сумматора-эквалайзера многоканальный групповой сигнал поступает на вход многоканального (условно на Фиг.1 – трехканального) делителя мощности 3. На входе этого устройства помещен пассивный многоканальный делитель мощности. Он делит мощность многоканального группового сигнала, создавая необходимое количество его копий. Каждый из сигналов усиливается и регулируется по уровню при помощи усилителей.

На выходах делителя установлены инжекторы, с помощью которых напряжения питания от источников питания подаются вместе с сигналом по радиочастотным кабелям на мощные повышающие преобразователи – передатчики 4.

Полученные таким образом копии многоканального группового сигнала подаются на вещательный передатчик 5 и антенну 7, которая излучает во всех направлениях пространства в горизонтальной плоскости, охватывая ячейку, которая прилегает к ЦС или БС. Другие копии группового сигнала, также вместе с напряжениями питания, поступают на радиорелейные передатчики 4 и далее на антенны 6 передатчиков РРС.

Вещательный передатчик 5, радиорелейные передатчики 4 (с антеннами соответственно 7 и 6) могут работать в одном и том же диапазоне частот. Это возможно благодаря значительно большему коэффициенту усиления направленных антенн передающих РРС относительно антенн с широкой диаграммой направленности.

Благодаря большему приблизительно на 30 дБ коэффициенту усиления антенн 6 будет большим и уровень эквивалентной изотропноизлучаемой мощности, т.к. она равна произведению выходной мощности передатчика на коэффициент усиления передающей антенны. Отношение сигнал/шум для приемника РРС, который принадлежит соседней ячейке, с запасом может быть на уровне 20дБ. Таким образом, при соответствующем выборе уровня чувствительности приемника РРС уровни сигналов, излучаемых антенной 7 и принятых приемником РРС, будут ниже уровня собственного шума приемника, и эти сигналы не будут мешать его работе. Это обстоятельство является важным, потому что благодаря нему достигается существенная экономия частотного ресурса при формировании сотовой структуры. Работа передающего комплекса «МИТРИС-СС», который показан на Фиг. 2, отличается тем, что количество выходов многоканального делителя мощности 3 увеличено на M выходов, а антенная система 7, состоящая из М секторных антенн 9 сформирована таким образом, чтобы обеспечить необходимую общую диаграмму направленности. Преимущество такой антенной системы состоит в возможности гибкого и оперативного изменения ее диаграммы направленности в горизонтальной плоскости за счет изменения уровней сигналов на выходах вещательных передатчиков, а также за счет разного количества и разных индивидуальных диаграмм направленности каждой из антенн, входящих в систему. Система с групповым передатчиком (повышающим преобразователем) имеет ряд безусловных преимуществ. Учитывая то, что передатчик выполнен в виде мощного повышающего преобразователя, все действия с многоканальным

Фиг. 1

Фиг. 2

групповым сигналом могут производиться на промежуточной частоте (преимущество необходимо отдать полосе частот в L -диапазоне). После всех необходимых манипуляций над групповым сигналом (суммирование, деление, выравнивание уровней и т. д.) он подается на передатчик и в антенну.

Использование относительно низких промежуточных частот в L -диапазоне позволяет значительно упростить и разнообразить оборудование для обработки сигнала. Например, для суммирования отдельных радиоканалов вместо мультиплексора, состоящего из СВЧ-фильтров и волноводных ферритовых циркуляторов, можно применить пассивные бинарные мосты Вилкинсона на микрополосковых или копланарных линиях, а потери в них, которые составляют 3-15дБ, легко могут быть восполнены с помощью широкополосных усилителей.

В указанной системе параметры отдельных каналов и частотный план их взаимного расположения может быть легко изменен, поскольку никаких жестко настроенных на определенные частоты элементов в системе нет.

Благодаря многосекторному построению антенной системы общая диаграмма направленности может быть хорошо адаптирована к требованиям, которые продиктованы особенностями местности или застройки ячейки. Кроме того, поскольку уровни сигналов на каждом из М выходов многоканального делителя мощности можно достаточно легко изменять за счет регулировки коэффициентов усиления каждого из М усилителей, установленных на М выходах многоканального делителя мощности, общая диаграмма направленности антенной системы может быть оперативно изменена. В большом городе такая потребность может возникнуть вследствие нового строительства, которое не было предусмотрено на время инсталляции системы, или в силу других обстоятельств.

Для организации радиорелейных стволов, которые должны связать конкретную БС с другими БС и ЦС, достаточно разделить мощность многоканального радиосигнала для получения нескольких частей (копий) и подать их на радиорелейные передатчики. Важно то, что, как было указано ниже, радиорелейные передатчики могут занимать ту же полосу частот, что и вещательный передатчик.

В заявляемой системе вместо частотной модуляции применены современные виды цифровой модуляции, а именно: QPSK (соответственно стандарту DVB - S ), QAM (соответственно стандарту DVB - C ), COFDM (соответственно стандарту DVB - T ).

Все три вида модуляции предусматривают использование квадратурных модуляторов. Современные микросхемы квадратурных модуляторов, которые работают в L -диапазоне, позволяют перекрыть диапазон больше одной октавы при удовлетворительных параметрах модуляции.

Современные микросхемы синтезаторов частот позволяют генерировать стабильные несущие с низким уровнем фазовых шумов при малом шаге перестройки частоты и широком диапазоне перестройки, который превышает октаву. Таким образом, модуляторы, приведенные на Фиг.1 и Фиг.2, могут оперативно перестраиваться во всем установленном диапазоне частот.

Главным отличием заявляемого передающего комплекса является способность работать в составе ЦС и БС телерадиоинформационных систем, имеющих сотовую структуру. Поставленная задача требует введения в систему нескольких предающих радиорелейных станций, способных передавать сигналы на расстояния, которые превышают размеры ячейки (зоны обслуживания ЦС или БС).

Источники информации :

1. Патент Украины № 30000, Бюл. №2, 2002г.

2. Патент Украины № 45504, Бюл. №4, 2002г.

3. Патент Украины № 55566, Бюл. №4, 3003г.

4. Патент Украины № 44933, Бюл. №3, 2002г.

Генеральный директор

ЗАО «РОКС» Ксензенко П.Я.

Формула полезной модели.

1. Передающий комплекс центральной и базовой станций телерадиоинформационной системы, имеющей сотовую структуру, который включает в себя СВЧ-передатчик, антенну, конвертор-формирователь группового сигнала, который соединен с передатчиком и блоками модуляции, который соединен с передатчиком и блоками модуляции, который отличается тем, что имеет сумматор-эквалайзер, который N входами соединен с выходами N квадратурных модуляторов, а выходом соединен со входом многоканального делителя мощности, который N выходами соединен с N входами радиорелейных передатчиков, при этом каждый вещательный передатчик соединен с антенной

2. Передающий комплекс центральной и базовой станций телерадиоинформационной системы, имеющей сотовую структуру, по п.1, который отличается тем, что квадратурные модуляторы осуществляют модуляцию QPSK , QAM или COFDM , настройку радиоканалов по частоте и формирование спектров сигналов в диапазоне промежуточных частот.

3. Передающий комплекс центральной и базовой станций телерадиоинформационной системы, имеющей сотовую структуру, по п.1, который отличается тем, что вещательные и радиорелейные передатчики работают в пределах одного и того же диапазона частот.

4. Передающий комплекс центральной и базовой станций телерадиоинформационной системы, имеющей сотовую структуру, по п. 1, который отличается тем, что при М вещательных передатчиках каждый из них подключен к М секторных антенн, образующих антенную систему.

Генеральный директор

ЗАО «РОКС» Ксензенко П.Я.

РЕФЕРАТ

Объект полезной модели: передающий комплекс центральной и базовой станций телерадиоинформационной системы, имеющей сотовую структуру. Область применения: полезная модель относится к специальной микроволновой технике связи, которая обеспечивает передачу и прием данных по каналам радиосвязи. Суть полезной модели: устройство имеет сумматор-эквалайзер, который N входами соединен с выходами N квадратурных модуляторов, а по выходу соединен со входом многоканального делителя мощности, который по N выходам соединен с N входами радиорелейных передатчиков, которые соединены с радиорелейными антеннами, а по М выходам соединены с М вещательными передатчиками, при этом каждый вещательный передатчик соединен с антенной, а квадратурные модуляторы осуществляют модуляцию QPSK , QAM или COFDM , настройку каналов по частоте и формирование спектров сигналов в диапазоне промежуточных частот, вещательные и радиорелейные передатчики работают в пределах одного и того же диапазона частот, а при М вещательных передатчиках, каждый из них подключен к М секторным антеннам, которые образуют антенную систему. Технический результат: передающий комплекс способен работать в составе ЦС или БС телерадиовещательных систем, которые имеют сотовую структуру. Ввод в систему нескольких передающих радиорелейных станций обеспечивает передачу сигналов на расстояния, превышающие размеры ячейки (зоны обслуживания ЦС и БС), а также обеспечивает связь с соседними БС сотовой системы.



 




mediasat

search_ch



вверх
Рокс © 2007—2020. Спутниковое телевидение. Все права защищены