Устаткування для мовних систем МІТРІС (MVDDS) І MMDS нового покоління

До мовним системам нового покоління висуваються такі вимоги:


1. Досягнення великих розмірів зони обслуговування;
2. Зменшення смуги частот, займаної одним радіоканалом (збільшення спектральної ефективності);
3. Використання прогресивних методів цифрового стиснення, що дозволяють при тій же сумарній швидкості передачі даних передавати більшу кількість телепрограм;
4. Нові підходи до формування багатоканальних одночастотних синхронних мереж мовлення, які виконуються у вигляді взаімоперекривающіхся осередків, що дозволяє реалізувати зону обслуговування будь-яких розмірів і конфігурації.
Перше з цих вимог виконується завдяки заміні групових передавачів одноканальними. При цьому кожен з одноканальних передавачів працює на індивідуальну всеспрямовану антену. Груповий багатоканальний сигнал утворюється шляхом частотного мультиплексування безпосередньо в середовищі поширення.
Зменшення смуги частот, займаних одним радіоканалом, досягається за рахунок застосування більш ефективних з точки зору використання спектру типів модуляції, а саме, COFDM і 64QAM. Крім того, використання COFDM дозволяє на основі пропонованих Базових станцій будувати багатоканальні одночастотні синхронні мережі мовлення, які представляють собою працюють паралельно і незалежно один від одного одночастотні синхронні мережі (SFN).
Використання більш прогресивної схеми стиснення відео MPEG-4 AVC дозволяє майже в два рази збільшити кількість переданих ТВ каналів при тій же сумарній швидкості цифрового потоку.
Нові підходи до формування багатоканальних одночастотних синхронних мереж мовлення пов'язані з новими принципами використання ВОЛЗ для передачі телевізійних сигналів від Центральної станції мовного комплексу до Базовим станціям.


Метод частотного мультиплексування в середовищі поширення.


При проектуванні мовних комплексів дуже часто стоїть завдання передачі великого числа (понад 100) ТВ каналів в обмеженою смузі частот. При цьому радіус зони обслуговування може становити 50 км і більше. В одному каналі зазвичай передається мультиплекс з цифрових ТВ програм, що включає не більше 10-ти ТВ програм. Для передачі 100 ТВ програм необхідно використовувати не менше 10-ти радіочастотних каналів (радіостволов).
З поставленої задачі однозначно випливає необхідність застосування одноканальних передавачів, оскільки груповий передавач буде надмірно складним і дорогим.
На наступному етапі проектіроспособа мультиплексування радіоканалів з метою випромінювання в ефір усіх сигналів, отриманих від одноканальних передавачів
Частотне мультиплексування в середовищі поширення - це метод складання в просторі потужностей сигналів різної частоти, що випромінюються окремими антенами з круговою діаграмою спрямованості, кожна з яких випромінює сигнал тільки одного канального передавача. Всі антени мають кругову діаграму спрямованості. Взаємний вплив антен один на одного, яке може спотворити їх діаграми спрямованості має бути зведено до мінімуму.
Далі буде представлений варіант реалізації подібного комплексу на прикладі передавальний комплекс Системи MMDS (такий же приблизно вид система буде мати і при її використанні в інших частотних діапазонах).


Структурна схема Базовою станції.


Структурна схема Базовою станції покудованія тут розміщена всередині вологонепроникного шафи, який забезпечений термостатом і системою вентиляції. Сигнал, отриманий від оптичного приймача (який також може бути поміщений в шафа), являє собою груповий багатоканальний сигнал, в якому канали можуть розташовуватися довільно в заданому діапазоні частот.
Даний сигнал повинен бути обработs. З їх допомогою канали групуються по частоті в певному порядку з інтервалом 10 МГц.


Розподіл потужності вхідного сигналу між Процесорами проводиться за допомогою петльових входів Процесорів, в яких частина сигналу відгалужується в відповідний Процесор, а решті сигнал надходить на вхід наступного Процесора. При цьому втрати сигналу становлять 1,5 дБ на кожному з'єднанні. Для того щоб різниця в рівнях сигналів н-го Процесора не відрізнялася б сильно (на 18 дБ), сигнал попередньо ділиться на дві рівні частини за допомогою спліттера, а потім надходить на групи з 9-ти Процесорів. При цьому різниці в рівнях зменшуються до 9 дБ. Так ми економимо запас за діапазоном регулювання для вхідних схеми АРМ. З виходів Процесорів сигнали надходять на ППФ, за допомогою яких здійснюється канальна фільтрація в смузі 8 МГц, що дозволяє зменшити рівень позасмугових перешкод і шумів. Харчування на BUC подається по радіочастотним кабелям. Інжектірованіе напруги живлення в усі 12 кабелів проводиться в кросовер.


Головні відмінності запропонованої системи від використовувалися раніше систем будуть наступними:

1. Використання методу частотного мультиплексування сигналів одноканальних передавачів в середовищі передачі (ефірі) за допомогою системи антен з круговою діаграмою спрямованості.
2. Передача сигналів окремих каналів від студійної частини комплексу до його частини, що поміщається на вершині вежі, за допомогою багатожильного оптоволоконного кабелю, що включає в свою конструкцію провідник, котрий використовується для подачі напруги живлення від джерела живлення поз. 8 на радіочастотну частина комплексу та оптичні приймачі. Така побудова дозволяє передавати сигнали на великі відстані і виключає накопичення шумів і перешкод на лінії ВОЛЗ.
3. Досягається за рахунок використання ВОЛЗ можливість передачі сигналів на великі відстані і забезпечення при цьому високої перешкодозахищеності в умовах промислових перешкод дозволяють побудувати на основі даних Базових станцій мережі одночастотне синхронного мовлення (SFN) для кожного з каналів, мультіплексіруемих в середовищі поширення.
При цьому сигнали від Центральної станції мережі (Студійного комплексу) передаються на що входять до складу мережі Базові станції по волоконно-оптичним кабелям, що дозволяє організувати одночастотну синхронну мережу мовлення для кожного з каналів.
Крім того, оскільки затримки при передачі по ВОЛЗ на відстанях декількох десятків км дуже малі і можуть бути заздалегідь визначені, а відбиті сигнали відсутні, синхронізація всій мережі досягається на Центральній станції шляхом корекції розсіювання затримки в кожному з каналів. При великих розмірах мережі це може дати великий економічний ефект, так як кількість коректорів буде мінімальним.
 
Застосування методу частотного мультиплексування в середовищі поширення дозволяє реалізувати Базову станцію, яка при використанні відносно малопотужних передавачів спільно з іншими Базовими станціями, що працюють в сусідніх осередках мережі, забезпечує покриття значної території багатоканальним мовним сигналом. Застосування для кожного з каналів методу синхронної передачі символів COFDM усіма що входять до складу мережі Базовими станціями дозволяє отримати велику економію частотного ресурсу.

Метод передачі окремих каналів на ПЧ по окремим жилах оптоволоконного кабелю дозволяє:
1. Ідеально ізолювати сигнали окремих каналів один від одного і уникнути взаємних наведень, які можуть виникати при передачі сигналів на ПЧ по окремим коаксіальним кабелям.
2. Надійно захистити обладнання, яка розташовується в апаратної біля підніжжя вежі або на деякому віддаленні від неї, від грозових розрядів за рахунок того, що оптичний кабель не має електропровідність.
3. Надійно захистити обладнання від промислових перешкод.
4. Істотно підвищити захищеність від перешкод, створюваних іншими РЕЗ.

Важливим також є те обставина, що при відносно малих розмірах осередків (до 10 км) в мережі SFN мовлення є можливість з'єднати Базові станції з Центральною станцією за допомогою багатоканальних ВОЛЗ. Зазвичай синхронізація в мережах SFN досягається шляхом використання тимчасових міток, які виділяються приймачами системи GPS, що встановлюються на кожній БС. При передачі сигналів від ЦС до БС по ВОЛЗ від їх використання можна відмовитися. Розсіювання затримки при передачі сигналів до кожної БС по ВОЛЗ буде зневажливо малим, а затримка, що виникає в будь-який з БС по відношенню до ЦС (за рахунок передачі по ВОЛЗ на відстань близько 15 км) буде легко прогнозованою.
Компенсувати її можна введенням додаткової затримки на ЦС. При цьому досягається значне здешевлення безлічі БС.

Повний текст статті у форматі pdf завантажити


130 31.05.2020