Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Глава 2. Передача речи в св радиоканалах с временным разделением каналов приема и передачи
2.1 Анализ вариантов реализации дуплексной связи Симплексный вид работы систем радиосвязи, обычно применяемый для связи в КВ, СВ и более низкочастотных диапазонах, требует для периодической смены направления передачи информации синхронного и обратного (противофазного) переключения радиостанций, участвующих в обмене, из режима передачи в режим приема и наоборот. Недостатки симплексного вида работы (необходимость периодического нажатия на тангенту при ведении радиотелефонной связи, влияние человеческого фактора, в результате которого может нарушаться синхронность переключения радиостанций, невозможность прослушивания другого корреспондента и его окружения в периоды времени, когда его радиостанция находится в режиме приема, а также, невозможность передачи срочного сообщения корреспонденту, когда его радиостанция находится в режиме передачи) обусловили появление множества предложений по его совершенствованию, в которых делались попытки частичного решения проблемы. На практике, однако, эти предложения распространения не нашли. Дуплексная передача речи, широко применяемая в ОВЧ/УВЧ радиостанциях, ставшая привычной благодаря сотовым и транкинговым системам связи, в КВ и СВ диапазонах пока не нашла широкого применения из-за сложности её реализации, в частности из-за мешающего влияния на приемник собственного передатчика. Дуплексный речевой обмен, обеспечивающий непрерывный аудиоконтакт корреспондентов друг с другом, по сравнению с симплексным режимом работы является более комфортным, а в ряде приложений – необходимым, либо крайне желательным. Рассмотрим кратко методы реализации дуплексной радиосвязи в СВ и КВ диапазонах. Традиционно для обеспечения дуплексной работы организуются два канала с дуплексным разносом несущей частоты, реализующих передачу сигнала в противоположных направлениях. В ДКМ и более низкочастотных системах связи для устранения вредного воздействия передатчика на собственный приемник и реализации дуплексного режима работы помимо частотного разнесения используется либо пространственное разнесение приемного и передающего фрагментов радиоузла, либо пространственное разнесение приемной и передающей антенн для совмещенного радиоузла или радиостанции.
Наиболее эффективным, но затратным является пространственное разнесение (на расстояние от единиц до десятков километров) приемника и передатчика, объединение их линией связи и единой системой управления. Примерами стационарных радиоузлов с пространственным разнесением приемного и передающего центров могут служить: стационарный КВ ретранслятор в монографии О.В. Головина [21]; стационарный береговой КВ радиоузел, представленный в работе [1]. Примерами мобильных КВ радиоузлов с пространственным разнесением приемных и передающих аппаратных могут служить мобильные автоматизированные радиоузлы, разработанные при участии автора [51, 52]. Связь приемных и передающих мобильных аппаратных осуществляется по радиорелейным линиям связи. Управление мобильными радиоузлами обеспечивается от аппаратной управления для радиоузла [51], либо от приемной аппаратной - для радиоузла [52]. Применение пространственного разнесения полностью решает проблемы дуплексного обмена, при этом каналы передачи и приема должны размещаться на разных частотах, но требования к величине дуплексного разнесения по частоте между ними не предъявляются. Очевидно, что метод пространственного разнесения приемного и передающего фрагментов КВ радиоузла ввиду его технической сложности и высокой стоимости реализации приемлем только для многоканальных радиоузлов с передатчиками большой мощности. Другим методом реализации дуплексного обмена является пространственное разнесение приемных и передающих антенн в совмещенных приемопередающих радиоузлах. В ряде случаев возможности пространственного разнесения на расстояния в единицы или десятки километров приемного и передающего фрагментов радиоузла отсутствуют [1], например, при размещении радиоузла на корабле, самолете, автомобиле, крыше здания. При этом, как правило, возможности разнесения приемных и передающих антенн также ограничены. Подключение приемника и передатчика ДКМ радиостанции на разные антенны с их разнесением на 100 ÷ 200 м позволяет увеличить «изоляцию» приемного тракта от передающего на 30 ÷ 50 дБ, что дает возможность реализовать дуплексный режим работы при использовании приемников с повышенной избирательностью, разнесении частот приема и передачи не менее 10% номинального значения и выполнении жестких требований к передатчику по величине внеполосных излучений. В Омском НИИ приборостроения при участии автора в качестве зам. главного конструктора разработана мобильная приемопередающая аппаратная на базе шасси КАМАЗ, включающая в своем составе КВ приемники с повышенной избирательностью (12 каналов приема) и два передатчика мощностью 1 кВт каждый. Дуплексная работа приемников и передатчиков достигается за счет пространственного разнесения приемных и передающих антенн на расстояние 100 – 150 м. Разработка совмещенной приемопередающей аппаратной является существенным шагом вперёд, т.к. при этом достигается значительное снижение стоимости радиоузла, по сравнению с территориально разделенным, уменьшение необходимого количества транспортной техники, обслуживающего персонала, уменьшение времени развертывания и свертывания и др. Недостатком совмещенных радиоузлов с разнесёнными приемными и передающими антеннами является выпадение из обмена области частот, обеспечивающей дуплексный разнос частот приемных и передающих каналов, составляющей порядка 10% номинала рабочей частоты, т.е. значительную часть диапазона ОРЧ.
Работа приемника и передатчика радиостанции на одну антенну с использованием дуплексного фильтра, как это реализуется в ОВЧ и более высокочастотных диапазонах, вСВ и КВ диапазонах частот не применяется из за невозможности организовать достаточный дуплексный разнос частот приема и передачи, невозможности применения эффективных объемных резонаторов. Невозможность обеспечить одновременные прием и передачу на одну антенну при частотном разнесении не позволяет реализовать дуплексный режим обмена вСВ и КВ диапазонах частот в портативных радиостанциях (1¼20 Вт) и в работающих на ходу мобильных радиостанциях (10¼200 Вт), что значительно сокращает область применения режима дуплексного обмена. Рассмотрим реализацию дуплексного обмена в транкинговых системах связи УКВ диапазона. В транкинговых системах связи с аналоговой передачей речи (стандарты MPT1327, SmarTrunk, LTR, Smartnet и др.) основной режим работы абонентских радиостанций - двухчастотный симплекс, при этом на базовой станции используются дуплексные радиостанции-ретрансляторы [76]. Между тем, в ТСС перечисленных стандартов предусмотрена возможность обеспечения дуплексной связи. В этом случае используют более дорогие дуплексные абонентские радиостанции (реализация дуплексных абонентских радиостанций возможна на частотах порядка 150 МГц и выше). Кроме того, для обеспечения дуплексной связи двух абонентов друг с другом необходимо выделение на базовой станции вместо одного транкингового канала, включающего разнесенные по частоте канал передачи и канал приема, двух транкинговых каналов, т.е. использования дополнительного ретранслятора. Необходимо отметить, что перечисленные аналоговые транкинговые системы связи ориентированы на работу в диапазонах частот ОВЧ/УВЧ – 150 МГц и выше, хотя известны примеры создания систем SmarTrunk в диапазоне 33-48 МГц [77]. Транкинговые системы указанных выше протоколов могут быть реализованы и в СВ диапазоне радиоволн, однако при этом потребуются более габаритные антенны на базовой станции и значительно больший пространственный разнос приемных и передающих антенн для обеспечения дуплексной работы базовой станции. Реализация же дуплексной связи в такой системе СВ диапазона станет проблематична из-за невозможности создания дуплексной носимой и мобильной радиостанций с частотным разделением каналов приема и передачи, работающих на одну антенну.
В современных цифровых сотовых и транкинговых системах связи УКВ диапазона для реализации дуплексного обмена широко применяется комбина-ция частотного и временного разнесения каналов приема и передачи. При этом, базовые станции реализуются как обычные дуплексные радиостанции с разне-сением частот приема и передачи. Однако прием и передача в каждом транкин-говом канале реализуется в разные отрезки времени (слоты), что позволяет в качестве абонентских радиостанций использовать симплексные цифровые радиостанции, периодически переключаемые с приема на передачу для передачи и приема элементов речевого сигнала, чем обеспечивается временное разнесение. Рассмотрим реализацию дуплексного взаимодействия базовой и абонентской станций на примере стандарта TETRA [60, 77], разработанного Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (European Telecommunications Standards Institute), используемая аббревиатура - ETSI. Основным элементом временной структуры физического канала стандарта TETRA является кадр, содержащий 4 временных окна (по 14,167 мс), что позволяет на одной несущей реализовать 4 независимых транкинговых канала. Дуплексная базовая станция выделяет в каждом кадре для абонентской станции одно временное окно для приема информации на частоте F1 и одно окно для передачи информации на частоте F2, при этом окна приема и передачи информации сдвинуты друг относительно друга на длительность двух окон. На рис. 2.1 представлен кадр абонентской радиостанции стандарта ТЕТРA. На абонентских радиостанциях производятся следующие преобразования речевого сигнала: - преобразование с помощью АЦП (16 разрядов) аналогового речевого сигнала в цифровую последовательность с частотой выборок 8 кГц; - кодирование цифрового сигнала речи кодером CELP с целью сокращения избыточности (при этом скорость цифрового потока речевого сигнала снижается до 4,8 кбит/с);
Рис. 2.1. Кадр абонентской радиостанции стандарта ТЕТRA. - селективное канальное кодирование сжатого цифрового сигнала, включающее процессы блочного кодирования, сверточного кодирования, перемежения и скремблирования (при этом формируются пакеты речевого сигнала по 432 бит, полученные на длительности всего кадра и предназначенные для передачи в радиоканал в выделенном для передачи временном окне); - пакет дополняется служебной информацией (при этом его длина доводится до 510 бит) и в интервалы временного окна передачи излучается абонентской радиостанцией в радиоканал со скоростью 36 кбит/с. Базовая станция заменяет служебную информацию в принимаемых пакетах, оставляя неизменным речевой сигнал, и отправляет новые пакеты на абонентскую радиостанцию другого корреспондента. С принимаемыми от базовой станции пакетами абонентская станция проводит цикл операций, обратный вышеописанному, получая в итоге исходный цифровой речевой сигнал, который подается на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), а затем, после фильтрации и усиления, - на динамик. Таким образом, организация дуплексной связи с временным разделением каналов приема и передачи в стандарте TETRA, как и в ряде других цифровых стандартах, позволяет использовать в качестве абонентской станции симплексную радиостанцию, регулярно переключаемую с необходимой скоростью с приема на передачу. Временное разнесение процессов приема и передачи речевого сигнала в абонентской радиостанции существенно упрощает решение задачи электромагнитной совместимости, т.к. в периоды работы передатчика приемник отключается от антенны. Применяемый дуплексный разнос частот приема и передачи (в стандарте TETRA он составляет 10 МГц) необходим для дуплексной работы базовой станции. Существующие транкинговые и сотовые системы связи с временным разнесением каналов приема и передачи, в том числе и рассмотренная выше TETRA, также предназначены для работы в диапазонах ОВЧ/УВЧ. Рассмотрим возможно ли реализовать в диапазоне СВ дуплексный режим с временным разнесением каналов приема и передачи. Положительный ответ на этот вопрос позволит применить его в портативных и мобильных радиостанциях указанного диапазона.
|
|||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-17; просмотров: 586; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.133.147.252 (0.01 с.) |