|
Реферат: Антенный усилитель с подъёмом АЧХ (Радиоэлектроника)
Министерство общего и профессионального образования
Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
(ТУСУР)
Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)
Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.
Пояснительная записка к курсовому
проекту по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств»
Выполнил
студент гр.148-3
______Размолодин Д.Б.
Проверил
преподаватель каф. РЗИ
______Титов А.А.
2001
Содержание
1.Введение..................................................................
........................3
2.Техническое
задание.....................................................................
.4
3.Расчётная
часть…......................................................................
.....5
3.1 Структурная схема
усилителя...........................................…..5
3.2 Распределение линейных искажений в области ВЧ ........….5
3.3 Расчёт выходного каскада……………………………............5
3.3.1 Выбор рабочей
точки..................................................5
3.3.2 Выбор
транзистора......................................................6
3.3.3 Расчёт эквивалентной схемы
транзистора…………………………………...............7
3.3.4 Расчёт цепей термостабилизации……………...........9
3.4 Расчёт входного каскада
по постоянному току.……………………………….............14
3.4.1 Выбор рабочей точки……………………….............14
3.4.2 Выбор транзистора………………………….............15
3.4.3 Расчёт эквивалентной схемы
транзистора………………………………….............15
3.4.4 Расчёт цепей термостабилизации.…………............16
3.5 Расчёт корректирующих цепей……………………..............17
3.5.1 Выходная корректирующая цепь………….............17
3.5.2 Расчёт межкаскадной КЦ……………………..........18
3.5.3 Расчёт входной КЦ …………………………............21
3.6 Расчёт разделительных и блокировочных
ёмкостей……………………………………………...............23
4 Заключение…………………………………………….…………26
Литература
1.Введение
В данной курсовой работе требуется рассчитать антенный усилитель с
подъёмом амплитудно-частотной характеристики. Необходимость усиливать
сигнал, принимаемый антенной, возникает из-за того, что достаточно велики
потери в кабеле, связывающем антенну и приёмное устройство. К тому же
потери значительно возрастают с ростом частоты.
Для того, чтобы компенсировать эти потери сигнал после приёма
предварительно усиливают, а затем направляют в приёмный тракт. При этом
усилитель должен иметь подъём АЧХ в области высоких частот. В данной работе
требовалось обеспечить подъём равный 6дБ на октаву.
При проектировании любого усилителя основной трудностью является
обеспечение заданного усиления в рабочей полосе частот. В данном случае
полоса частот составляет 400-800 МГц. С учётом того, что усилительные
свойства транзисторов значительно ухудшаются с ростом частоты, то
разработка устройства с подъёмом АЧХ на таких частотах является непростой
задачей.
Наиболее эффективным представляется использование в данном случае
межкаскадных корректирующих цепей 4-го порядка. Такая цепь позволяет делать
коэффициент усиления с подъёмом до 6 дБ в полосе частот от 0 до fв, что
очень важно для данного устройства. Использование этих корректирующих цепей
даёт возможность брать транзисторы с граничной частотой [pic], т.е. менее
дорогостоящие, без ухудшения параметров всего усилителя.
2. Техническое задание
Усилитель должен отвечать следующим требованиям:
1. Рабочая полоса частот: 400-800 МГц
2. Линейные искажения
в области нижних частот не более 3 дБ
в области верхних частот не более 3 дБ
3. Коэффициент усиления 25 дБ с подъёмом области верхних частот 6 дБ
4. Амплитуда выходного напряжения Uвых=2.5 В
5. Диапазон рабочих температур: от +10 до +60 градусов Цельсия
6. Сопротивление источника сигнала и нагрузки Rг=Rн=50 Ом
3. Расчётная часть
3.1 Структурная схема усилителя.
Учитывая то, что каскад с общим эмиттером позволяет получать усиление
до 20 дБ, оптимальное число каскадов данного усилителя равно двум.
Предварительно распределим на каждый каскад по 15 дБ. Таким образом,
коэффициент передачи устройства составит 30 дБ, из которых 25 дБ требуемые
по заданию, а 5 дБ будут являться запасом усиления.
Структурная схема, представленная на рисунке 3.1, содержит кроме
усилительных каскадов корректирующие цепи, источник сигнала и нагрузку.
[pic]Рисунок 3.1
3.2 Распределение линейных искажений в
области ВЧ
Расчёт усилителя будем проводить исходя из того, что искажения
распределены следующим образом: выходная КЦ–1 дБ, выходной каскад с
межкаскадной КЦ–1.5 дБ, входной каскад со входной КЦ–0.5 дБ. Таким образом,
максимальная неравномерность АЧХ усилителя не превысит 3 дБ.
3. Расчёт выходного каскада
3.3.1 Выбор рабочей точки
Координаты рабочей точки можно приближённо рассчитать по следующим
формулам [1]:
[pic],
(3.3.1)
где [pic]
(3.3.2)
[pic],
(3.3.3)
где [pic] – начальное напряжение нелинейного участка выходных
характеристик транзистора, [pic].
Так как в выбранной мной схеме выходного каскада сопротивление
коллектора отсутствует, то [pic]. Рассчитывая по формулам 3.3.1 и 3.3.3,
получаем следующие координаты рабочей точки:
[pic]мА,
[pic]В.
Найдём мощность, рассеиваемую на коллекторе [pic]мВт.
3.3.2 Выбор транзистора
Выбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных
параметров:
1. граничной частоты усиления транзистора по току в схеме с ОЭ
[pic];
2. предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер
[pic];
1. предельно допустимого тока коллектора
[pic];
4. предельной мощности, рассеиваемой на коллекторе
[pic].
Этим требованиям полностью соответствует транзистор КТ996Б-2. Его
основные технические характеристики приведены ниже.
Электрические параметры:
1. Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ [pic]МГц;
2. Постоянная времени цепи обратной связи [pic]пс;
3. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ [pic];
4. Ёмкость коллекторного перехода при [pic] В [pic]пФ;
5. Индуктивность вывода базы [pic]нГн;
6. Индуктивность вывода эмиттера [pic]нГн.
Предельные эксплуатационные данные:
1. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер [pic]В;
2. Постоянный ток коллектора [pic]мА;
3. Постоянная рассеиваемая мощность коллектора [pic] Вт;
4. Температура перехода [pic]К.
Нагрузочные прямые по переменному и постоянному току для выходного
каскада представлены на рисунке 3.2. Напряжение питания выбрано равным 10В.
[pic]
Рисунок 3.2
3.3.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора
Поскольку рабочие частоты усилителя заметно больше частоты [pic], то из
эквивалентной схемы можно исключить входную ёмкость, так как она не влияет
на характер входного сопротивления транзистора. Индуктивность же выводов
транзистора напротив оказывает существенное влияние и потому должна быть
включена в модель. Эквивалентная высокочастотная модель представлена на
рисунке 3.3. Описание такой модели можно найти в [2].
[pic]
Рисунок 3.3
Параметры эквивалентной схемы рассчитываются по приведённым ниже
формулам.
Входная индуктивность:
[pic],
(3.3.3)
где [pic]–индуктивности выводов базы и эмиттера.
Входное сопротивление:
[pic],
(3.3.4)
где [pic], причём [pic], [pic]и [pic] – справочные данные.
Крутизна транзистора:
[pic],
(3.3.5)
где [pic], [pic], [pic].
Выходное сопротивление:
[pic].
(3.3.6)
Выходная ёмкость:
[pic]. (3.3.7)
В соответствие с этими формулами получаем следующие значения элементов
эквивалентной схемы:
[pic]нГн;
[pic]пФ;
[pic]Ом
[pic]Ом;
[pic]А/В;
[pic]Ом;
[pic]пФ.
3.3.4 Расчёт цепей термостабилизации
Существует несколько вариантов схем термостабилизации. Их использование
зависит от мощности каскада и от того, насколько жёсткие требования к
термостабильности. В данной работе рассмотрены три схемы термостабилизации:
пассивная коллекторная, активная коллекторная и эмиттерная.
3.3.4.1 Пассивная коллекторная термостабилизация
Данный вид термостабилизации (схема представлена на рисунке 3.4)
используется на малых мощностях и менее эффективен, чем две другие, потому
что напряжение отрицательной обратной связи, регулирующее ток через
транзистор подаётся на базу через базовый делитель.
[pic]
Рисунок 3.4
Расчёт, подробно описанный в [3], заключается в следующем: выбираем
напряжение [pic] (в данном случае [pic]В) и ток делителя [pic](в данном
случае [pic], где [pic] – ток базы), затем находим элементы схемы по
формулам:
[pic];
(3.3.8)
[pic],
(3.3.9)
где [pic]– напряжение на переходе база-эмиттер равное 0.7 В;
[pic].
(3.3.10)
Получим следующие значения:
[pic]Ом;
[pic]Ом;
[pic]Ом.
3.3.4.2 Активная коллекторная термостабилизация
Активная коллекторная термостабилизация используется в мощных каскадах
и является очень эффективной, её схема представлена на рисунке 3.5. Её
описание и расчёт можно найти в [2].
[pic]
Рисунок 3.5
В качестве VT1 возьмём КТ315А. Выбираем падение напряжения на резисторе
[pic] из условия [pic](пусть [pic]В), затем производим следующий расчёт:
[pic];
(3.3.11)
[pic];
(3.3.12)
[pic];
(3.3.13)
[pic];
(3.3.14)
[pic],
(3.3.15)
где [pic] – статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ
транзистора КТ315А;
[pic];
(3.3.16)
[pic];
(3.3.17)
[pic].
(3.3.18)
Получаем следующие значения:
[pic]Ом;
[pic]мА;
[pic]В;
[pic]кОм;
[pic]А;
[pic]А;
[pic]кОм;
[pic]кОм.
Величина индуктивности дросселя выбирается таким образом, чтобы
переменная составляющая тока не заземлялась через источник питания, а
величина блокировочной ёмкости – таким образом, чтобы коллектор транзистора
VT1 по переменному току был заземлён.
3.3.4.3 Эмиттерная термостабилизация
Для выходного каскада выбрана эмиттерная термостабилизация, схема
которой приведена на рисунке 3.6. Метод расчёта и анализа эмиттерной
термостабилизации подробно описан в [3].
[pic]
Рисунок 3.6
Расчёт производится по следующей схеме:
1.Выбираются напряжение эмиттера [pic] и ток делителя [pic] (см. рис.
3.4), а также напряжение питания [pic];
2. Затем рассчитываются [pic].
3. Производится поверка – будет ли схема термостабильна при выбранных
значениях [pic] и [pic]. Если нет, то вновь осуществляется подбор [pic] и
[pic].
В данной работе схема является термостабильной при [pic]В и [pic] мА.
Учитывая то, что в коллекторной цепи отсутствует резистор, то напряжение
питания рассчитывается по формуле [pic]В. Расчёт величин резисторов
производится по следующим формулам:
[pic];
(3.3.19)
[pic];
(3.3.20)
[pic].
(3.3.21)
Для того, чтобы выяснить будет ли схема термостабильной производится
расчёт приведённых ниже величин.
Тепловое сопротивление переход – окружающая среда:
[pic],
(3.3.22)
где [pic],[pic] – справочные данные;
[pic]К – нормальная температура.
Температура перехода:
[pic],
(3.3.23)
где [pic]К – температура окружающей среды (в данном случае взята
максимальная рабочая температура усилителя);
[pic] – мощность, рассеиваемая на коллекторе.
Неуправляемый ток коллекторного перехода:
[pic],
(3.3.24)
где [pic] – отклонение температуры транзистора от нормальной;
[pic] лежит в пределах [pic]А;
[pic] – коэффициент, равный 0.063–0.091 для германия и 0.083–0.120 для
кремния.
Параметры транзистора с учётом изменения температуры:
[pic],
(3.3.25)
где [pic] равно 2.2(мВ/градус Цельсия) для германия и
3(мВ/градус Цельсия) для кремния.
[pic], (3.3.26)
где [pic](1/ градус Цельсия).
Определим полный постоянный ток коллектора при изменении температуры:
[pic], (3.3.27)
где
[pic]. (3.3.28)
Для того чтобы схема была термостабильна необходимо выполнение условия:
[pic],
где [pic].
(3.3.29)
Рассчитывая по приведённым выше формулам, получим следующие значения:
[pic]Ом;
[pic]Ом;
[pic]Ом;
[pic]Ом;
[pic]К;
[pic]К;
[pic]А;
[pic]Ом;
[pic];
[pic]Ом;
[pic]А;
[pic]А.
Как видно из расчётов условие термостабильности выполняется.
3.4 Расчёт входного каскада по постоянному току
3.4.1 Выбор рабочей точки
При расчёте требуемого режима транзистора промежуточных и входного
каскадов по постоянному току следует ориентироваться на соотношения,
приведённые в пункте 3.3.1 с учётом того, что [pic] заменяется на входное
сопротивление последующего каскада. Но, при малосигнальном режиме, за
основу можно брать типовой режим транзистора (обычно для маломощных ВЧ и
СВЧ транзисторов [pic] мА и [pic]В). Поэтому координаты рабочей точки
выберем следующие [pic]мА, [pic]В. Мощность, рассеиваемая на коллекторе
[pic]мВт.
3.4.2 Выбор транзистора
Выбор транзистора осуществляется в соответствии с требованиями,
приведенными в пункте 3.3.2. Этим требованиям отвечает транзистор КТ371А.
Его основные технические характеристики приведены ниже.
Электрические параметры:
1. граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ [pic]ГГц;
2. Постоянная времени цепи обратной связи [pic]нс;
3. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ [pic];
4. Ёмкость коллекторного перехода при [pic]В [pic]пФ;
5. Индуктивность вывода базы [pic]нГн;
6. Индуктивность вывода эмиттера [pic]нГн.
Предельные эксплуатационные данные:
1. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер [pic]В;
2. Постоянный ток коллектора [pic]мА;
3. Постоянная рассеиваемая мощность коллектора [pic] Вт;
4. Температура перехода [pic]К.
3.4.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора
Эквивалентная схема имеет тот же вид, что и схема представленная на
рисунке 3.3. Расчёт её элементов производится по формулам, приведённым в
пункте 3.3.3.
[pic]нГн;
[pic]пФ;
[pic]Ом
[pic]Ом;
[pic]А/В;
[pic]Ом;
[pic]пФ.
3.4.4 Расчёт цепи термостабилизации
Для входного каскада также выбрана эмиттерная термостабилизация, схема
которой приведена на рисунке 3.7.
[pic]
Рисунок 3.7
Метод расчёта схемы идентичен приведённому в пункте 3.3.4.3 с той лишь
особенностью что присутствует, как видно из рисунка, сопротивление в цепи
коллектора [pic]. Это сопротивление является частью корректирующей цепи и
расчёт описан в пункте 3.5.2.
Эта схема термостабильна при [pic]В и [pic] мА. Напряжение питания
рассчитывается по формуле [pic]В.
Рассчитывая по формулам 3.3.19–3.3.29 получим:
[pic]кОм;
[pic]кОм;
[pic]кОм;
[pic]кОм;
[pic]К;
[pic]К;
[pic]А;
[pic]кОм;
[pic];
[pic]Ом;
[pic]мА;
[pic]мА.
Условие термостабильности выполняется.
3.4 Расчёт корректирующих цепей
3.4.1 Выходная корректирующая цепь
Расчёт всех КЦ производится в соответствии с методикой описанной в [4].
Схема выходной корректирующей цепи представлена на рисунке 3.8. Найдём
[pic]– выходное сопротивление транзистора нормированное относительно [pic]
и [pic].
[pic]
(3.5.1)
[pic].
[pic]
Рисунок 3.8
Теперь по таблице приведённой в [4] найдём ближайшее к рассчитанному
значение [pic] и выберем соответствующие ему нормированные величины
элементов КЦ [pic] и [pic], а также [pic]–коэффициент, определяющий
величину ощущаемого сопротивления нагрузки [pic] и модуль коэффициента
отражения [pic].
[pic]
Найдём истинные значения элементов по формулам:
[pic];
(3.5.2)
[pic];
(3.5.3)
[pic].
(3.5.4)
[pic]нГн;
[pic]пФ;
[pic]Ом.
Рассчитаем частотные искажения в области ВЧ, вносимые выходной цепью:
[pic],
(3.5.5)
[pic],
или [pic]дБ.
3.5.2 Расчёт межкаскадной КЦ
Схема МКЦ представлена на рисунке 3.9. Это корректирующая цепь
четвёртого порядка, нормированные значения её элементов выбираются из
таблицы, которую можно найти в [4], исходя из требуемой формы и
неравномерности АЧХ. Нужно учесть, что элементы, приведённые в таблице,
формируют АЧХ в диапазоне частот от 0 до [pic], а в данной работе каждая КЦ
должна давать подъём 3дБ на октаву. Следовательно, чтобы обеспечить такой
подъём нужно выбирать элементы, которые дают подъём 6дБ в диапазоне от 0 до
[pic].
[pic]
Рисунок 3.9
Нормированные значения элементов КЦ, приведённые ниже, выбраны для
случая, когда неравномерность АЧХ цепи не превышает (0.5дБ.
[pic]
Эти значения рассчитаны для случая, когда ёмкость слева от КЦ равна 0,
а справа – (. Произведём пересчёт значений по приведённым ниже формулам [4]
с учётом того, что ёмкость слева равна выходной ёмкости транзистора VT1.
[pic],
(3.5.6)
[pic],
(3.5.7)
[pic],
(3.5.8)
[pic], (3.5.9)
[pic].
(3.5.10)
В формулах 3.5.6-3.5.10 [pic] – это нормированная выходная ёмкость
транзистора VT1. Нормировка произведена относительно выходного
сопротивления VT1 и циклической частоты [pic]:
[pic].
Получаем следующие пересчитанные значения:
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Все величины нормированы относительно верхней циклической частоты [pic]
и выходного сопротивления транзистораVT1. После денормирования получим
следующие значения элементов КЦ:
[pic]мкГн;
[pic]Ом;
[pic]пФ;
[pic]пФ;
[pic]нГн.
При подборе номиналов индуктивность [pic] следует уменьшить на величину
входной индуктивности транзистора. Нужно также отметить, что [pic] и [pic]
стоят в коллекторной цепи входного каскада.
Найдём суммарный коэффициент передачи корректирующей цепи и транзистора
VT2 в области средних частот по формуле [2]:
[pic], (3.5.7)
где [pic]– коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме
двухстороннего согласования;
[pic] – нормированное относительно выходного сопротивления транзистора
VT1 входное сопротивление каскада на транзисторе VT2, равное параллельному
включению входного сопротивления транзистора [pic] и сопротивления базового
делителя [pic].
[pic];
[pic]Ом;
[pic].
Коэффициент усиления равен:
[pic]
или [pic]дБ.
Неравномерность коэффициента усиления не превышает 1дБ.
3.5.3 Расчёт входной КЦ
Схема входной КЦ представлена на рисунке 3.10. Её расчёт, а также
табличные значения аналогичны описанным в пункте 3.5.1. Отличие в том, что
табличные значения не требуют пересчёта, так как ёмкость слева от КЦ равна
0, а справа – (. Поэтому денормировав эти значения мы сразу получим
элементы КЦ. Денормируем величины относительно сопротивления генератора
сигнала [pic] и [pic]. Расчёт такой цепи также можно найти в [4].
[pic]
Рисунок 3.10
Табличные значения (искажения в области ВЧ не более (0.5 дБ):
[pic]
После денормирования получаем следующие величины:
[pic]нГн;
[pic]Ом;
[pic]пФ;
[pic]пФ;
[pic]нГн.
Индуктивность [pic] практически равна входной индуктивности транзистора
VT1, поэтому её роль будут выполнять выводы транзистора.
Расчёт суммарного коэффициента передачи корректирующей цепи и
транзистора VT1 в области средних частот произведём по формуле 3.5.7,
заменив [pic] на [pic], которое находится по аналогичным формулам, и, взяв
коэффициент усиления по мощности:
[pic].
Нужно не забывать, что все нормированные величины в этом пункте
нормированы относительно [pic].
[pic]Ом;
[pic]
Получим коэффициент усиления:
[pic]
или [pic]дБ.
Неравномерность коэффициента усиления не превышает 1дБ. Таким образом,
суммарные искажения в области ВЧ не превысят 2.5дБ.
Коэффициент передачи всего усилителя:
[pic]дБ.
3.6 Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей
На рисунке 3.11 приведена принципиальная схема усилителя. Рассчитаем
номиналы элементов обозначенных на схеме. Расчёт производится в
соответствии с методикой описанной в [1]
[pic]
Рисунок 3.11
Рассчитаем сопротивление и ёмкость фильтра по формулам:
[pic], (3.6.1)
где [pic]– напряжение питания усилителя равное напряжению питания
выходного каскада;
[pic] – напряжение питания входного каскада;
[pic] – соответственно коллекторный, базовый токи и ток делителя
входного каскада;
[pic],
(3.6.2)
где [pic]– нижняя граничная частота усилителя.
[pic]кОм;
[pic]пФ.
Дроссель в коллекторной цепи выходного каскада ставится для того, чтобы
выход транзистора по переменному току не был заземлен. Его величина
выбирается исходя из условия:
[pic].
(3.6.3)
[pic]мкГн.
Так как ёмкости, стоящие в эмиттерных цепях, а также разделительные
ёмкости вносят искажения в области нижних частот, то их расчёт следует
производить, руководствуясь допустимым коэффициентом частотных искажений. В
данной работе этот коэффициент составляет 3дБ. Всего ёмкостей три, поэтому
можно распределить на каждую из них по 1дБ.
Найдём постоянную времени, соответствующую неравномерности 1дБ по
формуле:
[pic], (3.6.4)
где [pic] – допустимые искажения в разах.
[pic]нс.
Блокировочные ёмкости [pic] и [pic] можно рассчитать по общей формуле,
взяв для каждой соответствующую крутизну.
[pic].
(3.6.5)
[pic]пФ;
[pic]пФ.
Величину разделительного конденсатора найдём по формуле:
[pic],
(3.6.6)
где [pic]– выходное сопротивление транзистора VT2.
[pic]пФ.
4. Заключение
Рассчитанный усилитель имеет следующие технические характеристики:
1. Рабочая полоса частот: 400-800 МГц
2. Линейные искажения
в области нижних частот не более 3 дБ
в области верхних частот не более 2.5 дБ
3. Коэффициент усиления 30дБ с подъёмом области верхних частот 6 дБ
4. Амплитуда выходного напряжения Uвых=2.5 В
5. Питание однополярное, Eп=10 В
6. Диапазон рабочих температур: от +10 до +60 градусов Цельсия
Усилитель рассчитан на нагрузку Rн=50 Ом
Усилитель имеет запас по усилению 5дБ, это нужно для того, чтобы в
случае ухудшения, в силу каких либо причин, параметров отдельных элементов
коэффициент передачи усилителя не опускался ниже заданного уровня,
определённого техническим заданием.
| |
|[pic] |
| | | | | | |
| | | | | |РТФ КП 468730.001.ПЗ |
| | | | | | |
| | | | | | |Лит |Масса |Масштаб |
|Из|Лис|Nдокум. |Подп.|Дата|АНТЕННЫЙ | | | | | |
|м |т | | | | | | | | | |
|Выполн|Размолодин| | |УCИЛИТЕЛЬ | | | | | |
|ил | | | | | | | | | |
|Провер|Титов | | | | | | | | |
|ил | | | | | | | | | |
| | | | | |Лист |Листов |
| | | | | |ТУСУР РТФ |
| | | | |Принципиальная |Кафедра РЗИ |
| | | | |схема |гр. 148-3 |
|Позиция|Наименование |Кол|Примечание |
| | | | |
|Обозн. | | | |
| |Конденсаторы ОЖ0.460.203 ТУ | | |
|С1 |КД-2-22пФ(5% |1 | |
|С2 |КД-2-27пФ(5% |1 | |
|С3 |КД-2-7,5пФ(5 |1 | |
|С4 |КД-2-91пФ(5% |1 | |
|C5 |КД-2-1,2пФ(5% |1 | |
|С6 |КД-2-0,5пФ(5% |1 | |
|С7 |КД-2-510пФ(5% |1 | |
|С8 |КД-2-5,1пФ(5% |1 | |
|С9 |КД-2-2,7пФ(5% |1 | |
| | | | |
| |Катушки индуктивности |1 | |
|L1 |Индуктивность 11нГн(10% |1 | |
|L2 |Индуктивность 1,75нГн(10% |1 |Роль этой индуктивности |
| | | |выполняют выводы |
| | | |транзистора |
|L3 |Индуктивность 0,11мкГн(10% |1 | |
|L4 |Индуктивность 51,5нГн(10% |1 | |
|L5 |Индуктивность 20мкГн(10% |1 | |
|L6 |Индуктивность 9,1нГн (10% |1 | |
| | | | |
| |Резисторы ГОСТ 7113-77 | | |
|R1 |МЛТ–0,125-27Ом(10% | | |
|R2 |МЛТ–0,125-2,4кОм(10% |1 | |
|R3 |МЛТ–0,125-1,5кОм(10% |1 | |
|R4 |МЛТ–0,125-1,3кОм(10% |1 | |
|R5 |МЛТ–0,125-270Ом(10% |1 | |
|R6 |МЛТ–0,125-1кОм(10% |1 | |
|R7 |МЛТ–0,125-820Ом(10% |1 | |
|R8 |МЛТ–0,125-560Ом(10% |1 | |
|R9 |МЛТ–0,125-91Ом(10% |1 | |
| |Транзисторы | | |
|VT1 |КТ371А |1 | |
|VT2 |КТ996Б-2 |1 | |
| | | | | | | | | | | |
| | | | | |РТФ КП 468730.001 ПЗ | | | | | |
| | | | | | | | | | | |
| | | | | | |Лит |Масса |Масш| | |
| | | | | | | | |таб | | |
|И|Лис|Nдокум. |Подп.|Дат|АНТЕННЫЙ | | | | | |
|з|т | | |а | | | | | | |
|м| | | | | | | | | | |
|Выполн|Размолоди| | |УСИЛИТЕЛЬ | |У| | | | |
|ил |н | | | | | | | | | |
|Провер|Титов | | | | | | | | | |
|. | | | | | | | | | | |
| | | | | |Лист |Листов | | | | |
| | | | | |ТУСУР РТФ | | | | | |
| | | | |Перечень элементов |Кафедра РЗИ | | | | | |
| | | | | |гр. 148-3 | | | | | |
Литература
1. Красько А.С., Проектирование усилительных устройств, методические
указания
2. Титов А.А. Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных
каскадов на биполярных транзисторах – http://referat.ru/download/ref-
2764.zip
3. Болтовский Ю.Г., Расчёт цепей термостабилизации электрического режима
транзисторов, методические указания
4. Титов А.А., Григорьев Д.А., Расчёт элементов высокочастотной коррекции
усилительных каскадов на полевых транзисторах, учебно-методическое
пособие
Реферат на тему: Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа
Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций
им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Кафедра РпдУ и СПС
KУРСОВОЙ ПРОЕКТ
на тему:
"Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа"
Выполнил:
Студенты группы Р-88
Ковтун Алексей Николаевич
Ненашев Игорь Валентинович Преподаватель:
Бабков Валерий Юрьевич
Дата: 09.12.2002 г.
г. Санкт-Петербург
2002 г.
Содержание работы:
1. Введение …………………………………………………… .. 3
2. Основные сведения о стандарте DECT.……………………. 4
3. Система RLL………………….. …………………………….. 11
4. Система WLL ………………………………………………... 13
5. Структура DECT-систем…………………………………..… 14
6. Организация пикосотовой сети……………………………... 15
7. Профили приложений DECT……………………….. ……… 17
8. Особенности сопряжения систем DECT с
внешними сетями ……………………………………………. 20
9. Преимущества выбора DECT …………………………...…... 21
10. Основные сведения о стандарте GSM-900……….. ……….. 23
11. Интерфейсы стандарта GSM-900…………………………… 32
12. Структура служб и передача данных в стандарте
GSM-900……………………………………………………….. 34
13. Телеслужбы стандарта GSM-900……………………………. 35
14. Структура TDMA кадров.…………………………………….. 37
15. Принципы построения макросотовых систем……………... 42
16. Стандарт GSM-1800…………………………………………... 48
17. Широкополосные сети абонентского доступа…………….………………………………………….
50
18. Эволюция сетей проводного абонентского доступа………. 52
19. От аналогового модема к ADSL……………………………. 54
20. Миграция к ADSL при наличии в сети доступа ЦСПАЛ…. 59
21. От IDSN к ADSL……………………………………………… 60
22. От HDSL к ADSL……………………………………………... 61
23. От IDSL к ADSL………………………………………………. 61
24. Возможности собственной эволюции ADSL от доступа
к Интернет к предоставлению полного набора сетевых
услуг……………………………………………………………. 63
25. От ADSL к VDSL……………………………………………… 65
26. Подключение абонентов с помощью оптоволокна………….. 66
27. Список использованной литературы…………………………. 68
Введение.
В данном курсовом проекте необходимо рассмотреть вопросы планирования и
взаимодействия сетей сотовой связи. Это будет проиллюстрировано на
примерах: построение сетей пикосотовой архитектуры будет рассмотрено на
примере стандарта DECT; построение сетей микросотвой архитектуры будет
рассмотрено на примере стандарта GSM-1800; построение сетей макросотовой
архитектуры будет рассмотрено на примере стандарта GSM-900.
Также будут рассмотрены сети широкополосного абонентского доступа.
Основные сведения о стандарте DECT.
Стандарт DECT (Digital European Cordless Telecommunications) был
опубликован Европейским институтом стандартизации электросвязи (European
Telecommunications Standards Institute і ETSI) в 1992 г., а первые
коммерческие продукты, соответст-вующие этому стандарту, появились в 1993
г. Первоначально они представляли собой в основном средства для построения
беспроводных учрежденческих автоматических телефонных станций (УАТС),
пользователи которых могли связываться между собой в пределах учреждения с
помощью переносных телефонов, а также обычные домашние бесшнуровые
телефонные аппараты. Некоторые производители создали оборудование для
беспроводных ЛВС, поддерживающее DECT.
Позднее появились другие приложения DECT, которые начали разрабатываться
еще в процессе определения стандарта. В их состав вошли: средства RLL;
системы, обеспечивающие беспроводный доступ к ресурсам сетей общего
пользования для абонентов с ограниченной мобильностью (Cordless Terminal
Mobility - CTM); средства, позволяющие аппаратуре DECT работать с сотовыми
сетями (например, GSM). Эти приложения открыли широкие возможности перед
операторами как проводных, так и беспроводных сетей связи.
Таблица 1. Технические характеристики DECT
|Рабочий спектр |1880..1900 MГц |
|Количество частот |10 |
|Разнос частот |1,728 MГц |
|Метод доступа |MC/TDMA/TDD |
|Число каналов на одну частоту |24 (12 дуплексных каналов) |
|Длительность фрейма |10 ms |
|Скорость передачи |1,152 Mbps |
|Метод модуляции |GMSK (BT = 0,5) |
|Сжатие голоса |ADPСM (G.721) |
|Выходная мощность |10 мВт (средняя) |
DECT является стандартом радиодоступа, поддерживающим широкий набор
экономичных средств предоставления коммуникационных услуг. Данный стандарт
разрабатывался в соответствии с семиуровневой моделью взаимодействия
открытых систем (OSI/ISO) и состоит из девяти частей, описывающих его
обязательные и факультативные элементы. Обязательные элементы стандарта
гарантируют возможность "сосуществования" систем связи на одной территории
при отсутствии координации их работы и позволяют избежать планирования
частот, что необходимо в обычных сотовых сетях.
По своему желанию производители могут поддерживать отдельные
факультативные элементы стандарта DECT для построения систем голосовой
телефонии, доступа к сети ISDN и передачи данных. В целях обеспечения
взаимодействия различных приложений DECT институтом ETSI стандартизуется
ряд совокупностей параметров, так называемых профилей (profiles). Одним из
подобных профилей является унифицированный профиль доступа (Generic Access
Profile - GAP), определяющий функционирование портативных телефонных
аппаратов и базовых станций DECT для всех приложений голосовой связи.
Другой профиль: профиль интерфейса GSM (GSM Interface Profile - GIP)
определяет взаимодействие аппаратуры DECT и сетей GSM. По существу, GIP -
это профиль GAP с небольшими дополнениями по взаимодействию с GSM.
Стандарт DECT разрабатывался для удовлетворения потребностей сложной
системы радиосвязи - беспроводной УАТС. Среда беспроводной УАТС
характеризуется высокой плотностью трафика и строгими требованиями
пользователей к качеству и конфиденциальности (для чего необходимо
шифрование радиосигнала) связи. Беспроводные телефонные системы DECT
осуществляют кодирование речи методом адаптивной дифференциальной импульсно-
кодовой модуляции (Adaptive Differential Pulse Code Modulation - ADPCM),
позволяющим передавать оцифрованную речь на скорости 32 Кбит/с. Это
значительно большая частота следования битов, чем, например, аналогичная
частота, предусмотренная в любом из мировых стандартов цифровой сотовой
связи. Она обеспечивает качество передачи речи такое же, как у обычного
телефона. Системы DECT реализуют незаметное (автоматическое) переключение
абонента на ближайшую базовую станцию при его перемещении из зоны
обслуживания одной базовой станции в зону обслуживания другой, что
позволяет избежать разрывов связи.
Разрабатывавшийся для беспроводных УАТС, DECT оказался подходящим и для
домашних, а также местных локальных телефонных систем. Стандарт
поддерживает также различные службы передачи данных и обеспечивает
взаимодействие с сетью связи фактически любого другого типа.
Системы DECT работают в частотном диапазоне 1880-1900 МГц, который разбит
на десять частотных каналов, и, следовательно, являются мультичастотными
(МС). В каждом частотном канале данные передаются в 24 циклически
повторяющихся временных интервалах или тайм-слотах (множественный доступ с
разделением времени - TDMA). В первой половине этих тайм-слотов
осуществляется передача информации от базовой станции к портативным
устройствам, а во второй половине, в обратном направлении (дуплекс с
разделением времени - TDD)(рис.1). Система DECT, таким образом, может быть
определена как MC/TDMA/TDD. Каждый из речевых каналов использует пару тайм-
слотов, что означает возможность применения 120 (10 несущих частот x 12
тайм-слотов) речевых каналов .
[pic]Рис.1 Разнесение частот и каналов в стандарте DECT.
Механизм выбора каналов, известный как непрерывный динамический выбор
канала (Continuous Dynamic Channel Selection - CDCS), позволяет системам
функционировать "бок о бок" при отсутствии координирования их работы. Суть
этого механизма заключается в том, что каналы выбираются динамически из
всего набора каналов по таким показателям, как качество прохождения сигнала
и уровень помех. Причем канал не закрепляется за соединением на все время,
он может меняться по мере необходимости. Происходит это следующим образом:
Каждая БС непрерывно сканирует приемные таймслоты всех 120 каналов,
измеряет уровень принятого сигнала (RSSI — Received Signal Strength
Indicator) и выбирает канал с минимальным уровнем (свободный канал без
помех). В этом канале БС излучает служебную информацию, которая, в числе
прочих, содержит данные:
. для синхронизации АС;
. об идентификаторе системы;
. о возможностях системы;
. о свободных каналах;
. пейджинговую.
Анализируя эту информацию, АС находит свою БС и прописывается к ней. При
выходе из зоны действия одной БС происходит поиск следующей. Таким образом,
АС всегда прописан к той или иной БС своей или дружественной системы. Далее
АС синхронно с БС начинает непрерывно сканировать все 120 приемных
таймслотов и измерять силу сигнала в каждом из них. Номера каналов с
наименьшими RSSI заносятся в память. Одновременно в памяти находятся не
менее двух таких каналов.
При необходимости организации исходящей связи АС направляет запрос БС, в
которой она в данный момент прописана, предлагая установить связь в одном
из свободных, с точки зрения АС, каналов. Если этот канал отвергается БС,
то АС предлагает следующий из списка свободных. После согласия БС на
установление соединения по одному из предложенных каналов происходит обмен
сигнализационной и другой служебной информацией, а затем установление
соединения и разговор.
Организация входящей связи осуществляется аналогичным образом. АС
непрерывно анализирует "пейджинговое" сообщение на наличие «своего»
входящего вызова. После распознавания входящего вызова АС посылает запрос
на установление связи в одном из свободных каналов. Таким образом, выбор
канала для установления соединения происходит динамически и только по
инициативе и под управлением АС.
Любое из портативных устройств стандарта DECT в принципе имеет доступ к
любому каналу (как к частотному, так и к временному). Когда необходимо
установить соединение, портативное устройство связи DECT выбирает канал,
обеспечивающий наиболее качественную связь. После того как соединение
установлено, данное устройство продолжает анализировать диапазон, и если
обнаруживается канал, гарантирующий лучшее качество связи, то переключает
соединение на него.
Если в процессе соединения новый канал запрашивается у той же БС, то
переход называется "intercell handover", а если у другой БС — то "intracell
handover". Этот механизм называется непрерывным динамическим распределением
каналов (CDCA).
Хендовер в DECT системе происходит мягким способом. Это значит, что во
время хендовсра между АС и системой одновременно работают два канала:
«старый» и «новый». В какой-то момент времени информация между АС и
системой передается одновременно по обоим каналам. Только после успешного
перехода на «новый» канал происходит деактивация «старого». Надо отметить,
что хендовер происходит не только при ухудшении качества связи или при
разрыве соединения, но и в том случае, когда АС находит лучший с его точки
зрения канал. Таким образом, для соединения всегда используется лучший
свободный канал
Благодаря применению CDCS в системах DECT не требуется планирования
частот: решение этой проблемы, фактически, перекладывается на портативное
устройство связи. Данное обстоятельство делает инсталляцию систем простой
процедурой, а также позволяет увеличивать общее число каналов путем
простого добавления, где это необходимо, новых базовых станций.
Хэндовер в DECT – это механизм ухода от каналов, подверженных воздействию
помех, или каналов с низким уровнем сигнала. Однако хэндовер происходит
недостаточно быстро, чтобы противодействовать ситуациям быстрого замирания.
Для борьбы с быстрыми интерференционными замираниям (БИЗ) стандартом DECT
предусматривается механизм пространственного разнесенного приема. БИЗ
возникают в результате интерференции нескольких лучей в точку приема,
которая перемещается относительно БС. В результате чего меняется разность
хода между этими лучами и, как следствие этого, уровень суммарного сигнала
претерпевает колебания, которые могут достигать 30 и более дБ. При
использовании двух пространственно разнесенных антенн разность хода лучей
от каждой из них в точке приема будет различной. В офисных и WLL системах к
каждой БС подключаются две коммутируемые пространственно разнесенные в
горизонтальной плоскости антенны, причем разнос антенн в офисных системах
приблизительно равен ( (длине волны), а в WLL системах – 10 ( . Поэтому
эффективность этого метода в офисных системах сказывается при малых
удалениях. В системах WLL АС стационарны и причина замираний заключается в
воздействии эффекта рефракции на разность хода прямого и отраженного лучей.
Из теории известно, что при разносе антенн на 10 ( и более суммарные
сигналы, принимаемые каждой из антенн практически не коррелированны.
Переключение антенн и выбор рабочего канала происходит под управлением АС.
Стандарт DECT предусматривает ряд функций защиты, включая шифрование
радиосигнала и аутентификацию портативных устройств связи. Система
идентификации устройств DECT позволяет одному и тому же устройству связи
осуществлять доступ к нескольким различным системам (например, к базовой
станции обычного домашнего телефона, УАТС и к системе общего доступа), а
также одной базовой станции обеспечивать доступ к различным системам связи.
При подобной организации несколько служб могут совместно использовать одну
и ту же инфраструктуру связи, что весьма привлекательно с экономической
точки зрения.
Перечень штатных услуг и процедур по обеспечению безопасности в системах
стандарта DECT включает в себя:
. прописку АС;
. аутентификацию АС;
. аутентификацию БС;
. взаимную аутентификацию АС и БС;
. аутентификацию пользователя;
( шифрование данных
Прописка – это процесс, благодаря которому система допускает конкретный
АС к обслуживанию. Оператор сети или сервис-провайдер обеспечивает
пользователя АС секретным ключом прописки (PIN-кодом), который должен быть
введен как в БС, так и в АС до начала процедуры прописки. До того, как
трубка инициирует процедуру фактической прописки, она должна также знать
идентификатор БС, в которую она должна прописаться (из соображений
защищенности процедура прописки может быть организована даже для системы с
одной БС). Время проведения процедуры обычно ограничено, и ключ прописки
может быть применен только один раз, это делается специально для того,
чтобы минимизировать риск несанкционированного использования.
Прописка в DECT может осуществляться “по эфиру”, после установления
радиосвязи с двух сторон происходит верификация того, что используется один
и тот же ключ прописки. Происходит обмен идентификационной информацией, и
обе стороны просчитывают секретный аутентификационный ключ, который
используется для аутентификации при каждом установлении связи. Секретный
ключ аутентификации не передается по эфиру. АС может быть прописан на
нескольких базовых станциях. При каждом сеансе прописки, АС просчитывает
новый ключ аутентификации, привязанный к сети, в которую он прописывается.
Новые ключи и новая информация идентификации сети добавляются к списку,
хранящемуся в АС, который используется в процессе соединения. Трубки могут
подключиться только к той сети, в которую у них есть права доступа
(информация идентификации сети содержится в списке).
В процессе аутентификации любого уровня используется криптографическая
процедура ''запрос-ответ'', позволяющая выяснить, известен ли проверяемой
стороне аутентификационный ключ.
Аутентификация АС - позволяет предотвратить её неправомочное
использование (например, с целью избежать оплаты услуг) или исключить
возможность подключения похищенной или незарегистрированной АС.
Аутентификация происходит по инициативе БС при каждой попытке установления
соединения (входящего и исходящего), а также во время сеанса связи. Сначала
БС формирует и передает запрос, содержащий некоторый постоянный или
сравнительно редко меняющийся параметр (64 бита), и случайное число (64
бита), сгенерированное для данной сессии.
Затем в БС и АС по одинаковым алгоритмам с использованием
аутентификационного ключа К вычисляется так называемый аутентификационный
ответ (32 бита). Этот вычисленный (ожидаемый) ответ в БС сравнивается с
принятым от АС, и при совпадении результатов считается, что аутентификация
АС прошла успешно.
Аутентификация БС - исключает возможность неправомочного использования
станции. С помощью этой процедуры обеспечивается защита служебной
информации (например, данных о пользователе), хранящейся в АС и обновляемой
по команде с БС. Кроме того, блокируется угроза перенаправления вызовов
абонентов и пользовательских данных с целью их перехвата. Алгоритм
аутентификации БС аналогичен последовательности действий при аутентификации
АС.
Взаимная аутентификация может осуществляться двумя способами:
. При прямом методе последовательно проводятся две процедуры аутентификации
АС и БС;
. Косвенный метод в одном случае подразумевает комбинацию двух процедур -
аутентификации АС и шифрования данных (поскольку для шифрования
информации необходимо знание аутентификационного ключа К), а в другом -
шифрование данных с использованием статического ключа SCK (Static Cipher
Key), известного обеим станциям.
Аутентификация пользователя - позволяет выяснить, знает ли пользователь
АС свой персональный идентификатор. Процедура инициируется БС в начале
вызова и может быть активизирована во время сеанса связи. После того, как
пользователь вручную наберет свой персональный идентификатор UPI (User
Personal Identity), и в АС с его помощью будет вычислен аутентификационный
ключ К, происходит процедура, аналогичная последовательности действий при
аутентификации АС.
Аутентификационный ключ - во всех описанных процедурах аутентификационный
ответ вычисляется по аутентификационному запросу и ключу аутентификации К в
соответствии со стандартным алгоритмом (DSAA-DECT Standard Authentication
Algorithm) или любым другим алгоритмом, отвечающим требованиям безопасности
связи. Алгоритм DSAA является конфиденциальной информацией и поставляется
по контракту с ETSI. Использование другого алгоритма будет ограничивать
возможности абонентских станций, так как возникнут трудности при роуминге в
сетях общего пользования DECT.
Аутентификационный ключ К является производной от одной из двух величин
или их комбинаций, приведенных ниже.
1. Абонентский аутентификационный ключ UAK (User Authentication Key)
длиной до 128 бит. UAK является уникальной величиной, содержащейся
в регистрационных данных пользователя. Он хранится в ПЗУ
абонентской станции или в карточке DAM (DECT Authentication
Module).
2. Аутентификационный код АС (Authentication Code) длиной 16-32 бита.
Он может храниться в ПЗУ абонентской станции или вводиться вручную,
когда это требуется для проведения процедуры аутентификации.
Необходимо отметить, что нет принципиальной разницы между параметрами UAK
и АС. Последний обычно используется в тех случаях, когда требуется довольно
частая смена аутентификационного ключа.
Персональный идентификатор пользователя UPI (User Personal Identity)
длиной 16-32 бита. UPI не записывается в устройства памяти абонентской
станции, а вводится вручную, когда это требуется для проведения процедуры
аутентификации. Идентификатор UPI всегда используется вместе с ключом UAK.
Шифрование данных - обеспечивает криптографическую защиту
пользовательских данных и управляющей информации, передаваемых по
радиоканалам между БС и АС.
В АС и БС используется общий ключ шифрования СК (Cipher Key), на основе
которого формируется шифрующая последовательность KSS (Key Stream
Segments), накладываемая на поток данных на передающей стороне и снимаемая
на приемной. KSS вычисляется в соответствии со стандартным алгоритмом
шифрования DCS (DECT Standard Cipher) или любым другим алгоритмом,
отвечающим требованиям криптографической стойкости. Алгоритм DSC является
конфиденциальной информацией и поставляется по контракту с ETSI.
В зависимости от условий применения систем DECT могут использоваться
ключи шифрования двух типов: вычисляемый – DCK (Derivation Cipher Key) - и
статический – SCK (Static Cipher Key). Статические ключи SCK вводятся
вручную абонентом, а вычисляемые DCK обновляются в начале каждой процедуры
аутентификации и являются производной от аутентификационного ключа К. В ПЗУ
абонентской станции может храниться до 8 ключей.
Статический ключ обычно используется в домашних системах связи. В этом
случае SCK является уникальным для каждой пары ''абонентская /базовая
станция'', формирующей домашнюю систему связи. Рекомендуется менять SCK
один раз в 31 день (период повторения номеров кадров), иначе риск раскрытия
информации существенно возрастает.
В Европе DECT является обязательным стандартом, частотный диапазон DECT
во всех странах-участницах Европейской конференции администраций почт и
электросвязи (CEPT) зарезервирован исключительно для систем поддерживающих
этот стандарт.
Емкость (показатель, учитывающий напряженность абонентского трафика,
ширину используемого частотного диапазона и площадь покрытия, в
Эрланг/МГц/км2) систем DECT выше, чем у других цифровых систем мобильной
связи и составляет 500 Эрланг/МГц/км2 (этот показатель для систем на базе
стандартов GSM и DCS-1800 равен соответственно 10 и 100), другими словами,
такая пропускная способность позволяет одновременно вести 10 000 разговоров
на 1 квадратном километре .
Система RLL.
Использование радио в качестве альтернативы медному кабелю для доступа к
сети обретает все большую популярность. Первые системы, основанные на
сотовой технологии, начали эксплуатироваться в начале 90-х годов. Сегодня
всем очевидны преимущества этого вида связи в отношении быстроты
подключения абонентов, а также низкой стоимости установки и
функционирования соответствующих систем. Похоже, в ближайшее время системы
местной радиосвязи (Radio in the local loop - RLL) получат широкое
распространение.
Системы RLL привлекательны как для относительно давно действующих
операторов кабельных сетей, так и для новых конкурирующих с ними компаний,
которые предоставляют услуги сетей связи.
Там, где кабельные сети не получили большого распространения, системы RLL
могут быть использованы для подключения к глобальным сетям большого числа
новых абонентов за значительно более короткое время по сравнению со
временем, необходимым для развертывания кабельной сети. Но в то же время
местная радиосвязь может играть значительную роль и в местах с развитой
кабельной инфраструктурой связи. Давно действующие операторы кабельных
сетей могут использовать системы RLL для предоставления своим абонентам
дополнительных линий передачи данных, например для факсимильной или
модемной связи, без наращивания кабельной системы связи.
Конкурирующие с ними новые поставщики услуг сетей связи также могли бы
использовать технологию RLL для подключения абонентов. Основное
преимущество здесь в том, что оператору нет необходимости знать, где будут
находиться его клиенты. Недавно появившийся оператор может ожидать, что,
скажем, 10-15% абонентов телефонных сетей, находящихся на данной
территории, перейдут на новое обслуживание, однако точно определить их он
не в состоянии. Используя технологию RLL, оператор способен минимизировать
предварительные затраты на обеспечение обслуживания потенциальных
абонентов. Весомая часть сетевой инфраструктуры может быть установлена (и
оплачена) при подключении абонента к сети. В этой ситуации система RLL -
наиболее экономичное средство, обеспечивающее обслуживание абонентов.
Системы RLL, соответствующие стандарту DECT, оптимизированы для городских
и пригородных территорий, где плотность абонентов довольно высока. При
использовании направленных антенн (на обоих концах радиоканала) эффективная
дальность действия базовой станции увеличивается до 5 км. Узел доступа DECT
(базовая станция RLL) содержит некоторое число направленных антенн обычно
расположенных таким образом, чтобы охватить все направления (в
горизонтальной плоскости). Вместо бесшнуровых телефонов абоненты системы
RLL применяют стационарные устройства доступа, которые оснащены
направленными антеннами, наведенными на ближайший узел доступа DECT. К
стационарному устройству доступа могут быть подключены телефоны,
факсимильные аппараты, модемы и другие средства.
Недавно ETSI были определены дополнения к стандарту DECT, включающие
увеличенную преамбулу и улучшенный механизм синхронизации, благодаря
которым повысится стабильность параметров сигналов DECT при их
распространении на большие расстояния и при отражениях. Эти дополнения
призваны сделать стандарт DECT более подходящим для систем связи,
работающих вне помещений, включая средства RLL.
В условиях средней и большой плотности абонентов системы RLL,
соответствующие стандарту DECT, становятся более экономически выгодными,
чем сотовые. "Критической" точкой здесь является плотность 20 абонентов на
1 кв. км. Одна из причин этого кроется в формате TDMA, использованном в
DECT, который позволяет одному радиопередатчику поддерживать одновременно
до 12 соединений. Такого не предусматривает ни одна другая цифровая сотовая
или бесшнуровая технология связи.
В целом можно сказать, что системы RLL, соответствующие стандарту DECT,
лучше других подходят для работы в условиях средней или высокой плотности
абонентов - либо в городах, либо в сельской местности, где число абонентов
может быть и невелико, однако плотность их размещения довольно высока. Эти
системы подойдут также абонентам, которые сейчас или в будущем захотят
использовать линии связи для передачи данных или для работы с сетью ISDN.
Система WLL.
Для операторов, предоставляющих услуги связи особый интерес представляет
использование DECT в беспроводных местных сетях связи (Wireless Local Loop
- WLL). Речь идет об организации «последней мили» подключения абонентов к
телекоммуникационным сетям общего пользования. Такое решение может быть
использовано как в городских условиях, так и поселках и деревнях. При этом,
для полноценного использования возможностей DECT, желательно наличие мест с
достаточно высокой плотностью абонентов. Для WLL-систем не всегда удобно
подключать устройства доступа в проводном варианте.
Важным свойством WLL-cистем является малое время развертывания. Это, в
частности, связано с тем, что отпадает необходимость в рытье траншей,
укладывании кабеля, а также внутренней разводке телефонных проводов в
здании.
Структура DECT – систем.
Типовая архитектура простейшей DECT-системы приведена на рис. 2.
[pic]
Рис. 2 Архитектура простейшей DECT-системы.
Контроллер предназначен для сопряжения системы DECT с внешними сетями,
например, городской и/или учрежденческой АТС. При этом ЦКС, как правило,
обеспечивает преобразование протоколов сигнализации между АТС и системой
DECT. В некоторых случаях для этих целей используются специальные
устройства – конвертеры протоколов. Кроме того, в ЦКС осуществляется
преобразование речевой информации ADPCM ( PCM при сопряжении по цифровым
интерфейсам и ADPCM ( аналоговый сигнал при сопряжении по аналоговым
интерфейсам.
БС – Базовая станция (в иностранной литературе они называются – Radio
Fixed Part) обеспечивают требуемое радиопокрытие. БС подключается к
контроллеру по одной или двум парам проводов. Базовая станция представляет
собой приемопередатчик, обеспечивающий одновременную работу по 4 – 12
каналам, работающий на две пространственно разнесенные антенны. БС
выполняются в двух вариантах – для внутреннего и наружного размещения.
УД – Устройства доступа представляют собой мобильную трубку или
стационарный абонентский терминал, который иногда именуется
«радиорозеткой».
Для увеличения зоны покрытия базовой станции может также применятся
ретранслятор (репитер).
Организация пикосотовой сети.
Как было сказано, в DECT отсутствует частотное планирование, но есть
территориальное. Это значит, что необходимо рассчитать зону уверенного
приёма сигналов БС и АС в зависимости от состояния и рельефа местности.
DECT относится к пикосотовым системам, следовательно, радиусы сот в городе,
как правило не превыш | |
