Пропустити команди стрічки
Перейти до основного вмісту

MODEM DEVICE FOR TROPOSPHERIC RADIORELAY STATIONS

МОДЕМНИЙ ПРИСТРІЙ ДЛЯ ТРОПОСФЕРНОЇ РАДІОРЕЛЕЙНОЇ СТАНЦІЇ

(за договором Д3/40-2015 від 30 жовтня 2015 р.)

Науковий керівник: д.т.н., проф. Кравчук С.О., відповідальний виконавець: с.н.с. Кайденко М.М.

На даний час підвищення інтересу до розробки та модернізації тропосферних радіорелейних станцій (ТРРС) потребує створення високоефективного спеціального каналоутворюючого обладнання, основою якого є модемний пристрій. Метою даної роботи є розробка модемного пристрою для портативної ТРРС для забезпечення підтримки необхідної завадостійкості в умовах багатопроменевих завмирань та конкурентоздатності зазначеної ТРРС по відношенню до інших систем безпроводового доступу.

Пристрій модемний, далі модем, призначений для використання в складі тропосферної станції та виконання наступних функцій:
- об’єднання в груповий цифровий потік даних сигналів передачі даних Ethernet – до 8048кбіт/с, службової інформації управління мережею тропосферних станцій – до 64 кбіт/с (опція), каналу сигналізації – до 64 кбіт/с та до 4 голосових каналів по 32 кбіт/с (опція);
- перетворення цифрового потоку даних в фазоманіпульований сигнал ФМ4 проміжної частоти передавача з центральною частотою 400 МГц;
- перетворення фазоманіпульованого сигналу ФМ4 проміжної частоти приймача з центральною частотою 180 МГц в цифровий потік даних;
- розділення цифрового групового потоку даних на сигнали передачі даних Ethernet – до 2048кбіт/с, службової інформації управління мережею тропосферних станцій – до 64 кбіт/с (опція), каналу сигналізації – до 64 кбіт/с та до 4 голосових каналів по 32 кбіт/с (опція);
- формування сітки частот приймача та передавача тропосферної станції;
- прямої корекції помилок в каналі з використанням згорткового кодування (опція) та кодування кодом Ріда-Соломона (204,188,8);
- безперервного неруйнуючого контролю помилок на рівні декодера Ріда-Соломона з індикацією коефіцієнта помилок;
- формування в груповому цифровому потоці каналу управління мережею тропосферних станцій (опція);
- управління режимами роботи тропосферної станції з пульта управління або зовнішнього терміналу: призначення робочих частот приймача та передавача, управління атенюаторами, автоматичне тестування працездатності тропосферної станції;
- контролю стану тропосферної станції та відображення інформації на індикаторі, або на зовнішньому терміналі.

Основні технічні вимоги до модему:

5.jpg

Конструктивно модем виконується у вигляді окремого блоку, до складу якого входять: плата блоку обробки та управління; плата процесора групового потоку; плата процесора контролю та індикації; плата інтерфейсу телефонного; плата світлодіодів; клавіатура; рідкокристалічний індикатор; блок вторинних джерел живлення.

Узагальнена структурна схема модему представлена на рис. 1.

Сигнали від зовнішнього обладнання поступають на вхід процесора групового потоку. Обмін з обладнанням Ethernet здійснюється на швидкості 10/100 Мбіт/с в режимі напівдуплексу. Швидкість даних Ethernet в груповому потоці складає до 2048 кбіт/с (в залежності від режиму роботи) в одному напрямку передачі. Сигнали голосового зв’язку (при використанні такої опції) можуть поступати як від гарнітури, що підключається безпосередньо до модему, так і від виносного пристрою, якій може бути віддалений на відстань до 100 м. В процесорі групового потоку з аналогових голосових сигналів формується цифровий сигнал в АДІКМ 32 кбіт/с. Додатково до групового цифрового потоку вводиться канал управління мережею тропосферних станцій 64 кбіт/с (при використанні такої опції) та канал сигналізації до 64 кбіт/с, які формуються процесором управління тропосферної станції, а також канал синхронізації, необхідний для правильної роботи обладнання. Максимальна сумарна швидкість в груповому потоці складатиме до 2,336 Мбіт/с. Як опція, в модемі може бути передбачений режим ретрансляції, при якому на іншу тропосферну станцію, що встановлюється в безпосередній близькості, по з’єднувальним кабелям передається груповий потік.

6.jpg
Рис. 1 Узагальнена структурна схема модему

Сформований груповий потік поступає в процесор основної смуги частот, де здійснюється скремблювання, кодування завадостійкими кодами з прямою корекцією помилок (код Ріда-Соломона та, як опція, згортковий код), і розділення на два потоки. Кожен потік фільтрується передмодуляційним фільтром, після чого вони подаються на цифро-аналогові перетворювачі, а потім на квадратурний модулятор, де здійснюється формування фазоманіпульованого сигналу проміжної частоти. Сигнал проміжної частоти (ПЧ) після підсилення та фільтрації подається на вихідний роз’єм модему і далі, по кабелю міжблочного з’єднання, на вхід передавача приймально-передавального блоку тропосферної станції.

Сигнал проміжної частоти по кабелю міжблочного з’єднання подається з виходу тракту ПЧ приймача приймально-передавального блоку тропосферної станції на вхід демодулятора модему. В демодуляторі сигнал фільтрується, нормується по рівню схемою АРП (автоматичне регулювання підсилення), розкладається на дві квадратурні складові з нульовою несучою частотою. Квадратурні складові фільтруються, підсилюються та оцифровуються с частотою чотири відліки на символ.

Цифрові сигнали квадратурних каналів подаються на процесор основної смуги частот, в якому здійснюється демодуляція фазоманіпульованого сигналу, тактова і кадрова синхронізація прийнятого потоку даних, дескремблювання, виправлення помилок декодером Ріда-Соломона (та у випадку використання опції зі згортковим кодуванням – декодером Вітербі) і передача даних до процесора групового потоку. В процесорі основної смуги здійснюється підрахунок помилок в каналі для подальшого обчислення коефіцієнту помилок в процесорі групового потоку.

Управління тропосферною станцією здійснюється процесором управління. Управління може бути здійснене як з клавіатури, так і з зовнішнього керуючого пристрою (ноутбук, комп’ютер, планшет). Для обслуговування клавіатури та індикатора використовується процесор контролю та індикації.

Конструктивно модем виконується в корпусі 19'' 2U, який встановлюється до стійки і має габаритні розміри 483x380x88. На задній панелі модему розміщуються органи приєднання модему до приймально-передавального блоку тропосферної станції. На передній панелі модему розміщуються органи приєднання модему до зовнішнього обладнання та пристроїв, а також органи управління та контролю.