Сандык РРЛ тасушы сигналды модуляциялау

Кіріспе
Радиорелейлі байланыс — (радио және фр. relais — аралық станса) — антенналары бір-біріне тікелей көрінетін қашықтыққа орналату қабылдау-тарату радиостансаларының тізбегі арқылы жүзеге асырылатын радиобайланыс. Әр станса көрші стансадан сигнал қабылдап, күшейтіп, әрі қарай таратады. Радиорелелі байланыс дециметрлік толқындар арқылы көп арналарды телефон, телеграф, теледидар, т.б. сигналдарын таратуға пайдаланады. Бұл диапазонның басқа диапазондарға қарағанда сигнал тарату арналары көп атмосфералық және индустриалық кедергілерге тәуелділігі төмен. Бағытталған антенналар арқылы бірнеше таратқыштармен бір мезгілде жұмыс істей алады. Көршілес стансалардың ара қашықтығын арттыру үшін олардың антенналарын мүмкіндігінше биік етіп орнатады. Жазық жердегі стансалардың ара қашықтығы 40 — 50 км болады. Әдетте бір стансада қабылдау-тарату апаратарының кешені арқылы бір неше арнамен байланыс орнатылады. Радиорелелі байланыс желісі магистралдық (сыйымдылығы жоғары), зоналық (сыйымдылығы орташа), аз арналы (темір жолда, газ және мұнай құбырғыларында, т.б.) және аз арналы жылжымалы (әскери істерде) түрлерге ажыратылады. Радиорелелі байланыс алғаш рет 1935 ж. Нью-Йорк пен Филадельфия қалалары арасында орнатылған. Аса жоғары жиілік техникасының дамуы 20 ғ-дың 50-жылдарынан бастап Радиорелелі байланысты кеңінен қолдануға мүмкіндік туады.

1. РРЖ типтік станциясынын құрылу сұлбасы
Радиосигналдармен іске асырылатын электробайланысты радиобайланыс деп атайды. Сымсыз байланыс радиобайланыс жүйелерiнiн бас артыкшылыгы болып табылады. Радиобайланыс кабылдаушы ПСт жане таратушы ПрСт радиостанцияларынын арасында уйымдасады. сурет — РРЖ сулбасы

Радиорелелік байланыс жүйелері: жиіліктердін жумыс диапазондарымен, акпаратты тарату жылдамдыгымен, шыгару куатымен, антенналардын багытталу диаграммасымен жане тарату ортасынын асерімен сипатталады. Кабылдаушы жане таратушы антенналарынын арасында радиотолуындар таралады. Радиотараткыш (РП) деп саулеленетін радиожиілікті куруга арналган курылгыны атайды. Кіріс топтык (копарналы) сигнал радиотараткыштын тасушысын модуляциялайды. РП шыгысында тараткыш антеннага түсетін радиожиілікті сигнал курылады. Таратушы (кабылдаушы) антенна деп радиотолкындарды саулелену (кабылдау) үшін арналган курылгыны атайды. Радиокыбылдагыш деп кабылданган радиожиілікті сигналдан жіберілген сигналды алу үшін арналган курылгыны атайды. Алынган сигнал біріншілік электрлік сигналдарга болетін курылгыга беріледі.

Сондыктан бул сигналдардын аркайсысы оздерінін кабылдагыштарына келіп түседі. Біріншілік электрлік сигналдарды косу арналарды жиілікті болу (АЖБ) немесе Уакыт бойынша болу (АУБ) негізінде жүзеге асады. Копарналы сигналды кірісінде тарату жане болуге арналган аппаратура АЖБ немесе АУБ тарату жүйесінін аппаратурасы деген атау алды. Шартты атау берілген жиілік жолагын жиілік диапазоны деп атайды. Радиорелелі байланыс жане гарышты радиобайланыс үшін дециметрлі (100..10 см, 300..3000 МГц- Ультражогары жиіліктер (УВЧ)), сантиметрлі (10..1 см, 3..30 ГГц- Аса жогары жиіліктер (СВЧ)), миллиметрлі (10..1 мм, 30..300 ГГц — Оте жогары жиіліктер (КВЧ)) радиотолкындарды колданады. Радиорелелiк байланысты камтамасыз ету үшiн техникалык куралдар жане радиотолкындарды тарату ортасынын жиынтыгы радиорелелiк байланыс торабын курастырады. Онда колданылатын радиотолкындардын екі таралу механизмі болады: бірі — жер радиотолкындарынын, ал екіншісі — тропосфералык радиотолкындарынын аркасында. Жерлік деп жер бедеріне жакын таралатын радиотолкынды атайды. Жерлік радиотолкындар тік коріну шегінде гана 100 см кыскаша жаксы таралады. Сондыктан үлкен кашыктыкта радиорелелік байланыс сызыгын кабылдаушы-таратушы радиорелелік станциянын (РРС) цепочкасы ретінде курады, ондагы коршілес РРС (ретрансляторлар) тік корінетін радиобайланысты камтамасыз ететін кашыктыкта орналастырады да, тік коріністін радиорелелі сызыгы деп атайды. Тропосфералык радиотолкын жер бедерінін нүктесімен толык тропосферада жаткан траектория аралыгында таралады. Торпосфералык радиотолкыннын энергиясы 100 см кыскаша тропосферанын ар тектілігінде таралады. Мунымен катар, таралатын энергиянын бір болігі 250…350 км кашыктыкта тік коріністін шегінде орналаскан кабылдаушы РРС антеннасына түседі. Мундай РРС цепочкасы тропосфералык радиорелелік сызыгын (ТРЛ) курады. Кез келген РРС-ке антенналар, кабылдаушы-таратушы аппаратура жане косалкы курылгылар (теле кызмет корсету, кызметтік байланыс аппаратурасы, кепілденген электр корегі жане т.б.) орнатылады. РРЛ (немесе ТРЛ) дурыс жумысын камтамасыз ететiн аппаратуралар кешенін радиорелелiк жүйелер деп атайды. РРЛ жане ТРЛ үшiн коптеген типті радиорелелі жүйелер жасалды, мысалы КУРС «Горизонт-M» жане т.б. Радиорелелі жүйеде пайдаланатын модуляция адісіне байланысты ЖМ-мен (АРРС) аналогты радиорелелік жүйелер, сандык радиорелелік жүйелер (ЦРРС) жане т.б. деп болінеді. Гарышты радиобайланыс — бул жасанды Жер серігінде (ЖЖС) орналаскан ретранслятор аркылы отетін байланыс. Гарышты байланыс сызыгын (ГБС) Жерде орналаскан екі станция жане ЖЖС-дегі станция курайды. Біріншісі — жер станциясы (ЖС), ал екіншісі — гарыштык (ГС) деген атау алды. ЖС караганда РРЛ жане ТРЛ радиостанцияларын жерлік деп атайды. Гарыштык байланыс сызыгы екі боліктен турады: Жер — ЖЖСВ отличие от ЗС радио жане ЖЖС — Жер. 1.2 Радиорелелi байланыс сызыгынын классификациясы Радиобайланыс жүйелері оте манызды белгiлердiн катары бойынша классификациялайды (1.3 сурет). Алгашкы желіге байланысты магистралді, аймак ішілік жане жергілікті РРЛ (немесе ТРЛ) болып болінеді. Топтык сигнал куру үшін адістер бойынша аналогты жане сандык РРЛ (немесе ТРЛ) болып болінеді. Аналогты радиорелелі байланыс сызыгы алгашкы электрлі сигналдарды косу (болу) жане тасушы сигналды модуляциялау тасілдеріне: АЖБ жане ЖМ-мен РРЛ (немесе ТРЛ), ФИМ-АМ-мен РРЛ; ТЧ арналарынын N санына: аз арналы — N= 24, орташа откізу кабілетіне — N=60…300; үлкен откізу кабілетіне — N=600…1920 байланысты классификацияланады. Сандык РРЛ тасушы сигналды модуляциялау: ИКМ-ЧМ, ИКМ-ФМ жане т.б. тасіліне байланысты; екілік В символдарынын таралу жылдамдыгына: аз — В 10 2.Радиорелелі байланыс және ғарышты радиобайланыс үшін жиілік диапазоны.
Шартты атау берілген жиілік жолағын жиілік диапазоны деп атайды. Радиорелелі байланыс және ғарышты радиобайланыс үшін дециметрлі (100..10 см, 300..3000 МГц- Ультражоғары жиіліктер (УВЧ)), сантиметрлі (10..1 см, 3..30 ГГц- Аса жоғары жиіліктер (СВЧ)), миллиметрлі (10..1 мм, 30..300 ГГц — Өте жоғары жиіліктер (КВЧ)) радиотолқындарды қолданады.
Радиорелелiк байланысты қамтамасыз ету үшiн техникалық құралдар және радиотолқындарды тарату ортасының жиынтығы радиорелелiк байланыс торабын құрастырады. Онда қолданылатын радиотолқындардың екі таралу механизмі болады: бірі — жер радиотолқындарының, ал екіншісі — тропосфералық радиотолқындарының арқасында.
Жерлік деп жер бедеріне жақын таралатын радиотолқынды атайды. Жерлік радиотолқындар тік көріну шегінде ғана 100 см қысқаша жақсы таралады. Сондықтан үлкен қашықтықта радиорелелік байланыс сызығын қабылдаушы-таратушы радиорелелік станцияның (РРС) цепочкасы ретінде құрады, ондағы көршілес РРС (ретрансляторлар) тік көрінетін радиобайланысты қамтамасыз ететін қашықтықта орналастырады да, тік көріністің радиорелелі сызығы деп атайды.

2.1 Аналогтық РРЛ-дағы цифрлық ствол
Бұл жүйеде аналогтық стволдың өткізгіштік қабілеті цифрлы сигналды тарату үшін толық көлемінде пайдаланылады. Алайда телеқызмет, аналогтық РРЛ-дің қызметтік байланыс жүйесі сақталуы тиіс
Тарату мен қабылдау кезіндегі сопряжение құрылғысының құрылымдық схемасы 9.3а мен 9.3б суреттерінде көрсетілген. Таратушы жағында цифрлы сигнал типті өзгертулерге ұшырайды. ПК2 код преобразователі ЧПИ типті үш дәрежелі цифрлы сигналды қалыптастырады. Мұндай сигналдар спектрінің ерекшелігі мынау- мұнда төменгі жиіліктегі составляющий болмайды, ал бұл аналогтық РРЛ-да қызметтік байланыс каналын сақтап отыруға пайдаланылады.Төменгі жиіліктегі фильтрдің өткізгіштік полосасы 6-дан 6,5 МГц дейін әрі үш деңгейлі сигналдың спектрін тежейді. Бұл ретте 6,5…9 МГц жиілігінің полосасы бос, еркін қалғандықтан, аналоговый РРЛ қолданыстағы аппаратурасының КУ цифрлық стволының жай-күйін анықтау үшін пайдалануға мүмкіндік туады.Ус жинақтау қондырғысынан шыққан сигнал жиілік модуляторына түседі. Жиілік демодуляторынан шыққан сигнал УР разделение құрылғысына беріледі. Үш деңгейлі цифрлы сигнал ПКЗ-ға беріледі де осында бинарный сигналға ауысады. ДСК дескремблерінен кейін ПК4 ЛЦС сигналы қалыптасады. Төменгі жиіліктегі фильтр жылу шуылының (тепловой шум) қуатын тежейді.
Цифрлық стволды ұйымдастырудың осы қарастырылған нұсқасында әдетте 8,448 Мбитс цифрлық сигналдарын таратады. Цифрлық стволдың өткізгіштік қабілетін ұлғайту үшін ЧМ төрт позициялы әдіспен екі ЛЦС 8,448 Мбитс жылдамдығымен бір мезгілде жолдау әдісі қолданылады.
Геостационарлық орбита (ГО) дегеніміз — Н3=35786 км болатын экваторлық дөңгелек орбита. Осы орбитамен қозғалатын спутникті геостационарлық деп атайды. Ол Жердің бұрыштық жылдамдығымен бірдей жылдамдықта қозғалып отырады, сондықтан да жерден бақылағанда ол қозғалмайтын секілді болып көрінеді.
ГО кемшіліктері: жоғары ендіктегі абоненттерге қызмет көрсету мүмкін емес, трассаның тым ұзын болуы себепті антеннаның қуаты мен апертурасы өте зор болуы тиіс, радиосигналдар ұзақ жүріп жетеді, Күннің, Айдың, алып ғаламшарлардың гравитациялық әсері анық байқалады. Геостационарлық спутниктер арқылы жоғары ендіктегі ЗС жұмыс істей алмайды, өйткені олар ИСЗ — тен байқалмайды (10.1 сурет). Экваторда орналасқан ЗС үшін геостационарлық спутник зенитте тұрады. Өзгеше айтсақ, тұрақ бұрышы (горизонт бағыты мен ИСЗ арасындағы бұрыш) 90º. Бұл жағдайда сигналдың Жер атмосферасындағы жүру жолы ең қысқа. Егер ЗС- ті 81º орналастырсақ онда антеннасын горизонтқа бағыттау керек, яғни b=0. Егер (3 кемісе сигналдың атмосферадағы жолы ұзара түседі әрі бос кеңістікте таралатын сигналдың әлсіреуі күшейеді. Сондай-ақ сигналдың атмосфералық ылғалдағы әлсіреуі мен антеннаның шуылдық температурасы арта түседі. Егер b5º болса, онда Жердің шумовой излучениесінің әсері күрт ұлғаяды. Сондықтан практикада МККР тұрақ бұрышын (угол места) 6 ГГц жиілікке дейін кемінде 3…50 , ал 10ГГц — дан жоғары жиілікте 10…15º болуын ұсынып отыр.
Қозғалыстағы ретранслятордағы тербелістің жиілігі ЗС жолдап жатқан тербеліс жиілігінен айырмашылығы бар. Міне, осыдан Доплер эффектісі анық байқалады. Мәселен, ЗС ұзақтығы то- қабылдау басталатын сәтке сәйкес келетін to моментінде импульс жолдай бастағанда ИСЗ 1 жағдайда (10.2 сурет) тұрады, ал то- уақытында ол 1 қалпынан 2 қалыпқа ауысады. Осының салдарынан сигналдың ИСЗ дейінгі жүру жолы D l=u t O, мұнда v- ИСЗ радиотолқынның таралу бағытындағы қозғалысының жылдамдық соотавляющая. Сигнал спутникті қуып жетіп, бұл үшін уақыт жұмсайды. Сондықтан ИСЗ импульсының соңына (10.2б сурет) уақыт сәйкес келеді. Демек КС импульстың ұзақтығы . Енді tO — жиілігі болатын СВЧ тербелісі деп есептейміз. Реальный спутникте , сондықтан . Орташа жағдайда (10.1), мұнда минус белгісі жоғарыда қаралған жағдайға, яғни ИСЗ ЗС — тан алыстап бара жатқанда, сәйкес келеді, ал плюс белгісі жақындап қалған ИСЗ-ке сай келеді.ЗС төменгі дәрежелі F жиілігінде гармоникалық тербеліспен модулированный сигналды жіберіп жатыр делік (10.3,а сурет). Онда 10.1 сәйкес КС 10.1 таблицада және 12.7,б суретте көрсетілген жиіліктегі состовляющиді қабылдайды, мұнда Ал 10.3,а мен б суреттерін салыстырсақ қабылданатын сигналдың спектрінің кеңейгені сонша, демодуляция кезінде жиілігі F(l+vc) гармоникалық сигнал бөлінеді. Сөйтіп, Доплер эффектісі, біріншіден, барлық спектральдық составляющидің жиілігін ∆ƒд мәніне, яғни доплерлік сдвигін, екіншіден, модульденетін тербелістердің жиілігін өзгертуге алып келеді. Доплер сдвигінің орнын толтыруға болады, ол үшін қабылдағышта өткізудің жеткілікті кеңейген полосасын таңдап, АПЧ қолдану керек. Спектрдің деформациясын қабылдағышта түзету іс жүзінде мүмкін емес. ЧРК бар тарату жүйесінің бірқатарында жабдық генераторының жиілігінің тұрақсыздығын 2 Гц артық болдырмау керектігі белгілі. Бұл талап ССС-те мұндай тарату жүйесінің көмегімен каналдар санын ұлғайтуға шектеу қояды, өйткені олар үшін қалыпты қабылдау талабы . Геостационарлық ИСЗ тәуліктік қозғалысына байланысты Доплер эффектісінің салдары тым аз. Іс жүзінде оларды есепке алмаса да болады.

2.2Радиорелелiк аралық және радиорелелiк учаске
Радиосигналды тарату ортасын және аппаратураны іске қосатын, көршілес РРС арасындағы радиорелелі сызықты байланыстың бөлігі радиорелелі аралық деп аталады. Жақын жатқан екі радиорелелі станциялармен шектелетін, соңғы және түйінді болатын, радиорелелі байланыс сызығының бөлігін радиорелелі учаске деп атайды.
Ericsson, Siemens, Nokia, Nera, Harris, MRC, Alcatel және т.б. фирмалар құрылғының жүздеген нұсқаларын шығарады. РФ сондай-ақ аз және орташа көлемді сандық РРС байланыс жүйелері өндіріледі: Радан, Радиан, Радиус, Эриком, Бист, Sandra, Просвет, Перевал.Көпстансалы доступ (МД) спутниктік байланыстың негізгі ерекшеліктерінің бірін іске асыруға мүмкіндік береді, яғни қызмет көрсету аймағында орналасқан барлық ЗС-тің бір ИСЗ арқылы жұмыс істеуіне мүмкіндік бар. Әдебиетте мұндай ССС — тің ерекшелігін өте ерекше, уникальный деп атайды. Бір КС — тің барлық ЗС-пен жұмыс істей алатын бір ғана тарату-қабылдау антеннасы болады. Көпстансалы доступтың жиілігі (МДЧР) және уақытша (МДВР) бөлінетін екі жүйесі бар.МДЧР кезінде П ретранслятордың жиілік полосасын барлық ЗС бөліп береді (12.1 суретті қараңыз). Әр ЗС сәйкес бөлін ген 1-6 полосалар қорғаныш жиілік интервалымен бір бірінен бөлінген. Бұл әдіс іргелес ЗС-тарда сигналдардың нелинейный құрылғылар арқылы бір мезгілде өткен кезінде пайда болатын өтпелі кедергілерін кеміту үшін қолданылады. Сондықтан ретранслятордың барлық жиілік полосалары сигналдарға тола емес. ЗЧИ — ді енгізу ретранслятордың өткізгіштік қабілетін кемітеді, яғни оның полосаларын пайдалану тиімділігін төмендетеді.МДВР жүйесінде модуляцияның цифрлық әдісін қолданады. МДВР — да ТЦ таратудың бір циклының периоды барлық ЗС (10.4,б суретте) арасында бөлінеді.
Егер КС-та алты лучтық екі антенна — таратқыш және қабылдағыш-орнатылған, сондай-ақ антеннаның жұмыс лучын берілген программаға сәйкес автоматты түрде таңдауға мүмкіндік беретін жоғары жылдамдықтағы бортовой коммутатор орнатылған десек, коммутатор таратқыш пен қабылдағыш антенналардың лучтарын өзара біріктіретінін байқауға болады. Қарапайым түрде алсақ, сигналдарды барлық қажетті өңдеу- күшейту, жиілігіне сәйкес сдвиг жасау т.б. — осы құрылғыда жүзеге асады. Әрбір ЗС КС-тің антеннасымен жеке-дара лучь арқылы байланысқан. Мәселен, МЛА лучының нөмірі ЗС нөмірімен сәйкес келеді. ЗС1-ден информациялық пакетті тарату кезінде бортовой коммутатор қабылдағыш антеннаның 1 лучын таратқыш антеннаның 2—6 лучтарымен ЗС1-дің информациялық пакетінің құрылымына сйкес кезекпен жалғастырып отырады. Әрбір ЗС-ке тек оған бағытталған информациялық сигналдар түседі. Сосын коммутатор ЗС2-нің сигналдарын қабылдауға көшеді әрі осылайша жалғаса береді. МДВР-КБ жүйесі МДВР мен МЛА жүйелерінің артықшылықтарын біріктірген.Қабылдау әдісі деп, ақпарат көзінен таралған сигналды анықтау мақсатында сигналды өңдеудің математикалық алгоритмдерді түсінеді. Қабылдағыш деп, қабылдаудың кейбір әдісін (алгоритм) жүзеге асыратын құрылғыны айтады. Демодулятор — қабылдағыштың негізі … жалғасы