Общие принципы сотовой связи (стр. 6 )

Для дальнейшего уменьшения результирующих габаритов антенны пошли по пути изгибания, свертывания или иной трансформации двумерных плоских монополей в трехмерные структуры.

PIFA (Planar Inverted-F Antenna) – планарная перевернутая F-образная антенна (см. рис 14.8).

Рис. 14.8. Топология однодиапазонной антенны PIFA.

PIFA может быть представлена дальнейшим развитием идеи DIFA, если использовать множество дополнительных L-антенн, параллельных F-вибратору, при минимальных расстояниях между ними.

PIFA сочетают в себе целый ряд преимуществ, в числе которых более широкая полоса рабочих частот (до 10% от резонансной несущей), сравнительно малые габаритные размеры и возможность многодиапазонности.

Ниже представлены соотношения, позволяющие выполнять расчеты однодиапазонной PIFA.

Для обеспечения возможности работы таких антенн на разных диапазонах, среди прочего, в них выполняются фигурные прорези, как показано на рис.14.9(а-в).

Например, для двухчастотной PIFA c U-образной прорезью (см. рис.14.9а) нижняя резонансная частота определяется габаритами горизонтальной пластины. Она может быть рассчитана по выше приведенным соотношениям.

Для конструкции, приведенной на рис.14.9а, L = 21 мм, W = 16 мм, L2 = 10 мм и W2 = 6 мм. Это позволило получить две рабочие области частот Wi-Fi: 2,45–2,48 ГГц и 5,25–5,32 ГГц [14].

Рис. 14.9. Топология прорезей многодиапазонных антенн PIFA.

а) U-прорезь; б) меандровая прорезь; в)L-порезь.

Сочетание нескольких антенн с различными вариантами прорезей позволяет создавать целые многодиапазонны антенные системы. Например для диапазонов GSM, DCS, PCS, UMTS.

20.Типовая схема антенно-фидерного тракта базовой станции GSM. Назначение дуплексеров,  комбайнеров (коплеров), усилителей TMA.

Схема содержит:

два формирователя несущей частоты CU (carrier units), также называемых TRx (Transceiver), осуществляющих формирование сигнала заданного частотного канала на излучение и его прием с возможностью диверсификации (разнесенный прием); модули комбайнеров:

один DUAMCO (Duplexer Amplifier Multi coupler)/FDUAMCO (Flexible Duplexer Amplifier Multi coupler), осуществляющих объединение радиосигналов от CU в антенну или антенны, как на передачу, так и на прием;

один DIAMCO (Dual Integrated Amplifier Multi Coupler), работающего только на прием для организации канала разнесения (Блок для организации разнесённого приёма);

Блок Rx Tx – дуплексёр. Состоит из 2-ух широкополосный фильтров.
Rx – приёмник. Tx –передатчик.

LNA – малошумящий усилитель.

Назначение

Дуплексер (Блок Rx Tx) – разделяет прием и передачу сигналов. Состоит из 2-ух широкополосный фильтров.  Rx – приёмник. Tx –передатчик.

Коплеров ( С ) - объединяет сигналы.

  усилитель TMA. – усиливает сигнал передоваемый на станцию.

Для питания ТМА в тракты подается постоянное напряжение.

21. Разнесенный прием сигналов (Antenna diversity). Схема устройства  антенны X-Pol для диапазонов GSM-900 и DCS.

Разнесение (разделение) антенн (Antenna Diversity)

РА применяется для повышения уровня сигнала на приеме и борьбы с замираниями. Наиболее популярны РА по пространству и по поляризации. В GSM и транкинговых системах преобладает разнесение по поляризации, из-за более простой конструкции антенно-фидерного тракта. Общая идея: если на одной антенне замирание, то на другой, может быть, его не будет. На рис.13.1 показан пример работы антенн с разнесением по пространству.

Рис. 13.1 Диверсификация антенн

Обычно в расчетах бюджета линка полагают выигрыш на 3дБ при использовании разнесения антенн.

Ниже приведенные рисунки поясняют возможные варианты подключения антенн с организацией приема (и передачи!) в разных поляризациях.

В приведенном на рисунке примере  сигналы передачи Tx1 и Tx2 подаются на разные элементы антенны. Можно подавать эти сигналы и на одни и те же элементы, но при этом потребуется применение антенных комбайнеров.

22. Задача. На примере структурной схемы базовой станции нарисовать схему соединения блоков для получения конфигурации сайта  2/2/0

ТАКИХ РИСУНКОВ ДОЛЖНО БЫТЬ ДВА!!! RACK 1 и RACK 2. В них Сектор 0 и Сектор 1 соответственно.

Конфигурация 2/2/0  при  диверсификации с помощью DIAMCO

Схема содержит:

два формирователя несущей частоты CU (carrier units), также называемых TRx (Transceiver), осуществляющих формирование сигнала заданного частотного канала на излучение и его прием с возможностью диверсификации (разнесенный прием); модули комбайнеров:

один DUAMCO (Duplexer Amplifier Multi coupler)/FDUAMCO (Flexible Duplexer Amplifier Multi coupler), осуществляющих объединение радиосигналов от CU в антенну или антенны, как на передачу, так и на прием;

один DIAMCO (Dual Integrated Amplifier Multi Coupler), работающего только на прием для организации канала разнесения (Блок для организации разнесённого приёма);

С – Коплер – объединяет сигналы.

Блок Rx Tx – дуплексёр. Состоит из 2-ух широкополосный фильтров.
Rx – приёмник. Tx –передатчик.

LNA – малошумящий усилитель.

23. DECT: архитектура сетей, структура кадров, взаимодействие с GSM.

Система DECT

Цифровые расширенные беспроводные коммуникации DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) — являются полностью цифровой пикосотовой системой. В основном связь по технологии DECT используется в офисах и учебных заведениях, на аукционах и дома. Кроме того, точки доступа к сети PSTN могут устанавливаться на железнодорожных станциях, в больших государственных учреждениях и больницах. При этом услуги телефонной связи обходятся значительно дешевле, чем в системе GSM. Технологию DECT можно также применять на последних нескольких сот­нях метров между новым оператором сети и ее абонентами.

Архитектура системы

Элементами архитектуры являются:

пор­тативных оконечных радиоустройств (Portable Parts, РP); стационарных оконечных радиоустройств (Fixed Parts, FP); управляющий контроллер (DECT Fixed System, DFS); блок коммутации и сопряжения (Interworking Unit, IWU); база данных (Data Base, DB), состоящая из базы данных об исходном положении (HDB) и база данных посетителей (VDB).

Структура кадров

Рис.13.3 Структура кадров MC-TDMA-TDD в DECT

Продолжительность каждого кадра составляет 10мс. В одном кадре содержится 12 интервалов для исходящих каналов и 12 — для нисходящих (в режиме базового соединения). В режиме расширенного соединения доступны и другие схемы распределения. Каждый интервал имеет продолжительность 0,4167 мс и может содержать несколько разных физических пакетов. Обычно выделяют несколько полей. Например, для управления сетью -- поле А, для пересылки пользовательских данных --поле В и и. т.д. Данные управления сетью передаются со скоростью 6,4 Кбит/с (64 бит за 10 мс). В то же время скорость передачи пользовательских данных зависит от дополнительных механизмов коррекции ошибок. Симплексные носители в незащищенном режиме обеспечивают скорость передачи 32 Кбит/с. Использование в защищенном режиме 16-битовой контрольной суммы CRC для блока данных размером 64 бит приводит к уменьшению скорости до 25,6 Кбит/с. Объединив два симплексных носителя, можно получить дуп­лексный носитель.

Взаимодействие с GSM

Система DECT может использоваться совместно с сотовой системой GSM. Для этого применяются специальные двухсистемные MS, обеспечивающие межсистемный роуминг по типичной схеме: в офисе –DECT, в автомобиле -- GSM.

Взаимодействие на сетевом уровне показано на рис.13.4. FP играют роль базовых станций, образующих пикосоты на сотах GSM.  DFS и IWU выполняют функции контроллера базовых станций. По А-интерфейсу IWU взаимодействует с мобильным коммутатором GSM.

24. Назначение и классификация транкинговых систем связи (ТСС).

Транкинговыми принято называть профессиональные системы радиосвязи, которые могут работать в особом транкинговом режиме. В этом режиме некоторый частотно-временной ресурс общего ствола передачи (транка) может динамически перераспределяться между пользователя в процессе ведения связи. Кроме того, транкинговые системы имеют специфические регламенты работы, используют полудуплекс (дуплекс), работают с группами абонентов по групповым вызовам, могут переходить в режим прямой связи (DMO) и т. д. В сетях транктнговой сязи имеются  диспетчерские терминалы.

Подобного рода системы применяются таксистами, скорой помощью, полицией, пожарными, курьерскими службами, службами безопасности.

Транкинговые cистемы связи (ТСС) классифицируют.

1) По методу  передачи речевой информации аналоговые и цифровые. Передача речи в радиоканале аналоговых систем осуществляется с использованием частотной модуляции, шаг сетки частот обычно составляет 12,5 кГц или 25 кГц. Для передачи речи в цифровых системах используются различные типы вокодеров, преобразующих аналоговый речевой сигнал в цифровой поток со скоростью не более 4,8 кбит/с.