ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ СКОРОСТИ 110 Мбит/с

March 24, 2012 by admin Комментировать »

Шелковников Б. Н., Шелковников А. Б. НТУУ «КПИ», 4020, 02056, Киев-56, пр. Победы, 37, Украина Тел. 380(44)2417623, e-mail: shelk@ukr.net Вайкан Н. П., Дубенко А. В., Зражевский А. Г., Иванов В. Н., Ломака В. Л., Магоня В. С., Пешков А. Н., Пузыренко Ю. М. НПП «ГЕЛИОС-РРЛ», 4020, 08132, Вишневое, ул. Машиностроителей, 17, Украина Тел. 380(44)2390207, e-mail: helios-rrl@ukr.net Карнаков Я. О. НПП «КВАНТ-ЭФИР» 4020, 03150 Киев-150, ул. Димитрова, 5, Украина Тел. 380(44)2207474

Аннотация – Представлены состав, особенности и допустимые электрические параметры приемопередающей аппаратуры, которая применяется в радиорелейной системе, для скорости 110 Мбит/сек с модуляцией ОАМ-16при использовании модемного оборудования фирмы NEWTEC.

I.  Введение

В настоящее время значительно возрос объем информации, передаваемой в цифровой форме по радиорелейным линиям связи прямой видимости. Поскольку радиорелейные системы обладают, как правило, большим динамическим диапазоном, представляется возможность применять многопозиционное кодирование совместно с амплитуднофазовыми методами модуляции. Это позволяет увеличить скорость передачи информации при меньшей полосе пропускания ствола, т. е. увеличить удельную скорость передачи. Радиорелейные системы со скоростью передачи до 34,368 Мбит/сек с QPSK модуляцией и применяемая приемопередающая аппаратура представлены в работах [1, 2]. В данной работе приведены состав и особенности приемопередающей аппаратуры для скорости передачи цифровой информации 110 Мбит/сек с QAM-16 модуляцией при использовании модемного оборудования фирмы NEWTEC.

II.  Основная часть

Рассмотрим вкратце структурную схему приемопередающей аппаратуры в радиорелейной системе передачи информации со скоростью 110 Мбит/сек с модуляцией QAM-16. С выхода модулятора спектр сигнала с центральной частотой 70 МГц и полосой 34 МГц поступает на вход усилителя промежуточной частоты (УПЧ), электрические параметры которого имеют следующие значения: коэффициент усиления (Ку) не менее 60 дБ, неравномерность коэффициента усиления 0.2 дБ, глубина автоматической регулировки усиления (АРУ) не менее 45 дБ, неравномерность группового времени запаздывания (ГВЗ) 2 нсек, интермодуляция 3-го порядка не менее -45 . С целью переноса спектра модулированного сигнала в диапазон частот выбранного ствола по СВЧ он поступает на балансный смеситель, выполненный на сочетании микрополосковой и щелевой линий передачи. Потери преобразования не более 8 дБ, развязки сигнал – гетеродин и сигнал – промежуточная частота -30 дБ, интермодуляция 3-го порядка -45 при входной мощности 200 мкВт. Подаваемая мощность от гетеродина 30 мВт. Гетеродин состоит из двух плат: платы генератора, управляемого напряжением и платы фазовой подстройки частоты (ФАПЧ). Генератор выполнен по схеме со стабилизирующим контуром на диэлектрическом резонаторе в цепи затвора транзистора типа ATF-13786 или ТС-2201. Подстройка частоты гетеродина происходит путем подачи управляющего напряжения из платы ФАПЧ на варикап типа ВВ857, расположенный на плате генератора. Линейность управления подстройки частоты гетеродина достигается подачей на варикап опорного напряжения 10 В.

Плата ФАПЧ состоит из генератора опорной частоты с термокомпенсацией, делителя частоты, микросхемы синтезатора частоты и петлевого фильтра. Снятие мощности на плату ФАПЧ для контроля частоты гетеродина осуществляется через направленный ответвитель, расположенный на выходе генератора. Фазовые шумы гетеродина при отстройке на 10 КГц от несущей -83. Затем сигнал через трехзвенный фильтр зеркального канала на диэлектрических резонаторах с потерями в полосе пропускания не более -1.5 дБ и заграждением -30 дБ при отстройке на 140 МГц от центральной частоты ствола поступает на усилитель мощности. Он состоит из предварительного трехкаскадного усилителя и выходного балансного усилителя. Для получения линейной характеристики усилителя мощности в балансной схеме и выходном предварительном каскаде применили транзистор MGF-2415A, а в первых двух каскадах ATF-26884. Суммарный коэффициент усиления 39 дБ, интермодуляция 3-го порядка составила -38 при выходной мощности 380 мВт. С выхода усилителя мощности сигнал через ствольный пятизвенный фильтр на диэлектрических резонаторах с потерями в полосе пропускания не более 2.0 дБ и заграждением не менее -70 дБ при отстройке от центральной частоты ствола на 56 МГц через антеннофидерный тракт излучается в сторону приемника.

Структурная схема приемника аналогична схеме передатчика, за исключением, усилителя мощности. На входе приемника после антенно-фидерного тракта и ствольного фильтра установлен малошумящий трехкаскадный усилитель с коэффициентом усиления порядка 35 дБ и шумами не более 120 К. В первом каскаде усилителя использован транзистор ATF- 36077 в двух последующих каскадах – ATF26884. В приемнике осуществляются обратные преобразования сигнала: усиление и его преобразование до промежуточной частоты, а операция обратной модуляции – в демодуляторе.

В приемопередающей аппаратуре предусмотрены контроль питающего напряжения, мощности гетеродина, выходной мощности передатчика и напряжения юстировки в приемнике. Предусмотрена возможность регулировки выходной мощности передатчика в пределах 30 дБ и ее поддержание на заданном уровне в диапазоне температур от -50С до +60С. Интермодуляция 3-го порядка приемопередающего тракта при входной мощности по входу приемника от -30 дБм до -70 дБм и при мощности передатчика 380 мВт составила -32.

Отличительной особенностью представленной приемопередающей аппаратуры для скорости 110 Мбит/сек с QAM-16 модуляцией при использовании модемов фирмы NEWTEC по отношению к скорости 34.368 Мбит/сек с QPSK модуляцией заключается в том, что гетеродин должен быть с ФАПЧом, усилитель промежуточной частоты – с АРУ, усилители мощности и малошумящий усилитель – с линейной амплитудно-фазовой характеристикой. Это связано с тем, что нелинейность характеристики приводит к дополнительным потерям помехоустойчивости и связь при модуляции QAM-16 прерывается. При QPSK модуляции нелинейность характеристики приводит к расширению спектра сигнала, что ухудшает условия электромагнитной совместимости при построении многоствольных радиорелейных линий передачи, но при этом связь не прерывается.

Одним из основных критериев оценки качества цифрового тракта является коэффициент ошибок, определяемый как вероятность неправильного приема символа. По этому критерию оценивали качество нашего тракта. При указанных выше параметрах на приемопередатчики с использованием модемов фирмы NEWTEC прошел цифровой поток 110 Мбит/сек с коэффициентом ошибок 10е-10.

Проводились также испытания влияния электрических параметров приемопередатчиков на качество передачи информации. При увеличении неравномерности ГВЗ в стволе до 4.5 не качество связи не изменялось, а при 10 не связь обрывается. Для восстановления связи на заданный уровень пришлось уменьшить скорость передачи информации до 95 Мбит/сек. Изменение неравномерности АЧХ до 2.5 дБ связь не нарушало; дальнейшее увеличение до 3 дБ приводило к обрыву связи. Если увеличивать мощность передатчика до 640 мВт, что составляет 58 % от максимальной мощности, то наблюдается устойчивая связь. Интермодуляция 3-го порядка сквозного тракта составила -17. При ухудшении фазовых шумов одного из гетеродинов с -83 дБс до -77 дБс при отстройке на 10 МГц от несущей связь прерывалась.

III.  Заключение

Таким образом, представленная приемопередающая аппаратура при использовании модема фирмы NEWTEC пропускает цифровой поток информации 110 Мбит/сек при интермодуляции 3-го порядка -17дБс всего тракта в диапазоне входных мощностей по входу приемника -30 дБм-70 дБм, неравномерности ГВЗ в стволе до 4.5 не, фазовых шумах гетеродина не хуже -83 при отстройке от несущей на 10 КГц и неравномерности коэффициента усиления до 2.5 дБ.

IV. Список литературы

[1 ] Шелковников Б. Н., Ломака В. Я, Пешков А. Н.,

Магоня В. С., Иванов В. Н. СВЧ приемопередатчики радиорелейного оборудования, 7-я Международная Крымская конференция « СВЧ -техника и телекоммуникационные технологии», Т.1, стр. 226-228, 1997 г.

[2]  Шелковников Б. Н., Магоня В. С., Пешков А. Н.,

Ломака В. Л., Иванов В. Н., Ивашкевич В. Г.,

Коренной А. М. Радиорелейная аппаратура «Гелиос- РРЛ», 10-я Международная Крымская микроволновая конференция «СВЧ-техника и телекммуникационные технологи», стр. 236-238, 2000 г.

TRANSCEIVER EQUIPMENT FOR 110 MBIT/SEC SPEED

Shelkovnikov В. N., Shelkovnikov A. B.

NTUU «КР1»

4020, 02056, Kiev-56, 37 Pobedy Ave. Ukraine Tel. 380(44)2417623 e-mail: shelk@ukr.net Vaikan N. P., Dubenko A. V., ZrazhevskyA. G., Ivanov V. N., Lomaka V. L., Magonya V. S., PeshkovA. N., PuzyrenkoYu. M.

SPC «GELIOS-RLL»

08132, Vishnyovoye, 17 Mashinostroiteley Str., Ukraine Tel. 380(44)2390207, e-mail: helios-rrl@ukr.net

Karnakov Ya. O.

SPC «KVANT-EFiR»

03150, Kiev-150, 5 Dimitrova Str., Ukraine Tel. 380(44)2207474

Abstract – set, features, and allowed electrical parameters of transceiver equipment for 100 mbit/sec link with QAM-16 are presented. That equipment is used with modems by NEWTEC.

I.  Introduction

At present time the amount of information transmitted through RF links grows extensively. As RF links has quite large dynamic range, it looks possible to use multi-position coding along with amplitude-phase modulation techniques. That allows increasing communication speed with less channel bandwidth,

i.  e. increasing relative communication speed. Present paper describes features of transceiver for 110 mbit/sec speed with QAM-16 modulation scheme in conjunction with modems by NEWTEC.

II.  Main part

The main distinct feature of presented equipment for 100 mbit/sec with QAM-16 and NEWTEC modems with respect to 34.368 mbit/sec with QPSK is mandatory usage of PLL circuitry in LO, usage automatic gain control in IF amplifier, having linear phase characteristic for power amplifier of transmitter and low noise amplifier of receiver. That depends on high influence of linearity to interference immunity and link with QAM16is dropped then. SER level was achieved to 10e-10 using our equipment and NEWTEC modems.

Some experiments were conducted to detect influence of electric parameters on communication quality. Increasing of group delay time irregularity to 4.5 ns did not impact to quality of link, while 10 ns breaks the link. To restore link speed was reduced to 95 mbit/sec. 2.5 db gain irregularity over bandwidth do not impact link either, but 3db leads to breakdown. Firm link was observed with transmitter power up to 640 mWt, that is 58 % of max output power.

III. Conclusion

Thus, presented transceiver equipment with NEWTEC modems allows to link 110mbit stream with -17dbm 3-th order IM, with -30 dBm to -70 dBm power on receiver input, group delay irregularity up to 4.5 ns, LO phase noise better than -83db at 10kHz offset and gain over frequency non-ideality up to 2.5 dB.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты