Geum.ru

Проектирование РПУ мобильного терминала системы цифровой сотовой связи стандарта GSM-1800

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование

(10)), что приводит к увеличению спектральной эффективности модулятора;

  • использование ГФНЧ сглаживает зависимость фазы от величины (пТв) при фазочастотной манипуляции в MSK;
  • выбор полосы ГФНЧ, равной В?0,3/Тв, для GMSK позволяет, с одной стороны, сузить спектр цифрового сигнала, а с другой, увеличивает уровень межсимвольных искажений (то есть взаимное наложение символов друг на друга).

    • Рассмотрим частотную и импульсную характеристики ГФНЧ. На вход ГФНЧ подается цифровой поток сигналов БВН (NRZ):

     

    [11]

     

    где Un = 1, Тв - длительность бита, П(t/Tв) - прямоугольная функция:

     

    [12]

     

    Частотная и импульсная характеристики ГФНЧ определяются следующими выражениями [1]:

    [13], [14]

     

    где В - ширина частотной полосы ГФНЧ по уровню ЗдБ. Сигнал на выходе ГФНЧ:

     

    [15], [16], [17]

     

    На рисунке 2 показана импульсная характеристика ГФНЧ для значений ВТВ: при ВТВ =0,3 и ВТВ >?.

    Таким образом, модулятор GMSK представляет собой соединение ГФНЧ и модулятора MSK.

    При когерентной демодуляции сигналов с GMSK, как и в MSK, используется квадратурная структура, аналогичная сигналам с OQPSK, при этом демодулированные квадратурные низкочастотные сигналы I(t) и Q'(t) описываются функциями cos?(f) и sin?(f), соответственно.

    Квадратурное представление модулированного сигнала с GMSK имеет следующий вид [1]:

     

    [18]

     

    Демодулированные сигналы I'(t) и Q'(t) получаются перемножением принятого модулированного сигнала S'(t) на составляющие восстановленной несущей (в СВН) cos?0t и sinu?0t, соответственно, и подавлением высокочастотных спектральных составляющих с помощью ФНЧ.

    В моменты дискретизации получаем:

     

    [19], [20]

     

    где Д - представляет собой составляющую межсимвольных искажений. Решающее правило определяется следующим образом:

     

    , [21], [22]

     

    С применением детекторного полосового фильтра (ДЦПФ) (особенно гауссовского ДДПФ) при ВiTB= 0,63, когерентно демодулированные низкочастотные составляющие cos[?(t)] и sin[?(t)] содержат в себе значительно меньше составляющих межсимвольных искажений.

    Окончательно цифровой демодулированный поток, пройдя ФНЧ, на вход эквалайзера канала.

    Завершая рассмотрение модуляции GMSK, следует отметить ряд важных ее преимуществ:

    1. достаточно высокая спектральная эффективность (эффективность использования полосы частот), равная: 270,883/200 = 1,354 (бит/с)/Гц, обусловленная использованием ГФНЧ с ВТв = 0,3;
    2. низкий уровень помех по соседним частотным каналам;
    3. приемлемая для практики помехоустойчивость: вероятность ошибки на бит Рс?10-3 при отношении несущая/шум С/N = 30 дБ;
    4. возможность использования когерентной и некогерентной демодуляции;
    5. высокий коэффициент полезного действия усилителя мощности передатчика (благодаря использованию нелинейного усилителя НЛУ).

    Модемы GMSK используются как в стандарте GSM, так и в других европейских стандартах.

    В настоящее время имеется техническая реализация модема GMSK в виде однокристальной СБИС [1].

     

     

    6. Архитектура тракта приема

     

    Применение интегральных микросхем существенно уменьшило размер, стоимость и потребляемую мощность приемников. В последнее время в РЧ блоках начали использовать приемники с различной архитектурой, имеющие как достоинства, так и недостатки.

    Различными производителями предлагается достаточно большое количество наборов ИС с различной степенью интеграции для РЧ блока, но производимый выбор влияет на конфигурацию приемопередатчика и стоимость изделия. Если выбираются РЧ микросхемы с высокой степенью интеграции, то, как правило, приходится обязательно использовать только те ИС информационного тракта, которые предназначены для работы с этими РЧ ИС.

     

    6.1 Супергетеродинные приемники

     

    В приемном тракте устройства достаточно часто используется архитектура с одним (Single-Conversion) или двойным преобразованием (Double-Conversion) частоты. В обеих схемах изменение используемого частотного канала производиться с помощью перестраиваемого по частоте гетеродина РЧ ГУН, сигнал которого подается на первый смеситель, чтобы трансформировать полезный сигнал вниз по частоте. Сигнал гетеродина вырабатывается генератором, управляемым напряжением (ГУН), частота которого стабилизируется с помощью синтезатора частоты СЧ.

     

    6.2 Тракт приема с двойным преобразованием частоты

     

    На рис. 5 показана классическая архитектура супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты.

    Полосовой ВЧ фильтр (Band Select Filter) ПФ1, предшествующий малошумящему усилителю МШУ (low noise amplifier), уменьшает внеполосные сигналы, а также уровень помех по зеркальному каналу совместно с фильтром ПФ2 (image reject filter). Затем весь спектр преобразуется вниз по частоте на фиксированную промежуточную частоту (Intermediate Frequency, IF) с использованием перестраиваемого гетеродина РЧ ГУН.

     

    Рисунок 5. Архитектура тракта приема с двойным преобразованием частоты

     

    Зеркальный сигнал или другие нежелательные продукты преобразования уменьшаются далее до приемлемого уровня с помощью внешнего фильтра ФПЧ1 перед ещё одним преобразованием вниз по частоте. Выбор рабочего канала обычно осуществляется фильтром ПЧ2 (Channel Select Filter) после окончательного преобразования вниз. Это ослабляет требования к динамическому диапазону следующих блоков. От правильного выбора значения - промежуточных частот зависят получаемые величины се