Разработка функциональных узлов цифровой системы передачи
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Вµделим необходимое значение полосы пропускания СВЧ модуля для передачи цифрового потока 150 Мбит/с в формате 64 КАМ(Q=64).
(1.3.2)
где 1.25 - коэффициент увеличения полосы пропускания реального тракта по сравнению с шириной полосы частот по Найквисту.
Тогда ?f1=31.25 МГц - ширина одностороннего спектра для модулированного сигнала.
, МГц(1.3.3)
Тогда ?f=62,5 МГц.
Для входного цифрового потока 150 Мбит/с, значение полосы частот выходного сигнала для КАМ 16 приведены в таблице 1.9.
Таблица 1.9 - Значение полосы частот выходного сигнала 16КАМ
Уровень КАМ64Бит/символ6Отношение пиковой и средней мощностей, дБ3,68Ухудшение отношения S/N из-за статической фазовой ошибки, дБ1,4Ухудшение отношения S/N из-за линейного наклонного искажения амплитуды, дБ (искажения при полном размахе 2 дБ)0,55Ухудшение отношения S/N из-за параболического искажения амплитуды, дБ (искажения при полном размахе 2 дБ)0,75Ухудшение отношения S/N из-за линейного наклонного искажения групповой задержки, дБ (искажения при полном размахе 20 % длительности символа)4,5Ухудшение отношения S/N из-за параболического искажения групповой задержки, дБ (искажения при полном размахе 20 % длительности символа)1,2Результирующее значение отношения сигнал/шум32.7
В результате выполнения данного раздела были рассмотрены: основные виды модуляции с переносом на несущую и особенности, связанные с их применением; определены основные моменты ухудшения качества при модуляции и демодуляции; рассчитано значение полосы частот выходного сигнала (для входного цифрового потока 150 Мбит/с, МГц); рассмотрено влияние линейных и нелинейных искажений на сигнал; рассчитано отношение сигнал/шум на выходе СВЧ модуля при вероятности ошибки 10-8 с учетом всех искажений (таблица 1.9). А также определено необходимое отношение сигнал/шум с учётом неидеальных параметров тракта (32,7дБ).
. Разработка функциональных узлов приемопередатчика ЦСП
.1 Цифровой передатчик
Рассмотрим построение цифрового передатчика на примере формирования сигнала формата 64КАМ. На рис. 2.1 приведена упрощенная структурная схема передающего оконечного оборудования (цифрового передатчика). Согласно Рекомендации F.59б МСЭ-Р цифровые системы радиосвязи могут соединяться с другим оборудованием только на вполне определенных иерархических цифровых скоростях.
Рисунок 2.1 - Цифровой передатчик: 1 - Устройство объединения входных цифровых потоков; 2 - Кодер; 3 - Скремблер; 4 - Формирователь четных и нечетных импульсов (синфазного и квадратурного потоков)
Предположим, что на вход устройства формирования синфазного и квадратурного потоков цифрового передатчика поступает 4 цифровых потока Е3. и служебная информация. Эти потоки объединяются и кодируются самоортогональным сверточным кодом со скоростью 18/19 для обеспечения возможности исправления ошибок. В результате скорость цифрового потока имеет эффективную скорость передачи 150 Мбит/с. Этот процесс группообразования является внутренним делом для радиосистемы и не стандартизован МСЭ-Т, что не имеет никаких негативных последствий для заказчика, потому что входы и выходы цифровых систем имеют стандартизованные иерархические скорости. Информационные биты далее скремблируются в синхронизированном скремблере, что позволяет обеспечивает гладкий излучаемый спектр, свободный от спектральных линий, которые могли бы вызвать значительные помехи в аналоговых радиоканалах, а также гарантирует эффективную синхронизацию и восстановление несущей. Далее сформированный цифровой поток разбивается на два потока, имеющих в два раза меньшую скорость - 75 Мбит/c. Эти потоки используются для формирования синфазного цифрового потока (J) и квадратурного цифрового потока (Q). Затем в цифроаналоговых преобразователях (Ц/А) из трех импульсов каждого потока формируются 8-уровневый импульсно-амплитудный формат как в синфазном (J), так и в квадратурном (Q) каналах. Синфазный (J) и квадратурный (Q) каналы, перемножаются с синфазной (cos() и квадратурной (sin() составляющими сигнала промежуточной частоты, например 70 МГц. Это позволяет формировать 64 (8 х 8 = 64) различных значения комплексного выходного сигнала цифрового передатчика, что приводит к скорости выходного сигнала 25 Мбод.
.2 Цифровой приемник
Упрощенная структурная схема цифрового приемника, показана на рис. 2.2.
Рисунок 2.2 - Цифровой приемник: 1 - устройство выделения несущей частоты; 2 - фильтр Найквиста; 3 - аналогово-цифровой преобразователь; 4 - устройство формирования цифровых потоков
Принимаемый сигнал всегда состоит из суммы полезного сигнала и шума, рис. 2.3.
Рисунок 2.3 - Сигнал на входе цифрового приемника
Устройство восстановления несущей частоты формирует квадратурные составляющие промежуточной частоты 70 МГц, что позволяет обеспечить когерентную демодуляцию принимаемого сигнала 64-КАМ и выделить на выходе аналоговых перемножителей (преобразователей частоты) импульсы с амплитудами J и Q (аналогичные импульсам J и Q передатчика, приведенным на рис. 2.4, рис. 2.5).
Рисунок 2.4 - Синфазный сигнал на выходе фазового детектора
Рисунок 2.5 - Квадратурный сигнал на выходе фазового детектора цифрового приемника
На выходах трехразрядных АЦП формируются синфазный и квадратурный цифровые потоки, имеющие скорость 75 Мбит/c, (соответствуют цифровым потокам передатчика рис. 2.3, рис. 2.4). В схеме выделения цифровых потоков, цифров