Передавальний комплекс центральної і базової станцій телерадіоінформаційної системи, що має стільникову структуру “мітріс – сс”

1. Передавальний комплекс центральної і базової станцій телерадіоінформаційної системи, що має стільникову стр уктуру, який включає НВЧпередавач, антену, конвертер-формувач групового сигналу, що сполучений з передавачем і блоками модуляції, який відрізняється тим, що містить суматор-еквалайзер, який N входами з'єднаний з виходами N квадратурних модуляторів, а ви ходом з'єднаний з входом багатоканального подільника потужності, який на N виходах з'єднаний з N входами радіорелейних передавачів, які з'єднані з U 1 3 24643 тужний підвищуючий перетворювач частоти, який використовується для перенесення спектру проміжних частот шля хом перетворення догори у діапазон НВЧ та відповідне підсилення сигналу на виході. До причин, що перешкоджають досягненню очікуваного технічного результату при використанні відомого пристрою відноситься неможливість забезпечення розширення зони прийому ретрансляторів. Ретранслятори не можуть розташовуватися від центральної станції (ЦС) на відстанях, що перевищують розміри зони обслуговування (вони повинні розташовуватися усередині гнізда). Для одержання можливості зв’язку із сусідніми БС необхідно використовувати волоконно - оптичні лінії зв’язку (ВОЛЗ) чи кабелі. Прокладання кабелів чи ВОЛЗ пов’язане із значними капітальними витратами, а в сформованій інфраструктурі міста - просто неможливе. Отже вирішити поставлену задачу, тобто розширити зону обслуговування і збільшити кількість абонентів за допомогою наведеного пристрою (прототипу) неможливо. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій, який заявляється, має суматор - еквалайзер який N входами з’єднаний з виходами N квадратурних модуляторів, а виходом з’єднаний з входом багатоканального дільника потужності, який на N виходах з’єднаний з N входами радіорелейних передавачів, які з’єднані з радіорелейними антенами, а на М ви ходах з’єднаний з М мовних передавачів, при цьому кожний мовний передавач з’єднаний з антеною, а квадратурні модулятори здійснюють модуляцію QPSK, QAM чи COFDM, налагоджування частот каналів та формування спектрів сигналів у діапазоні проміжних частот, мовні і радіорелейні передавачі працюють в межах одного і того ж діапазону частот, а при М мовних передавачів, кожний із них підключений до М секторних антен, що утворюють антенну систему. Виходячи із зазначеного, саме поєднання наведених ознак і сукупність суттєви х ознак передавального комплексу забезпечують виявлення нових технічних властивостей корисної моделі, які пов’язані із суттєвим збільшенням площі загальної зони обслуговування (зони покриття стільникової системи) та збільшення загальної кількості користувачів (абонентів) мережі за рахунок не тільки збільшення площі зони обслуговування, а й уникнення ділянок радіозатінку. Вирішення даної задачі для існуючих (класичних) телерадіоінформаційних систем ("МІТРІС") є можливим виключно шляхом збільшення потужності передавачів, висоти підняття антен, їхнього коефіцієнта підсилення і т.д. Ці заходи приводять до зростання капітальних витрат і екологічного забруднення територій, що прилягають до місця встановлення передавача. Однак, навіть ці заходи в умовах великих міст з їхньою багатоповерховою забудовою не дозволяють уникнути ділянок радіозатінку усередині зони обслуговування. Потенційні абоненти, що знаходяться в межах ділянок радіозатінку, не можуть обслуговуватися такою системою. Вирішення зазначеної проблеми можливе шляхом побудови телерадіоінформаційної системи у вигляді стільникової структури, що склада 4 ється з багатьох БС, які знаходяться в центрах гнізд стільникової структури, що сполучені один з одним і з ЦС, яка визначає алгоритм роботи всієї телерадіоінформаційної системи. Передавальний комплекс ЦС і БС, окрім передавача і антенної системи, що здійснюють обслуговування власного гнізда, повинен мати деяку кількість передавальних радіорелейних систем, які здійснюють зв’язок ЦС із БС і БС із БС за допомогою радіорелейних ліній (РРЛ). Оскільки обсяг цифрової інформації, що складається з багатопрограмного телебачення, Інтернету та іншого, дуже великий, для передачі її до абонентів, які розташовуються усередині зон обслуговування (гнізд) ЦС і БС, необхідне використання широкополосних радіоканалів і великої загальної смуги частот, займаної в ефірі. Ті ж обсяги інформації передаються і у напрямку від ЦС до декількох БС. Враховуючи зазначене, проблема економії частотного ресурсу виступає на перший план. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями Фіг. 1 та Фіг. 2 на яких зображені, у вигляді структурних схем, передавальні комплекси із складовими елементами та їх взаємозв’язками. Передавальний комплекс центральної і базової станцій телерадіоінформаційної системи, що має стільникову стр уктур у "МІТРІС - СС", (Фіг. 1) містить квадратурні модулятори 1, які своїми виходами з’єднані з N входами суматора - еквалайзера 2, він, в свою чергу, виходом з’єднаний з входом багатоканального дільника потужності 3, який на виході з’єднаний з N входами радіорелейних передавачів 4, та входом мовного передавача 5, а радіорелейні передавачі 4 з’єднані з радіорелейними антенами 6, в той же час, як мовний передавач 5 на виході з’єднаний з антеною 7, при цьому антена виконана з круговою діаграмою спрямованості. Передавальний комплекс "МІТРІС - СС", (Фіг. 2) має таку ж будову, як і передавальний комплекс, що зображений на Фіг. 1 за виключенням того що , додатково містить М мовних передавачів 5, які з’єднані з М додатковими виходами багатоканального дільника потужності 3 та з М секторними антенами 9 антенної системи 7. Багатоканальний дільник потужності 3 при цьому має загальну кількість виходів N+M. Передавальний комплекс "МІТРІС - СС"(Фіг. 1), працює таким чином. Цифрові потоки MPEG 2, що являють собою ремультиплексовані і скрембльовані транспортні потоки багатопрограмного телебачення, даних Інтернет і інших цифрових сервісів, надходять на квадратурні модулятори 1, за допомогою яких здійснюється цифрова модуляція QPSK, QAM чи COFD M несущих у діапазоні проміжних частот. Несущі частоти квадратурних модуляторів можуть бути налаштовані на будь яке значення з діапазону проміжних частот. Центральні частоти радіоканалів можуть бути обрані довільним способом для того, щоб у результаті одержати груповий сигнал з оптимальною мережею частот. Усі спектральні характеристики модульованих сигналів такі як, наприклад, ширина смуги радіоканалу, крутість схилів енергетичного 5 24643 спектру та інші також формуються в модуляторах 1. Багатоканальний груповий сигнал утворюється у багатоканальному суматорі - еквалайзері 2. На кожнім із входів суматора - еквалайзера 2 встановлені підсилювачі, що виконані за схемою АРП зі змінюваним граничним рівнем. Така схема дозволяє незалежно встановлювати рівень кожної несущої в гр уповому сигналі, а також підтримувати його постійним на виході пристрою при деякій зміні рівнів вхідних сигналів. Після підсилення сигнали об’єднуються пасивним бінарним суматором на основі мостів Вілкінсона. З виходу суматора - еквалайзера багатоканальний груповий сигнал надходить на вхід багатоканального (умовно на Фіг. 1 - триканального) дільника потужності 3. На вході цього пристрою розташований пасивний багатоканальний дільник потужності. Він поділяє потужність багатоканального групового сигналу, створюючи необхідну кількість його копій. Кожен із сигналів підсилюється і регулюється за рівнем за допомогою підсилювачів. На виходах дільника встановлені інжектори, за допомогою яких напруги живлення від джерел живлення подаються разом із сигналом по радіочастотних кабелях на потужні підвищуючі перетворювачі - передавачі 4. Одержані у такий спосіб копії багатоканального групового сигналу подаються на мовний передавач 5 і антену 7, що випромінює в усіх напрямках простору у горизонтальній площині, охоплюючи гніздо, що прилягає до ЦС чи БС. Інші копії групового сигналу, також разом з напругами живлення, надходять на радіорелейні передавачі 4 і далі на антени 6 передавальних РРС. Мовний передавач 5, радіорелейні передавачі 4 (з антенами відповідно 7 і 6) можуть працювати в однаковому діапазоні частот. Це можливо завдяки значно більшому коефіцієнту підсилення спрямованих антен передавальних РРС відносно антени, або системи антен з широкою діаграмою спрямованості. Завдяки більшому приблизно на 30дБ коефіцієнту підсилення антен 6 буде збільшений і рівень еквівалентної ізотропновипромінюваної потужності, оскільки вона дорівнює добутку ви хідної потужності передавача на коефіцієнт підсилення передавальної антени. Відношення сигнал/шум для приймача РРС, що належить сусідньому гнізду, із запасом може бути на рівні 20дБ. Таким чином, при відповідному виборі рівня чутливості приймача РРС, рівні сигналів, випромінюваних антеною 7 і прийнятих приймачем РРС, будуть нижче рівня власного шуму приймача, і ці сигнали не будуть заважати його роботі. Ця обставина є важливою, тому що завдяки ній досягається істотна економія частотного ресурсу при формуванні стільникової структури. Робота передавального комплексу "МІТРІС СС", що зображений на Фіг. 2, відрізняється тим, що кількість виходів багатоканального дільника потужності З збільшена на М виходів, а антенна система 7, що складається з М секторних антен 9 сформована таким чином, щоб забезпечити необхідну загальну діаграму спрямованості. Перевага 6 такої антенної системи полягає у можливості гнучкої і оперативної зміни її діаграми спрямованості в горизонтальній площині за рахунок зміни рівнів сигналів на виходах мовних передавачів, а також за рахунок різної кількості та різних індивідуальних діаграм спрямованості кожної із антен, що входять до системи. Система з груповим передавачем (підвищуючим перетворювачем) має ряд безперечних переваг. Враховуючи те, що передавач виконаний як потужний підвищуючий перетворювач, це дозволяє всі дії з багатоканальним сигналом робити на проміжній частоті (перевага повинна бути віддана смузі частот у L-діапазоні). Після всіх необхідних маніпуляцій із груповим сигналом (складання, розподілу, вирівнювання рівнів і т.д.), груповий сигнал подається на передавач і в антену. Використання відносно низьких проміжних частот у L-діапазоні дозволяє значно спростити і різноманітити устатк ування для обробки сигналу. Наприклад, для сумування окремих радіоканалів, замість мультиплексора, що складається із НВЧ фільтрів і хвилеводних феритових циркуляторів, можна застосувати пасивні бінарні мости Вілкінсона на мікросмужкових чи копланарних лініях, а втрати в них, що складають 3-15дБ, які можна легко компенсувати за допомогою широкополосних підсилювачів. У зазначеній системі параметри окремих каналів і частотний план їхнього взаємного розташування може бути легко змінений, оскільки ніяких жорстко налаштованих на визначені частоти елементів у системі немає. Завдяки багатосекторній побудові системи антен, загальна діаграма спрямованості може бути добре адаптованою до потреб, що продиктовані особливостями місцевості або забудови гнізда. Окрім того, оскільки рівні сигналів на кожному з М виходів багатоканального дільника потужності можна досить легко змінювати за рахунок регулювання коефіцієнтів підсилення кожного з М підсилювачів, встановлених на М ви ходах багатоканального дільника потужності, загальна діаграма спрямованості системи антен може бути оперативно змінена. У великому місті така потреба може виникнути внаслідок нового будівництва, яке не було передбачено на час інсталяції системи, або за інших обставин. Для організації радіорелейних стовбурів, що зв’язують конкретну БС з іншими БС і ЦС досить розділити потужність багатоканального радіосигналу на кілька частин (копій) і подати їх на радіорелейні передавачі. Важливо те, що, як було зазначено вище, радіорелейні передавачі можуть займати ту ж смугу частот, що й мовний передавач. У системі, що заявляється, замість частотної модуляції застосовані сучасні види цифрової модуляції, QPSK (відповідно стандарту DVB - S), QAM (відповідно стандарту DVB - С), COFDM (відповідно стандарту D VB - Т). Усі три види модуляції передбачають використання квадратурних модуляторів. Сучасні мікросхеми квадратурних модуляторів, що працюють у L -діапазоні, дозволяють перекрити діапазон більш 7 24643 однієї октави при задовільних параметрах модуляції. Сучасні мікросхеми синтезаторів частот дозволяють генерувати стабільні несущі з низьким рівнем фазових шумів при малому кроці мережі частот і широкому діапазоні переналагоджування, який перевищує октаву. Таким чином, модулятори наведені на Фіг. 1 і Фіг. 2 можуть оперативно переналагоджуватися у всьому встановленому діапазоні частот. Головною відмінністю передавального комплексу, що заявляється є здатність працювати в Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 8 складі ЦС і БС телерадіоінформаційних систем, що мають стільникову стр уктур у. Поставлена задача вимагає введення в систему декількох передавальних радіорелейних станцій, здатних передавати сигнали на відстані, що перевищують розміри гнізда (зони обслуговування ЦС і БС). Джерела інформації. 1. Патент України №30000, Бюл. №2, 2002р. 2. Патент України №45504, Бюл. №4, 2002р. 3. Патент України №55566, Бюл. №4, 2003р. 4. Патент України №44933, Бюл. №3, 2002р. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601