638_Nosov_V.I._RRL_STSI_Osnovy_TSPS__i_postroenija_RRL_

мент принятия решения о значении принятого символа. Напряжения UМСП в середине тактовых интервалов, занимаемых соседними символами, получили название межсимвольных помех, которые снижают помехоустойчивость приема, т.е. увеличивают коэффициент ошибок.

в)

Рисунок 3.24 Определение межсимвольных помех при ограничении полосы сигнала в тракте передачи

При многолучевом распространении радиоволн принимаемые символы имеют искаженную форму, из-за сложения лучей с разными фазами, и, кроме того, появляется смещение положения символов из-за изменения времени задержки между лучами. Все это приводит к появлению межсимвольных помех, которые изменяются во времени за счет изменения условий распространения.

Помимо межсимвольных помех, обусловленных ограничением полосы тракта передачи и многолучевым распространением радиоволн, при приеме сигналов с квадратурной модуляцией возникают межсимвольные помехи, вызванные переходами с синфазного канала на квадратурный канал и с квадратурного канала на синфазный канал. Такие помехи возникают из-за неточности восстановления фазы опорного сигнала относительно фазы входного сигнала и вызываются изменением амплитуды проекции принятого сигнала на квадратурные оси опорного сигнала.

211

Кроме рассмотренных выше трех видов межсимвольных помех, в цифровых РРЛ необходимо рассматривать кроссполяризационные межсимвольные помехи. Такие помехи появляются при использовании поляризационного уплотнения, т.е. при передаче на одной частоте информации двух стволов на разных поляризациях рис. 3.25.

В цифровых радиорелейных линиях, в отличие от аналоговых, из-за возможности работать при меньших отношениях сигнал/шум можно использовать поляризационное уплотнение или метод co channel (co – couple - пара).

Рис. 3.25. Поляризационное уплотнение

В аналоговых радиорелейных линиях для обеспечения высокого качества работы стволов необходимо обеспечить отношение сигнал/шум на выходе ствола не менее 45 дБ, что не позволяло использовать в них поляризационное уплотнение. Так как при поляризационном уплотнении помехой в стволе является кросс поляризационный сигнал, а получить величину кросс поляризационной развязки более 45 дБ не представляется возможным.

На рисунке 3.26 представлена зависимость коэффициента ошибок цифровых РРЛ от отношения сигнал/шум на входе приемника при разных видах модуляции. Из рисунка следует, что если при 64 КАМ обеспечить кросс поляризационную развязку не ниже 30 дБ, то влиянием кросс поляризационного сигнала на качество приема сигнала на основной поляризации можно пренебречь. При использовании в цифровых РРЛ двух волноводов с разной поляризацией, кросс поляризационная развязка определяется поляризационным селектором и точностью юстировки антенны. При этом кросс поляризационная развязка в 30 дБ обеспечивается без особых трудностей.

Из-за многолучевого распространения радиоволн на пролетах происходит деполяризация сигнала, что приводит к снижению кросс поляризационной развязки на 15 – 20 дБ. Тогда из-за увеличения кросс поляризационной помехи на 15 – 20 дБ возрастут кросс поляризационные межсимвольные помехи и коэффициент ошибок в обоих стволах с горизонтальной и вертикальной поляризацией рис. 3.26 будет больше 10-2, т.е. оба ствола будут не работоспособны. Для обеспечения работоспособности стволов с поляризационным уплотнением необходимо компенсировать кросс поляризационные межсимвольные помехи, для чего в блоке демодулятора устанавливаются модули ХДем.КАМ и ХАТЭ рис. 3.3, обрабатывающие сигналы промежуточной частоты от кросс поляризационного приемника.

212

Вадаптивном трансверсальном эквалайзере определяются амплитуды всех четырех видов межсимвольных помех, рассмотренных выше, которые затем подаются на сумматоры с обратным знаком, в результате чего производится их компенсация. После компенсации всех известных видов межсимвольных помех, на выходе трансверсального эквалайзера осуществляется регенерация сигнала, т.е. принимается решение о принятом уровне. Затем в АЦП производится преобразование уровня в шесть потоков (три по синфазной и три по квадратурной составляющим при 64 КАМ), которые подаются на многоуровневый декодер.

Вмногоуровневом декодере рис. 3.27 в соответствии с кодовой таблицей, полученной с использованием прореживания созвездия М-КАМ, производится деразмещение сигналов. Т.е. преобразование входных потоков P1,P2,P3 и Q1,Q2,Q3 в шесть потоков d1,d2,d3,d4,d5,d6 со скоростью (28,17 Мбит/с ×6) = 169,02 Мбит/с для 64-КАМ.

Рисунок 3.27 – Структурная схема многоуровневого декодера

Далее с использованием избыточных бит в декодере Витерби в потоке d1 и в декодере четности в потоке d2 производится обнаружение и исправление ошибок во всех шести потоках.

После исправления ошибок шесть потоков поступают на понижающий преобразователь скорости 1, где удаляются тактовые интервалы, соответствующие избыточным битам. При этом скорость в шести цифровых потоках уменьшится на 10 Мбит/с и составит (26,5 Мбит/с 6 = 159,02 Мбит/с). В этом же модуле осуществляется деперемежение символов. Шесть потоков преобразуются в восемь потоков, скорость в каждом из которых составляет 19,97 Мбит/с. Перемежение символов, которое производилось в многоуровневом кодере, позволяет после операции деперемежения, т.е. после обратного преобразования шести потоков в восемь на приемной стороне, преобразовать пакеты ошибок, возникающие в тракте передачи, в ошибки одиночные.

214

После преобразователя скорости 2 и деперемежителя восемь цифровых потоков поступают на дескремблер, состоящий из генератора псевдослучайной последовательности ПСП с восьмью выходами и восьми сумматоров по модулю два. Генератор ПСП выполняется на регистре сдвига с замкнутой петлей обратной связи. Тактовая частота сдвига FT, выделяется из скремблированного сигнала. Псевдослучайная последовательность была введена в цифровой сигнал X(t) в многоуровневом кодере в скремблере для устранения длинных серий нулей и единиц в цифровом сигнале. Это позволило улучшить электромагнитную совместимость в тракте распространения радиосигнала и увеличить точность выделения тактовой частоты из многоуровневого сигнала в демодуляторе КАМ. Т.е. псевдослучайная последовательность выполнила свои функции и теперь может быть удалена из цифрового сигнала. Удаление псевдослучайной последовательности Y(t) в дескремблере основано на повторном перемешивании (в сумматоре по модулю два) скремблированного сигнала Z(t) с одной и той же псевдослучайной последовательностью в скремблере и дескремблере рис 3.28.

Рисунок 3.28 Структурные схемы скремблера и дескремблера

Сигнал на выходе скремблера

Сигнал на выходе дескремблера

Последнее выражение справедливо, если псевдослучайные последовательности ПСП Y(t) в скремблере и дескремблере одинаковы. Для получения одинаковых последовательностей установка регистров сдвига генераторов ПСП в скремблере и дескремблере производится цикловым синхросигналом допол-

215

нительного заголовка радио цикла.

После удаления псевдослучайной последовательности в дескремблере восемь цифровых потоков поступают на модуль демультиплексора дополнительного заголовка радио цикла. В этом модуле выделяются служебные сигналы: цифровой поток 2,048 Мбит/с WS , доступный на каждой станции, который может использоваться в качестве низкоскоростного раздаточного ствола; служебные каналы DSC для связи передающей и приемной сторон блока управления резервированием и для сбора информации о состоянии оборудования станций системой теленаблюдений; канал для автоматической регулировки мощности передатчика при появлении замираний сигнала на приемной стороне ATPC. В результате выделения служебных сигналов доплнительного заголовка радио цикла в выходном сигнале появляются свободные от информации тактовые интервалы, которые удаляются в понижающем преобразователе скорости 2. На выходе этого преобразователя скорости получаются восемь цифровых потоков со скоростью (19,44 Мбит/с 8) = 155, 52 Мбит/с, т.е. синхронный транспортный модуль STM-1.

3.2.7 Приемная часть блока переключений и обработки сигнала основной полосы

После многоуровневого декодера сигналы восьмью потоками поступают на синхронные переключатели модуля резервирования стволов (рис. 3.9).

На приемной стороне вначале производится выравнивание времени распространения сигналов по рабочему и резервному стволам, чтобы исключить эффект проскальзывания сигналов. Время распространения сигналов в рабочем и резервном стволах отличается из-за того, что частоты рабочих и резервных стволов разные и используется различное расположение приемно-передающего оборудования этих стволов в стойках на станциях участка резервирования.

Из-за перечисленных факторов время распространения сигнала в резервном стволе всегда больше времени распространения сигналов в рабочих стволах tРЕЗ > tРАБ i. По этой причине память в резервном стволе больше, чем в рабочем и при переключении с рабочего ствола на резервный ствол рис.3.9, на выходе рабочего ствола произойдет повторение n информационных бит, где

n (tРЕЗ tРАБ ) / TБИТ

При этом в выходном сигнале появится n ошибочных бит. После восстановления работоспособности рабочего ствола на приемной стороне производится переключение выхода данного рабочего ствола с резервного на рабочий и в этом случае в выходном сигнале рабочего ствола будут пропущены n информационных бит, т.е. опять в выходном сигнале появится n ошибочных бит. Это явление получило название проскальзывание. Необходимо отметить, что в том и другом случаях переключений возможна потеря цикловой синхронизации.

216

Для устранения явления проскальзывания необходимо перед выполнением переключений рабочего и резервного стволов произвести выравнивание времени распространения в резервном и рабочих стволах попарно, т.е. в резервном и первом рабочем, в резервном и втором рабочем и т.д. Для осуществления выравнивание времени распространения сигналов в резервном и рабочем стволах в каждом рабочем стволе устанавливается синхронный переключатель (Synchronous Switch), который имеет и другое название – безобрывный пере-

ключатель (Hitless Switch) рис. 3.29.

Вход

рабочего

ствола

τ

Рисунок 3.29 Структурная схема синхронного (безобрывного) переключателя

Для каждой пары рабочего и резервного стволов в синхронном переключателе вначале осуществляется статическое выравнивание времени распространения сигналов (для восьми параллельных потоков) с помощью регулируемой, с помощью переключателей, линии задержки, а затем динамическое выравнивание времени распространения сигналов (для восьмидесяти параллельных потоков) с помощью петли ФАПЧ. Статическое выравнивание времени распространения в рабочем и резервном стволах производится при настройке аппаратуры при запуске радиорелейной линии и при замене безобрывного переключателя при выходе его из строя.

Кроме выравнивания времени распространения в рабочем и резервном стволах в синхронном переключателе осуществляется преобразование восьми параллельных входных потоков в восемьдесят. Делается это для того, чтобы увеличить длительность информационного бита в десять раз и только потом

217

проводить переключение с рабочего ствола на резервный ствол. Переключение на битах большей длительности уменьшает вероятность ошибки из-за переключения. Только после завершения динамического выравнивания времени распространения сигналов в рабочем и резервном стволах УУРПР производит безобрывное переключение выхода рабочего ствола с помощью ключа ППр с рабочего ствола на резервный ствол. После восстановления работоспособности рабочего ствола восстанавливается исходная коммутация и освобождается резервный ствол. После переключателя стволов SW производится обратное преобразование восьмидесяти цифровых потоков в восемь.

Затем сигналы поступают на модуль обработки секционного заголовка

мультиплексной секции радиорелейной линии (SOH MS2), где обрабатывается AUуказатель, детектируются коды BIP-8, BIP-24 и выделяются 14 байт с помощью которых передаются служебные сигналы (рис. 3.30).

Рисунок 3.30 Схема обработки секционного заголовка на приемной стороне MS РРЛ

Потом сигнал поступает на модуль формирования секционного заголовка мультиплексной секции кабельной соединительной линии (SOH MS1), в кото-

ром осуществляется: генерирование кодов BIP-8, BIP-24; заполнение байт служебных каналов в мультиплексорах заголовков регенерационной RSOH и мультиплексной MSOH секций; скремблирование цифровых потоков; преобразование восьми потоков в один P/S преобразователь; преобразование кода NRZ в код CMI N/C преобразователь рис. 3.31.

218

Контрольные вопросы

1.Назовите причины, по которым цифровые РРЛ имеют более высокую помехоустойчивость по сравнению с аналоговыми РРЛ.

2.Назовите функции байт заголовка регенерационной секции

3.Назовите функции байт заголовка мультиплексной секции

4.Какие станции ЦРРЛ входят в состав регенерационных и мультиплексных секций

5.Назовите функции основных блоков оконечной станции ЦРРЛ

6.Назовите функции основных блоков промежуточной станции ЦРРЛ

7.Назовите функции основных блоков узловой станции ЦРРЛ

8.Поясните принцип резервирования стволов в ЦРРЛ

9.Поясните принцип обработки сигнала в многоуровневом кодере

10.Поясните принцип работы КАМ модулятора

11.Поясните особенности работы передатчика при усилении КАМ сигналов

12.Поясните принцип поляризационного уплотнения, используемого в ЦРРЛ

13.Поясните особенности антенно-волноводного тракта в ЦРРЛ

14.Поясните особенности разнесенного приема в ЦРРЛ

220