Шелковніков Б. Н., Шелковніков А. Б. НТУУ «КПІ», 4020, 02056, Київ-56, пр. Перемоги, 37, Україна Тел. 380 (44) 2417623, e-mail: shelk@ukr.net Вайкан Н. П., Дубенко А. В., Зражевський А. Г., Іванов В. Н., Ломака В. Л., Магон В. С., Пєшков А. Н., Пузиренко Ю. М. НПП «ГЕЛІОС-РРЛ”, 4020, 08132, Вишневе, вул. Машинобудівників, 17, Україна Тел. 380 (44) 2390207, e-mail: helios-rrl@ukr.net Карнаков Я. О. НПП «КВАНТ-ЕФІР» 4020, 03150 Київ-150, вул. Димитрова, 5, Україна Тел. 380 (44) 2207474

Анотація – Представлені склад, особливості та допустимі електричні параметри приемопередающей апаратури, яка застосовується в радіорелейного системі, для швидкості 110 Мбіт / сек з модуляцією ОАМ-16прі використанні модемного обладнання фірми NEWTEC.

I. Вступ

В даний час значно зріс обсяг інформації, переданої в цифровій формі по радіорелейних лініях зв’язку прямої видимості. Оскільки радіорелейні системи володіють, як правило, великим динамічним діапазоном, представляється можливість застосовувати Багатопозиційне кодування спільно з амплітуднофазовимі методами модуляції. Це дозволяє збільшити швидкість передачі інформації при меншій смузі пропускання ствола, тобто збільшити питому швидкість передачі. Радіорелейні системи зі швидкістю передачі до 34,368 Мбіт / сек з QPSK модуляцією і застосовувана приемопередающая апаратура представлені в роботах [1, 2]. У даній роботі наведено склад і особливості приемопередающей апаратури для швидкості передачі цифрової інформації 110 Мбіт / сек з QAM-16 модуляцією при використанні модемного обладнання фірми NEWTEC.

II. Основна частина

Розглянемо коротко структурну схему приемопередающей апаратури в радіорелейного системі передачі інформації зі швидкістю 110 Мбіт / сек з модуляцією QAM-16. З виходу модулятора спектр сигналу з центральної частотою 70 МГц і смугою 34 МГц надходить на вхід підсилювача проміжної частоти (ППЧ), електричні параметри якого мають таке значення: коефіцієнт посилення (Ку) не менше 60 дБ, нерівномірність коефіцієнта посилення 0.2 дБ, глибина автоматичного регулювання посилення (АРУ) не менше 45 дБ, нерівномірність групового часу запізнювання (ГВЗ) 2 нсек, Інтермодуляції 3-го порядку не менше -45. З метою перенесення спектра модульованого сигналу в діапазон частот обраного ствола по СВЧ він надходить на балансний змішувач, виконаний на поєднанні микрополосковой і щілинний ліній передачі. Втрати перетворення не більше 8 дБ, розв’язки сигнал – гетеродин і сигнал – проміжна частота -30 дБ, Інтермодуляції 3-го порядку -45 при вхідній потужності 200 мкВт. Подається потужність від гетеродина 30 мВт. Гетеродин складається з двох плат: плати генератора, керованого напругою та плати фазової підстроювання частоти (ФАПЧ). Генератор виконаний по схемі із стабілізуючим контуром на діелектричному резонаторі в ланцюзі затвора транзистора типу ATF-13786 або ТС-2201. Підстроювання частоти гетеродина відбувається шляхом подачі керуючого напруги з плати ФАПЧ на варикап типу ВВ857, розташований на платі генератора. Лінійність управління підстроювання частоти гетеродина досягається подачею на варикап опорного напруги 10 В.

Плата ФАПЧ складається з генератора опорної частоти з термокомпенсацією, дільника частоти, мікросхеми синтезатора частоти і петлевого фільтра. Зняття потужності на плату ФАПЧ для контролю частоти гетеродина здійснюється через спрямований відгалужувач, розташований на виході генератора. Фазові шуми гетеродина при відбудові на 10 КГц від несучої -83. Потім сигнал через триланкової фільтр дзеркального каналу на діелектричних резонаторах з втратами в смузі пропускання не більше -1.5 дБ і загородженням -30 дБ при відбудові на 140 МГц від центральної частоти ствола надходить на підсилювач потужності. Він складається з попереднього трехкаскадного підсилювача і вихідного балансного підсилювача. Для отримання лінійної характеристики підсилювача потужності в балансної схемою і вихідному попередньому каскаді застосували транзистор MGF-2415A, а в перших двох каскадах ATF-26884. Сумарний коефіцієнт посилення 39 дБ, Інтермодуляції 3-го порядку склала -38 при вихідний потужності 380 мВт. З виходу підсилювача потужності сигнал через стовбурний пятізвенная фільтр на діелектричних резонаторах з втратами в смузі пропускання не більше 2.0 дБ і загородженням не менше -70 дБ при відбудові від центральної частоти ствола на 56 МГц через антеннофідерний тракт випромінюється в сторону приймача.

Структурна схема приймача аналогічна схемі передавача, за винятком, підсилювача потужності. На вході приймача після антенно-фідерного тракту і стовбурного фільтра встановлено малошумливий трехкаскадного підсилювач з коефіцієнтом посилення порядку 35 дБ і шумами не більше 120 К. У першому каскаді підсилювача використаний транзистор ATF-36077 в двох наступних каскадах – ATF26884. У приймальнику здійснюються зворотні перетворення сигналу: посилення і його перетворення до проміжної частоти, а операція зворотної модуляції – в демодулятора.

В приемопередающей апаратурі передбачені контроль живлячої напруги, потужності гетеродина, вихідний потужності передавача і напруги юстирування в приймачі. Передбачена можливість регулювання вихідної потужності передавача в межах 30 дБ і її підтримку на заданому рівні в діапазоні температур від-50С до +60 С. Інтермодуляції 3-го порядку приемопередающего тракту при вхідній потужності по входу приймача від -30 дБм до -70 дБм і при потужності передавача 380 мВт склала -32.

Відмінною особливістю представленої приемопередающей апаратури для швидкості 110 Мбіт / сек з QAM-16 модуляцією при використанні модемів фірми NEWTEC по відношенню до швидкості 34.368 Мбіт / сек з QPSK модуляцією полягає в тому, що гетеродин повинен бути з ФАПЧ, підсилювач проміжної частоти – з АРУ, підсилювачі потужності і малошумливий підсилювач – з лінійною амплітудно-фазової характеристикою. Це пов’язано з тим, що нелінійність характеристики призводить до додаткових втрат завадостійкості і зв’язок при модуляції QAM-16 переривається. При QPSK модуляції нелінійність характеристики призводить до розширення спектра сигналу, що погіршує умови електромагнітної сумісності при побудові багатоствольних радіорелейних ліній передачі, але при цьому зв’язок не переривається.

Одним з основних критеріїв оцінки якості цифрового тракту є коефіцієнт помилок, який визначається як ймовірність неправильного прийому символу. За цим критерієм оцінювали якість нашого тракту. При зазначених вище параметрах на приймачі з використанням модемів фірми NEWTEC пройшов цифровий потік 110 Мбіт / сек з коефіцієнтом помилок 10е-10.

Проводились також випробування впливу електричних параметрів приемопередатчиков на якість передачі інформації. При збільшенні нерівномірності ГВЗ в стовбурі до 4.5 не якість зв’язку не змінювалося, а при 10 не зв’язок обривається. Для відновлення зв’язку на заданий рівень довелося зменшити швидкість передачі інформації до 95 Мбіт / сек. Зміна нерівномірності АЧХ до 2.5 дБ зв’язок не порушувало; подальше збільшення до 3 дБ призводило до обриву зв’язку. Якщо збільшувати потужність передавача до 640 мВт, що становить 58% від максимальної потужності, то спостерігається стійкий зв’язок. Інтермодуляції 3-го порядку наскрізного тракту склала -17. При погіршенні фазових шумів одного з гетеродинів з -83 ДБС до -77 ДБС при відбудові на 10 МГц від несучої зв’язок переривався.

III. Висновок

Таким чином, представлена ​​приемопередающая апаратура при використанні модему фірми NEWTEC пропускає цифровий потік інформації 110 Мбіт / сек при інтермодуляції 3-го порядку-17дБс всього тракту в діапазоні вхідних потужностей по входу приймача -30 дБм-70 дБм, нерівномірності ГВЗ в стовбурі до 4.5 не, фазових шумах гетеродина не гірше -83 при відбудові від несучої на 10 КГц і нерівномірності коефіцієнта посилення до 2.5 дБ.

IV. Список літератури

[1] Шелковніков Б. Н., Ломака В. Я, Пєшков А. Н.,

Магон В. С., Іванов В. Н. СВЧ прийомопередавачі радіорелейного обладнання, 7-а Міжнародна Кримська конференція «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», Т.1, стор 226-228, 1997 р.

[2] Шелковніков Б. Н., Магон В. С., Пєшков А. Н.,

Ломака В. Л., Іванов В. Н., Івашкевич В. Г.,

Корінний А. М. Радіорелейна апаратура «Геліос-РРЛ”, 10-а Міжнародна Кримська мікрохвильова конференція «СВЧ-техніка та телекммунікаціонние технологи», стор 236-238, 2000 р.

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.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»