Системы радиоконтроля областного и местного значения

Эти системы отличаются от описанных только размером сети передачи данных. Как правило, системы областного и местного значения используются областной администрацией и крупными операторами сетей радиосвязи для контроля и оптимизации использования различных участков спектра. Системы радиоконтроля областного и местного значения обычно строятся по принципу радиальной топологии с центром обработки данных и связанными с ним стационарными и мобильными точками мониторинга спектра. Привязка к географическим координатам в точках мониторинга, как и в национальных системах радиоконтроля, осуществляется навигационными спутниковыми средствами (например, с использование глобальной навигационной системы - Global Position System - GPS). В отличие от национальных систем радиоконтроля, системы областного и местного значения не включают набор приемников всего используемого спектра, поскольку основной задачей является контроль использования определенной его части.

Помимо специальных систем по контролю за использованием радиочастотного ресурса к системам областного и местного значения можно отнести системы анализа зон покрытия услугами беспроводных сетей радиосвязи. Операторы сетей беспроводной радиосвязи, в первую очередь, сотовых сетей, используют такие системы для анализа эффективности загрузки выделенного им радиочастотного ресурса, а также для анализа зон уверенного приема сигналов базовых станций сети. Обычно такие системы отличаются от систем радиоконтроля меньшей функциональностью радиоизмерений и существенно меньшей стоимостью.

Системы контроля электромагнитной обстановки (ЭМО) локального значения представляют собой прибор (обычно анализатор спектра с необходимым набором антенн) для определения параметров радиоэфира при размещении источника радиосигнала. Такие системы используются обычно для анализа базовых станций систем радиосвязи перед установкой, радиорелейных станций, наземных станций спутниковой связи и т.д.

Основными задачами локального анализа ЭМО являются:

• определение соответствия выделенного радиочастотного ресурса заданным техническим условиям (отсутствие в выделенном ресурсе нелицензированных источников сигнала);

• оптимизация размещения источника радиосигнала на заданном участке;

• локализация возможных источников помех, которые могут привести к нарушению радиосвязи.

Системы локального радиоконтроля могут применяться на этапе эксплуатации систем радиосвязи для контроля использования выделенного ресурса и анализа электромагнитной обстановки в рабочем диапазоне системы.

Как уже отмечалось, основу локальных систем радиоконтроля составляют анализаторы спектра, которые следует разделять на высокоточные стационарные и портативные. Высокоточные анализаторы спектра используются для проведения измерений ЭМО при размещении узловых станций систем радиосвязи или аппаратуры передачи (наземные станции спутниковой связи и радиорелейные станции). Портативные анализаторы спектра служат для настройки антенн абонентских терминалов систем спутниковой связи и систем радиосвязи, а также для индикации и грубой локализации источников помех.

ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПОНЕНТОВ РАДИОЧАСТОТНОГО ТРАКТА

В настоящем разделе описаны технологии проведения измерений различных участков (компонентов) радиочастотного тракта. Схема типичного радиочастотного тракта представлена на рис.3.2. В состав тракта входят следующие компоненты: кодер, модулятор, фильтр ПЧ, конвертор по линии вверх, фильтр РЧ, антенное устройство, ретранслятор и среда распространения сигнала, фильтр РЧ приемника, конвертер по линии вниз, фильтр ПЧ, демодулятор и декодер. Все перечисленные составные части радиочастотного тракта можно разделить с точки зрения организации измерений на следующие типовые устройства: усилитель, фильтр и модулятор/демодулятор.

На рисунке также показаны основные факторы, влияющие на параметры радиочастотного тракта и на результирующий параметр функционирования радиочастотных систем передачи - параметр ошибки (BER).

Рассматривая эти параметры, можно выделить соответствующие им группы измерений участков радиочастотного тракта:

• контроль возможных нарушений работы модемов приводит к необходимости измерений параметров модуляции;

• учет возможной нелинейности в усилительных элементах приводит к необходимости контроля усилителей и измерения характеристик усиления этих элементов;

• определение вероятности межсимвольной интерференции требует анализа фильтров ПЧ и РЧ;

• определение уровня деградации качества связи в радиочастотных системах передачи, которые могут быть вызваны фазовыми шумами передающего тракта и тепловым шумом приемника;

Рис.3.2. Схема типичного радиочастотного тракта передачи и факторов, влияющих на параметры тракта

Влияние этих факторов настолько велико, что измерения шумов обычно выделяются в отдельный класс измерений.

Следует отметить, что комплексные измерения участков радиочастотного тракта, которые описаны ниже, производятся в полном объеме при заводских испытаниях аппаратуры. При эксплуатации обычно выполняется только часть описываемых измерений, которые сводятся только к диагностике различных устройств и локализации причины снижения параметров качества работы системы передачи.

Как известно, основным параметром эффективности работы цифровой радиочастотной системы передачи является зависимость параметра BER от отношения сигнал/шум в системе. Этот параметр является характеристикой системы, поскольку не зависит от параметров рабочего сигнала, а только от оборудования тракта и его размещения. Зависимость BER от отношения сигнал/шум является постоянной характеристикой каждого конкретного тракта, хотя может значительно меняться для разных трактов. Это обусловлено влиянием параметров, связанных с установкой и настройкой оборудования цифровой системы передачи.

Зная зависимость BER=f(C/N) и измеряя параметры сигнала в радиочастотном тракте, можно оценить вклад тех или иных участков и цепей на общее ухудшение качества в системе передачи (напомним, что параметр ошибки BER является наиболее важной характеристикой качества любой цифровой системы передачи). Обычно при проведении измерений радиочастотных систем передачи и цифровых радиоканалов сетей радиосвязи знание зависимости BER=f(C/N) позволяет полностью охарактеризовать инсталлированную систему с учетом субъективных особенностей установки, затем при проведении измерений в процессе эксплуатации измеряются параметр отношения сигнал/шум, на основании которого можно оценивать значение BER в цифровом канале.

Рассмотрим основные эксплуатационные измерения компонентов цифровых радиочастотных систем передачи. Как будет показано ниже, в измерениях компонентов радиочастотного тракта широко применяются различные методы представления цифровых сигналов: методы использования глазковых диаграмм и диаграмм состояний.