RU92753U1 - BASIC RADIO ACCESS EQUIPMENT STATION - Google Patents
BASIC RADIO ACCESS EQUIPMENT STATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU92753U1 RU92753U1 RU2009140713/22U RU2009140713U RU92753U1 RU 92753 U1 RU92753 U1 RU 92753U1 RU 2009140713/22 U RU2009140713/22 U RU 2009140713/22U RU 2009140713 U RU2009140713 U RU 2009140713U RU 92753 U1 RU92753 U1 RU 92753U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- channel
- control
- receiver
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
1. Базовая станция оборудования радиодоступа, содержащая блок управления, управляющий выход-вход которого соединен двунаправленной шиной управления с управляющим входом-выходом канала приема-передачи данных, причем первый вход-выход блока управления является интерфейсом сетей высокоскоростной передачи информации Ethernet, канал приема-передачи данных содержит последовательно соединенные кодер, модулятор, передатчик и антенный коммутатор, выход-вход которого через первое антенно-согласующее устройство подсоединен к приемопередающей антенне, а также последовательно соединенные приемник, демодулятор и декодер, выход которого является информационным выходом канала приема-передачи данных и соединен с информационным входом блока управления, информационный выход которого является информационным входом канала приема-передачи данных и первым входом кодера, кроме того, выход синтезатора частот соединен со вторыми входами передатчика и приемника, а его управляющий вход - с управляющим входом-выходом канала приема-передачи данных и с управляющими входами кодера, модулятора, передатчика, приемника, демодулятора, декодера и антенного коммутатора, выход которого соединен с первым входом приемника, при этом выходы автоматической регулировки усиления (АРУ) и автоматической подстройки частоты (АПЧ) первого канала демодулятора подсоединены к соответствующим входам АРУ и АПЧ первого канала приемника, отличающаяся тем, что в канал приема-передачи данных введены приемная антенна, которая через второе антенно-согласующее устройство подсоединена к третьему входу приемника, выполненному двухканальным, блок детектиро1. The base station of the radio access equipment, comprising a control unit, the control output of which is connected by a bi-directional control bus to the control input-output of the data transmission and reception channel, the first input-output of the control unit being the interface of high-speed Ethernet information networks, the transmission and reception channel the data contains a series-connected encoder, modulator, transmitter and antenna switch, the output-input of which through the first antenna matching device is connected to the transceiver tenne, as well as series-connected receiver, demodulator and decoder, the output of which is the information output of the data reception and transmission channel and connected to the information input of the control unit, the information output of which is the information input of the data reception and transmission channel and the first input of the encoder, in addition, the output the frequency synthesizer is connected to the second inputs of the transmitter and receiver, and its control input is connected to the control input-output of the data reception and transmission channel and to the control inputs of the encoder, modulator, transmitter, receiver, demodulator, decoder and antenna switch, the output of which is connected to the first input of the receiver, while the outputs of automatic gain control (AGC) and automatic frequency control (AFC) of the first channel of the demodulator are connected to the corresponding inputs of the AGC and AFC of the first channel of the receiver, characterized the fact that a receiving antenna is inserted into the data receiving and transmitting channel, which is connected through a second antenna matching device to the third input of the receiver, made by a two-channel detector unit
Description
Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в качестве базовой станции для организации высокоскоростных радиосетей передачи информации и пакетной дуплексной радиосвязи, обмена цифровой информацией в соответствии со стандартом IEEE 802.16е (http://standards.ieee.org/getieee 802), имеющей в качестве источника цифровой информации интерфейс инфраструктуры высокоскоростной передачи данных Ethernet (стандарт организации локальных сетей IEEE 802.3 и IEEE 802.3u), со скоростью передачи данных 10/100 Мбит/сек, интерфейс управления, мониторинга и телеметрии базовой станции RS-232/RS-485 (МККТТ (CCITT) V.24/V.28, X.20bis/X.21bis и ISO IS2110) и интерфейс для подключения базовой станции к GPS приемнику RS-232/RS-485 (МККТТ (CCITT) V.24/V.28, X.20bis/X.21bis и ISO IS2110).The utility model relates to radio engineering and can be used as a base station for organizing high-speed radio networks for transmitting information and packet duplex radio communications, exchanging digital information in accordance with the IEEE 802.16e standard (http://standards.ieee.org/getieee 802), which has as a source of digital information, the infrastructure interface for high-speed Ethernet data transmission (standard for the organization of local networks IEEE 802.3 and IEEE 802.3u), with a data transfer rate of 10/100 Mbit / s, control, monitoring and telemetry interface the base station RS-232 / RS-485 (CCITT V.24 / V.28, X.20bis / X.21bis and ISO IS2110) and an interface for connecting the base station to the GPS receiver RS-232 / RS-485 ( CCITT (CCITT V.24 / V.28, X.20bis / X.21bis and ISO IS2110).
Известно большое количество носимых и возимых радиостанций, например, Р-159М ИП1.100.63, радиостанции по патентам на полезные модели №27764, №31181 и др., выполняющих аналогичные функции.A large number of wearable and transportable radio stations are known, for example, R-159M IP1.100.63, radio stations according to utility model patents No. 27764, No. 311181, etc., performing similar functions.
Недостатками этих радиостанций являются:The disadvantages of these radio stations are:
- отсутствие возможности работы в режиме базовой станции в соответствии со стандартом IEEE 802.16е;- the inability to work in base station mode in accordance with the IEEE 802.16e standard;
- отсутствие процедуры хэндовера, позволяющей мобильным станциям переключаться между базовыми станциями вследствие изменения своего местоположения и помеховой обстановки, не разрывая при этом связь и не прекращая прием-передачу цифровой информации;- the absence of a handover procedure that allows mobile stations to switch between base stations due to a change in their location and interference, without interrupting communication and without stopping the reception and transmission of digital information;
- низкая помехозащищенность;- low noise immunity;
- малая пропускная способность.- low throughput.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой базовой станции оборудования радиодоступа является высокоскоростная стационарная радиостанция по патенту на полезную модель №72590, принятая за прототип.The closest in technical essence to the proposed base station of radio access equipment is a high-speed stationary radio station according to the patent for utility model No. 72590, adopted as a prototype.
На фиг.1 приведена схема устройства-прототипа, на фиг.2 - схема кодера устройства-прототипа, на фиг.3 - схема декодера устройства-прототипа, на фиг.4 - схема модулятора (одинаковая для устройства-прототипа и предлагаемого устройства), на фиг.5 - схема демодулятора устройства-прототипа, на фиг.6 - структурная схема предлагаемого устройства, на фиг.7 - схема кодера предлагаемого устройства, на фиг.8 - схема декодера предлагаемого устройства; на фиг.9 - схема демодулятора предлагаемого устройства.In Fig.1 shows a diagram of a prototype device, Fig.2 is a diagram of a encoder of a prototype device, Fig.3 is a diagram of a decoder of a prototype device, Fig.4 is a modulator diagram (the same for a prototype device and the proposed device), figure 5 is a diagram of the demodulator of the prototype device, figure 6 is a structural diagram of the proposed device, figure 7 is a diagram of the encoder of the proposed device, figure 8 is a diagram of the decoder of the proposed device; figure 9 is a diagram of the demodulator of the proposed device.
На фиг.1 приведена обобщенная структурная схема радиостанции-прототипа, где обозначено:Figure 1 shows a generalized structural diagram of a prototype radio station, where it is indicated:
1 - блок управления;1 - control unit;
I - канал приема-передачи данных;I - channel data reception;
2 - синтезатор частот;2 - frequency synthesizer;
3 - кодер;3 - encoder;
4 - передатчик;4 - transmitter;
5 - приемник;5 - receiver;
6 - антенный коммутатор;6 - antenna switch;
7 - антенна;7 - antenna;
8 - антенно-согласующее устройство (АСУ);8 - antenna matching device (ACS);
9 - декодер;9 - decoder;
10 - модулятор;10 - modulator;
11 - демодулятор.11 - demodulator.
Устройство-прототип содержит блок управления 1, управляющий выход-вход которого соединен двунаправленной шиной управления с управляющим входом-выходом канала приема-передачи данных I, причем вход-выход блока управления 1 является интерфейсом сетей высокоскоростной передачи информации Ethernet.The prototype device contains a control unit 1, the control output-input of which is connected by a bi-directional control bus to the control input-output of the data reception and transmission channel I, and the input-output of the control unit 1 being the interface of high-speed Ethernet information networks.
Канал приема-передачи данных I содержит последовательно соединенные кодер 3, модулятор 10, передатчик 4 и антенный коммутатор 6, выход-вход которого через АСУ 8 подсоединен к антенне 7, а также последовательно соединенные приемник 5, демодулятор 11 и декодер 9, выход которого является информационным выходом канала приема-передачи I и соединен с информационным входом блока управления 1, информационный выход которого является информационным входом канала приема-передачи I и первым входом кодера 3. Кроме того, выход синтезатора частот 2 соединен со вторыми входами передатчика 4 и приемника 5, а его вход - с управляющим входом-выходом канала приема-передачи I и с управляющими входами кодера 3, модулятора 10, передатчика 4, приемника 5, демодулятора 11, декодера 9 и антенного коммутатора 6. При этом выходы автоматической регулировки усиления (АРУ) и автоматической подстройки частоты (АПЧ) демодулятора 11 соединены с соответствующими входами АРУ и АПЧ приемника 5, выход антенного коммутатора 6 соединен с первым входом приемника 5.The data transmission and reception channel I contains a series-connected encoder 3, a modulator 10, a transmitter 4 and an antenna switch 6, the output-input of which is connected to the antenna 7 through an ACS 8, as well as a series-connected receiver 5, a demodulator 11 and a decoder 9, the output of which is the information output of the transmit-receive channel I and is connected to the information input of the control unit 1, the information output of which is the information input of the transmit-receive channel I and the first input of the encoder 3. In addition, the output of the frequency synthesizer 2 is connected to the inputs of the transmitter 4 and receiver 5, and its input with the control input-output of the receive-transmit channel I and with the control inputs of the encoder 3, modulator 10, transmitter 4, receiver 5, demodulator 11, decoder 9 and antenna switch 6. the outputs of automatic gain control (AGC) and automatic frequency control (AFC) of the demodulator 11 are connected to the corresponding inputs of the AGC and AFC of the receiver 5, the output of the antenna switch 6 is connected to the first input of the receiver 5.
Структурная схема кодера устройства-прототипа 3 приведена на фиг.2, где обозначено:The structural diagram of the encoder of the device of the prototype 3 is shown in figure 2, where it is indicated:
3.1 - блочный кодер Рида/Соломона; 3.2 - сверточный кодер; 3.3 - перемежитель.3.1 - Reed / Solomon block encoder; 3.2 - convolutional encoder; 3.3 - interleaver.
Кодер 3 содержит последовательно соединенные блочный кодер Рида/Соломона 3.1, сверточный кодер 3.2 и перемежитель 3.3, выход которого является выходом кодера 3. Первый вход блочного кодера Рида/Соломона 3.1 является первым входом кодера 3, управляющий вход которого соединен с управляющими входами блоков 3.1, 3.2, 3.3.Encoder 3 contains series-connected Reed / Solomon 3.1 encoder block, a convolutional encoder 3.2, and an interleaver 3.3, the output of which is the output of encoder 3. The first input of the Reed / Solomon 3.1 encoder is the first input of encoder 3, the control input of which is connected to the control inputs of blocks 3.1, 3.2, 3.3.
Структурная схема декодера устройства-прототипа 9 приведена на фиг.3, где обозначено:The structural diagram of the decoder of the device of the prototype 9 is shown in figure 3, where indicated:
9.1 - обратный перемежитель; 9.2 - декодер Витерби; 9.3 - блочный декодер Рида/Соломона.9.1 - reverse interleaver; 9.2 - Viterbi decoder; 9.3 - Reed / Solomon block decoder.
Декодер 9 содержит последовательно соединенные обратный перемежитель 9.1, декодер Витерби 9.2 и блочный декодер Рида/Соломона 9.3, выход которого является выходом декодера 9. Первый вход перемежителя 9.1 является первым входом декодера 9, а его управляющий вход подсоединен к управляющим входам блоков 9.1, 9.2, 9.3.The decoder 9 contains a series-connected reverse interleaver 9.1, a Viterbi decoder 9.2 and a Reed / Solomon 9.3 block decoder, the output of which is the output of the decoder 9. The first input of the interleaver 9.1 is the first input of the decoder 9, and its control input is connected to the control inputs of blocks 9.1, 9.2, 9.3.
Структурная схема модулятора 10 приведена на фиг.4, где обозначено:The block diagram of the modulator 10 is shown in figure 4, where indicated:
10.1 - блок формирования символов BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM из потока входных данных; 10.2 - блок подстановки пилот-сигнала и защитных подсимволов; 10.3 - блок обратного быстрого комплексного преобразования Фурье; 10.4 - блок интерполятора и цифрового фильтра низких частот; 10.5 - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).10.1 - block forming characters BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM from the input data stream; 10.2 - block substitution of the pilot signal and protective characters; 10.3 - block inverse fast complex Fourier transform; 10.4 - block interpolator and digital low-pass filter; 10.5 - digital-to-analog converter (DAC).
Модулятор 10 содержит последовательно соединенные блок формирования символов BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM из потока входных данных 10.1, блок подстановки пилот-сигнала и защитных подсимволов 10.2, блок обратного быстрого комплексного преобразования Фурье 10.3, блок интерполятора и цифрового фильтра низких частот 10.4 и ЦАП 10.5, выход которого является выходом модулятора. Первый вход блока формирования символов BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM из потока входных данных 10.1 является первым входом модулятора 10, управляющий вход модулятора 10 соединен с управляющими входами блоков 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5.The modulator 10 contains a series-connected block of character formation BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM from the input data stream 10.1, a substitution block for the pilot signal and protective sub-characters 10.2, an inverse fast complex Fourier transform 10.3, an interpolator and a digital low-pass filter 10.4, and a DAC 10.5 whose output is the output of the modulator. The first input of the character generation unit BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM from the input data stream 10.1 is the first input of the modulator 10, the control input of the modulator 10 is connected to the control inputs of the blocks 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5.
Структурная схема демодулятора устройства-прототипа 11 представлена на фиг.5, где обозначено:The structural diagram of the demodulator of the device of the prototype 11 is presented in figure 5, where it is indicated:
11.1 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 11.2 - блок цифрового фильтра низких частот и устройства прореживания; 11.3 - блок быстрого комплексного преобразования Фурье; 11.4 - блок выделения пилот-сигнала и защитных подсимволов; 11.5 - блок формирования потока битов данных; 11.6 - контроллер автоматической подстройки коэффициента усиления приемника; 11.7 - контроллер автоматической подстройки частоты.11.1 - analog-to-digital Converter (ADC); 11.2 - block digital low-pass filter and thinning device; 11.3 - block fast complex Fourier transform; 11.4 - block allocation of the pilot signal and protective sub-characters; 11.5 - block forming a stream of data bits; 11.6 - controller for automatically adjusting the gain of the receiver; 11.7 - automatic frequency control controller.
Демодулятор 11 содержит последовательно соединенные АЦП 11.1, блок цифрового фильтра низких частот и устройства прореживания 11.2, блок быстрого комплексного преобразования Фурье 11.3, блок пилот-сигнала и защитных подсимволов 11.4 и блок формирования потока битов данных 11.5, выход которого является выходом демодулятора 11. Кроме того, выход АЦП 11.1 соединен с первым входом контроллера автоматической подстройки коэффициента усиления приемника 11.6, выход которого является выходом АРУ. Выход блока цифрового фильтра низких частот и устройства прореживания 11.2 соединен с первым входом контроллера автоматической подстройки частоты 11.7, выход которого является выходом АПЧ, выход блока быстрого комплексного преобразования Фурье 11.3 соединен со вторым входом контроллера АПЧ 11.7. Первый вход АЦП 11.1 является первым входом демодулятора 11, управляющий вход которого соединен с управляющими входами блоков 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, 11.7.The demodulator 11 contains a series-connected ADC 11.1, a digital low-pass filter unit and a decimation device 11.2, a fast complex Fourier transform unit 11.3, a pilot signal and protective sub-symbols 11.4, and a data bit stream generating unit 11.5, the output of which is the output of the demodulator 11. In addition , the output of the ADC 11.1 is connected to the first input of the controller for automatically adjusting the gain of the receiver 11.6, the output of which is the output of the AGC. The output of the digital low-pass filter block and decimation device 11.2 is connected to the first input of the automatic frequency control controller 11.7, the output of which is the AFC output, the output of the fast complex Fourier transform 11.3 is connected to the second input of the AFC controller 11.7. The first input of the ADC 11.1 is the first input of the demodulator 11, the control input of which is connected to the control inputs of blocks 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, 11.7.
Недостатками устройства-прототипа являются:The disadvantages of the prototype device are:
- отсутствие возможности работы в режиме базовой станции в соответствии со стандартом IEEE 802.16е;- the inability to work in base station mode in accordance with the IEEE 802.16e standard;
- отсутствие процедуры хэндовера, позволяющей мобильным станциям переключаться между базовыми станциями вследствие изменения своего местоположения и помеховой обстановки, не разрывая при этом связь и не прекращая прием-передачу цифровой информации;- the absence of a handover procedure that allows mobile stations to switch between base stations due to a change in their location and interference, without interrupting communication and without stopping the reception and transmission of digital information;
- низкая помехозащищенность;- low noise immunity;
- малая пропускная способность.- low throughput.
Задачей предлагаемого устройства является расширение функциональных возможностей высокоскоростной стационарной радиостанции за счет синхронизации работы базовой станции с работой других базовых станций, реализации процедуры хэндовера в соответствии со стандартом IEEE 802.16е, повышение помехозащищенности и увеличение пропускной способности канала приема-передачи данных.The objective of the proposed device is to expand the functionality of a high-speed stationary radio station by synchronizing the operation of the base station with the work of other base stations, implementing the handover procedure in accordance with the IEEE 802.16e standard, increasing noise immunity and increasing the bandwidth of the data reception / transmission channel.
Для решения поставленной задачи в базовую станцию оборудования радиодоступа, содержащую блок управления, управляющий выход-вход которого соединен двунаправленной шиной управления с управляющим входом-выходом канала приема-передачи данных, причем первый вход-выход блока управления является интерфейсом сетей высокоскоростной передачи информации Ethernet, канал приема-передачи данных содержит последовательно соединенные кодер, модулятор, передатчик и антенный коммутатор, выход-вход которого через первое антенно-согласующее устройство подсоединен к приемопередающей антенне, а также последовательно соединенные приемник, демодулятор и декодер, выход которого является информационным выходом канала приема-передачи данных и соединен с информационным входом блока управления, информационный выход которого является информационным входом канала приема-передачи данных и первым входом кодера, кроме того, выход синтезатора частот соединен со вторыми входами передатчика и приемника, а его управляющий вход - с управляющим входом-выходом канала приема-передачи данных и с управляющими входами кодера, модулятора, передатчика, приемника, демодулятора, декодера и антенного коммутатора, выход которого соединен с первым входом приемника, при этом выходы автоматической регулировки усиления (АРУ) и автоматической подстройки частоты (АПЧ) первого канала демодулятора подсоединены к соответствующим входам АРУ и АПЧ первого канала приемника, согласно полезной модели, в канал приема-передачи данных введены приемная антенна, которая через второе антенно-согласующее устройство подсоединена к третьему входу приемника, выполненному двухканальным, блок детектирования фреймов, блок формирования оценки CINR-(Carrier to interference plus noise ratio), блок формирования оценки RSSI-(Receive Strength Signal Indicator) и блок частотно-временной оценки принимаемого сигнала, выполненные двухканальными, первые входы которых объединены и подсоединены к первому выходу приемника, вторые входы объединены и подсоединены ко второму выходу приемника, а их управляющие входы соединены с управляющим входом-выходом канала приема-передачи данных, при этом выход блока детектирования фреймов является первым выходом канала приема-передачи данных, выход блока формирования оценки CINR - его вторым выходом, выход блока формирования оценки RSSI - третьим, выход блока частотно-временной оценки принимаемого сигнала - четвертым, причем выходы с первого по четвертый канала приема-передачи данных подсоединены к соответствующим входам блока управления, второй и третий входы-выходы которого являются интерфейсом управления, мониторинга и телеметрии RS-232/RS-485 и интерфейсом RS-232/RS-485 для подключения к GPS приемнику соответственно, при этом в кодер введен турбокодер, первый вход которого соединен с первым входом блочного кодера Рида/Соломона, управляющий вход - с управляющим входом кодера, а выход - с входом перемежителя, в декодер - турбодекодер, первый вход которого соединен с выходом обратного перемежителя, управляющий вход - с управляющим входом декодера, а выход - с выходом блочного декодера Рида/Соломона, кроме того, демодулятор выполнен двухканальным, причем второй канал идентичен первому, второй вход демодулятора является соответствующим входом аналого-цифрового преобразователя и входом второго канала, выходы АРУ и АПЧ второго канала демодулятора являются вторыми выходами контроллера автоматической подстройки коэффициента усиления приемника и контроллера АПЧ соответственно и подсоединены к соответствующим входам АРУ и АПЧ второго канала приемника, при этом соединения функциональных узлов демодулятора являются двухканальными, в демодулятор введен двухканальный эквалайзер, первый вход которого подсоединен к выходу блока быстрого комплексного преобразования Фурье и второму входу блока взвешенного суммирования и формирования потока битов данных, а управляющий вход - к управляющему входу демодулятора, при этом выход эквалайзера подсоединен к третьему входу блока взвешенного суммирования и формирования потока битов данных, кроме того, в базовую станцию оборудования радиодоступа введен двухканальный модуль буферизации, первый и второй входы которого являются соответственно входами опорной частоты и опорного импульса секундной метки, причем первый выход модуля буферизации - выход опорной частоты - соединен с пятым входом блока управления и первым входом синтезатора частот, а второй выход-выход опорного импульса секундной метки - соединен с шестым входом блока управления и вторым входом синтезатора частот, при этом первый и второй входы синтезатора частот являются соответствующими входами канала приема-передачи данных, кроме того, третий и четвертый выходы модуля буферизации являются дополнительными выходами опорной частоты и опорного импульса секундной метки соответственно.To solve this problem, a radio access equipment base station containing a control unit, the control output of which is connected by a bi-directional control bus to the control input-output of the data reception and transmission channel, the first input and output of the control unit being the interface of high-speed Ethernet information networks, channel The data transmit-receive contains a serial encoder, modulator, transmitter and antenna switch, the output-input of which through the first antenna matching device connected to a transceiver antenna, as well as a series-connected receiver, demodulator and decoder, the output of which is the information output of the data reception and transmission channel and connected to the information input of the control unit, the information output of which is the information input of the data reception and transmission channel and the first input of the encoder, except Moreover, the output of the frequency synthesizer is connected to the second inputs of the transmitter and receiver, and its control input is connected to the control input-output of the data transmission and reception channel and the input inputs of the encoder, modulator, transmitter, receiver, demodulator, decoder and antenna switch, the output of which is connected to the first input of the receiver, while the outputs of automatic gain control (AGC) and automatic frequency control (AFC) of the first channel of the demodulator are connected to the corresponding inputs of the AGC and The AFC of the first channel of the receiver, according to a utility model, a receiving antenna is inserted into the data receiving and transmitting channel, which is connected to the third input of the receiver through the second antenna matching device the two-channel one, the frame detection unit, the CINR- (Carrier to interference plus noise ratio) estimator, the RSSI- (Receive Strength Signal Indicator) estimator, and the time-frequency received signal estimator, made by two-channel, the first inputs of which are connected and connected to the first output of the receiver, the second inputs are combined and connected to the second output of the receiver, and their control inputs are connected to the control input-output of the data reception and transmission channel, while the output of the frame detection unit is the first output to receive / transmit data analyzer, the output of the CINR evaluation generating unit is its second output, the RSSI evaluation generating unit output is the third, the output of the time-frequency evaluation unit of the received signal is fourth, and the outputs from the first to fourth data reception and transmission channels are connected to the corresponding inputs a control unit, the second and third inputs and outputs of which are an RS-232 / RS-485 control, monitoring and telemetry interface and an RS-232 / RS-485 interface for connecting to a GPS receiver, respectively, while a turbo encoder is inserted into the encoder, the first the input of which is connected to the first input of the Reed / Solomon block encoder, the control input is with the control input of the encoder, and the output is with the interleaver input, and the decoder is a turbo decoder, the first input of which is connected with the output of the inverse interleaver, the control input is with the control input of the decoder, and the output is with the output of the Reed / Solomon block decoder, in addition, the demodulator is made two-channel, and the second channel is identical to the first, the second input of the demodulator is the corresponding input of the analog-to-digital converter and the input of the second channel a, the AGC and AFC outputs of the second channel of the demodulator are the second outputs of the automatic gain control controller of the receiver and the AFC controller, respectively, and are connected to the corresponding inputs of the AGC and the AFC of the second channel of the receiver, while the connections of the functional nodes of the demodulator are two-channel, a two-channel equalizer is introduced into the demodulator, the first the input of which is connected to the output of the fast complex Fourier transform block and the second input of the weighted summation and formation block according to current of data bits, and the control input to the control input of the demodulator, while the equalizer output is connected to the third input of the weighted summation block and the formation of the data bit stream, in addition, a two-channel buffering module is introduced into the base station of the radio access equipment, the first and second inputs of which are respectively the inputs of the reference frequency and the reference pulse of the second mark, and the first output of the buffering module — the output of the reference frequency — is connected to the fifth input of the control unit and the first synthesis input ora frequency, and the second output-output of the reference pulse of the second mark is connected to the sixth input of the control unit and the second input of the frequency synthesizer, while the first and second inputs of the frequency synthesizer are the corresponding inputs of the data reception and transmission channel, in addition, the third and fourth outputs of the module buffering are additional outputs of the reference frequency and the reference pulse of the second mark, respectively.
Структурная схема предлагаемой базовой станции оборудования радиодоступа приведена на фиг.6, где обозначено:The structural diagram of the proposed base station of radio access equipment is shown in Fig.6, where it is indicated:
1 - блок управления;1 - control unit;
1 - канал приема-передачи данных;1 - channel for receiving and transmitting data;
2 - синтезатор частот;2 - frequency synthesizer;
3 - кодер;3 - encoder;
4 - передатчик;4 - transmitter;
5 - приемник;5 - receiver;
6 - антенный коммутатор;6 - antenna switch;
7.1 - приемопередающая антенна;7.1 - transceiver antenna;
7.2 - приемная антенна;7.2 - receiving antenna;
8.1, 8.2 - первое и второе антенно-согласующие устройства (АСУ);8.1, 8.2 - the first and second antenna matching devices (ACS);
9 - декодер;9 - decoder;
10 - модулятор;10 - modulator;
11 - демодулятор;11 - demodulator;
12 - блок детектирования фреймов;12 - block detecting frames;
13 - блок формирования оценки CINR-(Carrier to interference plus noise ratio - отношение сигнал-шум);13 - CINR- estimation estimation block (Carrier to interference plus noise ratio);
14 - блок формирования оценки RSSI-(Receive Strength Signal Indicator-индикатор уровня принимаемого сигнала);14 - block forming the RSSI- (Receive Strength Signal Indicator-indicator of the received signal strength);
15 - блок частотно-временной оценки принимаемого сигнала.15 is a block of the time-frequency evaluation of the received signal.
16 - модуль буферизации.16 - buffering module.
Предлагаемое устройство содержит блок управления 1, управляющий выход-вход которого соединен двунаправленной шиной управления с управляющим входом-выходом канала приема-передачи данных I, причем первый вход-выход блока управления 1 является интерфейсом сетей высокоскоростной передачи информации Ethernet, а второй и третий входы-выходы являются соответственно интерфейсом управления, мониторинга и телеметрии RS-232/RS-485 и интерфейсом RS-232/RS-485 для подключения к GPS приемнику.The proposed device contains a control unit 1, the control output-input of which is connected by a bi-directional control bus to the control input-output of the data reception and transmission channel I, the first input-output of the control unit 1 being the interface of high-speed Ethernet networks, and the second and third inputs the outputs are, respectively, an RS-232 / RS-485 control, monitoring and telemetry interface and an RS-232 / RS-485 interface for connecting to a GPS receiver.
Канал приема-передачи данных I содержит последовательно соединенные кодер 3, модулятор 10, передатчик 4 и антенный коммутатор 6, выход-вход которого через первое АСУ 8.1 подсоединен к приемопередающей антенне 7.1, последовательно соединенные двухканальный приемник 5, двухканальный демодулятор 11 и декодер 9, выход которого является информационным выходом канала приема-передачи данных I и соединен с информационным входом блока управления 1, информационный выход которого является информационным входом канала приема-передачи данных I и первым входом кодера 3, а также приемную антенну 7.2, которая через второе АСУ 8.2 соединена с третьим входом приемника 5, блок детектирования фреймов 12, блок формирования оценки CINR 13, блок формирования оценки RSSI 14 и блок частотно-временной оценки принимаемого сигнала 15, выполненные двухканальными, первые входы которых объединены и подсоединены к первому выходу приемника 5, а вторые входы объединены и подсоединены к его второму выходу. Кроме того, выход синтезатора частот 2 соединен со вторыми входами передатчика 4 и приемника 5, а его управляющий вход - с управляющим входом-выходом канала приема-передачи данных I и с управляющими входами кодера 3, модулятора 10, передатчика 4, приемника 5, демодулятора 11, декодера 9, антенного коммутатора 6, блока детектирования фреймов 12, блока формирования оценки CINR 13, блока формирования оценки RSSI 14 и блока частотно-временной оценки принимаемого сигнала 15. При этом выходы автоматической регулировки усиления (АРУ1 и АРУ2) и автоматической подстройки частоты (АПЧ1 и АПЧ2) первого и второго каналов демодулятора 11 соединены с соответствующими входами АРУ и АПЧ первого и второго каналов приемника 5, выход антенного коммутатора 6 соединен с первым входом приемника 5. Кроме того, выход блока детектирования фреймов 12 является первым выходом канала приема-передачи данных I, выход блока формирования оценки CINR 13 - его вторым выходом, выход блока формирования оценки RSSI 14 - третьим, выход блока частотно-временной оценки принимаемого сигнала 15 - четвертым, причем выходы с первого по четвертый канала приема-передачи данных I подсоединены к соответствующим входам блока управления 1.The data transmission and reception channel I contains a series-connected encoder 3, a modulator 10, a transmitter 4, and an antenna switch 6, the output-input of which through the first ACS 8.1 is connected to a transceiver antenna 7.1, a two-channel receiver 5, a two-channel demodulator 11, and a decoder 9 are connected in series, the output which is the information output of the data reception and transmission channel I and connected to the information input of the control unit 1, the information output of which is the information input of the data reception and transmission channel I and the first input encoder house 3, as well as a receiving antenna 7.2, which is connected to the third input of the receiver 5 through the second ACS 8.2, a frame detection unit 12, a CINR 13 estimation generating unit, an RSSI estimation generating unit 14, and a time-frequency estimation unit of the received signal 15 made by two-channel the first inputs of which are combined and connected to the first output of the receiver 5, and the second inputs are combined and connected to its second output. In addition, the output of the frequency synthesizer 2 is connected to the second inputs of the transmitter 4 and receiver 5, and its control input is connected to the control input-output of the data reception and transmission channel I and to the control inputs of the encoder 3, modulator 10, transmitter 4, receiver 5, demodulator 11, a decoder 9, an antenna switch 6, a frame detection unit 12, a CINR rating generating unit 13, an RSSI rating generating unit 14 and a frequency-time evaluation unit for the received signal 15. The outputs of automatic gain control (AGC1 and AGC2) and automatic subst frequency shafts (AFC1 and AFC2) of the first and second channels of the demodulator 11 are connected to the corresponding inputs of the AGC and AFC of the first and second channels of the receiver 5, the output of the antenna switch 6 is connected to the first input of the receiver 5. In addition, the output of the frame detection unit 12 is the first output of the channel receiving and transmitting data I, the output of the evaluation forming unit CINR 13 - its second output, the output of the generating unit RSSI 14 evaluation - the third, the output of the time-frequency evaluation unit of the received signal 15 - fourth, and the outputs from the first to the fourth The data reception and transmission la I are connected to the corresponding inputs of the control unit 1.
Кроме того, базовая станция оборудования радиодоступа содержит двухканальный модуль буферизации 16, первый и второй входы которого являются соответственно входами опорной частоты и опорного импульса секундной метки, причем первый выход модуля буферизации - выход опорной частоты - соединен с пятым входом блока управления 1 и первым входом синтезатора частот 2, а второй выход-выход опорного импульса секундной метки - соединен с шестым входом блока управления 1 и вторым входом синтезатора частот 2, при этом первый и второй входы синтезатора частот 2 являются соответствующими входами канала приема-передачи данных I, кроме того, третий и четвертый выходы модуля буферизации 16 являются дополнительными выходами опорной частоты и опорного импульса секундной метки соответственно и зарезервированы для возможности наращивания количества канальных карт базовой станции.In addition, the base station of the radio access equipment contains a two-channel buffering module 16, the first and second inputs of which are respectively the inputs of the reference frequency and the reference pulse of the second mark, and the first output of the buffering module — the output of the reference frequency — is connected to the fifth input of the control unit 1 and the first input of the synthesizer frequencies 2, and the second output-output of the reference pulse of the second mark is connected to the sixth input of the control unit 1 and the second input of the frequency synthesizer 2, while the first and second inputs of the synthesizer are frequency 2 are the corresponding inputs of the data reception and transmission channel I, in addition, the third and fourth outputs of the buffering module 16 are additional outputs of the reference frequency and the reference pulse of the second mark, respectively, and are reserved for the possibility of increasing the number of channel cards of the base station.
Структурная схема кодера предлагаемой базовой станции оборудования радиодоступа приведена на фиг.7, где обозначено:The block diagram of the encoder of the proposed base station of radio access equipment is shown in Fig.7, where it is indicated:
3.1 - блочный кодер Рида/Соломона; 3.2 - сверточный кодер; 3.3 - перемежитель, 3.4 - турбокодер.3.1 - Reed / Solomon block encoder; 3.2 - convolutional encoder; 3.3 - interleaver, 3.4 - turbo encoder.
Кодер 3 содержит последовательно соединенные блочный кодер Рида/Соломона 3.1, сверточный кодер 3.2, перемежитель 3.3, выход которого является выходом кодера 3. Первый вход блочного кодера Рида/Соломона 3.1 является первым входом кодера 3, управляющий вход которого соединен с управляющими входами блоков 3.1, 3.2, 3.3, 3.4. Первый вход турбокодера 3.4 соединен с первым входом блочного кодера Рида/Соломона 3.1, а выход - с входом перемежителя 3.3.The encoder 3 contains series-connected block Reed / Solomon encoder 3.1, a convolutional encoder 3.2, an interleaver 3.3, the output of which is the output of encoder 3. The first input of the Reed / Solomon 3.1 encoder is the first input of encoder 3, the control input of which is connected to the control inputs of blocks 3.1, 3.2, 3.3, 3.4. The first input of the turbo encoder 3.4 is connected to the first input of the Reed / Solomon 3.1 block encoder, and the output is connected to the interleaver 3.3 input.
Структурная схема декодера 9 предлагаемой базовой станции оборудования радиодоступа приведена на фиг.8, где обозначено:The structural diagram of the decoder 9 of the proposed base station of the radio access equipment is shown in Fig. 8, where it is indicated:
9.1 - обратный перемежитель; 9.2 - декодер Витерби; 9.3 - блочный декодер Рида/Соломона, 9.4 - турбодекодер.9.1 - reverse interleaver; 9.2 - Viterbi decoder; 9.3 - Reed / Solomon block decoder, 9.4 - turbo decoder.
Декодер 9 содержит последовательно соединенные обратный перемежитель 9.1, декодер Витерби 9.2 и блочный декодер Рида/Соломона 9.3, выход которого является выходом декодера 9. Первый вход перемежителя 9.1 является первым входом декодера 9, а его управляющий вход подсоединен к управляющим входам блоков 9.1, 9.2, 9.3, 9.4. Первый вход турбодекодера 9.4 соединен с выходом обратного перемежителя 9.1, а его выход - с выходом блочного декодера Рида/Соломона 9.3.The decoder 9 contains a series-connected reverse interleaver 9.1, a Viterbi decoder 9.2 and a Reed / Solomon 9.3 block decoder, the output of which is the output of the decoder 9. The first input of the interleaver 9.1 is the first input of the decoder 9, and its control input is connected to the control inputs of blocks 9.1, 9.2, 9.3, 9.4. The first input of the turbo decoder 9.4 is connected to the output of the deinterleaver 9.1, and its output is connected to the output of the Reed / Solomon block decoder 9.3.
Структурная схема модулятора предлагаемого устройства 10 аналогична схеме модулятора-прототипа 10 и приведена на фиг.2.The structural diagram of the modulator of the proposed device 10 is similar to the circuit of the modulator-prototype 10 and is shown in figure 2.
Структурная схема двухканального демодулятора 11 предлагаемой базовой станции оборудования радиодоступа представлена на фиг.9, где обозначено:The structural diagram of a two-channel demodulator 11 of the proposed base station radio access equipment is presented in Fig.9, where it is indicated:
11.1 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 11.2 - блок цифрового фильтра низких частот и устройства прореживания; 11.3 - блок быстрого комплексного преобразования Фурье; 11.4 - блок выделения пилот-сигнала и защитных подсимволов; 11.5 - блок взвешенного суммирования и формирования потока битов данных, 11.6 - контроллер автоматической подстройки коэффициента усиления приемника; 11.7 - контроллер автоматической подстройки частоты, 11.8 - эквалайзер.11.1 - analog-to-digital Converter (ADC); 11.2 - block digital low-pass filter and thinning device; 11.3 - block fast complex Fourier transform; 11.4 - block allocation of the pilot signal and protective sub-characters; 11.5 - block weighted summation and formation of a stream of data bits, 11.6 - controller for automatically adjusting the gain of the receiver; 11.7 - automatic frequency control controller, 11.8 - equalizer.
Демодулятор 11 выполнен двухканальным, причем второй канал идентичен первому, при этом все функциональные узлы демодулятора 11 и их соединения являются двухканальными. Демодулятор 11 содержит последовательно соединенные АЦП 11.1, блок цифрового фильтра низких частот и устройства прореживания 11.2, блок быстрого комплексного преобразования Фурье 11.3, блок пилот-сигнала и защитных подсимволов 11.4 и блок взвешенного суммирования и формирования потока битов данных 11.5, выход которого является выходом демодулятора 11. Первый и второй входы АЦП 11.1 являются соответствующими входами демодулятора 11 и соответственно входами первого и второго каналов. Управляющий вход демодулятора 11 соединен с управляющими входами блоков 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, 11.7, 11.8. Кроме того, выход АЦП 11.1 соединен с первым входом контроллера автоматической подстройки коэффициента усиления приемника 11.6, первый выход которого является выходом АРУ первого канала, а второй выход-выходом АРУ второго канала. Выход блока цифрового фильтра низких частот и устройства прореживания 11.2 соединен с первым входом контроллера АПЧ 11.7, первый выход которого является выходом АПЧ первого канала, а второй выход - выходом АПЧ второго канала. Выход блока быстрого комплексного преобразования Фурье 11.3 соединен с первым входом эквалайзера 11.8 и вторыми входами блоков 11.5 и 11.7. При этом выход эквалайзера 11.8 соединен с третьим входом блока взвешенного суммирования и формирования потока битов данных 11.5.The demodulator 11 is made two-channel, and the second channel is identical to the first, while all the functional nodes of the demodulator 11 and their connections are two-channel. The demodulator 11 contains a series-connected ADC 11.1, a digital low-pass filter unit and a decimation device 11.2, a fast complex Fourier transform unit 11.3, a pilot signal and protective sub-symbols 11.4, and a weighted summing and generating block of data bits 11.5, the output of which is the output of the demodulator 11 The first and second inputs of the ADC 11.1 are the corresponding inputs of the demodulator 11 and, respectively, the inputs of the first and second channels. The control input of the demodulator 11 is connected to the control inputs of blocks 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, 11.6, 11.7, 11.8. In addition, the output of the ADC 11.1 is connected to the first input of the controller for automatically adjusting the gain of the receiver 11.6, the first output of which is the output of the AGC of the first channel, and the second output is the output of the AGC of the second channel. The output of the digital low-pass filter block and decimation device 11.2 is connected to the first input of the AFC controller 11.7, the first output of which is the AFC output of the first channel, and the second output is the AFC output of the second channel. The output of the fast complex Fourier transform block 11.3 is connected to the first input of the equalizer 11.8 and the second inputs of the blocks 11.5 and 11.7. In this case, the output of the equalizer 11.8 is connected to the third input of the weighted summation block and the formation of the data bit stream 11.5.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
С включением питания базовая станция оборудования радиодоступа автоматически переходит в режим излучения служебных пакетов синхронизации согласно стандарту IEEE 802.16е. В процессе установления синхронизации с мобильными радиостанциями базовая станция оценивает помеховую обстановку и качество сигнала от мобильных станций в результате работы введенных в состав радиостанции блока детектирования фреймов 12 (фиг.6), блока формирования оценки CINR 13, блока формирования оценки RSSI 14 и блока частотно-временной оценки принимаемого сигнала 15. Основываясь на оценке помеховой обстановки и оценке частотно-временных и физических параметров принимаемых пакетов информации от мобильных станций, может быть осуществлена процедура хэндовера, в ходе которой под управлением базовой станции происходит перестройка частоты мобильной станции на частоту другой базовой станции, а так же других параметров абонентской мобильной станции согласно стандарту IEEE 802.16е.When the power is turned on, the base station of the radio access equipment automatically switches to the radiation mode of service synchronization packets according to the IEEE 802.16e standard. In the process of establishing synchronization with mobile radios, the base station evaluates the jamming environment and signal quality from the mobile stations as a result of the operation of the frames detecting unit 12 (FIG. 6), the CINR 13 estimating unit, the RSSI estimating unit 14, and the frequency temporary evaluation of the received signal 15. Based on the assessment of the interference environment and the evaluation of the time-frequency and physical parameters of the received information packets from mobile stations, can be carried out The procedure for the handover, in which under the control of the base station is changing the frequencies of the mobile station to a frequency of another base station, as well as other parameters of the subscriber mobile station according to the standard IEEE 802.16e.
Базовая станция оборудования радиодоступа осуществляет передачу данных в направлении к мобильным станциям, находящимся в синхронизации с базовой станцией оборудования радиодоступа, по сигналу "Запрос передачи" от источника цифровой информации, в данном случае от интерфейса между оборудованием инфраструктуры сетей высокоскоростной передачи информации, использующих интерфейс высокоскоростной передачи информации Ethernet (стандарт организации локальных сетей IEEE 802.3 и IEEE 802.3u), со скоростью передачи данных 10/100 Мбит/сек. Данные сети Ethernet попадают на первый вход-выход блока управления 1, где реализуются методы доступа к среде, формат кадров, адресация, поддержка доступа к каналу связи, осуществляется прием и передача информационных и управляющих кадров, обнаруживаются ошибки приема-передачи, а также реализуется процедура хэндовера, позволяющая абонентским мобильным станциям переключаться между базовыми станциями, находящимися в синхронизации между собой, вследствие изменения своего местоположения и помеховой обстановки, не разрывая при этом связь и не прекращая прием-передачу цифровой информации. Все функциональные узлы и процессы, реализуемые в блоке управления 1 и синтезаторе частот 2, выполняются в строгой синхронизации с опорными частотами, поступающими с модуля буферизации 16, причем третий и четвертый выходы модуля буферизации 16 зарезервированы для возможности наращивания количества канальных карт базовой станции.The base station of the radio access equipment transmits data in the direction of the mobile stations that are in synchronization with the base station of the radio access equipment by the signal “Transfer request” from a digital information source, in this case, from the interface between the infrastructure equipment of high-speed data transmission networks using the high-speed transmission interface Ethernet information (IEEE 802.3 and IEEE 802.3u LAN standard), with a data transfer rate of 10/100 Mbps. Ethernet network data goes to the first input-output of control unit 1, where the methods of medium access, frame format, addressing, support for access to the communication channel are implemented, information and control frames are received and transmitted, transmission and reception errors are detected, and the procedure is implemented handover, which allows subscriber mobile stations to switch between base stations that are in synchronization with each other, due to a change in their location and interference environment, without breaking the connection and not rekraschaya reception and transmission of digital information. All functional units and processes implemented in the control unit 1 and the frequency synthesizer 2 are performed in strict synchronization with the reference frequencies coming from the buffering module 16, and the third and fourth outputs of the buffering module 16 are reserved for the possibility of increasing the number of channel cards of the base station.
Передаваемые пакеты информации, представляющие собой непрерывный поток байтов, с соответствующего информационного выхода блока управления 1 через информационный вход канала приема-передачи I поступают на первый вход кодера 3 (фиг.7), где под управлением блока 1 байтовый поток кодируется, что обеспечивается блочным кодером Рида/Соломона 3.1. После обработки в блочном кодере Рида/Соломона 3.1 байтовый поток подается в виде последовательного битового потока в сверточный кодер 3.2, который вносит избыточность в битовый поток. После сверточного кодера 3.2 поток битов поступает на вход перемежителя 3.3, где поступающие из сверточного кодера 3.2 биты перемеживаются с заданными значениями интервала и глубины. В зависимости от параметров, установленных на базовой станции, входной поток под управлением блока 1 может кодироваться турбо-кодером 3.4 вместо кодирования блочным кодером Рида/Соломона 3.1 и сверточным кодером 3.2. Далее с выхода кодера 3 поток бит поступает на первый вход модулятора 10 (фиг.4), где под управлением блока 1 в блоке 10.1 преобразуется в символы BPSK, QPSK, 16QAM либо 64QAM, предпочтительно с ортогональным частотным разделением, и поступают в блок 10.2, где происходит подстановка подсимволов пилот-сигнала. Далее новая сформированная последовательность поступает в блок 10.3 обратного быстрого преобразования Фурье. По завершении модуляции цифровая последовательность подается в блок 10.4 и, если это необходимо, интерполируется до более высокой частоты перед выводом в ЦАП 10.5, выходной сигнал которого является выходным сигналом модулятора 10. Далее сигнал с модулятора 10 подается на первый вход передатчика 4. Блок 1 управляет передатчиком 4 и его необходимым уровнем выходной мощности. Затем сигнал поступает на антенный коммутатор 6, где под управлением блока 1 через антенно-согласующее устройство 8.1 поступает на приемопередающую антенну 7.1 и с канальной скоростью до 37.2 Мбит/сек излучается в эфир.The transmitted information packets, which are a continuous stream of bytes, from the corresponding information output of the control unit 1 through the information input of the transmit-receive channel I go to the first input of the encoder 3 (Fig.7), where the byte stream is encoded under the control of block 1, which is provided by the block encoder Reed / Solomon 3.1. After processing in the Reed / Solomon 3.1 block encoder, the byte stream is supplied as a serial bit stream to the convolutional encoder 3.2, which introduces redundancy in the bit stream. After the convolutional encoder 3.2, the bit stream is fed to the input of the interleaver 3.3, where the bits coming from the convolutional encoder 3.2 are interleaved with the specified interval and depth values. Depending on the parameters set at the base station, the input stream under control of block 1 can be encoded by a turbo encoder 3.4 instead of being encoded by a Reed / Solomon 3.1 block encoder and a convolutional encoder 3.2. Next, from the output of the encoder 3, the bit stream is fed to the first input of the modulator 10 (Fig. 4), where under the control of block 1 in block 10.1 it is converted to BPSK, QPSK, 16QAM or 64QAM characters, preferably with orthogonal frequency division, and goes to block 10.2, where is the substitution of the pilot symbols. Next, the new generated sequence arrives in block 10.3 inverse fast Fourier transform. Upon completion of the modulation, the digital sequence is supplied to block 10.4 and, if necessary, is interpolated to a higher frequency before output to the DAC 10.5, the output signal of which is the output signal of the modulator 10. Next, the signal from the modulator 10 is supplied to the first input of the transmitter 4. Block 1 controls transmitter 4 and its required output power level. Then the signal enters the antenna switch 6, where, under the control of unit 1, it is transmitted to the transceiver antenna 7.1 through the antenna matching device 8.1 and is transmitted to the air at a channel speed of up to 37.2 Mbit / s.
Режим приема базовая станция оборудования радиодоступа может осуществлять как на одну антенну 7.1, так и на две антенны 7.1 и 7.2, для последующего оптимального приема сигналов и подавления помех в блоке 11.5, реализованного в виде весового сумматора с комплексными весовыми коэффициентами, обеспечивая тем самым улучшение помехозащищенности и пропускной способности канала приема-передачи данных I. Для этого в базовой станции оборудования радиодоступа предусмотрен двухканальный приемник 5 и двухканальный демодулятор 11.The base station of the radio access equipment can receive the reception mode both on one antenna 7.1, and on two antennas 7.1 and 7.2, for the subsequent optimal reception of signals and interference suppression in block 11.5, implemented as a weight adder with complex weighting coefficients, thereby improving noise immunity and the bandwidth of the data reception and transmission channel I. For this, a two-channel receiver 5 and a two-channel demodulator 11 are provided in the base station of the radio access equipment.
Функциональные узлы демодулятора 11.1-11.8 (фиг.9) и все их соединения реализованы двухканальными. Включение в работу второго канала приема приемника 5, демодулятора 11 и блока взвешенного суммирования и формирования потока битов данных 11.5 происходит в зависимости от режима работы станции и управляется непосредственно блоком управления 1.Functional nodes of the demodulator 11.1-11.8 (Fig.9) and all their connections are implemented dual-channel. The inclusion of the second receiving channel of the receiver 5, the demodulator 11, and the weighted summation unit and the formation of the data bit stream 11.5 takes place depending on the operating mode of the station and is controlled directly by the control unit 1.
В режиме приема на одну антенну базовая станция оборудования радиодоступа осуществляет процедуру обратного преобразования сигнала, принятого антенной 7.1. При этом сигнал через АСУ 8.1 и под управлением блока 1 с антенного коммутатора 6 поступает на первый вход приемника 5, а затем в демодулятор 11 (фиг.9), где аналоговый сигнал подается на вход АЦП 11.1. Выходной сигнал АЦП 11.1 дискретизируется и подается в виде сигнала обратной связи в контур автоматической регулировки усиления (АРУ), реализуемый блоком 11.6, так что режим работы АЦП 11.1 поддерживается в линейном рабочем диапазоне. Выходной сигнал АЦП 11.1 подается также на первый вход блока 11.2, в результате чего цифровой сигнал подвергается цифровой обработке и фильтруется. После этих преобразований сигнал представляет собой символы с ортогональным частотным разделением, которые подаются в петлю обратной связи автоматической подстройки частоты, реализуемой контроллером АПЧ 11.7 так, чтобы частота приема совпадала с частотой принимаемого сигнала. Далее символы с ортогональным частотным разделением поступают в блок быстрого комплексного преобразования Фурье 11.3, с выхода которого подаются на вход блока 11.4 для выделения подсимволов и пилот-сигналов синхронизации, в петлю обратной связи автоматической подстройки частоты, реализуемой блоком 11.7, на первый вход эквалайзера 11.8 и на второй вход блока 11.5. В эквалайзере 11.8 под управлением блока 1 данные подвергаются цифровой фильтрации с целью компенсации нелинейности канала распространения и затем подаются в блок 11.5. Выделенные блоком 11.4 подсимволы и пилот-сигналы синхронизации также поступают в блок 11.5. На следующем этапе демодуляции в блоке 11.5 под управлением блока 1 происходит преобразование полученных символов BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM в поток бит, поступающих на выход демодулятора 11.In the reception mode for one antenna, the base station of the radio access equipment performs the procedure of the inverse transform of the signal received by the 7.1 antenna. In this case, the signal through ACS 8.1 and under the control of unit 1 from the antenna switch 6 is fed to the first input of the receiver 5, and then to the demodulator 11 (Fig. 9), where the analog signal is fed to the input of the ADC 11.1. The output signal of the ADC 11.1 is sampled and fed as a feedback signal to the automatic gain control (AGC) loop implemented by block 11.6, so that the ADC 11.1 operation mode is supported in a linear operating range. The output signal of the ADC 11.1 is also supplied to the first input of block 11.2, as a result of which the digital signal is digitally processed and filtered. After these transformations, the signal is an orthogonal frequency division symbol, which is fed into the feedback loop of the automatic frequency adjustment implemented by the AFC controller 11.7 so that the frequency of reception coincides with the frequency of the received signal. Further, the symbols with orthogonal frequency division are fed to the fast complex Fourier transform block 11.3, the output of which is fed to the input of block 11.4 to extract the sub-symbols and pilot synchronization signals, to the feedback loop of the automatic frequency adjustment implemented by block 11.7, to the first input of the equalizer 11.8 and to the second input of block 11.5. In the equalizer 11.8 under the control of block 1, the data is digitally filtered to compensate for the nonlinearity of the distribution channel and then fed to block 11.5. The sub-symbols and pilot synchronization signals allocated by block 11.4 are also received in block 11.5. At the next stage of demodulation in block 11.5, under the control of block 1, the received BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM characters are converted to a bit stream received at the output of demodulator 11.
Далее поток бит подвергается обратному перемежению в блоке 9.1 декодера 9 (фиг.8). Обратный перемежитель 9.1 размещает биты в том же порядке в каком они были в исходном передаваемом сигнале. Далее последовательный поток данных поступает в декодер Витерби 9.2, где скорость потока бит понижается для исправления ошибок и поступает в декодер Рида/Соломона 9.3 для исправления оставшихся ошибок. В зависимости от параметров, установленных на базовой станции, последовательный поток данных из блока 9.1 под управлением блока 1 может декодироваться турбодекодером 9.4 вместо декодирования в декодере Витерби 9.2 и декодере Рида/Соломона 9.3. Сформированный информационный поток поступает в блок управления 1 для его преобразования в формат принимаемых данных, соответствующих стандарту организации локальных сетей IEEE 802.3 и IEEE 802.3u Ethernet, где реализуются методы доступа к среде, формат кадров, адресация, поддержка доступа к каналу связи, осуществляется прием и передача информационных и управляющих кадров, обнаруживаются ошибки приема-передачи и подается на вход-выход блока управления 1 для дальнейшего подключения абонентской мобильной станции к оборудованию инфраструктуры сетей высокоскоростной передачи информации, использующих интерфейс высокоскоростной передачи информации Ethernet.Next, the bit stream is subjected to deinterleaving in block 9.1 of decoder 9 (Fig. 8). Reverse interleaver 9.1 places the bits in the same order as they were in the original transmitted signal. Next, the serial data stream enters the Viterbi decoder 9.2, where the bit rate decreases to correct errors and enters the Reed / Solomon decoder 9.3 to correct the remaining errors. Depending on the parameters set at the base station, the serial data stream from block 9.1 under the control of block 1 can be decoded by turbo decoder 9.4 instead of decoding in Viterbi decoder 9.2 and Reed / Solomon decoder 9.3. The generated information flow enters the control unit 1 for converting it into the format of the received data corresponding to the IEEE 802.3 and IEEE 802.3u Ethernet LAN standards, where the methods of medium access, frame format, addressing, support for access to the communication channel are implemented, reception and transmission of information and control frames, transmission-error errors are detected and is fed to the input-output of control unit 1 for further connection of the subscriber mobile station to the network infrastructure equipment in high-speed information transfer using the high-speed Ethernet information transfer interface.
Базовая станция оборудования радиодоступа анализирует Отношение сигнал/шум и, как следствие, качество обмена информацией на рабочей частоте. При плохом отношении сигнал/шум базовая станция оборудования радиодоступа может адаптивно изменять тип кодирования и тип модуляции для обеспечения необходимого качества обмена информацией на рабочей частоте. Кроме того, базовая станция оборудования радиодоступа формирует оценки, получаемые в результате работы блока детектирования фреймов 12 (фиг.6), блока формирования оценки CINR 13, блока формирования оценки RSSI 14, блока частотно-временной оценки принимаемого сигнала 15. Основываясь на оценке помеховой обстановки и оценке частотно-временных и физических параметров принимаемых пакетов информации от мобильных станций, может быть осуществлена процедура хэндовера, в ходе которой происходит перестройка частоты мобильной станции на частоту другой базовой станции, а так же других параметров абонентской мобильной станции согласно стандарту IEEE 802.16е.The radio access equipment base station analyzes the signal-to-noise ratio and, as a consequence, the quality of information exchange at the operating frequency. If the signal-to-noise ratio is poor, the base station of the radio access equipment can adaptively change the type of coding and type of modulation to ensure the necessary quality of information exchange at the operating frequency. In addition, the base station of the radio access equipment generates the estimates obtained as a result of the operation of the frame detection unit 12 (Fig. 6), the CINR estimation generation unit 13, the RSSI estimation generation unit 14, the time-frequency estimation unit of the received signal 15. Based on the interference situation assessment and estimation of time-frequency and physical parameters of received information packets from mobile stations, a handover procedure can be carried out, during which the frequency of the mobile station is tuned to the frequency of another ba call station, as well as other parameters of the subscriber mobile station according to the IEEE 802.16e standard.
Все функциональные блоки базовой станции оборудования радиодоступа управляется от блока управления 1 через шину управления каналом приема-передачи данных I сигналом, поступающим на управляющий вход соответствующего блока.All the functional blocks of the base station of the radio access equipment are controlled from the control unit 1 through the control bus of the data receiving and transmitting channel I by the signal supplied to the control input of the corresponding unit.
В режиме приема на две антенны базовая станция оборудования радиодоступа осуществляет процедуру обратного преобразования сигнала, принятого антеннами 7.1 и 7.2. В этом случае по сигналу от блока управления 1 в работу вступают вторые каналы приемника 5, демодулятора 11, аналогичные первым, и блок взвешенного суммирования и формирования потока битов данных 11.5. При этом оба канала приемника и демодулятора работают независимо друг от друга, выполняя одни и те же функции. Также независимо друг от друга работают петли обратных связей АРУ и АПЧ обоих каналов приемника 5. Таким образом, в блок 11.5 демодулятора 11 поступает два независимых потока данных, сформированных идентичными трактами приема, что позволяет на заключительном этапе демодуляции реализовать алгоритм оптимального взвешенного суммирования независимых потоков данных с целью подавления помех и, как следствие, увеличение пропускной способности канала приема-передачи данных I. При этом комплексные весовые коэффициенты суммирования входных потоков могут быть как постоянными, так и формироваться по определенному алгоритму.In the reception mode for two antennas, the base station of the radio access equipment performs the procedure of the inverse transform of the signal received by antennas 7.1 and 7.2. In this case, according to the signal from the control unit 1, the second channels of the receiver 5, demodulator 11, similar to the first, and the block of weighted summation and formation of the data bit stream 11.5 enter into operation. At the same time, both channels of the receiver and demodulator operate independently of each other, performing the same functions. The feedback loops of the AGC and AFC of both channels of the receiver 5 also work independently of each other. Thus, two independent data streams formed by identical receive paths enter block 11.5 of the demodulator 11, which allows the algorithm for optimal weighted summation of independent data streams to be implemented at the final stage of demodulation in order to suppress interference and, as a result, increase the bandwidth of the data reception and transmission channel I. At the same time, the complex weighting coefficients of the summation of the input stream in can be both permanent and formed by a certain algorithm.
Учитывая то, что приемник 5 выполнен двухканальным, функциональные узлы блоков 12, 13, 14 и 15 также являются двухканальными, что дает возможность кроме реализации процедуры хэндовера дополнительно осуществить процедуру автовыбора, заключающуюся в подключении к приему сигнала той антенны, физические характеристики сигнала и помеховая обстановка в точке приема которой наиболее благоприятны.Given that the receiver 5 is made two-channel, the functional nodes of the blocks 12, 13, 14 and 15 are also two-channel, which makes it possible, in addition to implementing the handover procedure, to additionally carry out the auto-selection procedure, which consists in connecting the signal to that antenna, the physical characteristics of the signal and the interference environment at the receiving point which is most favorable.
Кроме того, в базовой станции оборудования радиодоступа реализована процедура управления, мониторинга и телеметрии базовой станции за счет введения в состав блока управления 1 интерфейса RS-232/RS-485 (МККТТ (CCITT) V.24/V.28, X.20bis/X.21bis и ISO IS2110), так же в блоке управления 1 реализован дополнительный интерфейс RS-232/RS-485 (МККТТ (CCITT) V.24/V.28, X.20bis/X.21bis и ISO IS2110) для возможности подключения к GPS приемнику с целью синхронизации работы базовой станции с другими базовыми станциями.In addition, the base station of the radio access equipment implements the control, monitoring and telemetry procedure of the base station by introducing the RS-232 / RS-485 interface (CCITT) V.24 / V.28, X.20bis / into the control unit 1 X.21bis and ISO IS2110), also in the control unit 1 an additional RS-232 / RS-485 interface is implemented (CCITT V.24 / V.28, X.20bis / X.21bis and ISO IS2110) for the possibility connect to a GPS receiver in order to synchronize the operation of the base station with other base stations.
Блоки предлагаемой базовой станции оборудования радиодоступа такие, как блок управления 1, кодер 3, блочный кодер Рида/Соломона 3.1, блок сверточного кодера 3.2, перемежитель 3.3, турбокодер 3.4, декодер 9, обратный перемежитель 9.1, декодер Витерби 9.2, блочный декодер Рида/Соломона 9.3, турбодекодер 9.4, модулятор 10, блок формирования символов BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM 10.1, блок подстановки пилот-сигнала и защитных подсимволов 10.2, блок обратного быстрого комплексного преобразования Фурье 10.3, блок интерполятора и цифрового фильтра низких частот 10.4, демодулятор 11, блок цифрового фильтра низких частот и устройства прореживания 11.2, блок быстрого комплексного преобразования Фурье 11.3, блок выделения пилот-сигнала и защитных подсимволов 11.4, блок взвешенного суммирования и формирования потока битов данных 11.5, контроллер автоматической подстройки коэффициента усиления приемника 11.6, контроллер автоматической подстройки частоты 11.7, эквалайзер 11.8, блок детектирования фреймов 12, блок формирования оценки CINR 13, блок формирования оценки RSSI 14, блок частотно-временной оценки принимаемого сигнала 15 могут быть выполнены с использованием программируемых пользавателем вентильных матриц, представляющих собой матричную БИС ПЛИС или технологии на основе специальных интегральных схем (СИС, СБИС), а так же на основе технологии цифровых сигнальных процессоров и РИСК процессоров. Модуль буферизации 16 может быть выполнен на дискретных элементах аналоговой техники, таких как операционные усилители. В качестве входных сигналов опорной частоты и опорного импульса секундной метки для модуля буферизации могут быть использованы сигналы с выхода GPS приемника.Blocks of the proposed radio access equipment base station such as control unit 1, encoder 3, Reed / Solomon block encoder 3.1, convolutional encoder block 3.2, interleaver 3.3, turbo encoder 3.4, decoder 9, inverse interleaver 9.1, Viterbi decoder 9.2, Reed / Solomon decoder 9.3, turbo decoder 9.4, modulator 10, BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM 10.1 symbol generation unit, pilot and protective symbol substitution substitution block 10.2, inverse fast complex Fourier transform block 10.3, interpolator and digital low-pass filter 10.4, demodulator 11, bl ok digital low-pass filter and decimation device 11.2, fast complex Fourier transform block 11.3, block for extracting the pilot signal and protective sub-symbols 11.4, weighted summing and generating block of data bits 11.5, controller for automatically adjusting the gain of the receiver 11.6, controller for automatically adjusting the frequency of 11.7 , equalizer 11.8, frame detection unit 12, CINR estimation generating unit 13, RSSI estimation generating unit 14, time-frequency estimation unit of received signal 15 can be olneny polzavatelem using programmable gate arrays, a matrix representing LSI FPGA or based on special integrated circuit technology (ICI, VLSI) and also based on the technology of digital signal processors and RISK processor. The buffering module 16 can be performed on discrete elements of analog technology, such as operational amplifiers. As input signals of the reference frequency and the reference pulse of the second mark for the buffer module can be used signals from the output of the GPS receiver.
В качестве источника цифровой информации может быть использован интерфейс инфраструктуры высокоскоростной передачи информации Ethernet (стандарт организации локальных сетей IEEE 802.3 и IEEE 802.3u), со скоростью передачи данных 10/100 Мбит/сек.As a source of digital information, the infrastructure interface of high-speed information transmission Ethernet (the standard for organizing local networks IEEE 802.3 and IEEE 802.3u), with a data transfer rate of 10/100 Mbit / s, can be used.
Таким образом, предлагаемая базовая станция оборудования радиодоступа позволяет организовать высокоскоростную радиосеть передачи информации и пакетной дуплексной радиосвязи, обмена цифровой информацией в соответствии со стандартом IEEE 802.16е за счет реализации процедуры хэндовера, позволяющего абонентской мобильной станции переключаться между базовыми станциями вследствие изменения своего местоположения и помеховой обстановки, не разрывая при этом связь и не прекращая прием-передачу цифровой информации, а также повысить помехозащищенность и пропускную способность канала приема-передачи данных.Thus, the proposed base station of radio access equipment allows you to organize a high-speed radio information network and packet duplex radio communication, digital information exchange in accordance with the IEEE 802.16e standard by implementing a handover procedure that allows a subscriber mobile station to switch between base stations due to a change in its location and interference without breaking the connection and without stopping the reception and transmission of digital information, as well as increase interference the power and bandwidth of the data transmission / reception channel.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140713/22U RU92753U1 (en) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | BASIC RADIO ACCESS EQUIPMENT STATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140713/22U RU92753U1 (en) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | BASIC RADIO ACCESS EQUIPMENT STATION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU92753U1 true RU92753U1 (en) | 2010-03-27 |
Family
ID=42138652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009140713/22U RU92753U1 (en) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | BASIC RADIO ACCESS EQUIPMENT STATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU92753U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688920C1 (en) * | 2018-08-28 | 2019-05-23 | Общество с ограниченной ответственностью "КАСКАД" | Apparatus and method for radio communication based on simo-ofdm technology |
-
2009
- 2009-11-03 RU RU2009140713/22U patent/RU92753U1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688920C1 (en) * | 2018-08-28 | 2019-05-23 | Общество с ограниченной ответственностью "КАСКАД" | Apparatus and method for radio communication based on simo-ofdm technology |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6465469B2 (en) | Cascade waveform modulation with embedded control signals for high performance mobile fronthaul | |
| JP5337165B2 (en) | Channel estimation method and system for wireless communication network with limited inter-carrier interference | |
| US9473332B2 (en) | Methods and devices for communications systems using multiplied rate transmission | |
| US6373827B1 (en) | Wireless multimedia carrier system | |
| EP1794908B1 (en) | Multiple antenna processing on transmit for wireless local area networks | |
| KR100768052B1 (en) | Estimation of two propagation channels in ofdm | |
| EP3592026B1 (en) | Wireless vehicular communications involving retransmission of messages | |
| US8050697B2 (en) | Multi-antenna scheduling system and method | |
| EP3518484B1 (en) | Transmission device, reception device, transmission method and reception method | |
| US20060212773A1 (en) | Ultrawideband architecture | |
| EP2302855A1 (en) | Methods and devices for making exchange processing for multiple sub channel signals in sc-fdma system | |
| US20180063849A1 (en) | Transmission and detection methods for range extension | |
| Serhii et al. | Features of creation of modem equipment for the new generation compact troposcatter stations | |
| JP2012507931A (en) | Relaying technique suitable for user equipment in downlink | |
| RU92753U1 (en) | BASIC RADIO ACCESS EQUIPMENT STATION | |
| US9503305B1 (en) | Method for low complexity decision metric compression of higher-order square-QAM constellation | |
| CN115085745B (en) | Digital diversity communication system based on VDE-TER | |
| Ullah et al. | Compress-and-forward relaying: Prototyping and experimental evaluation using SDRs | |
| RU87853U1 (en) | HIGH SPEED SUBSCRIBER MOBILE RADIO ACCESS EQUIPMENT STATION | |
| RU87852U1 (en) | SUBSCRIBER MOBILE STATION OF RADIO ACCESS EQUIPMENT | |
| Kravchuk et al. | Modem equipment for the new generation compact troposcatter stations | |
| EP2807746A1 (en) | System and method for non-interleaved signal field | |
| RU101604U1 (en) | BASIC RADIO ACCESS EQUIPMENT STATION | |
| RU95440U1 (en) | PORTABLE SUBSCRIBER MOBILE STATION OF RADIO ACCESS EQUIPMENT | |
| RU127565U1 (en) | HF MODEM |