Передатчик абонентской сотовой системы связи стандарта GSM 900

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра радиотехнических систем

«К защите допускаю»

Руководитель проекта А.М. Бригидин  ______

«___» _______________2009г.

П О Я С Н И Т Е Л Ь Н А Я   З А П И С К А

к курсовому проекту

на тему: “ Передатчик абонентской сотовой  системы связи”

Студент    гр.    640101

            Парасочка А.В_________

Руководитель  проекта

БригидинА.М. ________

Минск  2009

Содержание

Введение

1.Выбор и обоснование технических требований

2.Разработка структурной схемы.

3. Выбор, обоснование и энергетический расчет принципиальной схемы

            3.1.Расчет усилителя мощности

            3.2.Расчет транзисторного автогенератора

            3.3. Расчет модулятора GMSK

4.Конструктивный расчет

5.Разработка схемы контроля, защиты и управления передатчиком

6.Расчет КПД передатчика

    Заключение

    Список литературы

Введение

Во второй половине XX, начале XXI века произошел значительный скачок в развитии систем телекоммуникации. Средства связи претерпели эволюцию от простейших телефонных устройств стационарной сети до сложнейших устройств и систем мобильной связи. Особое место среди систем мобильной связи занимает сотовая связь.

Впервые идея о создании системы сотовой связи появилась в работах компании BellSystems в конце 40-хгодов XX века . К 2004 году сотовая связь лавинообразно завоевала одну из ключевых позиций в области информационных технологий.  В начале 80-х началось бурное развитие аналоговых систем сотовой связи в странах Западной Европы и США. При этом появилось огромное число стандартов и протоколов сотовой связи, которые были несовместимы друг с другом. В результате работ по стандартизации и сертификации в 1982 году был разработан стандарт GSM( GlobalSystemforMobileCommunications).

            Стандарт сотовой связи GSM  вскоре получил широкое распространение благодаря следующим своим достоинствам:

-Возможность передачи нескольких речевых каналов на одной несущей;

-Цифровая модуляция;

-Гибко изменяемая ширина полосы частот;

-Высокая помехоустойчивость;

-Снижение потерь емкости на сигнализацию;

-Повышенная эффективность управления доступом и передачей вызова;

-Возможность использования в коммерческой сфере;

-Свобода при строительстве аппаратуры при условии соответствия определенным интерфейсам и функциям;

1.Выбор и обоснование технических требований

Для разработки передатчика сотовой абонентской связи в соответствии с техническим заданием и рекомендациями CEPT (ConferenceofEuropeanPostsandTelegraphs) был выбран стандарт GSM со следующими спецификациями:

-Рабочий диапазон частот:

MS-> BTS……………………………………………………………………………………….890-915 МГц;

BTS->MS ………………………………………………………………………………………..935-960 МГц;

-Дуплексный разнос частот приема и передачи….…………………………….45 МГц;

-Эквивалентная полоса частот на один речевой канал……………….…….25кГц;

-Ширина полосы канала связи……………………….………………………………………200кГц;

-Максимальное количество каналов связи……………………………..………………..124;

-Количество речевых каналов на несущую……………………………………………………8;

-Метод  доступа…………………………………………….…………………………………….…TDMA;

-Вид речевого кодека…………………………………………………………………………… RPE/LTP;

-Ширина полосы предмодуляционного гауссовского фильтра………….81,2кГц;

-Видмодуляции……………………………..……..Gaussian Minimum Shift Keying(GSMK);

-Индекс модуляции BT_b………………………………………….……………………………………..0.3;

-Радиус  соты…………………………………………………….……………………………….0,5-35км;

            По условиям технического задания необходимо обеспечить выходную мощность равную 0.8 Вт, что соответствует мощности передатчика сотового телефона. В связи с этим налагается ограничение на диапазон питающих напряжений.

Аккумулятор сотового телефона обеспечивает E_ПИТ=3,6В. Это ограничение существенно усложняет выбор электронных компонентов.

2.Разработка структурной схемы

В общем случае передатчик сотовой связи стандарта GSM должен выполнять следующие функции:

1)  Преобразование звуковых волн в непрерывный аналоговый сигнал;

2)  Аналого-цифровое преобразование аналогового сигнала в цифровой , пригодный для дальнейшей обработки;

3)  Генерирование высокочастотных колебаний, используемых в качестве несущего колебания;

4)  GMSK  модуляция;

5)  Частотная селекция модулированного колебания;

6)  Помехоустойчивое и криптографическое кодирование;

7)  Оконечное усиление модулированного колебания;

8)  Трансляция полезного сигнала в пространство;

В соответствии с функциональными требованиями разработаем структурную схему передатчика:

Рассмотрим функциональное назначение каждого блока:

   1)Микрофон (МК) предназначен для преобразования речевого сигнала в электрический аналоговый сигнал;

   2)Предварительный усилитель (ПУ) представляет собой усилитель низкой частоты и предназначен для усиления низкочастотного сигнала, поступающего с микрофона до уровня, необходимого для дальнейшего АЦ преобразования.

   3)Аналого-цифровой преобразователь(АЦП) используется для преобразования речевого сигнала в цифровую форму.

   4)Кодер речи осуществляет кодирование речевого сигнала с целью сокращения избыточности.

   5)Кодер канала добавляет в цифровой сигнал , получаемый с выхода кодера речи, дополнительную избыточную информацию, предназначенную для защиты от ошибок при передачи сигнала по линии связи. Также кодер канала добавляет в сигнал информацию управления, поступающую от центрального сигнального процессора.

   6)Фазовый модулятор (GMSK) реализует гауссовскую манипуляцию