Модем разработан на кафедре ТОРС ПГУТИ в соответствии с техническим заданием на НИР «Разработка действующего многорежимного макета модема КВ-диапазона на базе ноутбука» и предназначен для передачи цифровой информации по ДКМВ радиоканалам тональной частоты различного качества. Финансирование проекта осуществлялось ПГУТИ в рамках программы научных грантов 2009г.
Руководитель проекта: Горячкин О.В.; Главные конструктора: Николаев Б.И., Хабаров Е.О.; Ведущие конструктора: Борисенков А.В., Долгополов В.Н., Чингаева А.М. В создании 1-й версии модема принимали участие: Алышев Ю.В., Манжелей Д.В., Петров О.А., Эрина Е.И.
В настоящее время разработано большое число модемов для КВ канала, большинство разработок использует структуру сигнала OFDM, то есть разбиение информационного потока на блоки и параллельную передачу на ортогональных поднесущих. Такая структура сигнала приводит к большому пик-фактору группового сигнала и предъявляет высокие требования к линейности тракта. В модеме реализуется последовательная передача сигнальных элементов на тональной поднесущей и непрерывная адаптация к меняющимся свойствам канала, что существенно улучшает пик-фактор передаваемого сигнала, а также реализует эффективное разнесение за счет независимых замираний сигналов отдельных лучей. В комплект модема УПС-9,6КВ входят: ноутбук с USB портом; аппаратная приставка для согласования с оконечным оборудованием данных и тональным радиоканалом.
Рис. 3. Общая структура дуплексной системы передачи на основе двух комплектов модема А и В.
На рис. 3 обозначено:
ООД – оконечное оборудование данных, в которое входят
Пер – передающий полукомплект,
Пр – приёмный полукомплект.
1, 2, 3, 4 – субблоки аппаратной приставки.
Таким образом, ноутбук непосредственно не контактирует ни с ООД, ни с каналом. Он выполняет 3 функции:
• цифрового процессора обработки сигнала (ЦПОС);
• управления режимами работы УПС;
• контроля процесса передачи информации.
Субблоки 1 и 2 реализуют стык RS-232.
Субблок 3 содержит цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), преобразующий поток цифровых сигналов от ЦПОС в аналоговый сигнал с полосой частот 0,3…3,4 кГц.
Субблок 4 содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и систему автоматической регулировки уровня, обеспечивающую нормальный режим работы АЦП.
При наличии двух параллельных каналов возможно осуществление сдвоенного приёма по схеме рис. 4:
Рис.4. Возможность сдвоенного приема.
Структура модема допускает несколько способов включения для самопроверки.
1.Тональный шлейф (рис. 5):
Рис.5
При этом на стороне В модем не нужен.
2.Работа с имитатором канала (рис. 6):
Рис.6.
При этом испытания производятся в пределах лаборатории. На имитаторе устанавливаются параметры модели канала, соответствующие техническому заданию. Для многолучевого ДКМВ канала такими параметрами являются:
• число лучей (путей распространения радиосигнала);
• скорость замираний (ширина спектра доплеровского рассеяния);
• взаимное запаздывание сигналов, прошедших по различным путям (рассеяние во времени);
• отношение сигнал/шум в месте приёма сигнала.
3. Режим отладки и сравнения различных режимов работы модема (рис. 7):
Рис.7
При таком включении ноутбук выполняет, помимо перечисленных 3 функций, ещё и функции ООД: считывает информацию с собственного жёсткого диска и передаёт её на вход кодера, а с выхода декодера записывает её в другой файл того же диска. При этом появляется возможность побитного контроля ошибок и контроля целостности пакетов.
Цепь преобразований сигнала на передаче (рис. 8):
Рис.8
Цепь преобразований сигнала на приёме (рис. 9):
Рис.9
В некоторых режимах работы в цепь преобразований на приёме добавляется обнаружитель преамбулы.
Краткое описание режимов работы модема СИИП-2009
Скоростные режимы: 4800, 2400, 1200, 600, 300, 150 бит/с.
Задержка (по перемежителю): от 2 до 16 с в режиме 4800 бит/с, от 2 до 8 с в
остальных режимах; в режимах 4800-1200 бит/с предусмотрен вариант работы без
перемежения (и кодирования) с малой задержкой (~0,5 с), который позволяет
организовать передачу речевого сигнала с использованием низкоскоростных кодеков речи.
Интервал многолучёвости: до 7,5 мс.
Скорость замираний: до 18 Гц в режимах 2400-150 бит/с, до 12,5 Гц в режиме 2400 бит/с, до 9 Гц в режиме 4800 бит/с.
Частотная коррекция: 75 Гц.
Автоматическое определение скоростного режима: при вхождении в связь.
Ширина полосы частот сигнала модема: 3 кГц.