Современные радиомодемы передачи данных.краткий обзор.
СЕРДЮКОВ Петр
Николаевич,доктор технических наук
ЗОРИН Василий Иванович, доктор электротехники
БЕЛЬЧИКОВ Анатолий Владимирович, кандидат
технических наук
ЛАВРЕНТЬЕВ Алексей Игоревич
СОВРЕМЕННЫЕ РАДИОМОДЕМЫ
ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ.
КРАТКИЙ ОБЗОР
В настоящее время разработаны и
выпускаются радиомодемы, которые применяются
при передаче цифровой информации в следующих
системах:
- мониторинга нефтяных и газовых месторождений;
- охранной и пожарной сигнализации;
- обеспечения безопасности помещений и личности;
- контроля состояния окружающей среды;
- телеуправления;
- телеметрии;
- автоматизированного управления, например, на
железнодорожном транспорте;
- позиционирования (GPS, ГЛОНАСС);
- УКВ радиосвязи, используемых субъектами ОРД и
т.д.
Отечественные радиомодемы
Сводная таблица основных характеристик
радиомодемов отечественного производства
приведена в табл. 1.
Таблица 1.
Характеристики радиомодемов отечественного
производства
Прочерки в табл. 1 говорят об отсутствии
данных или данная возможность не реализована в
устройстве.
Из таблицы видно, что радиомодемы
обладают следующими характеристиками:
- рабочий диапазон частот приемопередатчиков
большинства радиомодемов: 146 – 174 МГц, 440 – 470 МГц;
- мощность передатчика варьируется от 10 мВт до 10
Вт;
- виды модуляции: FSK, MSK, GMSK;
- скорости передачи данных изменяется от 1200 бит/с
до 19200 бит/с;
- в ряде модемов используется контроль четности и
помехоустойчивые коды, исправляющие одну и
обнаруживающие две ошибки;
- используемые протоколы: прозрачный, пакетный.
Некоторые модемы имеют несколько
модификаций в зависимости от места и способа их
использования. По конструктивному исполнению
радиомодемы выпускаются:
- в виде законченных блоков, включающих
собственно модем и приемопередатчик;
- в раздельном оформлении передающей и приемной
частей радиомодема;
- в виде приставки к радиостанции, подключаемой к
микрофонному и телефонному входам радиостанции;
- в виде модуля, выполненного на отдельной плате,
которая включается между компьютером и
радиостанцией.
Зарубежные радиомодемы
Сводная таблица описания радиомодемов
зарубежного производства приведена в табл. 2.
Таблица 2.
Характеристики радиомодемов зарубежного
производства
Очевидно, что основные показатели этих модемов
аналогичны отечественным. Особенностью является
только расширенный частотный диапазон, в котором
они работают. Во всех модемах используется
частотная модуляция с приемом на частотный
детектор. Большая часть модемов имеет прозрачный
протокол, хотя имеется и пакетный режим. Сведения
об использовании помехоустойчивых кодов не
приводятся.
Однокристальные модемы для систем
радиосвязи
Некоторые радиомодемы построены на
основе однокристальных микросхем серии FX.
Сводная таблица характеристик этих микросхем
приведена в табл. 3.
Таблица 3. Однокристальные
радиомодемы
Наименование |
Вид модуляции |
Скорость передачи |
Напряжение питания |
Применение |
FX469 |
MSK |
1200, 2400, 4800 бит/с |
До 5 В |
Устройства общего назначения |
FX589 |
GMSK |
4 – 40 Кбит/с |
До 5 В |
Устройства общего назначения |
FX909 |
GMSK |
4800 – 19200 бит/с |
До 5 В |
Пакетная радиосвязь |
FX919 |
4-level FSK |
2400, 4800, 9600 бит/с |
До 5 В |
Пакетная радиосвязь |
FX929 |
4-level FSK |
2400, 4800, 9600 бит/с |
До 5 В |
Пакетная радиосвязь |
FX939 |
GMSK |
2400, 4800, 9600 бит/с |
До 3 В |
Пакетная радиосвязь |
FX949 |
GMSK |
________ |
До 3 В |
Пакетная радиосвязь |
FX959 |
GMSK |
4000, 16000 бит/с |
До 3 В |
Устройства общего назначения |
Как видно из таблицы, модемы,
реализованные на этих микросхемах, имеют
скорость передачи данных от 1200 до 19200 бит/с,
основным видом модуляции является GMSK, модемы
используют пакетный и прозрачный протоколы.
Основные характеристики радиомодемов
подвижной связи можно заимствовать из описаний
на аппаратуру современных систем
профессиональной мобильной радиосвязи. В табл. 4
приведены основные характеристики таких
модемов.
Таблице 4. Характеристики
современных систем профессиональной мобильной
радиосвязи
Характеристика |
EDACS |
TETRA |
APCO 25 |
Tetrapol |
IDEN |
Возможный диапазон рабочих
частот, МГц |
138 – 174;
403 – 423;
450 – 470;
806 – 870 |
теоретически 150 – 900 |
138 – 174;
406 – 512;
746 – 869 |
70 – 520 |
805 – 821;
855 – 866 |
Разнос между частотными
каналами, кГц |
25; 12,5 (передача данных) |
25 |
12,5;
6,25 |
12,5 |
25 |
Вид модуляции |
FM |
p /4-DQPSK |
C4FM(12,5 кГц)
CQPSK (6,25 кГц) |
GMSK (BT = 0,25) |
M16-QAM |
Скорость передачи данных в
канале, бит/с |
9600 |
7200 (28800 – при передаче 4
каналов на одной частоте) |
9600 |
8000 |
9600 (до 32 к при передаче
данных в пакетном режиме) |
Возможность шифрования
информации |
стандартный фирменный
алгоритм сквозного шифрования |
1. стандартные
алгоритмы;
2. сквозное шифрование |
4 уровня защиты
информации |
1. стандартные алгоритмы;
2. сквозное шифрование
|
нет сведений |
Канальное кодирование |
нет сведений |
блочное кодирование;
сверточное кодирование;
перемежение; скремблирование |
блочное кодирование;
решеточное кодирование; перемежение |
сверточное
кодирование; перемежение; скремблирование;
дифференциальное кодирование |
нет сведений |
Выводы
1. Проведенный анализ показывает, что в
настоящее время имеется достаточно широкая
номенклатура радиомодемов для различных
приложений.
2. Для передачи данных в системах подвижной связи
целесообразно использовать частотную модуляцию
с индексом 0,5 и гауссовской предмодуляционной
фильтрацией (GMSK). Наилучшей помехоустойчивостью
обладает когерентный метод приема этого сигнала.
Литература
1. http://irz.ru/
2. http://uralfactories.ru/
3. http://rateos.ru/
4. http://glorient.ru/
5. http://mdc.ede.ru/
6. http://intecs.ru/
7. Овчинников А.М., Воробьев С.В., Сергеев С.И.
Открытые стандарты цифровой транкинговой связи.
Серия изданий “Связь и бизнес”, М. МЦНТИ
Международный центр научной и технической
информации, “Мобильные коммуникации”, 2000
166 с.
8. Сердюков П.Н., Гришанков Б.Т., Африканов С.А.,
Шадчнев В.Я. Сравнительный анализ
помехоустойчивости и спектральной
эффективности сигналов в аппаратуре стандартов
APCO 25, TETRA, TETRAPOL. Первый российский TETRA конгресс 2002.
труды, стр. 40 – 48.