Рисунок 1. Упрощенная схема распределения частот в УКВ диапазоне

Наиболее распространенные диапазоны частот, применяемые для систем подвижной связи, это 50-мегагерцовый диапазон (в нем работает сеть связи скорой помощи), 160-мегагерцовый диапазон (в нем работают сети связи полиции, энергетиков, нефтяников), 300-мегагерцовый диапазон (для организации сетей связи морского и речного транспорта) и 450-мегагерцовый диапазон частот. Отдельно лежит 900-мегагерцовый диапазон частот, выделенный для сотовой связи.

Возможно, читателю будет интересно, что 50-мегагерцовый диапазон (56,5 ... 58 МГц) "зажат" между первым и вторым телевизионными каналами, 100, 130 и 166 мегагерцовые диапазоны частот "зажаты" между пятым и шестым телевизионными каналами. В ряде городов страны 100-мегагерцовый диапазон частот FM вещания расширен за счет четвертого и пятого телевизионного каналов.

Так как сотовая связь является фактически "последней милей" телефонной связи, то мобильные аппараты абонентов сотовой системы связи являются дуплексными приемопередатчиками. Поэтому диапазоны частот для сотовых систем подвижной связи делятся на две части. Например, для стандарта GSM 900 диапазон излучаемых частот для мобильных аппаратов составляет 890 ... 915 МГц (в настоящее время этот диапазон частот расширен до 876 ... 915 МГц). Для базовых станций диапазон излучаемых частот составляет 935 ... 960 МГц (в настоящее время этот диапазон расширен до 921 ... 960 МГц). Для стандарта GSM 1800 диапазон излучаемых частот для мобильных аппаратов составляет 1710 ... 1785 МГц. Для базовых станций диапазон принимаемых частот составляет 1805 ... 1880 МГц. Диапазоны излучаемых частот системы связи GSM показаны на рисунке 2.

Рисунок 2. Диапазоны излучаемых частот в системе сотовой связи GSM

Аналогичная ситуация в стандартах CDMA. Диапазон излучаемых частот для мобильных аппаратов составляет 824 ... 848 МГц. Для базовых станций диапазон излучаемых частот составляет 869 ... 893 МГц. Для стандарта WCDMA диапазон излучаемых частот для мобильных аппаратов составляет 1920 ... 1980 МГц. Для базовых станций стандарта WCDMA диапазон излучаемых частот составляет 2110 ... 2170 МГц. Диапазоны излучаемых частот системы связи CDMA показаны на рисунке 3.

Рисунок 3. Диапазоны излучаемых частот в системе сотовой связи CDMA

Во всех диапазонах частот, выделенных для сотовой связи, максимальная частота принимаемого сигнала отличается от минимальной частоты принимаемого сигнала менее чем на три процента. Это позволяет в системах сотовой связи применять во входных цепях фильтры с фиксированными параметрами.

В зависимости от среднего значения излучаемой частоты и вида модуляции схемные и конструктивные решения приемопередатчиков систем подвижной связи могут значительно различаться. Приемопередатчики, предназначенные для организации сетей подвижной радиосвязи, обычно выполняются на один из диапазонов частот, выделенных для систем подвижной радиосвязи. Это позволяет уменьшить стоимость аппарата и получить у него высокие качественные характеристики. Понятие диапазона излучаемых частот радиопередающего устройства поясняется рисунком 4.

Рисунок 4. Диапазон излучаемых частот

На данном рисунке видно, что диапазон излучаемых частот разделен на отдельные каналы связи. Ширина канала связи определяется видом сигнала, который применяется в той системе связи, которая работает в данном диапазоне частот. Количество каналов связи, доступных в диапазоне частот можно определить делением полосы частот диапазона на ширину канала связи:

    (1)

где	  fmax— максимальная частота диапазона;
	  fmin— минимальная частота диапазона;
	  — ширина канала связи.

В настоящее время усилители мощности приемопередатчиков обычно выполняются без настройки нагрузочных фильтров при перестройке передатчиков с одной рабочей частоты на другую. Известно, что фильтры с фиксированными характеристиками можно выполнить с лучшими частотными характеристиками по сравнению с перестраиваемыми фильтрами. В ряде случаев возможно применение кварцевых фильтров, керамических фильтров или фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Усилители мощности приемопередатчиков с фильтрами с фиксированными параметрами называются широкополосными усилителями (ШУС).

При реализации радиопередатчиков со значительным отношением частоты верхнего канала передачи f_maxк частоте нижнего канала передачи f_min может потребоваться разбиение диапазона частот на несколько поддиапазонов. Это отношение численно выражается коэффициентом перестройки частоты радиопередающего устройства. Коэффициент перестройки частоты радиопередающего устройства определяется по следующей формуле:

    (2)

Чем меньше коэффициент перестройки частоты, тем более высокие параметры можно реализовать как для приемной части приемопередатчика, так и для передающей части. Именно по этой причине при разработке стандартов современных систем мобильной связи, помимо дефицита частотного ресурса, был выбран достаточно узкий диапазон рабочих частот (k_пр = 1.1 … 1.3). Этому же критерию удовлетворяют параметры описанных выше диапазонов частот, выделенных для организации систем коммерческой подвижной радиосвязи.

 

Источник: www.digteh.ru