Resumen: Este artículo describe la interfaz de Normas Grupo Antena (AISG) estándar en materia de telecomunicaciones y los detalles de su puesta en práctica de hardware. En él se explica cómo un transmisor-receptor completamente integrado como el MAX9947 puede ayudar a reducir el espacio y el costo, y resolver los arbitrajes de autobús en el equipo de la torre de estación base.
Una versión similar de este artículo apareció en ECN el 18 de enero de 2012.
Introducción
Las últimas generaciones de móviles se han creado redes para proporcionar los servicios de datos de alta velocidad que requieren las aplicaciones de teléfonos inteligentes de datos intensivos. Sin embargo, el despliegue de esta infraestructura ha sido costosa, y la cobertura ha sido notablemente insuficientes en algunas zonas.
Abordando tanto de estas preocupaciones, la interfaz de antena Standards Group (AISG) ha desarrollado un protocolo de interfaz abierta para permitir que los sistemas inteligentes de la antena. La especificación de AISG permite el control remoto digital y el control de la infraestructura inalámbrica para optimizar la dinámica de la red basada en el cambio de los requisitos de cobertura. En particular, el protocolo permite la aplicación de una inclinación eléctrica remota (RET) del dispositivo para la antena.
Este estándar abierto ha sido rápidamente adoptada por las empresas de telecomunicaciones, ya que les libera de las soluciones propietarias, al tiempo que protege sus inversiones en infraestructuras. A su vez, los fabricantes de estaciones base y la antena se han beneficiado de una hoja de ruta de tecnología estandarizada, lo que ha aumentado la eficiencia en la planificación del producto.
Estación base y sistemas de AISG
En una típica estación base del sistema, como la ilustrada en la Figura 1 , un cable coaxial permite la comunicación de datos de RF entre el equipo que se coloca en la parte superior de la torre de la antena y el equipo de control que se encuentra en su base. Un amplificador de torre montada (TMA) es un preamplificador de bajo ruido que se coloca en la torre, justo después de la antena, en los datos de RF que reciben camino. Su función principal es aumentar la relación señal-ruido ( SNR ) de la señal recibida. El equipo en la base consta de un filtro duplexor que separa las dos frecuencias diferentes de los caminos de transmisión y recepción, una transmisión de potencia del amplificador , y un receptor del amplificador. Para supervisar el correcto funcionamiento de los equipos de torre, un sistema de alarma se aplica y un cable separado se utiliza para transmitir mensajes de alarma desde la torre de control del equipo en la base.
Figura 1. Estación base del sistema antes de AISG arquitectura.
Después de 2004, la red inalámbrica 3G estándar estipulado que la inclinación de la antena se debe controlar y ajustar su posición de forma dinámica para optimizar la señal radiada. Un dispositivo adecuado para que el ajuste es una RET y ha sido añadido a la torre de equipo. El protocolo estándar AISG nació poco después con el propósito principal de la conducción del dispositivo RET remota desde la base con un protocolo de comunicación estándar.
El sistema de la figura 2 ilustra la aplicación de un sistema de estación base que cumple con el protocolo estándar AISG. El protocolo fue aprobado también para llevar la información de la alarma. Debido a la modulación de baja frecuencia de los datos AISG, ahora es también posible utilizar el mismo cable coaxial tanto para transmitir datos de RF y manejar la señalización AISG. Esta funcionalidad múltiple reduce los requisitos de cableado. Además, con el uso de dispositivos llamados "sesgo-T", también es posible llevar a la fuente de voltaje (típicamente 30V) desde la base hasta el equipo de la torre en el mismo cable coaxial.
Figura 2. Base de la estación de la arquitectura del sistema con AISG.
Conceptos básicos de una aplicación AISG
AISG define un protocolo para la comunicación entre la estación base y el equipo que utiliza una torre de 2.176MHz senoidal onda portadora con encendido-apagado-clave (OOK) de modulación. La comunicación es bidireccional , half-duplex , con un maestro (la estación base) y un esclavo (la torre). La comunicación remota cambia la inclinación de la antena (RET) con comandos desde la estación base. También se controla el estado de los equipos en la torre, tal como el RET y TMA.
Transceptores AISG puede ser implementado discretamente utilizando cualquier número de componentes y métodos.Pueden utilizar los filtros activos o pasivos, los distintos métodos de modulación OOK y demodulación y la lógica de arbitraje del bus y los amplificadores. Por cada dibujo que había un método diferente para lograr el estándar, cualquier producto lanzado al mercado es necesario para crear una solución transparente para la aplicación de AISG.
La figura 3 ilustra una posible implementación discreta de tal transceptor. Un modulador OOK simple puede ser implementado con un conmutador analógico . Sin embargo, las muy estrictas de emisión de AISG-espectro de los requisitos del perfil supone una carga considerable en el diseño de filtro de banda, lo que requiere la aplicación de quinto o sexto orden. El receptor utiliza el mismo filtro selectivo, un demodulador de pico, y un conjunto de datos digitales Popular reconstrucción de comparación .
Figura 3. La implementación discreta del transceptor AISG.
El primer transceptor totalmente integrada
El número de componentes necesarios para implementar las comunicaciones AISG puede reducirse aún más mediante la integración de las funciones clave. El MAX9947 no sólo eso: es la única de un solo chip transceptor compatible con AISG-disponibles en la actualidad. Integrado en el chip son el transmisor , receptor, y filtros activos. Esta solución reduce la molestia y el costo de trabajar con soluciones discretas y reduce drásticamente el tiempo necesario para poner en práctica el protocolo de AISG.
El transmisor de MAX9947 incluye un modulador OOK, un filtro de banda que es compatible con la AISG espectro de emisión de perfil y opera alrededor de 2.176MHz, y un amplificador de salida con nivel de salida configurable. El receptor incluye un filtro paso banda que opera en torno a la frecuencia central 2.176MHz con un ancho de banda estrecho 200kHz, sino que también incluye un demodulador OOK y un comparador que reconstruir la señal digital. El dispositivo es compatible con todos los tres tipos de datos de la norma: AISG 9.6kbps, 38,4 kbps, y 115.2Kbps.
Las figuras 4 y 5 muestran la funcionalidad del MAX9947 así como la aplicación a nivel de sistema de la AISG en la estación de base (Figura 4) y en la torre (Figura 5). Una señal modulada en OOK TXOUT y la señal reconstruida digital en RXOUT se muestran en las figuras 6 y 7 , respectivamente.
Figura 4. Aplicación de la funcionalidad AISG en la estación base. El FPGA transmite y recibe datos digitales desde y hacia el MAX9947, que modula y demodula la señal OOK en el cable coaxial.
Figura 5. Implementación de la funcionalidad de AISG en la torre. Las interfaces del transceptor AISG entre la señal OOK en el cable y el RS-485 de señal digital en el lado izquierdo de la MAX13486E transceptor interfaz RS-485. La salida del MAX9947 de dirección (DIR) impulsa la dirección de los datos dentro de la RS-485 transmisor-receptor.
Figura 6. El MAX9947 modula los datos digitales en su entrada txin y genera la señal OOK (en TXOUT). La velocidad de datos es 9.6Kbps.
Figura 7. El MAX9947 demodula la señal OOK en su entrada RXIN y reconstruye los datos digitales en RXOUT. La velocidad de datos es 9.6Kbps.
Autodirection de salida
No puede haber múltiples antenas en la torre, con tecnologías de energía renovable múltiples y TMA. Todo este equipo se comunica en una conexión en cadena de la moda a través del bus RS-485. Los MAX9947 (usado para modular y demodular la señal OOK través del cable coaxial) interfaces con el bus RS-485 a través de un RS-485 transceptor, como por ejemplo, la MAX13486E (Figura 5).
El MAX9947 proporciona una salida autodirection (DIR) para facilitar la RS-485 arbitraje del bus en el equipo de la torre (esclavo) sin la participación del microcontrolador. La estación base (maestra) determina la dirección del flujo de datos, mientras que el equipo de la torre (esclavo) decodifica la información y responde a los comandos del maestro. La salida del chip transmisor-receptor de la dirección elimina la carga del arbitraje de bus RS-485 desde el microcontrolador esclavo.
Cuando los datos provienen de la estación base y están siendo demodulada en RXOUT, la salida de la dirección, el DIR, en el chip transceptor se establece en alto para poner el MAX13486E en modo de conducción para conducir el bus RS-485. DIR es liberado dentro de 16-bit veces después de la última parada bits. Este intervalo se encuentra en cumplimiento con el protocolo de AISG, que solicita que el autobús de ser liberados dentro de los 20 tiempos de bit (Figura 8 ).
Figura 8. La salida de la dirección (DIR) de la MAX9947 se libera dentro de los 16 bits de los tiempos desde el último bit de datos RXOUT demodulada. La velocidad de datos es 115.2Kbps.
La condición predeterminada es cuando los datos provienen del bus RS-485 a la entrada txin del transceptor, el MAX9947. En este caso la salida DIR es baja y el chip de interface del bus, la MAX13486E, está en su modo de recepción.
La salida del chip transmisor-receptor de la dirección elimina la necesidad de colocar las clavijas habilitar el chip de interfaz desde el microcontrolador.
Conclusión
AISG ha abordado la necesidad entre los proveedores de telecomunicaciones para un protocolo estándar para la comunicación entre la estación base y el equipo de la torre. Integrados AISG fichas transceptor como el MAX9947 proporcionar una solución completamente integrada para modular y demodular la señal OOK utilizada en el protocolo.Estas soluciones de chip único y ahorrar espacio en el diseño y el coste y simplificar el arbitraje del flujo de datos en el equipo de la torre.
Por:
Maurizio Gavardoni, Definidor del producto
06 de abril 2012
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