Fazno razdvajanje signala

Fazno razdvajanje signala se gradi korištenjem fazne razlike signala.

Pustite informacije N kanala se prenosi promjenom amplitude kontinuiranih kosinusnih signala sa istom nosećom frekvencijom w 0 . Potrebno je razdvojiti ove signale koristeći samo razlike u njihovim početnim fazama.

Signali su:

……………………………….

Kako pokazuje analiza, diskriminacija signala je moguća ako sistem sadrži samo dva kanala kroz koja se prenose kosinusne i sinusne komponente:

a odabir primarnih signala se vrši korištenjem sinhrone detekcije.

Razdvajanje signala po obliku

Pored signala sa spektrima koji se ne preklapaju i signala koji se ne preklapaju u vremenu, postoji klasa signala koji se mogu prenositi istovremeno i koji imaju preklapajuće frekvencijske spektre.

Razdvajanje ovih signala se naziva podjela po obliku.

Ovi signali uključuju Walsha, Rademachera i razne sekvence slične buci.

Walsh i Rademacher nizovi su izgrađeni na osnovu kodne abecede 1, -1, a bilo koji par ovih nizova zadovoljava uvjet

E i , i = j,

0, ja? j,

gde su signali i- idi i j- ti kanali sistema vremenske podjele, T- vremenski interval u kojem se nalaze signali kanala, i T= Gdje F IN- gornja granična frekvencija spektra prenesene poruke.

Upotreba Walsh-ovih i Rademacherovih kodova povezana je sa prijenosom posebnih taktnih signala preko kanala kako bi se održali određeni vremenski odnosi između primljenih i referentnih kodnih riječi.

U slučaju upotrebe nalik na buku sekvence nema potrebe za prijenosom posebnih taktnih signala, jer sekvence nosioca informacija mogu igrati ovu ulogu.

Signali nalik šumu moraju zadovoljiti sljedeće uslove:

E, f = 0,

0, -f I > f > -T,

T > f > f I , (9.5)

0, ja? j, (9.6)

for je trajanje signala nalik na šum; E- energija signala; f I- trajanje jediničnog intervala šumovitog signala.

Kada su ispunjeni uslovi (9.5), sistem sinhronizacije je osiguran bez prenosa posebnog taktnog signala, jer funkcija autokorelacije bilo kog signala kanala ima naglašeni vrh pri φ = 0 i nulte vrednosti pri pomaku. za bilo koji par signala je jednaka nuli.

Nažalost, skalarni proizvodi (9.5) za i (9.6) za realne signale nisu jednaki nuli. To dovodi do smanjenja pouzdanosti razdvajanja signala.

Strukturna shema višekanalni komunikacioni sistem sa odvajanjem signala prema formi prikazan je na slici 9.2.

Sl.9.2 Strukturni dijagram višekanalnog komunikacionog sistema sa separacijom signala prema obliku: 1- generator taktnih impulsa; 2- generator signala nalik na šum; 3-ADC; 4- množitelj;; 5,6 - modulatori; 7 - gujalica; 8 - predajnik; 9 - komunikacijska linija; 10 - prijemnik; 11 - odgovarajući filter; 12 - uređaj za odlučivanje; 13 - DAC; 14.15 - demodulatori

Predajni dio sistema sadrži N identični modulatori, sabirač i predajnik. U modulatorima se signali slični šumu koriste kao oscilacije nosioca, a sekvence binarnog koda iz ADC izlaza u fazi sa ovim signalima se koriste kao modulirajuće. Period signala nalik na šum bira se jednak trajanju jednog elementa kodne riječi sa izlaza ADC-a. U procesu modulacije, simbol "1" binarne kodne riječi (dijagram A na slici 9.3) odgovara punom periodu šumovitog signala (dijagram b), a simbol "0" - odsustvo ovog signala. Ako F c je gornja granična frekvencija spektra primarnog signala, i L- broj nivoa kvantizacije, zatim širinu spektra signala na izlazu množitelja (vidi dijagram na slici 9.2)

Gdje je dužina (period) sekvence slične buci.

Kao što se može vidjeti iz formule (9.7), širina spektra svakog signala kanala je nekoliko puta veća od širine spektra PCM signala.

Sl.9.3. Vremenski dijagrami koji objašnjavaju rad kola prikazanog na slici 9.2

Imajte na umu da svaki signal kanala ima svoj oblik, a vremenski procesi koji se odvijaju u kanalima mogu biti nezavisni. grupni signal na izlazu sabirača, jednakom zbiru signala kanala, odvija se slučajni proces čija prosječna vrijednost i varijansa zavise od opterećenja pojedinih kanala.

Prijemni dio sistema sadrži prijemnik i N prijemnici identičnih kanala (demodulatori). Struktura svakog demodulatora uključuje usklađeni filter, uređaj za odlučivanje i DAC.

Svaki od usklađenih filtera odgovara samo na signal s kojim je usklađen. Na primjer, usklađeni filter 11 prvog kanala odgovara na signal koji se generiše u prvom modulatoru (slika 9.3, b). Reakcija filtera je prikazana na slici 9.3, V. Signali drugih kanala i njihovi odgovori nisu prikazani na slici 9.3 radi jednostavnosti. U uređaju za odlučivanje, odgovor usklađenog filtera 11, omotač radio signala se poredi sa datim nivoom praga U pošto. Ako se prag prijeđe, tada se formira procjena prenesenog znaka jednaka 1, a ako se raskrsnica ne dogodi, tada se formira procjena jednaka nultom simbolu. a 1 * (t).

Demodulacija signala nastaje u prisustvu smetnji, koja se sastoji od dvije komponente. Prvi je poznat iz prethodnih

poglavlja zbirom interferencije interne i eksterne fluktuacije, a druga - interferencijom specifičnim za sisteme sa signalima sličnim šumu. Ova smetnja je zbir signala sličnih šumu drugih kanala i naziva se strukturna ili međusobna interferencija. Strukturne smetnje su posledica činjenice da su sistemi realnih signala koji se koriste „skoro” ortogonalni, tj. uslov (9.6) za njih nije zadovoljen. Njegov nivo je određen vrijednostima unakrsnih korelacijskih funkcija između signala sličnog šumu referentnog kanala i sadašnjih signala sličnih šumu drugih kanala. Kako bi se osigurao specificirani kvalitet prenesenih informacija, treba preduzeti mjere za smanjenje nivoa ove strukturalne smetnje. Razmatrani principi razdvajanja signala po obliku i izgradnje višekanalnog komunikacionog sistema se koriste u višekanalnom asinhroni adresni komunikacioni sistemi (AACC). U AACC-u (slika 9.4), svakom pretplatniku je dodijeljen jedan od "skoro ortogonalnih" signala nalik šumu, a to je adresa kanala.

Sl.9.4. Strukturni dijagram višekanalnog asinhronog adresnog komunikacionog sistema: 1,4,7,10 - pretplatnici 1,i,k,N; 2,5,8,11-primopredajnici; 3,6,9,12 - generatori adresnih signala; 13 - komunikacijska linija

Neka, na primjer, pretplatnik 1 treba da kontaktira pretplatnika " k". U tu svrhu bira se pretplatnički broj " k” i samim tim u generatoru adresnog signala 1, oblik šumovitog signala sa brojem “ k". Ako je broj pretplatnika jednak, onda je i broj biranih formulara jednak

Signal nalik na šum sa brojem " k» se šalje na komunikacijsku liniju i tako djeluje na ulaze prijemnika svih ostalih pretplatnika. Na signalu nalik na šum k» konfigurirana je prijemna oprema samo pretplatnika « k", tako da se uspostavlja veza između pretplatnika 1 i " k". Prijemnici drugih pretplatnika ne reaguju na ovaj signal sličan buci. Informacije o odgovoru od pretplatnika k» se prenosi pomoću signala nalik šumu broj 1. Važna karakteristika AACC je nedostatak centralne rasklopne stanice. Svi pretplatnici imaju direktan pristup jedni drugima, a ako se koristi radio veza, tada se ne vrši podešavanje frekvencije primopredajnika za ulazak u komunikaciju.

U zaključku, napominjemo da u tehničkoj literaturi postoji opis AACC-a, koji koristi od 1000 do 1500 kanala sa 50 ... 100 aktivnih pretplatnika.

Kratak opis CDMA

Primjer implementacije komunikacijske tehnologije sa signalima sličnim šumu je sistem višestrukog pristupa s podjelom koda (CDMA).

Izuzetno svojstvo digitalne komunikacije sa signalima sličnim šumu je zaštita komunikacijskog kanala od presretanja, smetnji i prisluškivanja. Zbog toga ovu tehnologiju prvobitno razvijen i korišten za američku vojsku, a tek tada je prebačen u komercijalnu upotrebu.

CDMA sistem kompanije Qualcom (IS-95 standard) je dizajniran za rad u opsegu od 800 MHz. CDMA sistem je izgrađen po metodi direktnog širenja frekventnog spektra na osnovu upotrebe 64 vrste sekvenci formiranih prema zakonu Walshovih funkcija.

Svakom logičkom kanalu je dodijeljen drugačiji Walsh kod. Ukupno, u jednom fizičkom kanalu može biti 64 logička kanala, jer postoje 64 Walshove sekvence koje odgovaraju logičkim kanalima, od kojih svaki ima dužinu od 64 bita. U ovom slučaju, 9 kanala je servisno, a preostalih 55 kanala se koristi za prenos podataka.

Kada se promijeni predznak bita poruke podataka, faza korištene Walshove sekvence mijenja se za 180 stepeni. Pošto su ove sekvence međusobno ortogonalne, ne postoji međusobna interferencija između kanala prenosa jedne bazne stanice. Kanale prijenosa baznih stanica ometaju samo susjedne bazne stanice koje rade u istom frekventnom opsegu i koriste isti SRP, ali s različitim cikličnim pomakom.

CDMA standard koristi faznu modulaciju PM 4, DPM 4.

Ne samo frekvencija (FDM) i vrijeme (TDM) se mogu koristiti za razdvajanje signala, već i oblik signala. Razdvajanje kanala po obliku još nije našlo tako široku upotrebu kao što su frekvencija i vrijeme. Njegova trenutna primjena i izgledi se najviše odnose na višestruki pristup u mobilnim i satelitskim sistemima. IN mobilne komunikacije kodna podjela se smatra jednim od glavnih vidova pružanja višestrukog pristupa u smislu implementacije koncepta razvoja mobilnih komunikacionih sistema IMT-2000.

Tehnologija razdvajanja kanala po obliku podrazumijeva mogućnost istovremenog rada grupe različitih radio uređaja ( mobilnih terminala, pojedinačne radio stanice, zemaljske stanice satelitske komunikacije itd.) u zajedničkom frekvencijskom opsegu. Radio signali formiraju ukupan (grupni) signal , koji stiže na prijemne uređaje korisnika. Međusobna ortogonalnost signala omogućava korelacionom prijemniku izbor traženog signala od .

Asinhroni adresni komunikacioni sistemi

U nekim slučajevima je teško postići preciznu sinhronizaciju. To se, na primjer, susreće prilikom organiziranja operativne komunikacije između pokretnih objekata (automobila, aviona) ili prilikom organiziranja operativnih komunikacija korištenjem umjetnih Zemljinih satelita kao repetitora. U ovim slučajevima mogu se koristiti asinhroni višekanalni komunikacioni sistemi, kada se signali svih pretplatnika emituju u zajedničkom frekventnom opsegu, a kanali nisu vremenski međusobno sinhronizovani. U sistemima sa slobodnim pristupom, svakom kanalu (pretplatniku) se dodeljuje određena forma signala, koja je obeležje, "adresa" ovog pretplatnika, otuda i naziv asinhrono adresni sistemi komunikacije (AACC).

Adresa pretplatnika može biti kodirana kao pseudo-slučajni (šumovi) signali ili kao niz od nekoliko radio impulsa sa istim ili različitim frekvencijskim punjenjem. Ako radio impulsi imaju različito frekvencijsko punjenje, onda kažu da je adresa kodirana u obliku vremensko-frekventne matrice (FWM). Adrese se razlikuju i po vremenskim intervalima između radio impulsa i po frekvenciji njihovog punjenja.

Razmotrimo princip rada AACC-a na osnovu generalizovanog blok dijagrama (slika 8.15).

Prenesene poruke primljene od izvora su pulsno modulirane. Neki sistemi koriste PPM, drugi koriste neki oblik delta modulacije. Zatim se svaki impuls dobijen kao rezultat primarne impulsne modulacije pretvara u adresni niz impulsa razdvojenih pauzama.

Formiranje adresnih sekvenci vrši se pomoću linije kašnjenja (DL), koja ima slavine, kao što je prikazano na Sl. 8.15.

Za formiranje adrese koriste se samo slavine od, a za drugu adresu koristi se druga kombinacija slavina. Ovi impulsi se razlikuju po učestalosti njihovog punjenja (od svih takvih frekvencija u sistemu zbijanja) i mogu zauzimati različite pozicije u vremenu. Na primjer, na sl. 8.16 prikazuje varijantu konstruisanja takvih adresnih sekvenci za sistem sa i .

Tako se impuls primljen kao rezultat primarne impulsne modulacije poruke dijeli na impulse u liniji kašnjenja. Svaki od ovih impulsa može zauzeti jednu od pozicija u vremenu i prenosi se na vlastitoj frekvenciji.

Promjenom položaja impulsa u vremenu u odnosu na prvi impuls, kao i frekvencije punjenja impulsa, može se dobiti veliki broj kombinacija adresnih kodova (velika multiplicitnost multipleksiranja).

Svaki pojedinačni prijemnik je nelinearni uređaj koji sadrži linije kašnjenja i koincidencijalno kolo (CC) i reaguje samo na određeni niz radio impulsa (slika 8.17). Prijemnik ima propusne filtere podešene na odgovarajuće frekvencije. Izlazni impulsi svakog filtera se detektuju i upućuju na linije kašnjenja, projektovane u skladu sa adresom dodeljenom ovom prijemniku, tako da se svi impulsi na izlazima poklapaju u vremenu. Na nelinearnom koincidencijalnom kolu (CC) impuls se pojavljuje samo pod uslovom da se odgođeni ulazni impulsi u svim granama poklapaju. Ako, međutim, sa izlaza linija kašnjenja na ulaz kola slučajnosti, barem jedan od impulsa ne stigne istovremeno s ostalim, tada se signal na izlazu SS-a neće pojaviti. Zbog toga, prijemnik odgovara samo na kombinaciju adresnog koda koja mu je dodijeljena.

Opisani proces razdvajanja poruka (tj. izdvajanje samo kombinacije adresnog koda dodijeljene prijemniku) je ilustrovan na sl. 8.17. Ulaz prijemnika prima grupni signal koji sadrži, posebno, dvije poruke (osenčeni i nezasenčeni radio impulsi). Prijemni uređaj odgovara samo na dodijeljenu mu adresnu kombinaciju frekvencija-vreme, prikazanu zasjenjenim impulsima, tj. ističe poruku. Impulsi sa izlaza koincidencijalnog kola se pretvaraju u primljenu poruku u impulsnom demodulatoru (PD) u skladu sa primenjenom impulsnom modulacijom.

Da bi se uspostavila komunikacija sa određenim pretplatnikom, dovoljno je odabrati odgovarajuće pozicije pojedinačne linije kašnjenja na predajniku prema kombinaciji adresnog koda. U ovim sistemima nije potrebno podešavanje frekvencije, što značajno smanjuje troškove opreme i osigurava njenu pouzdanost.

Razdvajanje signala – osiguranje nezavisnog prijenosa i prijema većeg broja signala preko iste komunikacione linije ili u istom frekvencijskom opsegu, pri čemu signali zadržavaju svoja svojstva i ne iskrivljuju jedni druge.

Sa odvajanjem faza, nekoliko signala se prenosi na istoj frekvenciji u obliku radio impulsa s različitim početnim fazama. Za to se koristi relativna ili fazno-diferencirana tipka (konvencionalna fazna modulacija se koristi rjeđe). Trenutno je implementirana komunikaciona oprema koja omogućava istovremeni prenos signala dva i tri kanala na istoj frekvenciji nosioca. Tako se u jednom frekvencijskom kanalu stvara nekoliko kanala za prijenos binarnog signala.

Na sl. 11.3,a prikazuje vektorski dijagram dvostrukog faznog pomaka (DPSK),

emituju dva kanala na istoj frekvenciji. U prvom faznom kanalu, nula (puls negativnog polariteta) se prenosi strujama sa fazom od 180°, a jedinica (puls pozitivnog polariteta) se prenosi strujama sa fazom od 0°. Drugi fazni kanal koristi struje sa fazama od 270 i 90°, odnosno, signali drugog kanala se pomiču za 90° u odnosu na signale prvog kanala.

Pretpostavimo da je potrebno prenijeti kombinacije kodova 011 u prvom kanalu (slika 11.3, c) i 101 u drugom (slika 11.3, d) koristeći DMF metod. Proces faznog ključanja za prvi kanal je prikazan punim linijama, a za drugi - tačkastim linijama (Sl. 11.3.6, e)). Dakle, svaka kombinacija koda ima svoj sinusoidni napon. Ove sinusoidne oscilacije se sabiraju i ukupna sinusna oscilacija iste frekvencije se šalje na komunikacijsku liniju, koja

označeno isprekidanim linijama na Sl. 11.3, e. Ovdje je također prikazano da u intervalu 0 - t1

nula se prenosi na prvom kanalu i jedan na drugom kanalu, što odgovara

prijenos vektora A sa faznim uglom od 135°. U intervalu t1 - t2, prenos jedinice na prvom kanalu i nule na drugom odgovara vektoru B sa uglom od 315°. i u intervalu t2 - t3 - vektor C sa uglom od 45°, pošto se jedinice prenose na prvom i drugom kanalu.

Blok dijagram uređaja za implementaciju DMF-a prikazan je na sl. 11.4. Generator nosioca Gn ima fazni pomak FSU za postizanje faznog pomaka sinusoidne oscilacije za 90° u drugom kanalu. Fazni modulatori

FM1 i FM2 vrše manipulaciju u skladu sa sl. 11.3, e), a sabirač Σ sabira sinusne oscilacije. Na recepciji nakon pojačala

Razdvajanje oba kanala vrši se u faznim detektorima - demodulatorima FDM1 i FDM2, na koje se sa Gonn generatora dovodi referentni napon nosioca,

koji se u fazi poklapa sa naponom ovog kanala. Na primjer, po prijemu sa

pojačavač ukupnog sinusoidnog napona (vektor A na sl. 11.3, b) na

demodulatoru prvog FDM1 kanala će biti dodijeljen pozitivan napon,

odgovara fazi 0° (prijem jedinice na prvom kanalu), od faze reference

frekvencija nosioca poklapa se sa fazom prvog kanala. Vektor A se može rastaviti na dva

komponente: Af=0 i Af= 90. U FDM1, komponenta signala Af=0 je u interakciji sa

referentni napon primijenjen na ovaj kanal, a AF komponenta će biti potisnuta

(napon signala drugog kanala na izlazu FDM1 se neće pojaviti, budući da je vektor

referentna frekvencija je okomita na fazu vektora napona drugog kanala i

proizvod ovih vektora će biti nula. U isto vrijeme, u FDM2, dolazak

ukupni sinusoidni napon (vektor A) će stvoriti pozitivan napon koji odgovara fazi od 90° (primajući jedan u drugom kanalu),

od faze referentne frekvencije, pomaknuta za 90° u odnosu na referentnu frekvenciju prve

kanala, poklapa se sa fazom drugog kanala. Napon signala prvog kanala do izlaza

PDM2 neće stići, jer je vektor referentne frekvencije u ovom kanalu okomit

vektor napona prvog kanala i proizvod ovih vektora biće jednak nuli.

Slično, prijenos dvije poruke na istoj frekvenciji može se izvršiti sa

relativni fazni pomak (RPSK). Dakle, upotreba DFM ili

DOPM vam omogućava da udvostručite propusnost komunikacioni kanal. Također moguće

prijenos tri poruke na istoj frekvenciji koristeći trostruki relativ

U telemehaničkim sistemima za prenos više signala preko jedne komunikacione linije, upotreba konvencionalnog kodiranja se pokazala nedovoljnom. Potrebno je ili dodatno odvajanje signala ili posebno kodiranje, koje uključuje elemente razdvajanja signala. Razdvajanje signala - osiguranje nezavisnog prijenosa i prijema više signala preko jedne komunikacijske linije ili u jednom frekvencijskom opsegu, u kojem signali zadržavaju svoja svojstva i ne iskrivljuju jedni druge.

Trenutno se koriste sljedeće metode:

1. Vremenska podjela, u kojoj se signali prenose uzastopno u vremenu, naizmenično koristeći isti frekvencijski opseg;

2. Kodno-adresno razdvajanje, koje se vrši na osnovu vremenskog (rjeđe frekventnog) razdvajanja signala sa slanjem adresnog koda;

3. Frekvencijska podjela, u kojoj se svakom od signala dodjeljuje sopstvena frekvencija i signali se prenose sekvencijalno ili paralelno u vremenu;

4. Frekventno-vremenska podjela, koja vam omogućava da iskoristite prednosti i frekvencijske i vremenske podjele signala;

5. Fazno razdvajanje, u kojem se signali razlikuju jedan od drugog u fazi.

Privremeno odvajanje (VR). Svaki od n - signala ima redom liniju: prvo za određeni vremenski period t 1 signal 1 se prenosi, za t 2 - signal 2 itd. Osim toga, svaki signal zauzima svoj vremenski interval. Vrijeme dodijeljeno za prijenos svih signala naziva se ciklus. Širina pojasa za signalizaciju je određena najkraćim impulsom u kodnoj riječi. Između informacijskih vremenskih intervala, zaštitni vremenski intervali su neophodni da bi se izbjegao međusobni uticaj kanala na kanal tj. kroz izobličenje.

Za implementaciju vremenskog odvajanja koriste se razdjelnici, od kojih je jedan instaliran na kontrolnoj tački, a drugi na mjestu izvršenja.

Šifra - adresno razdvajanje signala (CAR). Koristi se privremena kodno-adresna podjela signala (VCAR), dok se najprije prenosi sinhronizacijski impuls ili kodna kombinacija (sinhrona kombinacija) kako bi se osigurao koordiniran rad razdjelnika na kontrolnoj točki i kontrolisanoj tački. Zatim se šalje kombinacija kodova, nazvana adresni kod. Prvi znakovi adresnog koda namijenjeni su odabiru kontrolirane točke i objekta, a drugi čine adresu funkcije, koja označava koju TM - operaciju (funkciju) treba izvršiti (TU, TI, itd.). Nakon toga slijedi kombinacija koda same operacije, tj. se prenose informacije o komandi ili se primaju informacije o obavještenju.

Frekventno razdvajanje signala. Za svaki od n - signala izdaje se vlastiti opseg u frekvencijskom opsegu. Na prijemnoj tački (CP), svaki od poslatih signala prvo se razlikuje pomoću propusnog filtera, zatim se dovodi u demodulator, a zatim na izvršne releje. Možete prenositi signale uzastopno ili istovremeno, tj. paralelno.

Fazno razdvajanje signala. Na jednoj frekvenciji se prenosi nekoliko signala u obliku radio impulsa s različitim početnim fazama. Za to se koristi relativna manipulacija ili manipulacija faznom razlikom.

Vremensko-frekventno razdvajanje signala. Zasjenjeni kvadrati s brojevima su signali koji se prenose u određenom frekvencijskom opsegu iu odabranom vremenskom intervalu. Između signala postoje zaštitni vremenski intervali i frekventni pojasevi. Broj generiranih signala u ovom slučaju se značajno povećava.

24. Glavne vrste smetnji u kanalima i putevima žičanog MSP (višekanalni prenosni sistem) sa FDM (frekvencijskom podjelom kanala).

Pod smetnjom podrazumijevamo svaki slučajni učinak na signal u komunikacijskom kanalu koji onemogućuje ispravan prijem signala. U ovom slučaju treba naglasiti slučajnu prirodu udara, jer borba protiv redovnih smetnji nije teška (barem teoretski). Na primjer, pozadina naizmjenična struja ili smetnje određene radio stanice mogu se eliminisati izjednačavanjem ili filtriranjem. U komunikacijskim kanalima djeluju kao aditivna interferencija, tj. slučajni procesi, superponirano na prenošene signale, i multiplikativne smetnje, izražene u nasumične promjene karakteristika kanala.

Gaussova interferencija uvijek djeluje na izlazu kontinuiranog kanala. Takve smetnje, posebno, uključuju termalni šum. Ove prepreke su neotklonjive. Model kontinuiranog kanala, koji uključuje zakon kompozicije signala s(t), mrežu sa četiri terminala sa impulsni odgovor g(t, ) i izvor aditivnog Gausovog šuma (t).

Kompletniji model treba da uzme u obzir druge vrste aditivnih (aditivnih – ukupnih) smetnji, nelinearnog izobličenja signala, kao i multiplikativne smetnje.

Idemo dalje kratak opis gore navedenim smetnjama.

Koncentrisana, ili harmonična, smetnja je uskopojasni modulirani signal. Uzroci ovakvih smetnji su smanjenje slabljenja preslušavanja između kablovskih kola, uticaj radio stanica itd.

Impulsna interferencija je smetnja koncentrisana u vremenu. Oni su nasumični niz impulsa slučajnih amplituda koji slijede jedan za drugim u nasumičnim vremenskim intervalima, a prijelazni procesi uzrokovani njima se ne preklapaju u vremenu. Razlozi za pojavu ovih smetnji su: komutacijski šum, smetnje od visokonaponskih vodova, pražnjenja groma, itd. Normalizacija impulsnih smetnji u PM kanalu se vrši ograničavanjem vremena kada prelaze navedene pragove analize.

Fluktuirajuće (slučajne) smetnje karakterizira širok spektar i maksimalna entropija, te je stoga najteže nositi se s njima. Međutim, u žičanim komunikacionim kanalima, nivo interferencije fluktuacije je prilično nizak i, pri niskoj specifičnoj brzini prenosa informacija, oni praktično ne utiču na stopu greške.

Multiplikativne (množenje signalom) smetnje su posljedica slučajnih promjena parametara komunikacijskog kanala. Posebno se ove smetnje manifestuju u promeni nivoa signala na izlazu demodulatora. Razlikujte glatke i nagle promjene nivoa. Glatke promjene se dešavaju u vremenu koje je mnogo veće od 0 - trajanja jednog elementa; grčevito - za vrijeme manje od 0 . Razlog za glatke promjene nivoa mogu biti fluktuacije u slabljenju komunikacijske linije, uzrokovane, na primjer, vremenskim promjenama, au radio kanalima - blijeđenjem. Razlog za skokove u nivou mogu biti loši kontakti u opremi, nesavršen rad komunikacione opreme, mjerne tehnologije itd.

Pad nivoa više od 17,4 dB ispod nominalnog naziva se prekidom. Tokom pauze, nivo pada ispod praga osetljivosti prijemnika i prijem signala zapravo prestaje. Prekidi s trajanjem manjim od 300 ms obično se nazivaju kratkoročnim, više od 300 ms - dugim.

Impulsne smetnje i prekidi su glavni uzrok grešaka u prijenosu diskretnih poruka preko žičanih komunikacijskih kanala.

Aditivna interferencija sadrži tri komponente: koncentrisane u frekvenciji (harmonske), koncentrisane u vremenu (impuls) i fluktuacije. Smetnje koncentrisane na frekvenciju imaju spektar mnogo uži od širine kanala. Impulsna interferencija je niz kratkotrajnih impulsa razdvojenih intervalima koji prelaze vrijeme prolaznih pojava u kanalu. Fluktuirajuće smetnje se mogu predstaviti kao niz impulsa koji kontinuirano slijede jedan za drugim, sa širokim spektrom koji nadilazi širinu kanala. Impulsna interferencija se može smatrati ekstremnim slučajem fluktuacije, kada je njegova energija koncentrisana u odvojenim tačkama vremenske ose, a harmonijska interferencija - kao još jedan ekstremni slučaj, kada je sva energija koncentrisana u odvojenim tačkama frekvencijske ose.

Karakteristike aditivne interferencije u PM kanalima su psofometrijska snaga šuma i neponderisani nivo šuma. Prvu vrijednost mjeri uređaj s kvadratnim detektorom i posebnim sklopom koji uzima u obzir osjetljivost ljudskog uha, mikrofona i telefona na napone različitih frekvencija. Prosječna vrijednost psofometrijske snage je 2*10-15 W/m. Neponderisani šum se mjeri kvadratnim detektorskim instrumentom koji ima vrijeme integracije od 200 ms. Ova vrednost u tački sa relativnim nultim nivoom ne bi trebalo da pređe -49 dB u jednom delu nadjačavanja. Navedene karakteristike ne obuhvataju impulsni šum, koji se meri zasebno i posebnim instrumentima. Multiplikativne smetnje u komunikacionim kanalima izražavaju se uglavnom u promjeni zaostalog prigušenja, što dovodi do promjene nivoa signala. Promjene u nivou signala u stvarnim komunikacijskim kanalima su vrlo raznolike prirode. Tako, na primjer, dolazi do glatkih i naglih promjena u nivou signala (ponekad se nazivaju promjenama u zaostalom slabljenju), kratkoročno podcjenjivanje nivoa, kratkotrajne i duge pauze.

Glatke promjene nivoa su one kod kojih do odstupanja nivoa od njegove nominalne vrijednosti do maksimuma (minimuma) dolazi u vremenu koje je nesrazmjerno duže od trajanja jediničnih elemenata prenijetog signala t0. Postepene promjene nivoa uključuju one u kojima se promjena nivoa od pH0M vrijednosti na pMAX događa u vremenu koje je srazmjerno vremenu jednog intervala 0.

Istraživanja su pokazala da u dužem vremenskom periodu dolazi do odstupanja nivoa od nominalne vrijednosti i naviše i naniže, dok oba smjera promjene imaju približno jednaku vjerovatnoću. Promjene ove vrste mogu se nazvati sporim promjenama zaostalog prigušenja. Uz njih se javljaju brze, relativno kratkotrajne promjene u zaostalom slabljenju, koje uglavnom dovode do smanjenja nivoa prijema. Značajno podcjenjivanje nivoa signala dovodi do izobličenja primljenih signala i kao rezultat toga do grešaka. Podcjenjivanje nivoa signala smanjuje njegovu otpornost na buku, što također uzrokuje povećanje broja grešaka. I, konačno, u sinkronim sistemima, smanjenje nivoa signala dovodi do kršenja sinhronizacije i troškova određenog vremena za ulazak u režim sinhronizacije kada se normalni nivo vrati. Stoga, u savremeni sistemi PDI postoje posebni uređaji koji blokiraju prijemnik i njegov sistem sinhronizacije kada nivo signala padne ispod unapred određene vrednosti - P. Iz tog razloga, snižavanje nivoa za vrednost veću ili jednaku P naziva se pauza. Prilikom prijenosa podataka prema preporukama EACC-a, P = 17,4 dB se smatra prekidom. Pauze se dijele na kratke i duge

Za komutirane PM kanale postoji sljedeća norma: t KR.PER ZOO ms. Ovo vrijeme je odabrano iz sklopnih rješenja usvojenih u telefonskoj komutacijskoj opremi, koja u slučaju prekida dužeg od 300 ms, omogućavaju ranije isključenje. uspostavljena veza, odnosno dovesti do neuspjeha u komunikaciji. Ovu vrijednost preporučuje ITU kao kriterij kvara za komutirani PM prijenos. Preporučeni udio kratkotrajnih pauza na jednom mjestu ponovnog ulaska ne bi trebao prelaziti 1,5 * 10-5 za 90% satnih intervala.

Glatke promjene nivoa u određenoj mjeri karakterizira vrijednost stabilnosti zaostalog prigušenja. Prema preporukama ITU-a, preostalo slabljenje za dvožični PM kanal treba biti 7,0, za četverožični kanal - 17,4 dB, a njegova vremenska nestabilnost u jednom dijelu prijema ne bi trebala biti veća od 1,75 dB.

U komunikacijskim kanalima također postoje posebne multiplikativne smetnje povezane s nestabilnošću generatora frekvencije podnosača opreme za prijenos. Kao rezultat toga, teško je izolovati koherentnu oscilaciju na prijemu tokom FM ili dolazi do izobličenja FM signala. Prema postojećim standardima, razlika između frekvencija podnosećih u području prijema ograničena je na 1 Hz. Osim toga, uz skokove u nivou signala u komunikacijskim kanalima, postoje i fazni skokovi, ali oni još nisu normalizirani.

25.Principi izgradnje SP (prenosnih sistema) sa vremenskom podjelom kanala (TRC). Glavne faze pretvaranja analognih signala u digitalne (uzorkovanje u vremenu, kvantizacija u nivou, kodiranje).

U sistemima prenosa sa TDM koriste se digitalni signali, koji su jedan ili drugi niz impulsnih kodova, tj. to je sistem za prenos digitalnih podataka. Prisjetite se toga kako biste se transformirali analogni signal u digitalnom se koriste operacije DISKRETIZACIJA, KVANTIZACIJA, KODIRANJE. Diskretizacija se vrši na osnovu Kotelnikove teoreme. Za PM signale sa propusnim opsegom od 0,3 - 3,4 kHz + 0,9 kHz (zaštitni interval), tj. fv = 4 kHz. Frekvencija takta uzorkovanje ft = 2fv = 8 kHz. Svaki uzorak se prenosi u 8 bita, što znači da se PM signal može prenositi brzinom od ft × 8 bita = 8 × 103 × 8 = 64 kbps. Ovo je brzina prijenosa jednog PM kanala. Očitavanja se prenose u obliku osmobitnih binarnih brojeva dobijenih kvantizacijom očitavanja. Jer kvantizacija ima konačan broj nivoa, pa čak i ograničenja na max i min, očigledno je da kvantizovani signal nije tačan. Razlika između prave vrijednosti uzorka i njegove kvantizirane vrijednosti je šum kvantizacije. Vrijednost šuma kvantizacije zavisi od broja nivoa kvantizacije, brzine promjene signala i izbora koraka kvantizacije.

Ako uzmemo u obzir najjednostavnija mreža, koji se sastoji od dvije tačke A i B, između kojih je organizirano N digitalnih kanala (ovdje nije precizirano kako), onda je nezavisan prijenos signala preko ovih kanala moguć ako ovi kanali podijeljeno između sebe. Mogući su sljedeći načini podjele kanala između dvije tačke:

Prostorna podjela (prostorna podjela), korištenje različitih prijenosnih medija za organiziranje kanala;

Vremenska podjela koja prenosi digitalni signali u različitim vremenskim intervalima na različitim kanalima;

Kodna podjela, u kojoj se podjela događa primjenom specifičnih vrijednosti koda za svaki signal;

Odvajanje talasnih dužina, u kojem se digitalni signali prenose preko digitalnih kanala organizovanih na različitim talasnim dužinama u optičkom kablu;

Razdvajanje po modi prilikom organiziranja kanala na razne vrste elektromagnetni talas(modovi) šupljih talasovoda i optičkog kabla;

Razdvajanje polarizacijom elektromagnetnog talasa šupljih talasovoda i optičkog kabla.

U svim slučajevima, podjela kanala između dva čvora ne podrazumijeva postojanje jednog medija za propagaciju elektromagnetnog signala. Za prenos signala u jednom mediju za širenje, kanali razdvojeni po jednom ili drugom kriterijumu (osim prostornog) grupišu se kombinovanom (multipleksiranje) operacijom, formirajući digitalni prenosni sistem (DTS).

U digitalnim komutacionim sistemima (DSC) do takve kombinacije i razdvajanja signala najčešće dolazi korišćenjem vremenskog multipleksiranja. Vremensko multipleksiranje je trenutno važna komponenta ne samo DSP-a, već i CSC-a, i igra odlučujuću ulogu posebno na interfejsu ovih sistema. U telefoniji se vremenski multipleksiranje definiše kao alat za distribuciju (razdvajanje i kombinovanje) telefonskih kanala u vremenu kada se prenose preko jednog fizička linija veze. U ovom slučaju koristi se jedan od tipova impulsne modulacije. Svaki impuls odgovara signalu jednog od kanala, signali sa različitih kanala se prenose uzastopno.

Princip vremenskog kombinovanja signala prikazan je na sl. 1.8, koji prikazuje rotirajući komutator TO(centar) povezan naizmjenično sa izlazima sekvence kanala. Prekidač je spojen na izlaz kanala 1 u tom trenutku t, na izlaz kanala 2 u isto vrijeme t2, na izlaz kanala N u trenutku t N , nakon čega se proces ponavlja. Rezultirajući izlazni signal će se sastojati od niza signala iz različitih kanala, međusobno pomaknutih u vremenu At.

Razdvajanje signala na prijemnoj strani odvijat će se na sličan način: rotirajući komutator je spojen na kanale naizmjenično, prenoseći prvi signal na kanal broj 1, drugi signal na kanal broj 2, i tako dalje. Očigledno je da rad prekidača na prijemnoj i odašiljačkoj strani mora biti sinhronizovan na određeni način kako bi signali koji dolaze duž linije bili usmjereni na potrebne kanale. Na sl. 1.9 prikazani su vremenski dijagrami za slučaj kombinovanja tri kanala kroz koja se prenose amplitudno impulsno modulisani signali.

Kao što je gore spomenuto, DSP koristi PCM signale, koji su digitalni kodni nizovi koji se sastoje od nekoliko bitova.

privremeno udruženje nekoliko PCM signala je kombinacija kodnih sekvenci koje dolaze iz različitih izvora za zajednički prijenos preko zajedničke linije, u kojoj je linija u svakom trenutku predviđena za prijenos samo jedne od primljenih kodnih sekvenci.

Vremensko kombinovanje PCM signala karakteriše niz parametara. Ciklus vremensko kombinovanje je skup uzastopnih vremenskih intervala dodeljenih za prenos PCM signala iz različitih izvora. U ciklusu kombinovanja vremena, svakom PCM signalu se dodeljuje određeni vremenski interval, čija se pozicija može jednoznačno odrediti. Budući da obično svaki signal odgovara svom kanalu za prijenos, takav vremenski interval dodijeljen za prijenos jednog kanala naziva se vremenski interval(KI). Postoje dvije vrste ciklusa - osnovni,čije je trajanje jednako periodu uzorkovanja signala, i superciklus - ponavljajući niz uzastopnih glavnih ciklusa, u kojem je pozicija svakog od njih jednoznačno određena.

Rice. 1.8. Kružna interpretacija vremenskog multipleksiranja

Rice. 1.9. privremeno udruženje

Prilikom izrade PCM opreme koriste se homogeno privremeno udruženje PCM signali, u kojima su brzine kodnih riječi kombinovanih PCM signala iste. To omogućava proizvodnju grupno udruženje PCM signale i na ovoj osnovi grade hijerarhijske sisteme za prenos PCM signala.