A jelek fázisszétválasztása

A jelek fázisszétválasztása a jelek fáziskülönbségéből épül fel.

Engedje be az információkat N csatornák továbbítása az azonos w 0 vivőfrekvenciájú folytonos koszinuszjelek amplitúdójának változtatásával történik. Ezeket a jeleket csak a kezdeti fázisbeli különbségek felhasználásával kell elkülöníteni.

A jelek a következők:

……………………………….

Amint az elemzés azt mutatja, a jelek megkülönböztetése akkor lehetséges, ha a rendszer csak két csatornát tartalmaz, amelyeken keresztül a koszinusz és a szinusz komponensek továbbításra kerülnek:

és az elsődleges jelek kiválasztása szinkron érzékeléssel történik.

A jelek alak szerinti szétválasztása

A nem átfedő spektrummal rendelkező és időben nem átfedő jelek mellett van egy olyan jelosztály, amely egyidejűleg továbbítható és átfedő frekvenciaspektrummal rendelkezik.

Ezeknek a jeleknek az elválasztását ún alak szerinti felosztás.

Ezek a jelek közé tartozik a Walsh, Rademacher és különféle zajszerű szekvenciák.

A Walsh és Rademacher szekvenciák az 1, -1 ábécé alapján épülnek fel, és ezeknek a sorozatoknak bármely párja megfelel a feltételnek.

E én , i = j,

0, én? j,

hol vannak a jelek én- menj és j- az időosztási rendszer csatornái, T- az időintervallum, amelyben a csatornajelek találhatók, és T= Ahol F BAN BEN- a továbbított üzenet spektrumának felső határfrekvenciája.

A Walsh és Rademacher kódok használata speciális órajelek csatornán keresztüli továbbításához kapcsolódik, hogy fenntartsanak bizonyos időzítési kapcsolatokat a vett és a referencia kódszavak között.

Használat esetén zajszerű sorozatok nincs szükség speciális órajelek továbbítására, mivel az információhordozó sorozatok betölthetik ezt a szerepet.

A zajszerű jeleknek meg kell felelniük a következő feltételeknek:

E, f = 0,

0, -f És > f > -T,

T > f > f És , (9.5)

0, én? j, (9.6)

for a zajszerű jel időtartama; E- jelenergia; f És- egy zajszerű jel egységnyi intervallumának időtartama.

A (9.5) feltételek teljesülése esetén a szinkronizálási rendszer speciális órajel továbbítása nélkül biztosított, mivel bármely csatornajel autokorrelációs függvényének kifejezett csúcsa φ = 0-nál és nulla értéke van eltoláskor. jel egyenlő nullával.

Sajnos a valós jelekre vonatkozó skaláris szorzatok (9.5) és (9.6) nem egyenlők nullával. Ez a jelszétválasztás megbízhatóságának csökkenéséhez vezet.

Szerkezeti séma forma szerinti jelleválasztású többcsatornás kommunikációs rendszert a 9.2.

9.2. ábra Többcsatornás kommunikációs rendszer szerkezeti diagramja jelleválasztással a következő alak szerint: 1- órajel-impulzusgenerátor; 2- zajszerű jelgenerátor; 3-ADC; 4- szorzó;; 5,6 - modulátorok; 7 - összeadó; 8 - adó; 9 - kommunikációs vonal; 10 - vevő; 11 - illesztett szűrő; 12 - döntési eszköz; 13 - DAC; 14.15 - demodulátorok

A rendszer átviteli része tartalmazza N azonos modulátorok, összeadó és adó. A modulátorokban zajszerű jeleket használnak vivőoszcillációként, és az ADC-kimenetből ezekkel a jelekkel fázisolt bináris kódsorozatokat modulálóként. A zajszerű jelek periódusát az ADC kimenetéből származó kódszó egyetlen elemének időtartamával egyenlőnek választjuk. A moduláció folyamatában a bináris kódszó "1" szimbóluma (diagram A a 9.3. ábrán) a zajszerű jel teljes periódusának felel meg (diagram b), és a „0” szimbólum – ennek a jelnek a hiánya. Ha F c az elsődleges jel spektrumának felső határfrekvenciája, és L- a kvantálási szintek száma, majd a jelspektrum szélessége a szorzó kimenetén (lásd a 9.2. ábra diagramját)

Hol van a zajszerű sorozat hossza (periódusa).

A (9.7) képletből látható, hogy az egyes csatornajelek spektrumának szélessége többszöröse a PCM jelspektrum szélességének.

9.3. ábra. A 9.2. ábrán látható áramkör működését magyarázó időzítési diagramok

Megjegyzendő, hogy minden csatornajelnek saját alakja van, és a csatornákban előforduló időfolyamatok függetlenek lehetnek. csoportjelzés az összeadó kimenetén a csatornajelek összegével egyenlő egy véletlenszerű folyamat, melynek átlagértéke és szórása az egyes csatornák terhelésétől függ.

A rendszer fogadó része tartalmaz egy vevőt és N azonos csatorna vevők (demodulátorok). Minden demodulátor szerkezete tartalmaz egy illesztett szűrőt, egy döntési eszközt és egy DAC-t.

Az illesztett szűrők mindegyike csak arra a jelre reagál, amelyhez illeszkedik. Például az első csatorna 11 illesztett szűrője reagál az első modulátorban előállított jelre (9.3. ábra, b). A szűrő reakciója a 9.3. ábrán látható, V. Más csatornák jelei és válaszai az egyszerűség kedvéért nem láthatók a 9.3. ábrán. A döntési eszközben a 11 illesztett szűrő válaszát, a rádiójel burkológörbéjét összehasonlítjuk egy adott küszöbszinttel U mivel. Ha a küszöböt átlépjük, akkor az átvitt karakter 1-gyel megegyező becslése jön létre, ha pedig a metszés nem következik be, akkor a nulla szimbólummal megegyező becslés keletkezik. a 1 * (t).

A jel demodulációja interferencia jelenlétében történik, amely két komponensből áll. Az első az előzőből ismert

fejezeteket a belső és külső ingadozási zavarok összegével, a másodikat pedig a zajszerű jelekkel rendelkező rendszerekre jellemző interferenciával. Ez az interferencia más csatornák zajszerű jeleinek összege, és strukturális vagy kölcsönös interferenciának nevezzük. A szerkezeti interferencia abból adódik, hogy a felhasznált valós jelek rendszerei „majdnem” ortogonálisak, pl. feltétel (9.6) nem teljesül számukra. Szintét a referenciacsatorna zajszerű jele és más csatornák jelenlegi zajjellegei közötti keresztkorrelációs függvények értékei határozzák meg. A továbbított információ meghatározott minőségének biztosítása érdekében intézkedéseket kell hozni e strukturális interferencia szintjének csökkentésére. A jelek alak szerinti szétválasztásának és a többcsatornás kommunikációs rendszer felépítésének figyelembe vett elveit a többcsatornás rendszerben alkalmazzák aszinkron címkommunikációs rendszerek (AACC). Az AACC-ban (9.4. ábra) minden előfizetőhöz hozzá van rendelve a „majdnem ortogonális” zajszerű jelek egyike, amely a csatorna címe.

9.4. Többcsatornás aszinkron címkommunikációs rendszer szerkezeti diagramja: 1,4,7,10 - 1,i,k,N előfizetők; 2,5,8,11-adó-vevők; 3,6,9,12 - címjelgenerátorok; 13 - kommunikációs vonal

Például az 1. előfizetőnek kapcsolatba kell lépnie az előfizetővel " k". Ebből a célból tárcsázzák az előfizetői számot " k” és így az 1-es címjel generátorában a „számú zajszerű jel alakja” k". Ha az előfizetők száma egyenlő, akkor a tárcsázott űrlapok száma is egyenlő

Zajszerű jel számmal " k» a kommunikációs vonalra kerül, és így az összes többi előfizető vevőinek bemeneteire hat. Zajszerű jelre k» csak az előfizető vevőkészüléke van konfigurálva « k", így létrejön a kapcsolat az 1. és a " k". Más előfizetők vevői nem reagálnak erre a zajszerű jelre. Válasz információ az előfizetőtől k» az 1-es számú zajszerű jellel kerül továbbításra. Fontos tulajdonság Az AACC a központi kapcsolóállomás hiánya. Minden előfizető közvetlen hozzáféréssel rendelkezik egymáshoz, és rádiókapcsolat használata esetén nem történik meg az adó-vevők frekvenciahangolása a kommunikációhoz.

Végezetül megjegyezzük, hogy a szakirodalomban megtalálható az AACC leírása, amely 1000-1500 csatornát használ 50 ... 100 aktív előfizetővel.

A CDMA rövid leírása

A kommunikációs technológia zajszerű jelekkel történő megvalósítására példa a kódosztásos többszörös hozzáférésű (CDMA) rendszer.

A zajszerű jelekkel történő digitális kommunikáció figyelemre méltó tulajdonsága a kommunikációs csatorna védelme a lehallgatástól, az interferencia és a lehallgatás ellen. Ezért ezt a technológiát eredetileg az amerikai hadsereg számára fejlesztették ki és használták, majd csak ezután adták át kereskedelmi használatra.

CDMA rendszer by Qualcom (IS-95 szabvány) a 800 MHz-es sávban való működésre tervezték. A CDMA rendszer a közvetlen frekvenciaspektrum-szórás módszere szerint épül fel, amely a Walsh-függvények törvénye szerint kialakított 64 féle sorozat felhasználásán alapul.

Minden logikai csatornához más Walsh-kód van hozzárendelve. Összesen 64 logikai csatorna lehet egy fizikai csatornában, mivel 64 Walsh-szekvencia felel meg a logikai csatornáknak, amelyek mindegyike 64 bites. Ebben az esetben 9 csatorna szolgáltatás, a maradék 55 csatorna adatátvitelre szolgál.

Amikor egy adatüzenet bit előjele megváltozik, a használt Walsh-sorozat fázisa 180 fokkal változik. Mivel ezek a sorozatok egymásra merőlegesek, nincs kölcsönös interferencia egyetlen bázisállomás átviteli csatornái között. A bázisállomás átviteli csatornáit csak a szomszédos bázisállomások zavarják, amelyek ugyanabban a frekvenciasávban működnek, és ugyanazt az SRP-t használják, de eltérő ciklikus eltolással.

A CDMA szabvány PM 4, DPM 4 fázismodulációt használ.

A jelek elkülönítésére nemcsak a frekvencia (FDM) és az idő (TDM) használható, hanem a jelek alakja is. A csatornák forma szerinti szétválasztása még nem talált olyan széles körű alkalmazást, mint a frekvencia és az idő. Jelenlegi alkalmazása és kilátásai leginkább a mobil és műholdas rendszerek többszörös eléréséhez kapcsolódnak. BAN BEN mobil kommunikáció A kódosztást a többszörös hozzáférés biztosításának egyik fő típusának tekintik az IMT-2000 mobilkommunikációs rendszerek fejlesztési koncepciójának megvalósítása szempontjából.

A forma szerinti csatornaelválasztás technológiája magában foglalja a különböző rádióberendezések csoportjának egyidejű működésének lehetőségét ( mobil terminálok, egyéni rádióállomások, földi állomások műholdas kommunikáció stb.) a közös frekvenciasávban. A rádiójelek teljes (csoportos) jelet alkotnak , amely a felhasználók fogadó eszközeire érkezik. A jelek kölcsönös ortogonalitása biztosítja a korrelációs vevő számára a kívánt jel kiválasztását.

Aszinkron címû kommunikációs rendszerek

Egyes esetekben a pontos szinkronizálást nehéz elérni. Ezzel találkozhatunk például a szervezés során operatív kommunikáció mozgó objektumok (autók, repülőgépek) között, vagy ha az operatív kommunikációt mesterséges földi műholdak ismétlőként használva szervezik. Ezekben az esetekben aszinkron többcsatornás kommunikációs rendszerek alkalmazhatók, amikor az összes előfizető jelét közös frekvenciasávban továbbítják, és a csatornák nincsenek időben szinkronizálva egymással. Az ingyenes hozzáférésű rendszerekben minden csatornához (előfizetőhöz) hozzárendelnek egy bizonyos jelformát, amely a fémjel, a "cím" ez az előfizető, innen ered a név aszinkron módon címrendszerek kommunikáció (AACC).

Az előfizető címe kódolható pszeudo-véletlen (zajszerű) jelként, vagy több rádióimpulzus sorozataként azonos vagy eltérő frekvenciájú kitöltéssel. Ha a rádióimpulzusok különböző frekvenciájú kitöltéssel rendelkeznek, akkor azt mondják, hogy a cím egy idő-frekvencia mátrix (FWM) formájában van kódolva. A címek mind a rádióimpulzusok közötti időintervallumban, mind a töltési frekvenciájukban különböznek.

Tekintsük az AACC működési elvét egy általánosított blokkdiagramon (8.15. ábra).

A forrásoktól kapott üzenetek impulzusmoduláltak. Egyes rendszerek PPM-et használnak, mások pedig valamilyen delta modulációt. Ezután az elsődleges impulzusmoduláció eredményeként kapott minden impulzus egy szünetekkel elválasztott impulzusok címsorozatává alakul.

A címsorok kialakítása egy késleltetési vonal (DL) segítségével történik, amely leágazással rendelkezik, amint az az ábrán látható. 8.15.

A cím kialakításához csak az innen származó csapokat használjuk, egy másik címhez pedig az érintések eltérő kombinációját használjuk. Ezek az impulzusok töltésük gyakoriságában különböznek (a tömörítési rendszer összes ilyen frekvenciájánál), és időben különböző pozíciókat foglalhatnak el. Például a 2. ábrán. A 8.16 bemutatja az ilyen címsorozatok létrehozásának egy változatát egy és -t használó rendszer számára.

Így az üzenet elsődleges impulzusmodulációja eredményeként kapott impulzus impulzusokra oszlik a késleltetési sorban. Ezen impulzusok mindegyike elfoglalhatja az egyik pozíciót az időben, és a saját frekvenciáján továbbítódik.

Az impulzusok első impulzushoz viszonyított elhelyezkedésének időbeni változtatásával, valamint az impulzuskitöltési frekvenciával nagyszámú címkód-kombináció érhető el (nagy multiplexelési sokaság).

Minden egyes vevő egy nemlineáris eszköz, amely késleltető vonalakat és koincidencia áramkört (CC) tartalmaz, és csak a rádióimpulzusok bizonyos sorozatára reagál (8.17. ábra). A vevő sávszűrőkkel rendelkezik a megfelelő frekvenciára hangolva. Az egyes szűrők kimeneti impulzusait a rendszer érzékeli és a késleltetési vonalakra táplálja, amelyek a vevőhöz rendelt címnek megfelelően vannak kialakítva úgy, hogy a kimeneteken lévő összes impulzus időben egybeessen. A nemlineáris koincidencia áramkörön (CC) csak akkor jelenik meg impulzus, ha a késleltetett bemeneti impulzusok minden ágban egybeesnek. Ha azonban a késleltető vonalak kimeneteiről a koincidencia áramkör bemenetére legalább az egyik impulzus nem egyidejűleg érkezik a többivel, akkor az SS kimenetén a jel nem jelenik meg. Emiatt a vevő csak a hozzá rendelt címkód-kombinációra válaszol.

Az üzenetek felosztásának leírt folyamatát (azaz csak a vevőhöz rendelt címkód-kombináció kinyerését) az 1. ábra szemlélteti. 8.17. A vevő bemenete különösen két üzenetet (árnyékolt és árnyékolatlan rádióimpulzusokat) tartalmazó csoportjelet fogad. A vevő készülék csak a hozzá rendelt, árnyékolt impulzusokkal megjelenített cím frekvencia-idő kombinációra reagál, pl. kiemeli az üzenetet. A koincidenciaáramkör kimenetéről érkező impulzusokat egy impulzusdemodulátorban (PD) az alkalmazott impulzusmodulációnak megfelelően fogadott üzenetté alakítják át.

Egy adott előfizetővel való kommunikáció kialakításához elegendő az adón az egyes késleltetési vonal megfelelő pozícióit a címkód kombinációnak megfelelően kiválasztani. Ezekben a rendszerekben nincs szükség frekvenciahangolásra, ami nagymértékben csökkenti a berendezések költségét és biztosítja annak megbízhatóságát.

Jelek szétválasztása - sok jel független átvitelének és vételének biztosítása ugyanazon a kommunikációs vonalon vagy azonos frekvenciasávban, amelyben a jelek megőrzik tulajdonságaikat és nem torzítják egymást.

Fázisszétválasztással több jelet továbbítanak ugyanazon a frekvencián, különböző kezdeti fázisú rádióimpulzusok formájában. Ehhez relatív vagy fáziskülönbség kulcsolást alkalmaznak (a hagyományos fázismodulációt ritkábban alkalmazzák). Jelenleg olyan kommunikációs berendezéseket valósítottak meg, amelyek lehetővé teszik két és három csatorna jeleinek egyidejű továbbítását ugyanazon a vivőfrekvencián. Így egy frekvenciacsatornában több bináris jelátviteli csatorna jön létre.

ábrán. 11.3,a a kettős fáziseltolásos kulcsozás (DPSK) vektordiagramját mutatja,

két csatorna adása ugyanazon a frekvencián. Az első fáziscsatornában a nullát (negatív polaritású impulzust) 180°-os fázisú áramok, egy egységet (pozitív polaritású impulzust) pedig 0°-os fázisú áramok adnak át. A második fáziscsatorna 270, illetve 90°-os fázisú áramokat használ, azaz a második csatorna jelei 90°-kal elmozdulnak az első csatorna jeleihez képest.

Tegyük fel, hogy a 011-es kódkombinációkat az első csatornában (11.3. ábra, c) és a 101-es kódkombinációkat a másodikban (11.3. ábra, d) kell továbbítani DMF módszerrel. Az első csatorna fáziskulcsolási folyamatát folytonos vonalak, a másodiknál ​​pedig pontozott vonalak jelzik (11.3.6. ábra, e)). Így minden kódkombinációnak megvan a maga szinuszos feszültsége. Ezek a szinuszos oszcillációk összeadódnak, és azonos frekvenciájú teljes szinuszos rezgés érkezik a kommunikációs vonalra, amely

ábrán szaggatott vonalak jelzik. 11.3, e. Itt is látható, hogy a 0 - t1 intervallumban

az első csatornán nullát, a második csatornán pedig egyet továbbítanak, ami megfelel

az A vektor átvitele 135°-os fázisszöggel. A t1 - t2 intervallumban az első csatornán az egy, a másodikon a nulla átvitele a B vektornak felel meg 315°-os szöggel. és a t2 - t3 intervallumban - C vektor 45°-os szöggel, mivel az egységeket az első és a második csatornán továbbítják.

A DMF megvalósítására szolgáló eszköz blokkvázlata az 1. ábrán látható. 11.4. A Gn vivőgenerátor FSU fázistolóval rendelkezik, amely a szinuszos oszcilláció 90°-os fáziseltolását biztosítja a második csatornában. Fázismodulátorok

Az FM1 és az FM2 a manipulációt az 1. ábra szerint hajtja végre. 11.3, e), és a Σ összeadó összeadja a szinuszos rezgéseket. A recepción az erősítő után

Mindkét csatorna szétválasztása fázisdetektorokban történik - FDM1 és FDM2 demodulátorok, amelyekre a Gonn generátor referencia vivőfeszültséget kap,

fázisban egybeesik ennek a csatornának a feszültségével. Például felvételkor a

a teljes szinuszos feszültség erősítője (A vektor a 11.3. ábrán, b)

az első FDM1 csatorna demodulátora pozitív feszültséget kap,

a 0°-os fázisnak megfelelő (egység vétele az első csatornán), a referencia fázisa óta

vivőfrekvencia egybeesik az első csatorna fázisával. Az A vektor ketté bontható

komponensek: Af=0 és Af= 90. Az FDM1-ben az Af=0 jelkomponens kölcsönhatásba lép

referenciafeszültséget kapcsol erre a csatornára, és az AF komponens elnyomódik

(a második csatorna jelfeszültsége az FDM1 kimeneten nem jelenik meg, mivel a vektor

referenciafrekvencia merőleges a második csatorna feszültségvektorának fázisára és

ezeknek a vektoroknak a szorzata nulla lesz. Ugyanakkor az FDM2-ben az érkezés

a teljes szinuszos feszültség (A vektor) egy 90°-os fázisnak megfelelő pozitív feszültséget hoz létre (a második csatornában vesz egyet),

a referenciafrekvencia fázisa óta, 90°-kal eltolva az első referenciafrekvenciájához képest

csatorna, egybeesik a második csatorna fázisával. Az első csatorna jelfeszültsége a kimenetre

A PDM2 nem érkezik meg, mivel ebben a csatornában a referencia frekvenciavektor merőleges

Az első csatorna feszültségvektora és ezen vektorok szorzata nullával egyenlő.

Hasonlóképpen két üzenet ugyanazon a frekvencián történő továbbítása is végrehajtható

relatív fáziseltolásos kulcsolás (RPSK). Így a DFM, ill

A DOPM lehetővé teszi a duplázást áteresztőképesség kommunikációs csatorna. Szintén lehetséges

három üzenet továbbítása ugyanazon a frekvencián háromszoros rokon használatával

A sok jel egy kommunikációs vonalon keresztüli továbbítására szolgáló telemechanikai rendszerekben a hagyományos kódolás alkalmazása elégtelennek bizonyult. Vagy további jelleválasztásra, vagy speciális kódolásra van szükség, amely a jelleválasztás elemeit tartalmazza. Jelek szétválasztása - egy kommunikációs vonalon vagy egy frekvenciasávon keresztül sok jel független átvitelének és vételének biztosítása, amelyben a jelek megőrzik tulajdonságaikat és nem torzítják egymást.

Jelenleg a következő módszerek használatosak:

1. Időosztás, amelyben a jeleket időben egymás után, felváltva, ugyanazon frekvenciasávon továbbítják;

2. Kód-cím szétválasztás, a jelek időbeli (ritkábban frekvenciájú) szétválasztása címkód küldésével;

3. Frekvenciaosztás, amelyben minden jelhez saját frekvenciát rendelnek, és a jeleket időben egymás után vagy párhuzamosan továbbítják;

4. Frekvencia-idő osztás, amely lehetővé teszi a jelek frekvencia és időosztásának előnyeit egyaránt;

5. Fázisszétválasztás, amelyben a jelek fázisban különböznek egymástól.

Ideiglenes elválasztás (VR). Az n - jelek mindegyike sorral van ellátva: először egy ideig t 1 jel 1 kerül továbbításra, for t 2 - 2. jel stb. Ezenkívül minden jel saját időintervallumot foglal el. Az összes jel továbbítására szánt időt ciklusnak nevezzük. A jelzés sávszélességét a kódszó legrövidebb impulzusa határozza meg. Az információs időintervallumok között őrzési időintervallumok szükségesek, hogy elkerüljük a csatorna kölcsönös befolyását a csatornára, pl. torzítás révén.

Az idő szerinti szétválasztás megvalósításához elosztókat használnak, amelyek közül az egyik a vezérlőpontra, a másik a végrehajtási pontra van telepítve.

Kód - a jelek cím szerinti szétválasztása (CAR). A jelek ideiglenes kód-címosztását (VCAR) alkalmazzák, míg először szinkronizáló impulzust vagy kódkombinációt (szinkron kombinációt) továbbítanak, hogy biztosítsák az elosztók összehangolt működését a vezérlőponton és a vezérelt ponton. Ezután egy kódkombinációt küldenek, amelyet címkódnak neveznek. A címkód első karakterei egy vezérelt pontot és objektumot hivatottak kijelölni, utóbbiak a függvény címét alkotják, amely jelzi, hogy melyik TM - műveletet (funkciót) kell végrehajtani (TU, TI stb.). Ezt követi magának a műveletnek a kódkombinációja, azaz. parancs információ továbbításra kerül, vagy értesítési információ érkezik.

A jelek frekvencia szerinti szétválasztása. Az n - jelek mindegyikéhez saját sáv kerül kiadásra a frekvenciatartományban. A vételi ponton (CP) az elküldött jelek mindegyikét először egy sáváteresztő szűrő különbözteti meg, majd a demodulátorba, majd a végrehajtó relékbe táplálják. A jeleket szekvenciálisan vagy egyidejűleg továbbíthatja, pl. párhuzamos.

A jelek fázisszétválasztása. Egy frekvencián több jelet továbbítanak különböző kezdeti fázisú rádióimpulzusok formájában. Ehhez relatív vagy fáziskülönbség-manipulációt használnak.

A jelek idő-frekvencia szétválasztása. Az árnyékolt négyzetek számokkal olyan jelek, amelyeket egy adott frekvenciasávban és egy kiválasztott időintervallumban továbbítanak. A jelek között őrzési időintervallumok és frekvenciasávok vannak. A generált jelek száma ebben az esetben jelentősen megnő.

24. A vezetékes MSP (többcsatornás átviteli rendszer) csatornáiban és útvonalaiban fellépő zavarok fő típusai FDM-mel (csatorna frekvenciaosztás).

Interferencia alatt a kommunikációs csatornában a jelre gyakorolt ​​bármilyen véletlenszerű hatást értünk, amely megakadályozza a jelek helyes vételét. Ebben az esetben a behatás véletlenszerűségét kell hangsúlyozni, hiszen a rendszeres interferencia elleni küzdelem nem nehéz (legalábbis elméletileg). Például a háttér váltakozó áram vagy egy adott rádióállomástól származó interferencia kiegyenlítéssel vagy szűréssel kiküszöbölhető. A kommunikációs csatornákban additív interferenciaként működnek, azaz. véletlenszerű folyamatok, az átvitt jelekre szuperponált, és a multiplikatív interferencia, amely a csatorna jellemzőinek véletlenszerű változásaiban fejeződik ki.

A Gauss-féle interferencia mindig egy folytonos csatorna kimenetén hat. Az ilyen interferencia különösen a termikus zajt foglalja magában. Ezek az akadályok elháríthatatlanok. Folyamatos csatorna modellje, amely magában foglalja az s(t) jelösszetétel törvényt, egy négyvégű hálózat impulzusválasz g(t, ) és az additív Gauss-zaj (t) forrása.

Egy teljesebb modellnek figyelembe kell vennie más típusú additív (additív - teljes) interferenciát, nemlineáris jeltorzítást, valamint multiplikatív interferenciát.

Menjünk tovább rövid leírás a fent felsorolt ​​zavarok.

A koncentrált vagy harmonikus interferencia keskeny sávú modulált jel. Az ilyen interferencia okai a kábeláramkörök közötti áthallás csillapításának csökkenése, a rádióállomások hatása stb.

Az impulzus-interferencia időben koncentrált interferencia. Ezek véletlenszerű amplitúdójú, véletlenszerű időközönként egymást követő impulzusok véletlenszerű sorozata, és az általuk okozott tranziensek időben nem fedik egymást. Az interferenciák megjelenésének okai a következők: kapcsolási zaj, nagyfeszültségű vezetékekből származó interferencia, villámkisülések stb. A PM-csatornában az impulzus-interferenciák normalizálása a meghatározott elemzési küszöbértékek túllépési idejének korlátozásával történik.

A fluktuáló (véletlenszerű) interferenciát széles spektrum és maximális entrópia jellemzi, ezért a legnehezebb kezelni. A vezetékes kommunikációs csatornákban azonban a fluktuációs interferencia szintje meglehetősen alacsony, és alacsony fajlagos információátviteli sebesség mellett gyakorlatilag nem befolyásolják a hibaarányt.

A multiplikatív (jellel szorzó) interferencia a kommunikációs csatorna paramétereinek véletlenszerű változásából adódik. Ezek az interferenciák különösen a demodulátor kimenetén a jelszint változásában nyilvánulnak meg. Tegyen különbséget a sima és hirtelen szintváltozások között. Sima változások következnek be olyan időben, amely sokkal nagyobb, mint 0 - egyetlen elem időtartama; görcsös - 0-nál rövidebb ideig. A zökkenőmentes szintváltozások oka lehet a kommunikációs vonal csillapításának ingadozása, amelyet például az időjárás változásai okoznak, és a rádiócsatornák elhalványulása. A szintugrások oka lehet a berendezés rossz érintkezése, a kommunikációs berendezések, a méréstechnika stb.

Ha a szint több mint 17,4 dB-lel a névleges alá esik, törésnek nevezzük. Szünetben a szint a vevő érzékenységi küszöbe alá esik, és a jelek vétele ténylegesen leáll. A 300 ms-nál rövidebb ideig tartó szüneteket általában rövid távúnak, 300 ms-nál hosszabbnak nevezik.

Az impulzusinterferencia és a megszakítások a fő okai a diszkrét üzenetek vezetékes kommunikációs csatornákon történő továbbításának hibáknak.

Az additív interferencia három összetevőből áll: a frekvenciában koncentrált (harmonikus), az időben koncentrált (impulzus) és a fluktuációban. A frekvencia-koncentrált interferencia spektruma sokkal szűkebb, mint a csatorna sávszélessége. Az impulzus-interferencia rövid távú impulzusok sorozata, amelyeket a csatornában lévő tranziensek idejét meghaladó intervallumok választanak el. A fluktuáló interferencia egy egymást követő, folyamatosan követő impulzussorozatként ábrázolható, amely széles spektrummal rendelkezik, és túlmutat a csatorna sávszélességén. Az impulzus-interferencia a fluktuáció szélsőséges esetének tekinthető, amikor energiája az időtengely különálló pontjaira koncentrálódik, a harmonikus interferencia pedig egy másik szélsőséges esetnek, amikor minden energia a frekvenciatengely különböző pontjaiban összpontosul.

A PM csatornákban az additív interferencia jellemzői a psofometrikus zajteljesítmény és a súlyozatlan zajszint. Az első értéket egy másodfokú detektorral és egy speciális áramkörrel rendelkező készülék méri, amely figyelembe veszi az emberi fül, a mikrofon és a telefon érzékenységét a különböző frekvenciájú feszültségekre. A psofometrikus teljesítmény átlagos értéke 2*10-15 W/m. A súlyozatlan zaj mérése 200 ms integrációs idővel rendelkező kvadratikus detektorral történik. Ez az érték egy relatív nulla szinttel rendelkező ponton nem haladhatja meg a -49 dB-t a felülírás egyik szakaszában. A megadott jellemzők nem terjednek ki az impulzuszajra, amelyet külön-külön és speciális műszerekkel mérnek. A kommunikációs csatornákban jelentkező multiplikatív interferencia főként a reziduális csillapítás változásában fejeződik ki, ami a jelszint változásához vezet. A valódi kommunikációs csatornák jelszintjének változásai természetüknél fogva nagyon változatosak. Így például vannak zökkenőmentes és hirtelen változások a jelszintben (ezt néha a maradék csillapítás változásának nevezik), a szint rövid távú alulbecslése, rövid távú és hosszú szünetek.

Sima szintváltozások azok, amelyeknél a névleges értékétől a maximumig (minimumig) való szinteltérés aránytalanul hosszabb idő alatt következik be, mint a t0 továbbított jel egységelemeinek időtartama. A fokozatos szintváltozások közé tartoznak azok, amelyeknél a pH0M értékről a pMAX-ra történő szintváltozás egyetlen 0 intervallum idejével arányos időn belül történik.

Tanulmányok kimutatták, hogy hosszú időn keresztül a névleges értéktől való szinteltérések felfelé és lefelé egyaránt előfordulnak, miközben mindkét irányváltoztatás valószínűsége megközelítőleg azonos. Az ilyen jellegű változásokat a reziduális csillapítás lassú változásának nevezhetjük. Velük együtt a reziduális csillapításban gyors, viszonylag rövid távú változások következnek be, amelyek elsősorban a vételi szint csökkenéséhez vezetnek. A jelszint jelentős alulbecslése a vett jelek torzulásához és ennek eredményeként hibákhoz vezet. A jelszint alulbecslése csökkenti a zajtűrő képességét, ami a hibák számának növekedését is okozza. És végül, a szinkron rendszerekben a jelszint csökkenése a szinkronizálás megsértéséhez és a szinkronizálási módba való belépéshez szükséges bizonyos idő költségéhez vezet, amikor a normál szint visszaáll. Ezért be modern rendszerek A PDI speciális eszközök blokkolják a vevőt és annak szinkronizációs rendszerét, ha a jelszint egy előre meghatározott érték – P – alá esik. Emiatt a szint P-nél nagyobb vagy egyenlő értékkel történő csökkentését törésnek nevezzük. Az EACC ajánlások szerinti adatátvitelnél a P = 17,4 dB törésnek számít. A szüneteket rövidre és hosszúra osztják

A kapcsolt PM csatornákra a következő norma érvényes: t KR.PER ZOO ms. Ezt az időt a telefonkapcsoló berendezésekben alkalmazott áramköri megoldások közül választják ki, amelyek 300 ms-nál hosszabb szünet esetén korábban biztosítják a lekapcsolást. létrejött kapcsolat, azaz kommunikációs kudarchoz vezethet. Ezt az értéket az ITU ajánlja a kapcsolt PM átvitel meghibásodási kritériumaként. A rövid távú szünetek ajánlott aránya egy visszatérési helyen nem haladhatja meg az 1,5 * 10-5 értéket az óránkénti időközök 90%-ában.

A sima szintváltozásokat bizonyos mértékig a maradék csillapítás stabilitásának értéke jellemzi. Az ITU ajánlásai szerint a kétvezetékes PM-csatorna maradék csillapításának 7,0-nek, a négyvezetékes csatornának 17,4 dB-nek kell lennie, és időbeni instabilitása a vétel egyik szakaszában nem haladhatja meg az 1,75 dB-t.

A kommunikációs csatornákban az átviteli berendezés alvivő-frekvencia-generátorainak instabilitásával kapcsolatos sajátos multiplikatív interferenciák is előfordulnak. Emiatt nehéz elkülöníteni a koherens oszcillációt a vételnél FM közben, vagy az FM jel torzul. A meglévő szabványok szerint a vételi területen az alvivő frekvenciái közötti eltérés 1 Hz-re korlátozódik. Ezenkívül a kommunikációs csatornák jelszintjének ugrásai mellett fázisugrások is vannak, de ez utóbbiakat még nem normalizálták.

25. Az SP (átviteli rendszerek) felépítésének elvei időosztásos csatornákkal (TRC). Az analóg jelek digitálissá alakításának fő szakaszai (mintavételezés időben, kvantálás szintben, kódolás).

A TDM-mel ellátott átviteli rendszerekben digitális jeleket használnak, amelyek egyik vagy másik impulzuskód sorozat, pl. ez egy digitális adatok továbbítására szolgáló rendszer. Emlékezzen erre, hogy átalakuljon analóg jel digitálisban a DISZKRETIZÁLÁS, QUANTIZÁLÁS, KÓDOLÁS műveletek használatosak. A diszkretizálás a Kotelnyikov-tétel alapján történik. 0,3 - 3,4 kHz + 0,9 kHz (védőintervallum) sávszélességű PM jelekhez, pl. fv = 4 kHz. Órajel frekvencia mintavételezés ft = 2fv = 8 kHz. Minden minta 8 bitben kerül továbbításra, ami azt jelenti, hogy a PM jel ft × 8 bit = 8 × 103 × 8 = 64 kbps sebességgel továbbítható. Ez egy PM csatorna átviteli sebessége. A leolvasásokat nyolc bites bináris számok formájában továbbítják, amelyeket a leolvasások kvantálásával kapunk. Mert a kvantálásnak véges számú szintje van, és még max és min korlátozások is vannak, nyilvánvaló, hogy a kvantált jel nem pontos. A minta valódi értéke és a kvantált értéke közötti különbség a kvantálási zaj. A kvantálási zaj értéke a kvantálási szintek számától, a jel változási sebességétől és a kvantálási lépés megválasztásától függ.

Ha figyelembe vesszük a legegyszerűbb hálózat, amely két A és B pontból áll, amelyek között N digitális csatorna van elrendezve (itt nincs megadva, hogyan), akkor ezeken a csatornákon független jelátvitel lehetséges, ha ezek a csatornák megosztott egymás között. A csatornák két pont közötti felosztásának következő módjai lehetségesek:

Térbeli felosztás (térfelosztás), különböző átviteli médiumok használatával a csatornák szervezésére;

Az időosztás, amely továbbítja digitális jelek különböző időintervallumokban, különböző csatornákban;

Kódosztás, amelyben az osztás az egyes jelekhez meghatározott kódértékek alkalmazásával történik;

Hullámhossz-leválasztás, amelynek során a digitális jeleket optikai kábelben, különböző hullámhosszon szervezett digitális csatornákon továbbítják;

Divat szerinti elválasztás a csatorna szervezésekor különféle típusok elektromágneses hullámüreges hullámvezetők és optikai kábelek (módjai);

Üreges hullámvezetők és optikai kábel elektromágneses hullámának szétválasztása polarizációval.

A két csomópont közötti csatornák felosztása minden esetben nem jelenti egyetlen közeg jelenlétét az elektromágneses jel terjedéséhez. A jelek egy terjedési közegben történő továbbításához az egyik vagy másik kritérium szerint elválasztott csatornákat (a térbeli kivételével) kombinált (multiplexelés) művelettel csoportosítják, így digitális átviteli rendszert (DTS) alkotnak.

A digitális kapcsolórendszerekben (DSC) a jelek ilyen kombinálása és szétválasztása leggyakrabban időosztásos multiplexeléssel történik. Az időmultiplexelés jelenleg nem csak a DSP-k, hanem a CSC-k fontos eleme, és különösen e rendszerek interfészén játszik meghatározó szerepet. A telefonálásban az időmultiplexelést a telefoncsatornák időben történő elosztásának (szétválasztásának és kombinálásának) eszközeként definiálják, ha egyen keresztül továbbítják. fizikai vonal kapcsolatokat. Ebben az esetben az impulzusmoduláció egyik típusát alkalmazzák. Minden impulzus az egyik csatorna jelének felel meg, a különböző csatornák jelei egymás után kerülnek továbbításra.

A jelek időbeli kombinálásának elvét az 1. ábra mutatja. 1.8, amely egy forgó kommutátort mutat NAK NEK(középen) felváltva csatlakozik a csatorna sorozat kimeneteire. A kapcsoló ekkor az 1. csatorna kimenetére csatlakozik t, a 2. csatorna kimenetére t2, az N csatorna kimenetére időben t N , ami után a folyamat megismétlődik. Az eredményül kapott kimeneti jel különböző csatornákból származó jelek sorozatából áll, amelyek egymáshoz képest idő szerint eltolódnak Nál nél.

A vevőoldali jelek szétválasztása hasonló módon történik: a forgó kommutátor felváltva csatlakozik a csatornákhoz, az első jelet az 1-es számú csatornára, a második jelet a 2-es csatornára továbbítva, és így tovább. Nyilvánvalóan a vevő és adó oldalon lévő kapcsolók működését bizonyos módon szinkronizálni kell, hogy a vonal mentén érkező jelek a szükséges csatornákra kerüljenek. ábrán. Az 1.9. ábra az amplitúdó-impulzus modulált jelek továbbítására szolgáló három csatorna kombinálásának időzítési diagramjait mutatja be.

Mint fentebb említettük, a DSP PCM jeleket használ, amelyek több bitből álló digitális kódszekvenciák.

ideiglenes társulás A több PCM jel különböző forrásokból származó kódszekvenciák kombinációja közös vonalon történő közös átvitelhez, amelyben a vonal bármikor csak a vett kódszekvenciák egyikének továbbítására szolgál.

A PCM jelek időbeli kombinálását számos paraméter jellemzi. Ciklus Az időbeli kombinálás egymást követő időintervallumok halmaza, amelyek a különböző forrásokból származó PCM-jelek továbbítására vannak kijelölve. Az időkombinációs ciklusban minden PCM jelhez egy meghatározott időintervallum tartozik, amelynek helyzete egyedileg meghatározható. Mivel általában minden jel a saját átviteli csatornájának felel meg, egy ilyen, egy csatorna átvitelére szánt időintervallumot hívunk időrés(KI). Kétféle ciklus létezik: alapvető, amelynek időtartama megegyezik a jel mintavételi periódusával, és szuperciklus - egymást követő főciklusok ismétlődő sorozata, amelyben mindegyik helyzete egyedileg meghatározott.

Rizs. 1.8. Az időmultiplexelés körkörös értelmezése

Rizs. 1.9. ideiglenes társulás

A PCM berendezések építésénél alkalmazzák homogén ideiglenes társulás PCM jelek, amelyekben a kombinált PCM jelek kódszósebessége megegyezik. Ez lehetővé teszi a gyártást csoporttársítás PCM jeleket, és ezen az alapon hierarchikus rendszereket építenek a PCM jelek továbbítására.