Другие предметы \ Основы построения Земных станций и бортовых ретрансляторов

Конспект лекций по курсу: «Основы построения Земных станций и бортовых ретрансляторов». Часть 2: "Модуляция, кодирование и декодирование", страница 2

Точные расчеты расширения спектра (формат СDMA) для ЧМ сигналов сопряжены с принципиальными трудностями вследствие нелинейной зависимости пилот-сигнала c(t) и модулирующего колебания m(t). Девиация частоты в (2. 1. 1б), определяемая как Δfm(t), зависит от выбора индекса модуляции и пикового значения модулирующего колебания m(t). К сожалению, пиковые значения источников сигналов заблаговременно оценить затруднительно. Для ЧМ пилот-сигналов, модулированных одиночным источником (видео сигналом), ЧМ спектр сильно зависит только от СКО девиации, причем СКО, в свою очередь, зависит только от мощности Pm модулирующего колебания m(t).

Величина СКО индекса модуляции β может быть определена по формуле

.                                                                          (2. 2. 1)

Индекс ЧМ модуляции может быть определен точно с помощью выбора уровня мощности модулирующего колебания.


Рис. 2. 3. Форма спектра ЧМ сигнала при модуляции видео сигналом ( - СКО индекса модуляции)

Полосу частот ЧМ пилот-сигнала на практике часто определяют по формуле вида:

.                                             (2. 2. 2)

Пример: если величина  выбрана равной 3, то из (2. 2. 2) следует, что полоса частот модулированного сигнала равна 2х(4)х4 МГц=32 МГц. С другой стороны, из графика, приведенного на рис. 2. 3, следует, что спектр расширяется только на величину 2х(3,25)х4 МГц=26 МГц. Следовательно, для аналоговой предачи ТВ сигнала потребуется меньшая полоса частот, чем полоса частот, определяемая по формуле (2. 2. 2).

Модулирующий сигнал может иметь очень большие пиковые значения, что может привести к появлению спектральных компонент, выходящих за пределы величины СКО полосы. Для уменьшения пиковых девиаций в передатчике применяют компандер – усилитель с нелинейной зависимостью коэффициента усиления от уровня входного сигнала. В приемнике устанавливают усилитель с инверсной характеристикой для восстановления формы исходного сигнала.


При формировании спектра модулирующего колебания в многоканальной системе уровень мощности Pm зависит от количества каналов, активных в данный момент времени, а также от индивидуальных речевых характеристик каждого отдельного источника аудио сигнала. В этом случае трудно установить даже величину СКО частотной девиации. В многоканальных системах используют коэффициент загрузки, с помощью которого оценивают средний уровень мощности NdB в полосе частот модулирующих сигналов как функцию числа каналов.

Рис. 2. 4. По оси Y: требуемая девиация частоты ЧМ сигнала, МГц; по оси Х: число речевых каналов. Пример дан для формата FDM .

2. 3. Цифровое кодирование

Рис. 2. 5. Общая схема построения цифровой системы связи.

В аналоговых системах стремятся сохранить форму информационного сигнала за счет выбора больших отношений сигнал-шум.

В цифровых системах стараются передать информацию в виде двоичных разрядов с максимальной точностью.

Поэтому, показатели  цифровых систем обычно оценивают вероятностью того, что исходный двоичный разряд будет восстановлен в приемнике с определенной ошибкой (вероятностью ошибки в двоичном разряде).

Главное достоинство цифровых систем связи:

информационные данные, закодированные с помощью двоичных разрядов, могут быть переданы практически без ошибок и для передачи таких данных требуется меньшая мощность пилот-сигнала по сравнению с аналоговыми системами.

Основной недостаток цифровых систем связи:

необходимы высокоскоростные устройства преобразования аналоговых сигналов в цифровой код (АЦП) и устройства обратного преобразования (ЦАП).

Скорость генерирования данных (бит/с) на передающем пункте является одним из основных параметров цифровых систем телекоммуникации.

Примеры скоростей передачи цифровых данных:

Скачать файл