Анализ системы идентификации импульсной функции канала передачи данных по телефонным линиям связи в условиях радиоразведки (Лабораторная работа № 2)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

по дисциплине "Основы теории управления"

Тема лабораторной работы. Анализ системы идентификации импульсной функции канала передачи данных по телефонным линиям связи в условиях радиоразведки.

Цель лабораторной работы. Получение практических навыков анализа эффективности адаптивных систем передачи данных.

Задание. Моделированием на ЭВМ определить зависимость погрешности идентификации импульсной функции от величины отношения сигнал/эхо-сигнал.

Функциональная схема цифровой системы передачи данных по телефонным линиям связи в условиях радиоразведки изображена на рисунке 1.

1. Описание системы передачи данных

Модемы абонентов связи А1 и А2 (рис. 1) по телефонным линиям связи передают данные в формате КАМ-сигналов. Модем А3 системы радиоразведки принимает сигналы, проходящие по линии связи, соединяющей модемы А1 и А2. Модем А3, как это видно из схемы системы передачи данных, помимо информационного сообщения (передаваемого модемом А1) содержит эхо-сигнал отвечающего модема (А2). Математическая модель канала связи модемов А1 и А3 заранее не известна, поэтому система демодуляции модема А3 содержит подсистему идентификации импульсных функций каналов передачи информационного сообщения и эхо-сигнала. Функциональная схема адаптивной системы демодуляции КАМ-сигналов приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Адаптивная система демодуляции КАМ-сигналов

На рисунке 2 приняты следующие обозначения: АГГК - адаптивный генератор гармонических колебаний системы выделения видеосигналов  синфазного  и квадратурного  каналов; ФНЧ - фильтр нижних частот; СИИФ - система идентификации импульсной функции канала связи; ДМ - демодулятор.

При передаче сигнала в цифровом виде первичный электрический сигнал в аналоговом виде подвергается дискретизации, согласно теореме Котельникова, с частотой дискретизации:

                                                      

(1)

,                                                

где верхняя частота в спектре сигнала.

После дискретизации по времени и квантованию по уровню сигнал поступает в  канал связи в виде последовательности импульсов. Согласно преобразованиям Фурье ограниченным во времени импульсам соответствует теоретически бесконечный спектр, представленный на рисунке 3.

Рис. 3. Пример преобразования Фурье

для ограниченного по времени сигнала в импульсной форме.

а) – временное представление импульса; б) - спектральное представление импульса.

Однако полученные в результате импульсы с неограниченным спектром невозможно передавать по каналу связи с ограниченной полосой пропускания. Частотный диапазон всех реальных каналов связи является ограниченной величиной. Это приводит к соответствующему ограничению спектра передаваемых по этому каналу сигналов. Согласно паре преобразования Фурье, ограниченному по частотной полосе сигналу соответствует неограниченный по времени сигнал, т.е. посылки сигнала на выходе канала будут растянуты на некоторый временной, теоретически бесконечный промежуток. Следствием этого является взаимное перекрытие между посылками сигнала (межсимвольная интерференция).

Для борьбы с межсимвольной интерференцией (МСИ) в современных системах связи применяют различного рода корректоры, компенсирующие искажения сигналов в каналах связи. Для оценивания значений символов информационной последовательности по принятой последовательности широко распространен поэлементный приём линейными приёмниками. Этот метод не является оптимальным при наличии амплитудных искажений в канале