Расчёт и выбор основных технических характеристик системы для передачи аналоговых сообщений

3.  Расчёт и выбор основных технических характеристик системы.

Для передачи аналоговых сообщений по цифровым радиолиниям необходимо преобразовать эти сообщения в цифровую форму. Такое преобразование связано с выполнением трёх операций:

-  дискретизация сообщений по времени;

-  дискретизация сообщений по уровню (квантование);

-  превращение сообщений, дискретизированных по времени и по уровню, в последовательность чисел, выраженных в виде соответствующих кодовых комбинаций.

3.1.  Определение частоты дискретизации.

В настоящее время наиболее разработанной и широко применяемой предельной дискретизацией непрерывных сообщений является дискретизация, основанная на теореме Котельникова: если непрерывная функция времени  имеет спектр, ограниченный полосой частот от нуля до  , то эта функция полностью определяется последовательностью своих мгновенных значений, взятых в моменты времени, отсчитываемые через интервалы . Практическое применение теоремы Котельникова наталкивается на серьёзные трудности, связанные с неограниченностью спектра сообщений и невозможностью получения идеальной коммутирующей последовательности  -функций.

В настоящее время в технических приложениях выбор интервала дискретизации непрерывных сообщений определяется в значительной мере требованиями удобства и простоты восстановления этих сообщений по отсчётам.  Будем использовать линейную интерполяцию. Тогда частота дискретизации будет определятся выражением [5]:

                               (7)

где - интервал дискретизации при линейной интерполяции, определяемый выражением:

                  (8)

где  - допустимая ошибка частоты дискретизации;

 - предельный интервал дискретизации, определяемый в соответствии с теоремой Котельникова выражением

                           (9)

Используя соотношения (7), (8), (9) и исходные данные , , рассчитаем частоту дискретизации.

 с

 с

   –  частота дискретизации.

3.2.  Определение разрядности квантователя.

Суть квантования по уровню состоит в замене значений, которое может принимать непрерывный сигнал, дискретным множеством  заранее установленных значений. При этом непрерывная шкала мгновенных значений сигнала  с размером делится на конечное число частей (квантов)  . Полученная при этом дискретная шкала называется шкалой уровней квантования, а её деления уровнями квантования. Квантование может быть равномерным и неравномерным. Равномерное квантование применяется чаще, так как его проще реализовать.

По заданному отношению сигнал шум квантования найдём требуемую разрядность квантователя. Воспользуемся следующей формулой [3]:

                            (10)

Тогда требуемая разрядность квантователя     . Берём .

3.3.  Структура группового сигнала, спектр сигнала.

При временном уплотнении для передачи сигналов каждого источника отводится отдельный участок времени. Физическое выделение участков производится с помощью синхронных на передающем и приёмном устройстве коммутаторов или распределителей. Один из участков (временных каналов) отводится для передачи синхронизирующих сигналов, относительно которых производится однозначный отсчёт участков времени отдельных каналов в обоих пунктах системы. Таким образом, нам необходимо передавать дополнительную информацию о начале кадра. Это обеспечивается устройством кадровой синхронизации. Синхронизирующее слово передаётся в начале кадра и называется словом кадровой синхронизации. Так как у данной радиолинии режим работы синхронный, то введение синхрослов, соответствующих пословной синхронизации, не требуется. Сформулируем требования к слову кадровой синхронизации.

На приёмной стороне система кадровой синхронизации выделяет кадровое слово, находящееся в начале каждого кадра. В основу её можно положить фильтр, согласованный с кадровым словом. На выходе фильтра получится сжатый импульс с длительностью, соответствующей одному символу, и амплитудой, превышающей амплитуду входного сигнала в n раз, где n – число символов в кадровом слове. При выборе структуры кадрового слова необходимо прежде всего позаботиться о том, чтобы подобное