Принципы построения многоканальных систем передачи. Условие ортогональности спектров КС. Критерии оценки вида модуляции при ЧРК

Многоканальные телекоммуникационные системы

Часть 1. Принципы построения МТКС

Системы передачи с ЧРК

Условия, при которых спектры КС не перекрываются.

Условие ортогональности спектров КС.

- Энергия сигнала.

Условие ортогональности самих КС.

-Мощность сигнала.

Ширина спектра группового сигнала при ЧРК

Требования к АЧХ ПФ пер. , пр.

Критерий оценки вида модуляции при ЧРК

Критерий оценки вида модуляции при ЧРК

Для ТФ-сигнала (АМ)

Для ТФ-сигнала (ЧМ)

АМ

5

БМ

10

ОМ

15

ЧМ

20

При этом

Критерии оценки вида модуляции при ЧРК

Для ТГ-сигнала

Выводы: 1. Для ТФ-сигналов лучшей является ОМ. 2. Для ТГ-сигналов лучшей является ЧМ.

Передача двух боковых полос и несущей (метод АМ)

Спектр сигнала на выходе ЛД

Передача одной боковой полосы (метод ОМ)

ЛИНИЯ

Г2

Г1

Передача одной боковой полосы (метод ОМ)

(синфазная составляющая сигнала)

(квадратурная составляющая сигнала)

Сравнительная характеристика методов АМ

Фильтровый метод (ФМ)

Фазоразностный метод (ФРМ)

Суть метода :

Фазоразностный метод (ФРМ)

Фазоразностный метод (ФРМ)

Фазо-фильтровый метод (ФФМ)

Сравнительная характеристика методов формирования ОБП

Демодуляция однополосных сигналов

Здесь k=UНБ/UВБ

Линейные искажения группового сигнала

Методы борьбы – включение АК и ФК

Статистические характеристики группового сигнала

Загрузка – средняя мощность на входе канала (группового тракта), приведенная к ТНОУ.

Активный канал – если за ТАКТ.=1 мин. сумма пауз между словами не превышает 350 мс.

Оценка максимальной (пиковой) мощности группового сигнала

1.2.6. Помехи в ЛТ и каналах МСП с ЧРК

• Виды помех и их влияние на МСП
• Собственные помехи, оценка шумовых свойств усилителей
• Помехи от линейных переходов
• Нелинейные помехи, коэффициенты и затухания нелинейности гармоник
• Комбинационные колебания
• Меры повышения защищенности, борьба с перегрузкой

Виды помех и их влияние на МСП

Оценка шумовых свойств усилителей

Помехи линейных переходов (ЛП)

Коэффициенты и затухания нелинейности гармоник

Коэффициенты нелинейности гармоник

Затухания нелинейности гармоник

Коэффициенты и затухания нелинейности гармоник

Коэффициенты и затухания нелинейности гармоник

Определение порога перегрузки (ПП) по МККТТ: ПП – это абсолютный уровень мощности синусоидального сигнала на выходе усилителя, увеличение которого на 1 дБ приводит к увеличению уровня мощности 3-ей гармоники на 20дБ

Распределение мощностей нелинейных продуктов

Принцип действия компандера

ЛТ

п.1.2.7. Методы построения МСП с ЧРК

• Индивидуальный и групповой методы построения МСП с ЧРК
• Каналообразование в МСП с ЧРК
• Способы формирования стандартных групп
• Способы преобразования группового спектра в линейный

Индивидуальный метод

• Основные недостатки метода:
• малая дальность связи L;
• малое число каналов N.

Оценка переходных влияний между каналами

Причина – завал АЧХ ЛТ

- завал АЧХ ЛТ сверху (МПП – I рода)

ЭЛТ

R1

Вх

Вых

C1

Оценка переходных влияний между каналами

- завал АЧХ ЛТ снизу (МПП – II рода)

ЭЛТ

Вх

Вых

C2

R2

При

и

,здесь

Оценка переходных влияний между каналами

При

)

(По МККТТ

Для каскадного соединения УУ

Дискретизация

Часть 1. Принципы построения многоканальных систем передачи

Квантование

Часть 1. Принципы построения многоканальных систем передачи

Кодирование

Часть 1. Принципы построения многоканальных систем передачи

Режим работы ЦСП

Относительная ошибка квантования

в) Минимум разделительной полосы

G(f)

f

FB

FH

Результаты оценки FД

Квантование

Квантование

Виды АХ квантования

ΔUВЫХ

ΔUВЫХ

ΔUВЫХ

Δ

Δ

Δ

UВХ

UВХ

UВХ

Квантование

Линейное равномерное квантование

Квантование

Оценка защищенности для РС

Квантование

Квантование

Определим выигрыш в защищенности

ΔUВЫХ

ΔUВЫХ

Δ(UВХ)

Δ=Const

UВХ

UВХ

КОДИРОВАНИЕ

Линейное кодирование (с равномерной шкалой квантования)

Лин. кодер

Лин. декод.

ЛТ

ИКМГР

ИКМГР

АИМГР

АИМГР

Кодер

Декодер

КОДЕК

Нелинейное кодирование (с неравномерной шкалой квантования)

Экспандер

Компрессор

АИМГР

ЛТ

ИКМГР

ИКМГР

АИМГР

Лин. кодер

Лин. Декодер

КОМПАНДЕР

Равномерные коды (с m=const)

в) Рефлексный двоичный код

б) Симметричный двоичный код

а) Натуральный двоичный код

UВЫХ

UВЫХ

UВЫХ

UВХ

UВХ

N

N

N

UВХ

Кодеры с линейной шкалой квантования

а) Кодеры счета

АИМ

АИМГР

ГО

ЭК

ШИМ

Двоичный счетчик

ГСИ

ИКМ

0011

1010

0110

ИКМГР

Кодеры с линейной шкалой квантования

Быстродействие кодера счета определяется скоростью работы счетчика

АИМ

ШИМ

ГСИ

Кодеры с линейной шкалой квантования

б) Кодеры взвешивания

Яч.n

Яч.1

Яч.2

-

-

Uвх

Uэт2

Uэтn

РУ

РУ

РУ

Uэт1

Алгоритм работы кодера взвешивания

Пример 1: Uвх=21

5

5

1

1

21

Яч5

Яч4

Яч2

Яч3

Яч1

16

8

1

4

2

1

1

1

0

0

Кодеры с линейной шкалой квантования

Пример 2: Uвх=21; Кус=2; Uэт=16

5

10

21

Яч1

Яч5

16

16

1

1

Кодер взвешивания на одной ячейке с ОС

UЭТ

Кодеры с линейной шкалой квантования

в) Матричные кодеры

Отличаются высоким быстродействием, но низкой точностью кодирования.

Анод

Кодовая маска

Обычно m<5÷7 N=2m=2(5÷7) Fд=96кГц÷12МГц

ИКМ

Катод

АИМ

ГПН

RН

+U

Находят применение в системах телеметрии.

Кодеры с нелинейной шкалой квантования

а) Аналоговое компандирование

Компрессор

Экспандер

АИМ

ЛТ

ИКМ

ИКМ

АИМ

ЛК

ЛДК

б) Нелинейное кодирование

UВЫХ

8 сег.

1.0

АИМ

РУ

7 сег.

UЭТ

0.5

ЦАП

16

ИКМ

ЦЭ

1.0

0

UВХ

0.5

0.25

0.125

Р2

Р3

Р1

Р4

Р5

Р7

Р8

Р6

Упр. рег

знак полярн.

номер уровня квантования

номер сегмента

Кодеры с нелинейной шкалой квантования

в) Цифровое компандирование

12p

8p

АИМГР

ИКМГР

8p

12p

АИМГР

ИКМГР

ЛТ

ЦЭ

ЛК

ЛДК

ЦК

8p

8p

12p

8p

АИМГР

ИКМГР

АИМГР

ИКМГР

ЛТ

8p

ЦЭ

ЛК

ЛДК

8p

8p

12p

ЦЭ

8p

Кодеры с нелинейной шкалой квантования

Преобразование кодов в ЦЭ

128 сег.

UВЫХ

UВЫХ

8 сег.

7 сег.

16

16

UВХ

UВХ

Цифровые виды модуляции

АИМ

Uс(t-)

Uс

Uс(t)

t

АИМ

mикм

t

mдикм

t

ИКМ

ДИКМ

t

t

mикм- велико(Это плохо)

mдикм-мало(это хорошо)

Дифференциальная ИКМ

На передаче:

На приёме:

Uс(t-)

m

Uс(t)

ДИКМ

t

t

t

t

m

U’с(t)

Uнакоп(t)

ДИКМ

t

t

Аналоговая реализация ДИКМ

Схема кодера

Схема декодера

a)

U’c

Uc

АИМ

ДИКМ

К

ДК

-

+

Fд

Циркулятор

б)

Uc

К

АИМ

-

Fд

U’c(t)

Циркулятор

Цифровая реализация ДИКМ

Схема кодера

Схема декодера

АЦП

-

+

ЦАП

ДИКМ

Для сигнала ЗВ:

Для сигнала ТВ:

дБ

дБ

Линейная дельта-модуляция (ЛДМ)

Uc(t)

Принцип ДМ

Принцип ДМ

Тт

t

Тд икм

t

t

t

Шумы перегрузки

Тт

Шумы квантования

Uдм(t)

t

Реализация ЛДМ

Схема кодера

Схема декодера

Uc

U’c

-

РУ

ДМ

Адаптивная дельта-модуляция

Меры снижения шумов перегрузки:

Вывод: необходимо использовать нелинейное компандирование. Известно 3 вида компандирования:

а)Инерционное (слоговое) компандирование (РС)

Инерц. компрессор

Кодер ЛДМ

Инерц. экспандер

Декодер ЛДМ

Виды компандирования при ДМ

б) Мгновенное компандирование (ТВ)

Uc

U’c

РУ

-

+

ПШ

ПШ

РУ

Виды компандирования при ДМ

б) Цифровое компандирование (ТВ)

РУ

-

ПШ

ПШ

АПЕ

АПЕ

Вывод:1)Компандирование позволяет в 4 раза снизить fт. 2)ДМ более помехоустойчива, чем ИКМ.