О возможности построения параллельного модема на сигнальных процессорах

О возможности построения параллельного                     модема на сигнальных процессорах.

СОДЕРЖАНИЕ                                                          стр.

Введение                                                                                    1

1. Структура передающего устройства параллельного модема.   2

2. Структура приёмного устройства параллельного модема.       5

3. Свойства сигнальных процессоров.                                          8

   4. Анализ алгоритмов цифровой обработки и возможности                            их реализации на сигнальном прoцессоре  ADSP-21XX.          9

Выводы.                                                                                   13    

Приложение:     Рис. 4.18 и 4.19.                                            14

Введение

Скорость передачи информации по каналу связи ограничивается искажением сигналов вследствие влияния свойств селективных цепей и условий распространения.  По мере возрастания скорости сильнее проявляют себя межсимвольная интерференция, многолучёвость распространения и рассеяние сигналов в среде. В гидроакустическом канале малой протяженности решающее влияние окажет межсимвольная интерференция, обусловленная селективными свойствами антенн.  Приемлемая помехоустойчивость канала достигается лишь при условии, что длительность элемента сигнала вдвое больше интервала поражения.  Из этого условия приходится остановиться на  значении скорости передачи 200 Бод.  Ограничение на скорость передачи можно преодолеть, если построить   параллельный, т. е. многоканальный модем, состоящий из нескольких подканалов. Принципы построения параллельного модема описаны в [37], а его реализация на аналоговой элементной базе рассмотрена в [92]. Более предпочтительна цифровая реализация, которая обеспечивает высокую надежность, отсутствие обслуживания и технологичность аппаратуры.  В СибГУТИ в начале 80-х годов был разработан параллельный модем для передачи информации по гидроакустическому каналу, реализованный на цифровой элементной базе средней интеграции [17].

Основной проблемой в обеих этих реализациях было построение узлов, осуществляющих операцию умножения.  Приходилось применять неоптимальные решения, что приводило к потерям помехоустойчивости. Эти затруднения с операцией умножения успешно преодолеваются при использовании современной элементной базы – цифровых сигнальных процессоров с достаточно большим быстродействием.  Такие недостатки прежних реализаций параллельного модема, как высокое энерго-потребление и  громоздкость,  при использовании сигнального процессора становятся слабо выраженными.

Имеются и другие недостатки параллельного модема:

*   Высокие требования к линейности группового тракта при широком динамическом диапазоне приходящих сигналов.  Необходимую линейность (не хуже единиц %) удается достичь лишь в условиях  применения  цепи АРУ с  диапазоном регулирования около 60 дБ,  что значительно усложняет  приемное устройство.

*   Высокий пик-фактор группового сигнала. Это приводит к значительному снижению мощности, приходящейся на один подканал, и, соответственно,  к  необходимости строить передающее устройство с большой выходной мощностью.

Чтобы оценить возможность реализации параллельного модема на базе цифровых сигнальных процессоров, проанализируем алгоритм работы параллельного  модема, выполненного на цифровых микросхемах средней интеграции. Другими словами, модем [17] будет использован ниже как прототип для параллельного модема, разрабатываемого на базе сигнального процессора, чтобы произвести оценку достижимых результатов.

1.  Структура передающего устройства параллельного модема.

Режим передачи цифровой информации с донной станции на обслуживающее судно устанавливается по  соответствующей команде. При этом включается передающее устройство информационного канала, установленное на донной станции, и на его вход с устройства регистрации донной станции поступает двоичная последовательность передаваемой информации. Передача информации по гидроакустической линии связи производится в полосе частот 28.7 .. 30.4 кГц на четырех ортогональных гармонических поднесущих с частотами 29.6, 29.8, 30.0 и 30.2 кГц. Передача информации на каждой поднесущей осуществляется методом дискретной относительной фазовой модуляции (ДОФМ) со скоростью 200 Бод. Пропускная  способность канала составляет 800 бит/с  в режиме однократной ДОФМ или 1600 бит/с  в режиме двукратной ДОФМ.

Работа системы тактовой синхронизации обеспечивается дополнительной пятой ортогональной поднесущей с частотой 28.8 кГц, на которой методом фазовой модуляции передается регулярная последовательность импульсов - "точки" со скоростью 50 Гц. Этот же сигнал используется и для работы системы автоматической регулировки усиления (АРУ) линейного тракта приемного устройства. Сигнал синхронизации ортогонален сигналам информационных подканалов и благодаря этому не окажет мешающего влияния на передачу рабочей информации.