Пояснить принцип построения многоканальной системы передачи. Принцип ЧРК и ВРК
Основы теории многоканальной передачи сообщений
Используемые методы разделения каналов (РК) можно классифицировать на линейные и нелинейные (комбинационные).
В большинстве случаев разделения каналов каждому источнику сообщения выделяется специальный сигнал, называемый канальным. Промодулированные сообщениями канальные сигналы объединяются, в результате чего образуется групповой сигнал (ГС). Если операция объединения линейна, то получившийся сигнал называют линейным групповым сигналом.
Для унификации многоканальных систем связи за основной или стандартный канал принимают канал тональной частоты (канал ТЧ), обеспечивающий передачу сообщений с эффективно передаваемой полосой частот 300…3400 Гц, соответствующей основному спектру телефонного сигнала.
Многоканальные системы образуются путем объединения каналов ТЧ в группы, обычно кратные 12 каналам. В свою очередь, часто используют "вторичное уплотнение" каналов ТЧ телеграфными каналами и каналами передачи данных [6].
Частотное разделение каналов, Мультиплексирование с разделением по частоте (англ. Frequency-DivisionMultiplexing, FDM)
Разделение каналов осуществляется по частотам. Так как радиоканал обладает определённым спектром, то в сумме всех передающих устройств и получается современная радио связь. Например: спектр сигнала для мобильного телефона 8 МГц. Если мобильный оператор даёт абоненту частоту 880 МГц, то следующий абонент может занимать частоту 880+8=888 МГц. Таким образом, если оператор мобильной связи имеет лицензионную частоту 800—900 МГц, то он способен обеспечить около 12 каналов, с частотным разделением.
|
|
|
Частотное разделение каналов применяется в технологии X-DSL. По телефонным проводам передаются сигналы различной частоты: телефонный разговор-0,3-3,4 кГц а для передачи данных используется полоса от 28 до 1300 кГц.
Очень важно фильтровать сигналы. Иначе будут происходить наложения сигналов, из-за чего связь может сильно ухудшиться.
Практика построения современных систем передачи информации показывает, что наиболее дорогостоящими звеньями каналов связи являются линии связи: кабельные, волноводные и световодные, радиорелейные и спутниковые и др. Поскольку экономически нецелесообразно использовать дорогостоящую линию связи для передачи информации между единственной парой абонентов, то возникает проблема построения многоканальных систем передачи, в которых одна общая линия связи уплотнятся большим числом индивидуальных каналов. Этим обеспечивается повышение эффективности использования пропускной способности линии связи. Сообщения А1(t), …, АN(t) от N источников ИС1, …, ИСN с помощью индивидуальных модуляторов М1, …, МNпреобразуются в канальные сигналы U1(t), …, UN(t). Сумма этих сигналов образует групповой канальный сигнал UЛ(t), который передается по линии связи (ЛС). Групповой приемник П преобразует полученный сигнал ZЛ(t) в исходный групповой сигнал Z(t)=U(t). Индивидуальные приемники П1, …, ПN выделяют из группового сигнала Z(t) соответствующие канальные сигналы Z1(t), …, ZN(t) и преобразуют их в сообщения AutoShape 1. Блоки М1, …, МN и сумматор образуют аппаратуру уплотнения, блоки М, ЛС и П – групповой канал. Аппаратура уплотнения, групповой канал и индивидуальные приемники образуют систему многоканальной связи.
|
|
|
Чтобы разделяющие устройства могли различать сигналы отдельных каналов, должны быть определены соответствующие признаки, присущие только данному сигналу. Такими признаками в случае непрерывной модуляции могут быть частота, амплитуда, фаза, в случае дискретной модуляции еще и форма сигнала. В соответствии с используемыми для разделения признаками различаются и способы разделения: частотные, временные, фазовые и др.
Частотное разделение каналов (ЧРК). Частотное разделение широко применяется в аналоговых системах [6]. Одновременная передача нескольких сообщений осуществляется путем размещения их в разных полосах частот. Для этого используют разнесенные по частоте поднесущие гармонические колебания f1,f2, …. ,fn, каждое из которых модулируется своим сообщением с полосой частот Ωн –Ωв. В результате около каждой поднесущей получают полосу частот.
|
|
|
При правильно выбранном разносе между отдельными поднесущими спектры канальных сигналов не перекрываются.
Сообщение Si(t) модулируют по амплитуде или частоте поднесущие в канальных передатчиках. В аппаратуре уплотнения (АУ) образуется суммарный групповой сигнал, который модулирует несущие колебания передатчика. Наиболее часто применяется частотная модуляция несущей. Частоту несущего колебания выбирают значительно выше максимальной частоты спектра группового сигнала. Полученный линейный сигнал передается по радиолинии связи Л.
На приемном конце производится демодуляция несущего колебания. Полученный групповой сигнал, состоящий из более низких поднесущих частот, поступает на полосовые фильтры ПФi. Полосы пропускания этих фильтров соответствуют канальным сигналам. Полосовые фильтры осуществляют разделение каналов по частоте. Сигналы отдельных каналов поступают на соответствующие приемники Ппрi. . Здесь канальные сигналы усиливаются, детектируются и преобразуются в сообщения Si(t).
|
|
|
В системах с ЧРК применяются различные виды модуляции: АМ- ЧМ, ЧМ- ФМ и т.д. В радиорелейных линиях при уплотнении телефонных каналов количество каналов может достигать 2700.
Временное разделение каналов. Временной способ разделения каналов применяется в аналоговых импульсных и особенно широко в цифровых системах [6]. При временном разделении радиолиния посредством коммутации поочередно предоставляется для передачи сигналов по каждому каналу. Для синхронизации работы коммутаторов в передающей и приемной частях системы должны передаваться специальные сигналы синхронизации. Частота канальных импульсов при передаче аналоговых сообщений выбирается в соответствии с теоремой Котельникова. Синхронная коммутация каналов на передающем и приемном концах радиолинии обеспечивает разделение каналов.
В аналоговых линиях квантование сообщений по времени осуществляется с помощью последовательности видеоимпульсов с посто- янным периодом повторения (импульсная поднесущая). В первой ступени модуляции производится изменение одного из параметров импульсной последовательности в соответствии со значениями сообщений в моменты появления импульсов. При этом используются импульсные виды модуляции АИМ, ШИМ или ВИМ.
В промежутках времени между импульсами одного сообщения в общий тракт поступают импульсы других каналов и сигналы синхронизации. Таким образом, образуется групповой сигнал. Вторая ступень модуляции производится посредством модуляции несущего колебания импульсной последовательностью группового сигнала. Модуляция несущей осуществляется по амплитуде или частоте.
В командных и телеметрических линиях широко применяются системы с модуляциями ВИМ-АМ, ШИМ-ЧМ, АИМ-ЧМ. В радиорелейной связи применяются системы с модуляцией ВИМ-АМ.
Сообщения Si(t) поступают на канальные модуляторы – квантователиМi. Период и моменты квантования сообщений различных каналов определяются импульсами, поступающими с канального распределения КР.
Распределитель образует ряд импульсных поднесущих, каждая из которых модулируется своим сообщением. В результате модуляции на выходе Мi образуется последовательность канальных импульсов i-го канала, где i=1,2, …, n. Переключение каналов производится последовательно во времени. Распределитель КР управляется синхронизирующими импульсами генератора ГСИ.
В аппаратуре уплотнения производится суммирование синхронизирующих и канальных импульсов и их нормализация по амплитуде (при модуляции ВИМ или ШИМ) или по длительности (при модуляции АИМ). Образованный групповой сигнал модулирует в передатчике Ппер несущее колебание и излучается.
На другом конце радиолинии принятый радиосигнал усиливается и детектируется, в результате чего образуется групповой сигнал. Синхронизирующие импульсы отличаются по форме (ИВК) или по длительности от канальных. В каскаде ФСС осуществляется формирование принятых синхронизирующих сигналов, которые управляют работой распределителя каналов КР приемной части.
Таким образом, коммутаторы КР на приемном и передающем концах линии работают синхронно. Групповой сигнал поступает на разделение каналов с помощью канальных демодуляторов Дi. Демодуляция канальных импульсов осуществляется в строго отведенный каждому каналу интервал времени по сигналам распределителя КР.
Преимущество систем с ШИМ по сравнению с АИМ заключается в возможности применения ограничения импульсов по минимуму и максимуму. При этом исключается влияние помех, искажающих амплитуду импульсов.
Время-импульсная модуляция (ВИМ) обладает наибольшей помехоустойчивостью из всех видов импульсной модуляции. При демодуляции сигналов с ВИМ с целью увеличения амплитуды выходного сигнала предварительно производится преобразование ВИМ и ШИМ. В дальнейшем осуществляется демодуляция сигналов, имеющих широтно-импульсную модуляцию. В системах с ВИМ синхронизирующие и канальные импульсы могут быть представлены в виде импульсно-временных кодов, что повышает помехоустойчивость радиолинии.
Системы с ВРК имеют до 100 каналов, т. е. гораздо меньше, чем при частотном разделении. С ростом числа каналов при ВРК сложность аппаратуры уплотнения и разделения каналов существенно возрастает. Однако эта аппаратура в системах с ВРК значительно проще, чем в системах с ЧРК. При этом широко применяются логические элементы цифровой техники.
В радиолиниях с ВРК предъявляются высокие требования к точности синхронизации каналов. Аналоговые системы с ВРК применяются в телеметрических и командных радиолиниях. Преимущество использования ВРК в радиорелейных линиях связи является возможность выделения любого числа каналов на промежуточных станциях. Требования к приемным устройствам и нелинейности тракта в системах с ВРК менее жестки, чем при частотном разделении.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 2593; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!