Экзамен 2021 / ОТС Лекции 1 и 2 часть
.pdf
последовательности модулируется, различают: АИМ (амплитудно-импульсная модуляция), ЧИМ (частотно-импульсная модуляция), ФИМ (фазо-импульсная модуляция), ШИМ(широтно-импульсная модуляция).
ПФ при ВРК ограничивает спектр всего многоканального сигнала. Основной характеристикой такой МСС с ВРК является временная диаграмма многоканального сигнала (рис. 7.4).
U(t)ВРК
0 |
T 2T 3T |
(n-1)T nT (n+1)T |
t |
Рис.7.4. |
Тактовые импульсы поступают от ГТИ. Они имеют постоянную амплитуду, частоту и фазу. Коммутатор на передаче поочередно подключает источники информации к импульсному модулятору, который изменяет, например, амплитуду импульсов в соответствии с уровнем информационного сигнала. Если на интервале 0-Т коммутатор на передаче подключил к Имод первый источник информации, то коммутатор на приеме подключает выход коммутатора к первому получателю информации. Т.о. сначала передается импульс-отсчет 1-го канала, потом 2-го канала и т.д. n-го канала, затем снова импульс-отсчет 1-го канала, потом снова 2-го канала и т.д. Если отбросить все импульсы, кроме импульсов 1-ого канала, получим отсчеты информационного непрерывного сигнала 1-ого канала.
Коммутаторы Кпрд и Кпрм работают синхронно. На вход каждого ДМ поступают импульсы-отсчеты. Чтобы получить из этих импульсов переданный сигнал, нужно подать их на ФНЧ с характеристиками близкими к идеальным. Импульсы, поступающие от ГТИ могут быть и радиоимпульсами. В этом случае, сначала импульсы детектируются и далее поступают на ФНЧ.
u(t)
t
0 |
Ти |
Т |
Т+Ти |
Рис.7.5.
Причины взаимных помех между каналами при ВРК:
1) Полоса частот, отводимая для МСС с ВРК, ограничена, поэтому импульсы на выходе ПФ «расплываются» и занимают соседний временной интервал, отведенный для других каналов (рис.7.5).
46
2) Коммутаторы работают не синхронно; в худшем случае Кпрд находится в положении - 1, а Кпрм находится в положении – 2, следует полное нарушение связи.
Способы уменьшение помех при ВРК:
1)Увеличение периода следования импульсов Т, но при этом уменьшается количество каналов.
2)Совершенствование системы синхронизации.
3)Увеличение полосы частот системы связи, что позволяет уменьшить межсимвольную интерференцию.
МСС с фазовым разделением каналов (ФРК).
В многоканальной системе связи с ФРК теоретически без взаимных помех можно разделить только два канала. Оба канала передаются одновременно, в одной и той же полосе частот.
Разделение каналов осуществляется за счет ортогональности несущих. Первый канал передается на несущей sinω0t, а второй канал передается на несущей cosω0t .
Несущие ортогональны для Т→∞, т. е. по определению ортогональности:
|
1 |
Т / 2 |
|
lim |
∫sinω0t cosω0t dt = 0 ; |
|
|
|
(7.2) |
||
Т →∞ Т |
−Т / 2 |
|
|
|
|
|
|
Очевидно, что |
для конечных значений Т точное |
равенство нулю не |
|
соблюдается. Структурная схема системы связи с ФРК показана на рис.7.6.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПИ1 |
|
|
ИИ1 |
|
|
М1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СД1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г1sinω0t |
|
Гр Ус |
|
Гр Ус |
|
|
ГОН1 sinω0t |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
ПФ |
|
ПФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИИ2 |
|
|
М2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СД2 |
|
|
|
ПИ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г2cosω0t |
|
|
|
Рис.7.6. |
|
|
|
ГОН2 cosω0t |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ИИ, ПИ- источник и получатель информации; |
М1, М2–модуляторы; |
|||||||||||||||||
Г1,Г2 – генераторы, генерирующие sinω0t и cosω0t; ГрУс, ПФ – групповой усилитель и полосовой фильтр; СД1, СД2 – синхронный детектор; ГОН1 – генератор опорного напряжения,
он должен подстраиваться под напряжение даваемое Г1; ГОН2 – генератор опорного напряжения, он должен подстраиваться под напряжение даваемое Г2.
Напряжение на выходе группового тракта передатчика: |
|
Uпрд (t) = U1sinω0t + U2cosω0t ; |
(7.3) |
U1- сообщение первого канала, U2 – сообщение второго канала.
Этот же сигнал поступает на вход приемника, на вход СД1 и на вход СД2. Напряжение на выходе СД1:
47
Т |
Т |
Т |
U1Т |
|
|
uсд1 =∫[U1 sinω0t +U2 cosω0t]sinω0t dt=∫U1 sin2 ω0t dt+∫U2 cosω0tsinω0t dt= |
; |
||||
2 |
|||||
0 |
0 |
0 |
|
||
|
|
||||
(7.4) При выполнении вычислений учтено, что интегралы от знакопеременных функций сравнительно малы при ω0 Т >>1. Таким образом, на выходе СД1 получили сигнал первого канала. Аналогично, на выходе СД2 получим сигнал второго канала.
Причины взаимных помех при ФРК: 1)Разность фаз несущих частот на передаче не равна точно 900.
2)Фазы опорных напряжений не равны точно фазам несущих частот первого и второго каналов.
3)Операция интегрирования реализуется с погрешностью. Способы уменьшения взаимных помех
1)Следует совершенствовать систему частотной и фазовой синхронизации.
2)Следует уменьшать погрешности реализации операции интегрирования.
МСС с кодовым разделением каналов (КРК).
В многоканальной системе связи с КРК каналы передаются одновременно, в одной и той же полосе частот. Разделение каналов осуществляется за счет ортогональности несущих. Переносчиком информации при КРК являются шумоподобные сигналы, в качестве которых используются псевдослучайные последовательности, коды Баркера, функции Уолша, М-последовательности. Структурная схема системы связи с КРК показана на рис.7.7.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СФ1 |
|
ДМ1 |
|
|
ИИ1 |
|
|
М1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПИ1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ГШПС1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Гр |
|
Гр |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ус. |
линия |
Ус. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
ПФ |
ПФ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
связи |
|
|
|
СФn |
|
ДМn |
|
ПИn |
ИИn |
|
|
Мn |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГШПСn
Рис.7.7.
В данной структурной схеме наименование и назначение большинства блоков уже указано выше. Принципиально новыми являются следующие блоки: ГШПС1 - ГШПСn – генераторы шумоподобных сигналов;
СФ1 - СФn – согласованные фильтры.
В качестве переносчика в 1-ом канале, например, можно использовать код Баркера, показанный на рис. 7.8а , а в качестве переносчика во 2-ом канале использовать код Баркера, показанный на рис. 7.8б, т.е. тот же сигнал, циклически сдвинутый на один импульс..
48
u1(t) а)
t
u2(t) б)
Рис.7.8. t
ШПС подбираются таким образом чтобы автокорреляционная функция имела ярко выраженный максимум, а взаимокорреляционная функция была достаточно мала.
8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Теория электрической связи , анализируя идеальные модели сигналов, помех и каналов связи, указывает способы реализации потенциальной помехоустойчивости приема и максимальной скорости передачи информации. Современные системы связи практически реализовали эти потенциальные возможности для каналов связи с медленно меняющимися параметрами. Однако, большинство многолучевых и многопутевых каналов связи являются каналами связи с быстро меняющимися параметрами, для которых совершенствование способов передачи и приема все еще остается актуальной задачей. Знание основных положений теории электрической связи позволяет специалисту находить оптимальные решения для самых сложных условий
связи.
Список литературы
1.Теория электрической связи: Учебник для ВУЗов / под ред. Д. Д. Кловского.- М.: Радио и связь,1998.-433 с.
2.Сухоруков А.С. Теория цифровой связи (часть 1).-М.: ООО Инсвязьиздат, 2005.-50 с.
3.Сухоруков А.С. Теория электрической связи (часть 1).-М.: ООО
Инсвязьиздат, 1990.-62 с.
49
Содержание
Стр.
1.Введение………………………………………………………………………. 3
2.Оптимальный приемник. Потенциальная помехоустойчивость………….. 4
3.Согласованный фильтр………………………………………………………. 13
4.Энтропия. Статистическое кодирование……………………………………. 23
5.Помехоустойчивое кодирование (канальное кодирование)……………….. 32
6.Пропускная способность канала связи……………………………………… 40
7.Многоканальные системы связи (МСС)…………………………………….. 43
8.Заключение……………………………………………………………………. 49 Список литературы……………………………………………………………… 49
50
РЕЦЕНЗИЯ на конспект лекций по курсу Теория электрической связи.
Раздел: «Теория цифровой связи» (часть 2).
Конспект лекций доц. Сухорукова А.С. содержит материал по второй части курса Теория электрической связи. В конспект вошли следующие разделы: оптимальный приемник , некогерентные способы приема сигналов ДАМ, ДЧМ, ДОФМ, согласованный фильтр, помехоустойчивое кодирование, эффективное кодирование, пропускная способность канала связи, многоканальные системы связи. Содержание конспекта соответствует разделам основного учебника по курсу ТЭС. Конспект может быть рекомендован к использованию в учебном процессе для специальностей 200900, 201000, 201100, 201200.
Доцент кафедры ТЭС
51
РЕЦЕНЗИЯ на конспект лекций по курсу Теория электрической связи.
Раздел: «Теория цифровой связи» (часть 2).
Конспект лекций по курсу Теория электрической связи доц. Сухорукова А.С. содержит материал, посвященный оптимальным способам передачи и приема цифровых сигналов. В конспект вошли разделы: алгоритм работы и потенциальная помехоустойчивость оптимального приемника, структурные схемы и помехоустойчивость некогерентных способов приема сигналов ДАМ, ДЧМ, ДОФМ, согласованная фильтрация, способы эффективного кодирования (кодирование источника), помехоустойчивое кодирование (кодирование канальное), пропускная способность канала связи, многоканальные системы связи. Содержание конспекта соответствует разделам основного учебника по курсу ТЭС.
Содержание конспекта соответствует минимальному объему, который необходим студенту, самостоятельно занимающемуся по заочной или дистанционной форме обучения, чтобы подготовиться к углубленной работе с основным учебником.
Конспект может быть рекомендован к использованию в учебном процессе для специальностей 200900, 201000, 201100, 201200.
52
53