639_Nosov_V.I._RRL_STSI._Mnogourovnevyj_kodek_

корректирующего кода (FEC) вероятность ошибки в стволе составляет рош=10-6, то с введением такого корректирующего кода – рош 10-9.

7.2 Обработка сигнала в многоуровневом декодере

На выходе декодера четности в потоке d2 рисунок 7.1 установлен дифференциальный декодер или декодер относительности. Принципиальным недостатком всех способов формирования опорного сигнала несущей из принимаемого М-ФМ, М-КАМ сигнала является неоднозначность фазы выделенной несущей. Порядок неоднозначности равен числу фаз принимаемого сигнала, так как формируемая немодулированная несущая (опорный сигнал для фазового демодулятора) может засинхронизироваться под любое из состояний фаз модулированного сигнала. При М-ФМ порядок неоднозначности равен позиционности модуляции. При 16 КАМ число фаз сигнала равно 12, при 32 КАМ – 28, а при 64 КАМ – 52 значения фаз.

При двухпозиционной фазовой модуляции 2-ФМ возможны скачки фазы опорного сигнала на 1800 и при этом наблюдается так называемая «обратная работа», когда на выходе демодулятора переданные символы появляются в инверсном виде рисунок 7.8.

При многопозиционной модуляции картина будет намного сложнее. Так на рисунке 7.9 приведены примеры для смещения опорного сигнала на = 450 относительно его номинального положения. Из рисунка видно, что при этом увеличивается количество проекций принятых сигнальных точек на

Таким образом, при смещении фазы опорного сигнала относительно его номинального значения =0 происходит неправильная фиксация уровней и следовательно возникают ошибки на выходах фазовых детекторов. Для устранения этих ошибок используется дифференциальное (относительное) кодирование цифровых потоков на входе модулятора и их относительное декодирование на выходе демодулятора.

Функциональные схемы относительного кодера и декодера приведены на рисунке 7.10. Кодер и декодер состоят из устройства вычисления суммы символов по модулю численно равному количеству фаз входного сигнала и элемента задержки символов на один такт. В системах с двухпозиционной ФМ функции сумматора и вычитающего устройства выполняет сумматор по модулю два.

Для каналов с многопозиционной ФМ и КАМ относительное кодирование и декодирование реализуют устройствами с двоичным представлением M- ичных символов.

После обработки сигналов шести цифровых потоков d1-d6 в декодерах они поступают на первый преобразователь скорости, в котором скорость понижается на 10 Мбит/с, т.е. удаляются избыточные биты в потоках d1 и d2,

151

которые были использованы для обнаружения и исправления ошибок. Кроме того, в этом преобразователе скорости осуществляется преобразование шести цифровых потоков в восемь.

Рисунок 7.8 «Обратная» работа эпюры а,б,в,г и еѐ устранение при дифференциальном кодировании эпюра е и декодировании эпюра и для 2-ФМ

152

При этом два блока символов светлый и серый в шести потоках таблица 2.3 преобразуется в один блок, в котором светлые и серые символы располагаются рядом таблица 2.2. В этом случае осуществляется операция обратная перемежению символов, в многоуровневом кодере, т.е. деперемежение символов.

Деперемежение позволяет преобразовать пакеты ошибок , которые могут появляться на выходе декодера Витерби, в одиночные ошибки, которые могут быть устранены корректирующими кодами с небольшой избыточностью в оконечных устройствах обработки цифрового сигнала.

С выхода первого преобразователя скорости восемь цифровых потоков поступают на дескремблер состоящий, как и скремблер, из восьми сумматоров по модулю два и генератора псевдослучайной последовательности с восьмью выходами. В качестве генератора псевдослучайной последовательности используется пятнадцатиразрядный регистр сдвига , который устанавливается от управляемого генератора циклового синхросигнала дополнительного заголовка радио цикла.

Рисунок 7.9 Изменение амплитуд и знаков проекций сигнальных точек при смещении фазы опорного сигнала на 450 относительно номинального значения при 16-КАМ

Этот генератор вырабатывает восьмиразрядный цикловой синхросигнал, структура которого определяется переключателем идентификатора ствола, который должен быть установлен в тоже положение, что и переключатель в многоуровневом кодере.

153

Десклемблер удаляет из цифровых сигналов псевдослучайную последовательность, которая была введена в многоуровневом кодере для устранения длинных последовательностей нулей и единиц, что увеличило объем информации о тактовой частоте и позволило улучшить электромагнитную совместимость передатчика данного ствола с другими радиосредствами, работающими в этой же полосе частот.

Рисунок 7.10 Структурная схема дифференциального кодера а и декодера б

Поскольку свои функции псевдослучайная последовательность выполнила при выделении тактовой частоты в КАМ демодуляторе и при прохождении радиосигнала в тракте распространения на пролете, ее необходимо удалить. Процесс удаления псевдослучайной последовательности изображен на рисунке

7.11.

а б

Рисунок 7.11 Структурная схема скремблера а и дескремблера б

Выходной сигнал скремблера получается суммированием по модулю два входного цифрового сигнала х(t) и псевдослучайной цифровой

154

последовательности y(t) с одинаковой тактовой частотой, которая выделяется из скремблированного цифрового потока z(t)

Выходной сигнал скремблера получается суммированием по модулю два скремблированного цифрового сигнала z(t) и такой же псевдослучайной последовательностью y(t)

В (7.5) суммируется по модулю два одна и та же псевдослучайная последовательность у(t), которая дает ноль. Таким образом, из входного цифрового сигнала удаляется псевдослучайная последовательность.

Для того, чтобы произошло удаление псевдослучайной последовательности, необходимо установку в генераторах псевдослучайной последовательности скремблера и дескремблера производить в один и тот же момент времени, в данном случае цикловым синхросигналом дополнительного заголовка радиоцикла. Генератор циклового синхросигнала, вырабатывающий начало цикла для дополнительного заголовка радиоцикла с помощью приемника циклового синхросигнала синхронизируется под начало цикла принимаемого сигнала. В случае отсутствия циклового синхронизма псевдослучайные последовательности у(х) скремблера и десклемблера не совпадают и ее удаления в десклемблера (7.5) не происходит и в этом случае ствол будет неработоспособным из-за действия в сигнале ствола псевдослучайной последовательности.

После удаления псевдослучайной последовательности в десклемблере цифровой сигнал восьмью потоками суммарной скорости 159,76 Мбит/с поступает на устройство выделения служебных сигналов из дополнительного заголовка радиоцикла. Это сигналы – дополнительный поток 2,048 Мбит/с, пять служебных каналов DSC1 – DSC15, по 64 Кбит/с каждый и служебный канал для автоматической регулировки мощности передатчика со скоростью 56 Кбит/с.

После выделения служебной информации из дополнительного заголовка радиоцикла свободные служебные биты в цифровых потоках удаляются во втором понижающем преобразователе скорости. Суммарная скорость восьми цифровых потоков на его выходе равна 155,520 Мбит/с. Полученный таким образом синхронный транспортный модуль STM –1 поступает на устройство резервирования стволов.

155

Контрольные вопросы

1.Поясните по структурной схеме принцип работы многоуровневого декодера

2.Поясните принцип работы устройства деразмещения сигнала и обнаружения и исправления ошибок

3.Поясните принцип формирования решетчатой диаграммы в сверточном кодере

4.Поясните принцип работы декодера Витерби

5.Поясните принцип исправления ошибок в шести информационных потоках при использовании избыточного кодирования только в первом и втором потоках

6.Поясните назначение дифференциального декодера

7.Поясните процедуру удаления ПСП из информационного сигнала в дескремблере

156

Список литературы

1.Беллами Дж. Цифровая телефония: Пер. с англ. – М.: Радио и связь,

1986. – 544 с.

2.Системы радиосвязи: Учебник для вузов / Н.И. Калашников, Э.И. Крупицкий, И.Л. Дороднов, В.И. Носов; Под ред. Н.И. Калашникова. М.: Радио и связь, 1988. – 352 с.

3.Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь / Пер. с англ.: Под ред. В.В.

Маркова. – М.: Связь, 1979. – 592 с.

4.Носов В.И. Основы построения радиорелейных линий синхронной цифровой иерархии. Учебное пособие. УМО по специальности связь. – Новосибирск.: СибГУТИ, 1999. – 98 с.

5.SDH Digital Microwave Radio System. System Handbook, vol. 1,2. – NEC, Japan. 1995.

6.SDH Digital Microwave Radio System. Instruction Manual, vol. 1,2,3,4,5. – NEC, Japan. 1995.

157

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В учебном пособии изложены основные характеристики и структурные схемы станций радиорелейных линий синхронной цифровой иерархии. Основным преимуществом цифровых радиорелейных линий является отсутствие накопления в них шумов при использовании регенераторов на каждой станции.

Рассмотрены функции байт секционного заголовка синхронного транспортного модуля и его обработка на радиорелейных станциях.

Проанализирована работа многоуровневого кодера, в котором: к входному цифровому потоку прибавляется дополнительный заголовок радио цикла RFCOH; производится скремблирование; осуществляется избыточное кодирование FEC и размещение полученных цифровых потоков на фазоамплитудной плоскости модулятора

В третьем разделе рассмотрена многпозиционная модуляция М-ОФМ и М-КАМ, структурные схемы модуляторов, прореживание сигналов и формирование сигнальных точек на фазово-амплитудной плоскости.

Рассмотрена работа адаптивного частотного эквалайзера, предназначенного для выравнивания амплитудно-частотной характеристики тракта передачи, которая искажается в результате многолучевого распространения сигнала на пролете радиорелейной линии.

Проанализирована работа многопозиционного КАМ демодулятора. Рассмотрена обработка сигналов и регулировки в КАМ демодуляторе Проанализированы схемы восстановления несущего колебания и определена вероятность ошибочного приема.

В отличие от адаптивного частотного эквалайзера, адаптивный трансверсальный эквалайзер устраняет влияние последствий многолучевого распространения радиоволн во временной области. Рассмотрены виды межсимвольных помех, возникающих в тракте передачи и способы их компенсации в адаптивном трансверсальном эквалайзере.

Рассмотрен многоуровневый декодер, в котором производится преобразование входных информационных потоков и осуществляется обнаружение и исправление ошибок. Затем в дескремблере удаляется псевдослучайная последовательность и производится расформирование дополнительного заголовка радиоцикла

.

158

Д.т.н., профессор Носов Владимир Иванович

РАДИОРЕЛЕЙНЫЕ ЛИНИИ СИНХРОННОЙ ЦИФРОВОЙ ИЕРАРХИИ.

Многоуровневый кодек, модем и эквалайзеры.

Учебное пособие

Редактор: Буров П.Н.. Корректор:

Формат бумаги 62х84 1/16, отпечатано на ризографе, шрифт №10, изд. л. 13,4 . Заказ №_____, тираж – 500 экз.

Типография СибГУТИ 630102, Россия, Новосибирск, ул. Кирова, 86

159