신호 분리 방법. 신호의 주파수 분리 신호의 위상 분리

~에 주파수 분할 채널(FDM) 전송될 각각의 메시지는 표준 PM 채널의 주파수 대역을 차지한다. 그룹 신호를 형성하는 과정에서 각 채널 신호에는 다른 신호의 스펙트럼과 겹치지 않는 주파수 대역이 할당됩니다. 그런 다음 총 대역폭 N-채널 그룹은 와 같습니다. 단일 측파대 변조가 사용되고 각 채널 신호가 주파수 대역을 차지한다고 가정하면 그룹 신호의 스펙트럼에 대해 다음을 얻습니다.

그룹 신호를 라인 신호로 변환 l (t)통신 회선(전송 경로)을 통해 전송됩니다. 수신 측에서 선형 신호를 그룹 신호로 변환한 후 후자는 대역 통과 채널 필터를 사용하여 Ф 에게(그림 11.1 참조) 대역폭 및 복조기 D 에게메시지 수신자에게 전송되는 채널 메시지로 변환됩니다.

수신 장치의 입력에 나- 모든 채널 신호 N채널. 신호를 상호 간섭 없이 분리하기 위해 각각의 필터 Ф 나주어진 주파수에 속하는 주파수만 감쇠 없이 통과해야 합니다. 나-번째 채널; 다른 모든 채널의 신호 주파수 필터 Ф 나억제해야 합니다. 대역통과 채널 필터의 비이상적인 특성으로 인해 채널 간에 상호 혼선이 발생합니다. 이러한 간섭을 허용 가능한 수준으로 줄이려면 채널 간에 보호 주파수 간격을 도입해야 합니다. 에 현대 시스템다채널 전화 통신각 채널에는 4kHz의 주파수 대역이 할당되지만 전송된 음성 신호의 주파수 스펙트럼은 300 ... 3400Hz의 대역으로 제한됩니다. 즉, 신호 스펙트럼의 너비는 3.1kHz입니다. 따라서 이 경우 = 0.9kHz입니다. 이는 다채널 FDM 시스템에서 전송 경로 대역폭의 약 80%가 효과적으로 사용됨을 의미합니다. 또한 전체 그룹 경로의 매우 높은 선형성을 보장해야 합니다.

~에 시분할 채널(TSC) 다중 채널 시스템의 각 채널의 신호 전송을 위해 송신기와 수신기의 동기 스위치를 사용하여 그룹 경로가 교대로 제공됩니다. VRC가 있는 다중 채널 전송 시스템의 구조도는 그림 11.2에 나와 있습니다.

시간이 겹치지 않는 변조된 펄스 시퀀스(예: 진폭)는 TDM이 있는 시스템에서 채널 신호로 사용됩니다. 채널 신호 세트는 그룹 신호를 형성합니다.

시분할을 사용하면 채널 간 누화도 가능하며 이는 주로 두 가지 이유 때문입니다. 첫 번째 이유는 전송 경로의 주파수 응답 및 위상 응답이 불완전하기 때문이고, 두 번째는 송수신 측 스위치 동기화가 불완전하기 때문입니다. TRC 동안 상호 간섭 수준을 줄이기 위해 보호 시간 간격을 도입하는 것도 필요합니다. 이를 위해서는 각 채널의 펄스 지속 시간이 감소하고 결과적으로 신호 스펙트럼이 확장되어야 합니다. 따라서 다채널 전화 통신 시스템에서 효과적으로 사용되는 주파수 대역 에프비=3100Hz. Kotelnikov의 샘플링 정리에 따라 샘플링 주파수의 최소값 f D = 2f V= 6200Hz. 그러나 실제 시스템에서는 에프 디\u003d 8kHz(여백 있음).

이론적으로 TDM과 FDM은 주파수 스펙트럼을 사용하는 효율성 측면에서 동일하지만 실제 조건에서 TDM을 사용하는 시스템은 분리할 때 상호 간섭 수준을 줄이는 데 어려움이 있기 때문에 이 지표에서 FDM을 사용하는 시스템보다 다소 열등합니다. 신호. 그러나 TDM이 있는 시스템은 서로 다른 채널의 서로 다른 신호 전송 시간으로 인해 비선형 기원의 혼선이 없다는 사실로 인해 부인할 수 없는 이점이 있습니다. RTO 시스템에서 파고율은 더 낮습니다. 또한 RMC 장비는 PMC 장비보다 훨씬 간단합니다. TDM은 PCM을 사용하는 디지털 전송 시스템에서 가장 광범위한 응용 분야를 찾습니다.

시간 분리의 특별한 경우는 다음과 같습니다. 신호의 위상 분리, 2채널 전송만 제공될 수 있습니다.

일반적으로 공통 주파수 대역을 점유하면서 동시에 전송되는 신호는 선형 독립성 또는 직교성 조건을 만족하면 분리될 수 있다.

이러한 요구 사항이 충족됩니다. 모양이 다른 신호. 파동 분리 디지털 다중 채널 시스템은 월시 함수의 형태로 직교 시퀀스를 사용합니다. 형태에 의한 나눗셈의 일반화는, 비동기 주소 통신 시스템(AACC). 그러한 시스템에서 "작은 활성" 가입자로부터 발생하는 예비 대역폭은 쉽게 실현됩니다. 예를 들어, 1000명 중 50~100명의 가입자가 동시에 전송하는 1000채널 통신 시스템을 구성하는 것이 가능합니다.

~에 결합 분리 방법그룹 신호는 이산의 특정 조합의 표시입니다. 채널 메시지조합 번호에 해당하는 번호를 통해. 이러한 숫자는 모든 종류의 이산 변조 신호를 사용하여 전송할 수 있습니다. 예를 들어 이진 코드의 경우 (m=2)및 채널 수 N=2그룹 메시지는 0과 1의 다양한 조합(00, 01, 10, 11)에 해당하는 가능한 값을 취할 수 있습니다. N-채널 시스템에는 변조된 매개변수(주파수, 위상)의 다른 값이 필요합니다. 일반적인 경우 반송파의 여러 매개변수(예: 진폭 및 위상, 주파수 및 위상 등)를 동시에 변조할 수 있습니다. 조합(코드) 분리(압축)가 있는 다중 채널 시스템의 블록 다이어그램은 그림 11.3에 나와 있습니다. .

그림 11.3. 콤비네이션 씰이 있는 다중 채널 시스템의 구조 다이어그램

최근 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 진폭 위상 변조(APM), 직교 변조 방식으로 구현할 수 있습니다. AFM 시스템에서 하나의 기본 신호의 전송 간격 동안 위상과 진폭은 진폭과 위상의 가능한 이산 값의 수에서 선택된 값을 취합니다. 진폭 및 위상 값의 각 조합은 코드 기반이 있는 다중 위치 그룹 신호 신호 중 하나를 나타냅니다. APM 신호는 반송 주파수의 두 직교(위상 편이) 진동의 다중 레벨 진폭 및 위상 변조에 의해 생성될 수도 있습니다.

최근에는 이론도 성공적으로 개발되었습니다. 신호 코드 구조(SKK), 에너지 및 점유 주파수 대역에 대한 상당한 제한으로 전송 속도 및 노이즈 내성 증가를 목표로 합니다. QCM 이론에 대한 질문은 11장에서 논의됩니다.

무선 통신 시스템에서 신호의 코드 분할 및 복조

1. 신호의 부호분할을 이용한 무선통신시스템의 동작원리

시스템 작동 방식 셀룰러 통신코드 분할은 다음과 같이 설명할 수 있습니다. 간단한 예. 사람들이 끊임없이 이야기하는 대형 레스토랑이나 상점에 있다고 가정해 보겠습니다. 다른 언어들. 주변 소음(폴리포니)에도 불구하고 파트너가 당신과 같은 언어를 구사하면 이해합니다. 실제로 주파수(FDMA) 또는 시간(TDMA) 특성에 따라 할당된 범위를 협채널로 나누는 다른 디지털 시스템과 달리 CDMA 표준에서는 전송된 정보를 인코딩하고 코드를 잡음과 같은 광대역 신호로 변환하여 그것은 다시 추출될 수 있습니다. , 수신측에만 코드가 있습니다. 동시에 넓은 주파수 대역에서 서로 간섭하지 않는 많은 신호를 송수신할 수 있습니다. Oalcomm의 코드 분할 다중 액세스 구현의 핵심 개념은 직접 시퀀스 확산 스펙트럼, 월시 코딩 및 전력 제어입니다.

광대역은 정보를 전송하는 데 실제로 필요한 최소 대역폭을 훨씬 초과하는 매우 넓은 대역폭을 차지하는 신호를 전송하는 시스템을 말합니다. 예를 들어, 저주파 신호는 이 신호의 대역폭의 2배인 주파수 대역에서 진폭 변조(AM)를 사용하여 전송할 수 있습니다. 낮은 편차 주파수 변조(FM) 및 단일 측파대 AM과 같은 다른 유형의 변조를 사용하면 정보 신호와 유사한 주파수 대역에서 정보를 전송할 수 있습니다. 광대역 시스템에서, 단지 수 킬로헤르츠의 대역폭을 갖는 원래의 기저대역 신호(예를 들어, 전화 채널 신호)는 수 메가헤르츠 폭이 될 수 있는 주파수 대역에 분포된다. 후자는 전송된 정보 신호와 광대역 코딩 신호에 의한 반송파의 이중 변조에 의해 수행됩니다.

광대역 신호의 주요 특성은 신호 스펙트럼 폭 F와 주기 T의 곱으로 정의되는 베이스 B입니다.

의사 랜덤 노이즈 소스 신호를 정보 신호와 곱한 결과 후자의 에너지는 넓은 주파수 대역에 분산됩니다. 즉, 스펙트럼이 확장됩니다.

광대역 전송 방식은 채널 용량의 개념을 최초로 도입한 K.E. Shannon에 의해 발견되었으며, 주어진 신호 대 잡음비를 갖는 채널을 통한 오류 없는 정보 전송 가능성과 주파수 대역 간의 관계를 확립했습니다. 정보 전송을 위해 할당됩니다. 주어진 신호 대 잡음비에 대해 정보 전송에 사용할 수 있는 대역폭을 증가시켜 낮은 전송 오류율을 달성합니다.

정보 자체가 여러 가지 방법으로 광대역 신호에 도입될 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 가장 잘 알려진 방법은 광대역 잡음과 유사한 NPS 신호를 얻기 위해 반송파를 변조하기 전에 광대역 기저대역 코드 시퀀스에 정보를 오버레이하는 것입니다(그림 1).

협대역 신호는 각각 기간이 r 0 인 N 비트로 구성된 기간 T가 있는 의사 랜덤 시퀀스(PRS)로 곱해집니다. 이 경우 NPS 기반은 PSS 요소의 수와 수치적으로 동일합니다.

이 방법은 디지털 시퀀스를 사용하여 고주파 신호의 스펙트럼을 확산하는 모든 광대역 시스템에 적합합니다.

본질 광대역신호 대역폭을 확장하고 광대역 신호를 전송하고 수신된 광대역 신호의 스펙트럼을 정보 신호의 원래 스펙트럼으로 변환하여 유용한 신호를 추출하는 것으로 구성됩니다.

수신된 신호에 송신기에서 사용된 것과 동일한 PRN(Pseudo-random noise source)을 곱하면 원하는 신호의 스펙트럼이 압축되는 동시에 배경 잡음 및 기타 간섭 소스의 스펙트럼이 확장됩니다. 수신기 출력에서 ​​결과적인 신호 대 잡음 이득은 기저대역 신호 대역폭에 대한 광대역 비율의 함수입니다. 확산이 클수록 이득도 커집니다. 시간 영역에서 이것은 기본 정보 신호의 비트 전송률에 대한 무선 채널의 비트 전송률 비율의 함수입니다. IS-95 표준의 경우 비율은 128배 또는 21dB입니다. 수신기 출력에서 ​​신호 처리에는 간섭 수준보다 3dB 높은 신호 수준만 필요하기 때문에 시스템이 원하는 신호보다 최대 18dB 높은 간섭 수준으로 작동할 수 있습니다. 실제 조건에서는 간섭 수준이 훨씬 적습니다. 또한 신호 스펙트럼(최대 1.23MHz)을 확산하는 것은 수신 주파수 다이버시티 기술의 적용으로 간주될 수 있습니다. 무선 경로에서 전파되는 동안 신호는 전파의 다중 경로 특성으로 인해 페이딩될 수 있습니다. 주파수 영역에서 이 현상은 다양한 노치 대역폭(보통 300kHz 이하)을 갖는 노치 필터의 효과로 나타낼 수 있습니다. AMPS 표준에서는 10개 채널의 억제에 해당하며 CDMA 시스템에서는 신호 스펙트럼의 약 25%만 억제되어 수신기에서 신호 복구에 특별한 어려움을 일으키지 않습니다.

2. 복잡한 신호의 복조를 위한 매칭 필터의 사용

코드 분할 시스템에서 사용되는 합성 신호는 이진 코드의 하나의 심볼을 전송하는 데 사용되는 모든 기본 신호가 동일한 정보를 전달하기 때문에 큰 기반 외에도 높은 중복성을 특징으로 합니다.

이러한 신호의 수신과 중복이 있는 모든 신호의 수신은 요소별로 또는 전체적으로 수행될 수 있습니다. NPS가 사용되는 시스템의 경우 수신은 전체적으로 일반적입니다. 특히 복합 신호를 전체적으로 처리해야만 다중 경로 전파에서 별도의 빔 수신을 수행하고 BSS를 통한 통신의 완전히 다른 이점을 실현할 수 있습니다.

다른 신호와 마찬가지로 NSS의 수신은 오류 가능성을 최소화하는 최적의 수신기를 사용하여 수행됩니다. 최적의 수신기 구조는 변조 유형과 수신 지점에서 알려진 신호 매개변수의 수(코히어런트 또는 비코히어런트 수신 등)에 따라 달라집니다. 그러나 어떤 경우에도 최적의 수신기는 상관기 또는 정합 필터와 솔버를 포함합니다. 다양한 복잡한 신호인 PMSHPS(그림 2)의 위상 편이 변조 잡음 유사 신호를 수신하기 위해 SF를 사용하는 것을 고려해 보겠습니다.

정합 필터(그림 2)는 정보를 전달하는 NPS와 정합됩니다.

NPS Uk(t)가 사용되는 경우 SF의 임펄스 응답

여기서 는 상수입니다. T는 NPS의 기간입니다.

신호 Uk(t)는 정보 시퀀스의 "1"을 전송하는 데 사용되고 반대 신호 -Uk(t)는 "O"(전송(활성 일시 중지))를 전송하는 데 사용된다고 가정합니다.

Barker 코드(Ne=7)를 NPS로 선택합니다. 그 다음에

파형 Uk(t)는 그림 3에 나와 있습니다. 일치하는 필터는 아날로그 또는 이산일 수 있습니다. 다중 주파수 NPS는 다중 채널 SF에서 처리되며 PMSHPS 유형의 합성 신호에는 다중 탭 지연 라인(MLD)을 기반으로 구축된 SF가 사용됩니다. MLZ는 동축 케이블의 세그먼트인 SAW(Surface Acoustic Wave)를 이용한 초음파 지연선을 사용합니다. 이산 아날로그 SF는 전하 결합 소자(CCD)에서도 알려져 있습니다. MLZ의 대역폭은 NLS 스펙트럼의 대역폭보다 작아서는 안 됩니다.

개별 SF에서 샘플이 ADC를 사용하여 코드 그룹으로 변환되면 필터가 디지털 SF로 바뀝니다. 디지털 SF 구현을 위해 특화대형, 특대형을 활용할 예정이다. 집적 회로(LSI 및 VLSI). 정합 필터는 신호의 진폭, 시간 위치 및 초기 위상에 대해 불변의 속성을 가지고 있습니다.

그림 3은 MLZ의 아날로그 선형 SF를 보여줍니다. 그림 3에 표시된 위상 천이기(PV)의 포함으로 인해 이러한 필터는 물물교환 코드 시퀀스(NE=7)와 일치합니다.

파형 Uk(t), 간격의 시작과 끝 시간, RF 발진의 반송파 주파수를 알 때 유사한 수신 방법을 사용할 수 있습니다. 반송파의 초기 위상만 알 수 없지만 합성 신호의 모든 요소에 대해 동일합니다(그림 2). 이 경우 일관성 있는 축적과 함께 일관성 없는 수용을 말합니다. 수신의 불일치는 신호 자체가 아니라 신호의 엔벨로프가 스트로브 장치 CS의 입력에 공급된다는 사실 때문입니다. 따라서 SF는 최선의 방법불확실한 위상으로 알려진 신호를 수신합니다.

그림 4a는 SF Ucf(t)의 출력 전압을 보여주며, 이는 필터가 일치하는 NPS의 자기상관 함수를 실시간으로 반복합니다. 그림 2와 그림 4a를 비교하면 SF가 NPS에 상당한 영향을 미치고 신호의 ACF를 반복하는 필터 응답이 신호의 입력에서 작용하는 신호 자체와 거의 유사하지 않음을 확인할 수 있습니다. SF.

그림 4, 6은 포락선 검출기의 출력 전압을 보여줍니다.

하나의 통신 회선을 통해 많은 신호를 전송하는 원격 기계 시스템에서 기존 코딩의 사용은 불충분한 것으로 나타났습니다. 신호 분리 요소를 포함하는 추가 신호 분리 또는 특수 코딩이 필요합니다. 신호 분리 - 신호가 속성을 유지하고 서로를 왜곡하지 않는 하나의 통신 라인 또는 하나의 주파수 대역을 통해 많은 신호의 독립적인 송수신을 보장합니다.

현재 사용 중인 방법은 다음과 같습니다.

1. 동일한 주파수대역을 교대로 시간에 따라 순차적으로 신호를 전송하는 시분할

2. 주소 코드의 전송과 함께 신호의 시간(덜 자주) 분리를 기반으로 수행되는 코드 주소 분리

3. 주파수 분할: 각 신호에 고유한 주파수가 할당되고 신호가 시간에 따라 순차적 또는 병렬로 전송됩니다.

4. 주파수 시분할: 신호의 주파수와 시분할을 모두 이용할 수 있습니다.

5. 신호의 위상이 서로 다른 위상 분리.

일시적인 분리(VR).각 n - 신호에는 차례로 라인이 제공됩니다. 먼저 일정 기간 동안 티 1 신호 1이 전송됩니다. 티 2 - 신호 2 등 또한 각 신호는 고유한 시간 간격을 차지합니다. 모든 신호의 전송에 할당된 시간을 주기라고 합니다. 시그널링을 위한 대역폭은 코드워드에서 가장 짧은 펄스에 의해 결정됩니다. 정보 시간 간격 사이에 채널의 상호 영향을 피하기 위해 보호 시간 간격이 필요합니다. 왜곡을 통해.

시간 분리를 구현하기 위해 분배기가 사용되며 그 중 하나는 제어 지점에 설치되고 다른 하나는 실행 지점에 설치됩니다.

코드 - 신호의 주소 분리(CAR).신호의 임시 코드 주소 분할(VCAR)이 사용되는 반면 제어 지점과 제어 지점에서 분배기의 조정된 작동을 보장하기 위해 먼저 동기화 펄스 또는 코드 조합(동기 조합)이 전송됩니다. 다음으로 주소 코드라고 하는 코드 조합이 전송됩니다. 주소 코드의 첫 번째 문자는 제어 지점과 개체를 선택하기 위한 것이고, 후자는 기능의 주소를 형성하며, 이는 어떤 TM - 작업(기능)을 수행해야 하는지(TU, TI 등)를 나타냅니다. 그 다음에는 작업 자체의 코드 조합, 즉 명령 정보가 전송되거나 알림 정보가 수신됩니다.

신호의 주파수 분리.각 n - 신호에 대해 주파수 범위에서 자체 대역이 발행됩니다. 수신 지점(CP)에서 전송된 각 신호는 먼저 대역 통과 필터에 의해 구별된 다음 복조기로 공급된 다음 실행 중계기로 공급됩니다. 신호를 순차적으로 또는 동시에 전송할 수 있습니다. 평행한.

신호의 위상 분리.하나의 주파수에서 여러 신호가 초기 위상이 다른 무선 펄스 형태로 전송됩니다. 이를 위해 상대 또는 위상차 조작이 사용됩니다.

신호의 시간-주파수 분리.숫자가 있는 음영 사각형은 특정 주파수 대역과 선택한 시간 간격으로 전송되는 신호입니다. 신호 사이에는 보호 시간 간격과 주파수 대역이 있습니다. 이 경우 생성된 신호의 수가 크게 증가합니다.

24. FDM(채널의 주파수 분할)을 사용하는 유선 MSP(다중 채널 전송 시스템)의 채널 및 경로에서 주요 간섭 유형.

간섭이란 신호의 올바른 수신을 방해하는 통신 채널의 신호에 대한 임의의 영향을 의미합니다. 이 경우 규칙적인 간섭과의 싸움이 (적어도 이론적으로는) 어렵지 않기 때문에 영향의 무작위적인 특성을 강조해야 합니다. 예를 들어 배경 교류또는 특정 무선국의 간섭이 등화 또는 필터링을 통해 제거될 수 있습니다. 통신 채널에는 전송 신호에 무작위 프로세스가 중첩되는 가산 간섭과 채널 특성의 무작위 변화로 표현되는 승산 간섭이 있습니다.

가우스 간섭은 항상 연속 채널의 출력에서 ​​작동합니다. 특히 이러한 간섭에는 열 잡음이 포함됩니다. 이러한 장애는 제거할 수 없습니다. 신호 구성 s(t)의 법칙, 임펄스 응답 g(t, ) 및 가산 가우스 노이즈 소스(t)가 있는 4단자 네트워크를 포함하는 연속 채널 모델.

더 완전한 모델은 다른 유형의 가산(가산 - 전체) 간섭, 비선형 신호 왜곡 및 승산 간섭을 고려해야 합니다.

위에 나열된 간섭에 대한 간략한 설명으로 넘어가겠습니다.

집중 또는 고조파 간섭은 협대역 변조 신호입니다. 이러한 간섭의 원인은 케이블 회로 간의 누화 감쇠 감소, 라디오 방송국의 영향 등입니다.

임펄스 간섭은 시간에 집중된 간섭입니다. 그것들은 임의의 진폭을 갖고 임의의 시간 간격으로 차례로 이어지는 임의의 펄스 시퀀스이며, 이로 인해 발생하는 과도 현상은 시간에 따라 겹치지 않습니다. 이러한 간섭이 나타나는 이유는 스위칭 노이즈, 고압선 간섭, 낙뢰 방전 등입니다. PM 채널에서 임펄스 간섭의 정규화는 지정된 분석 임계값을 초과하는 시간을 제한하여 수행됩니다.

변동하는(무작위) 간섭은 넓은 스펙트럼과 최대 엔트로피를 특징으로 하므로 처리하기 가장 어렵습니다. 그러나 유선 통신 채널에서는 변동 간섭 수준이 매우 낮고 특정 정보 전송률이 낮기 때문에 오류율에 거의 영향을 미치지 않습니다.

곱셈(신호 곱하기) 간섭은 통신 채널 매개변수의 무작위 변경으로 인한 것입니다. 특히 이러한 간섭은 복조기 출력에서 ​​신호 레벨의 변화로 나타납니다. 부드러운 레벨 변화와 급격한 레벨 변화를 구별하십시오. 부드러운 변경은 단일 요소의 지속 시간인 0보다 훨씬 큰 시간에 발생합니다. 경련 - 0 미만의 시간 동안. 부드러운 레벨 변경의 이유는 예를 들어 날씨의 변화 및 무선 채널의 페이딩으로 인한 통신 회선 감쇠의 변동일 수 있습니다. 레벨 점프의 원인은 장비의 접촉 불량, 통신 장비의 불완전한 작동, 측정 기술 등이 있습니다.

공칭보다 17.4dB 이상 낮은 수준을 중단이라고 합니다. 휴식 중에는 레벨이 수신기의 감도 임계값 아래로 떨어지고 신호 수신이 실제로 중지됩니다. 지속 시간이 300ms 미만인 중단은 일반적으로 300ms 이상인 단기라고 합니다.

임펄스 간섭 및 중단은 유선 통신 채널을 통한 개별 메시지 전송 오류의 주요 원인입니다.

추가 간섭은 주파수에 집중(고조파), 시간에 집중(임펄스) 및 변동의 세 가지 구성 요소를 포함합니다. 주파수 집중 간섭은 채널 대역폭보다 훨씬 좁은 스펙트럼을 갖습니다. 임펄스 간섭은 채널의 과도 시간을 초과하는 간격으로 분리된 일련의 단기 펄스입니다. 변동하는 간섭은 채널 대역폭을 넘어서는 넓은 스펙트럼을 갖는 연속적으로 이어지는 펄스 시퀀스로 나타낼 수 있습니다. 임펄스 간섭은 에너지가 시간 축의 개별 지점에 집중되는 극단적인 변동의 경우이고, 고조파 간섭-또 다른 극단적인 경우는 모든 에너지가 주파수 축의 개별 지점에 집중되는 경우입니다.

PM 채널에서 가산 간섭의 특성은 psophometric 잡음 전력 및 비가중 잡음 수준입니다. 첫 번째 값은 다양한 주파수의 전압에 대한 인간의 귀, 마이크 및 전화의 감도를 고려하는 2차 검출기와 특수 회로가 있는 장치로 측정됩니다. psophometric power의 평균값은 2*10-15 W/m입니다. 가중되지 않은 노이즈는 200ms의 통합 시간을 갖는 2차 검출기로 측정됩니다. 상대 0 레벨이 있는 지점에서 이 값은 재정의의 한 섹션에서 -49dB를 초과해서는 안 됩니다. 지정된 특성은 임펄스 노이즈를 포함하지 않으며, 이는 개별적으로 특수 기기로 측정됩니다. 통신 채널의 다중 간섭은 주로 잔류 감쇠의 변화로 표현되어 신호 레벨의 변화로 이어집니다. 실제 통신 채널에서 신호 레벨의 변화는 본질적으로 매우 다양합니다. 따라서 예를 들어 신호 레벨의 부드럽고 급격한 변화(잔류 감쇠의 변화라고도 함), 레벨의 단기 과소평가, 단기 및 장기 휴식이 있습니다.

부드러운 레벨 변경은 전송 신호 t0의 단위 요소의 지속 시간보다 불균형적으로 긴 시간에 공칭 값에서 최대(최소)까지의 레벨 편차가 발생하는 것입니다. 단계적 수준 변화는 pH0M 값에서 pMAX로 수준 변화가 단일 간격 0의 시간에 상응하는 시간에 발생하는 수준을 포함합니다.

연구에 따르면 장기간에 걸쳐 명목 값에서 수준의 편차가 위쪽과 아래쪽으로 모두 발생하는 반면 두 방향의 변화는 거의 같은 확률을 나타냅니다. 이러한 종류의 변화는 잔류 감쇠의 느린 변화라고 할 수 있습니다. 이와 함께 잔류 감쇠에 빠르고 비교적 단기적인 변화가 있어 주로 수신 레벨이 감소합니다. 신호 레벨을 크게 과소평가하면 수신 신호가 왜곡되어 결과적으로 오류가 발생합니다. 신호 레벨을 과소평가하면 노이즈 내성이 감소하여 오류 수가 증가합니다. 그리고 마지막으로 동기식 시스템에서 신호 레벨의 감소는 동기화 위반으로 이어지고 정상 레벨이 복원될 때 동기화 모드로 들어가는 데 일정 시간의 비용이 듭니다. 따라서 최신 PDI 시스템에는 신호 레벨이 미리 결정된 값 - P 아래로 떨어질 때 수신기와 동기화 시스템을 차단하는 특수 장치가 있습니다. 이러한 이유로 P보다 크거나 같은 값으로 레벨을 낮추는 것을 중단이라고합니다 . EACC 권장 사항에 따라 데이터를 전송할 때 P = 17.4dB는 중단으로 간주됩니다. 쉬는 시간은 짧고 길다.

전환된 PM 채널의 경우 다음과 같은 표준이 있습니다. t KR.PER ZOO ms. 이 시간은 전화 교환 장비에 채택된 회로 솔루션 중에서 선택되며, 300ms 이상 지속되는 중단 시 더 빨리 연결을 끊습니다. 연결 설정, 즉 통신 실패로 이어집니다. 이 값은 스위치 PM 전송에 대한 실패 기준으로 ITU에서 권장합니다. 한 재입국 지점에서 권장되는 단기 휴식의 비율은 시간 간격의 90%에 대해 1.5 * 10-5를 초과해서는 안 됩니다.

부드러운 레벨 변화는 어느 정도 잔류 감쇠의 안정성 값으로 특징지어집니다. ITU 권장 사항에 따르면 2선식 PM 채널의 잔류 감쇠는 7.0이고 4선식 채널의 경우 17.4dB이며 수신의 한 섹션에서 시간의 불안정성은 1.75dB를 초과해서는 안됩니다.

통신 채널에는 또한 전송 장비의 부반송파 주파수 생성기의 불안정성과 관련된 고유한 곱셈 간섭이 있습니다. 그 결과 FM 중 수신 시 간섭성 발진을 분리하기 어렵거나 FM 신호의 왜곡이 발생합니다. 기존 표준에 따르면 수신 영역의 부반송파 주파수 차이는 1Hz로 제한된다. 또한 통신 채널의 신호 레벨 점프와 함께 위상 점프가 있지만 후자는 아직 정규화되지 않았습니다.

25. 채널의 시분할(TRC)을 사용한 SP(전송 시스템) 구성 원칙. 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 주요 단계(시간 샘플링, 레벨 양자화, 코딩).

TDM이 있는 전송 시스템에서는 하나 또는 다른 펄스 코드 시퀀스인 디지털 신호가 사용됩니다. 디지털 데이터를 전송하는 시스템입니다. 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하려면 SAMPLING, QUANTIZING, ENCODING 작업이 사용됩니다. 이산화는 Kotelnikov 정리를 기반으로 수행됩니다. 대역폭이 0.3 - 3.4kHz + 0.9kHz(보호 간격)인 PM 신호의 경우 fv = 4kHz. 클록 샘플링 주파수 ft = 2fv = 8kHz. 각 샘플은 8비트로 전송되며, 이는 PM 신호가 ft × 8비트 = 8 × 103 × 8 = 64kbps의 속도로 전송될 수 있음을 의미합니다. 이것은 하나의 PM 채널의 전송률입니다. 판독값은 판독값을 양자화하여 얻은 8비트 이진수 형태로 전송됩니다. 왜냐하면 양자화에는 유한한 수준이 있으며 최대 및 최소에 대한 제한도 있지만 양자화된 신호가 정확하지 않다는 것은 분명합니다. 샘플의 실제 값과 양자화된 값 사이의 차이는 양자화 노이즈입니다. 양자화 잡음의 값은 양자화 레벨의 수, 신호의 변화율, 양자화 단계의 선택에 따라 달라집니다.

통신 회선은 통신 시스템에서 가장 비싼 요소입니다. 따라서 채널 N의 수가 증가함에 따라 처리량 S. 포이치. 조건이 충족되어야 합니다:

H K - k 번째 채널의 성능.

다중 채널 전송의 주요 문제는 수신 측에서 채널 신호의 분리입니다. 이 분리의 조건을 공식화합시다.

공통 (그룹) 채널을 통해 여러 메시지의 동시 전송을 구성하는 것이 필요합니다. 각 채널은 다음과 같이 설명됩니다.

(7.1.1)

공식 (7.1.1.)을 고려하면 다음을 얻습니다.

즉, 수신기는 신호 Sk(t)에 대해 선택적인 속성을 갖는다.

신호 분리 문제를 고려하면 주파수, 위상, 채널의 시간 분리, 모양 및 기타 기능에 따른 신호 분리가 구별됩니다.

두 번째 연구 문제

주파수 분할 채널

주파수 분할 채널(FDM)이 있는 다중 채널 통신 시스템(MCS)의 블록 다이어그램이 그림 7.1.1에 나와 있습니다. 여기서 IS - 신호 소스, Mi - 변조기, Фi - i 번째 채널의 필터 , Σ - 신호 가산기, GN - 반송파 생성기, TX - 송신기, LS - 통신 회선, IP - 간섭 소스, PFP - 수신기, D - 감지기, PS - 메시지 수신기.

그림 7.1.1. 다채널 통신 시스템의 구조도

FDM에서 반송파 신호는 서로 다른 주파수 fi(부반송파)를 가지며 변조된 채널 신호의 스펙트럼 폭보다 크거나 같은 간격으로 분리됩니다. 따라서 변조된 채널 신호는 중첩되지 않는 주파수 대역을 점유하고 서로 직교한다. 후자는 블록 Σ에서 합산(주파수 압축)되어 블록 M에서 주 반송파 주파수 fn의 발진을 변조하는 그룹 신호를 형성합니다.

모든 채널은 채널 캐리어를 변조하는 데 사용할 수 있습니다. 알려진 방법. 그러나 더 경제적으로 통신 회선의 대역폭은 단측파대 변조(SSB AM)에 사용됩니다. 이 경우 변조된 신호의 스펙트럼 너비가 최소이고 전송된 메시지의 스펙트럼 너비와 같기 때문입니다. 변조의 두 번째 단계(그룹 신호)에서 OBP AM은 유선 통신 채널에서도 더 자주 사용됩니다.

이러한 이중 변조 신호는 TX 블록에서 증폭된 후 통신 라인을 통해 RX 수신기로 전송되며, 여기서 역변환 프로세스, 즉 블록 D의 반송파를 따라 신호를 복조하여 그룹 신호를 얻습니다. 대역통과 필터 Fi에 의해 그것으로부터 채널 신호를 추출하고 블록 Di에서 후자의 복조. 대역통과 필터 Fi의 중심 주파수는 채널 캐리어의 주파수와 동일하고, 투명 대역은 변조된 신호의 스펙트럼 폭과 동일합니다. 대역통과 필터의 실제 특성과 이상적인 특성의 편차는 신호 분리 품질에 영향을 미치지 않으므로 채널 사이에 보호 주파수 간격이 사용됩니다. 각 필터 Ф 수신은 주어진 채널의 신호에 속하는 주파수만 감쇠 없이 통과해야 합니다. 다른 모든 채널의 신호 주파수는 필터에 의해 억제되어야 합니다.

여기서 g k는 k번째 채널의 주파수 대역을 왜곡 없이 통과하는 이상적인 대역통과 필터의 임펄스 응답입니다.

CHRK의 주요 장점: 기술 구현의 단순성, 높은 노이즈 내성, 채널 수에 관계없이 구성 가능성. 결점: 채널 수의 증가와 함께 사용 주파수 대역의 불가피한 확장, 필터링 손실로 인해 통신 회선의 대역폭 사용 효율성이 상대적으로 낮습니다. 주로 많은 수의 필터로 인해 번거롭고 높은 장비 비용(필터 비용은 FDM이 있는 시스템 비용의 40%에 도달함). 철도 운송에서는 소형 전기 기계 필터가 사용되는 K-24T 유형 PMC가 있는 MCS가 개발되었습니다.

세 번째 연구 문제

주파수(FDM)와 시간(TDM)을 사용하여 신호를 분리할 수 있을 뿐만 아니라 신호의 모양도 사용할 수 있습니다. 형태에 따른 채널의 분리는 아직 주파수와 시간만큼 널리 사용되지 않았습니다. 현재 응용 프로그램 및 전망은 모바일 및 위성 시스템의 다중 액세스와 가장 관련이 있습니다. 에 이동 통신코드 분할은 이동 통신 시스템 IMT-2000의 개발 개념을 구현하는 측면에서 다중 액세스를 제공하는 주요 유형 중 하나로 간주됩니다.

형태별 채널 분리 기술은 다양한 무선 설비 그룹(이동 단말기, 개별 무선국, 지구국)의 동시 운용 가능성을 전제로 함 위성 통신등) 공통 주파수 대역에서. 무선 신호는 전체(그룹) 신호를 형성합니다. , 사용자의 수신 장치에 도착합니다. 신호의 상호 직교성은 상관 수신기에 에서 필요한 신호 선택을 제공합니다.

비동기 주소 통신 시스템

어떤 경우에는 정확한 동기화를 달성하기 어렵습니다. 이것은 예를 들어 조직화할 때 발생합니다. 운영 커뮤니케이션움직이는 물체(자동차, 비행기) 사이 또는 인공 지구 위성을 중계기로 사용하여 운영 통신을 구성할 때. 이러한 경우 모든 가입자의 신호가 공통 주파수 대역에서 전송되고 채널이 시간적으로 서로 동기화되지 않는 경우 비동기식 다채널 통신 시스템을 사용할 수 있습니다. 무료 액세스가 가능한 시스템에서 각 채널(가입자)에는 "주소"라는 특징인 특정 신호 형식이 할당됩니다. 이 구독자, 따라서 AACC(Asynchronously Addressable Communications Systems)라는 이름이 붙었습니다.

가입자의 주소는 의사 랜덤(잡음과 같은) 신호로 인코딩되거나 주파수가 같거나 다른 여러 무선 펄스의 시퀀스로 인코딩될 수 있습니다. 무선 펄스의 주파수 채우기가 다른 경우 주소가 FWM(시간-주파수 매트릭스) 형태로 인코딩되어 있다고 말합니다. 주소는 무선 펄스 사이의 시간 간격과 채우는 주파수가 모두 다릅니다.

일반화된 블록 다이어그램(그림 8.15)에 기반한 AACC의 작동 원리를 고려하십시오.

소스에서 수신된 전송된 메시지에는 다음이 적용됩니다. 펄스 변조. 일부 시스템은 PPM을 사용하고 다른 시스템은 일종의 델타 변조를 사용합니다. 그런 다음 1차 펄스 변조의 결과로 얻은 각 펄스는 일시 중지로 분리된 펄스의 주소 시퀀스로 변환됩니다.

주소 시퀀스의 형성은 그림 1과 같이 탭이 있는 지연 라인(DL)을 사용하여 수행됩니다. 8.15.

주소를 구성하기 위해 from만 사용하고 다른 주소에 대해서는 서로 다른 탭 조합을 사용합니다. 이러한 펄스는 채우는 주파수(압축 시스템의 모든 주파수)가 다르며 시간에 따라 다른 위치를 차지할 수 있습니다. 예를 들어, 그림. 8.16은 및 가 있는 시스템에 대해 이러한 주소 시퀀스를 구성하는 변형을 보여줍니다.

따라서 메시지의 1차 펄스 변조의 결과로 수신된 펄스는 지연 라인에서 펄스로 분할됩니다. 이러한 펄스 각각은 시간의 위치 중 하나를 차지할 수 있으며 자체 주파수로 전송됩니다.

첫 번째 펄스에 대한 시간상의 펄스 위치와 펄스 충전 주파수를 변경함으로써 많은 수의 주소 코드 조합을 얻을 수 있습니다(다중 다중화).

각 개별 수신기는 지연 라인과 일치 회로(CC)를 포함하는 비선형 장치이며 특정 시퀀스의 무선 펄스에만 응답합니다(그림 8.17). 수신기에는 적절한 주파수로 조정된 대역 통과 필터가 있습니다. 각 필터의 ​​출력 펄스가 감지되어 이 수신기에 할당된 주소에 따라 설계된 지연 라인에 공급되어 출력의 모든 펄스가 시간적으로 일치하도록 합니다. 비선형 일치 회로(CC)에서는 모든 분기에서 지연된 입력 펄스가 일치하는 조건에서만 펄스가 나타납니다. 그러나 지연 라인의 출력에서 ​​일치 회로의 입력으로 펄스 중 적어도 하나가 나머지와 동시에 도착하지 않으면 SS 출력의 신호가 나타나지 않습니다. 이로 인해 수신기는 할당된 주소 코드 조합에만 응답합니다.

설명된 메시지 분할 프로세스(즉, 수신자에게 할당된 주소 코드 조합만 추출)가 그림 1에 나와 있습니다. 8.17. 수신기 입력은 특히 두 개의 메시지(음영 처리된 무선 펄스 및 음영 처리되지 않은 무선 펄스)를 포함하는 그룹 신호를 수신합니다. 수신 장치는 음영 펄스로 표시되는 할당된 주소 주파수-시간 조합에만 응답합니다. 메시지를 강조 표시합니다. 일치 회로의 출력 펄스는 적용된 펄스 변조에 따라 펄스 복조기(PD)에서 수신된 메시지로 변환됩니다.

특정 가입자와 통신을 설정하려면 주소 코드 조합에 따라 송신기에서 개별 지연 라인의 적절한 위치를 선택하면 충분합니다. 이러한 시스템에는 주파수 조정이 필요하지 않으므로 장비 비용이 크게 절감되고 신뢰성이 보장됩니다.