Metodat e ndarjes së sinjalit. Ndarja me frekuencë e sinjaleve Ndarja në faza e sinjaleve

Në ndarja e frekuencës(FDM) secili prej mesazheve që do të transmetohet zë gjerësinë e brezit të një kanali standard PM. Në procesin e formimit të sinjalit të grupit, çdo sinjal kanali i caktohet një brez frekuencash që nuk mbivendoset me spektrat e sinjaleve të tjera. Pastaj brezi total i frekuencës N-grupi i kanaleve do të jetë i barabartë me. Duke supozuar se zbatohet modulimi i një brezi anësor të vetëm dhe çdo sinjal kanali zë një gjerësi brezi, për spektrin e brezit bazë ne marrim

Sinjali i brezit bazë konvertohet në një sinjal linear s l (t) dhe transmetohet përmes një linje komunikimi (rruga e transmetimit). Në anën marrëse, pas konvertimit të sinjalit linear në një sinjal grupor, ky i fundit duke përdorur filtrat e kanalit të brezit Ф TE(shih Fig.11.1) me gjerësinë e brezit dhe demoduluesit D TE konvertohet në një mesazh kanali që përcillet te marrësit e mesazheve.

Në hyrje të pajisjes marrëse i Të kanalit të th, sinjalet e të gjithëve N kanalet. Për të ndarë sinjalet pa ndërhyrje reciproke, secili prej filtrave Ф i duhet të kalojnë pa zbutje vetëm ato frekuenca që i përkasin kësaj i– Kanali; frekuenca e sinjaleve të të gjitha kanaleve të tjera filtri Ф i duhet të shtypë. Për shkak të karakteristikave të papërsosura të filtrave të kanaleve të brezit, ndodh ndërlidhja e ndërsjellë midis kanaleve. Për të reduktuar këtë ndërhyrje në një nivel të pranueshëm, është e nevojshme të futen intervale të frekuencës mbrojtëse ndërmjet kanaleve. V sistemet moderne shumëkanalësh lidhje telefonikeçdo kanali i është caktuar një brez frekuencash prej 4 kHz, megjithëse spektri i frekuencës së sinjaleve të transmetuara të të folurit është i kufizuar në një brez prej 300 ... 3400 Hz, dmth, gjerësia e spektrit të sinjalit është 3.1 kHz. Pra, në këtë rast = 0.9 kHz. Kjo do të thotë se rreth 80% e gjerësisë së brezit të rrugës së transmetimit përdoret në mënyrë efikase në sistemet FDM me shumë kanale. Përveç kësaj, është e nevojshme të sigurohet një shkallë shumë e lartë e linearitetit të të gjithë shtegut të grupit.

Në ndarja kohore e kanaleve(VRK) një shteg grupi që përdor çelsat sinkron të transmetuesit dhe marrësit sigurohet në mënyrë alternative për transmetimin e sinjaleve të secilit kanal të sistemit shumëkanalësh. Blloku i një sistemi transmetimi shumëkanalësh me një VRM është paraqitur në Fig. 11.2.

Si sinjale kanali në sistemet me një TDM, përdoren sekuenca të pulseve të moduluara që nuk mbivendosen në kohë (për shembull, në amplitudë). Mbledhja e sinjaleve të kanalit formon një sinjal të brezit bazë.

Me ndarjen e kohës, ndërlidhja midis kanaleve është gjithashtu e mundur, kryesisht për dy arsye. Arsyeja e parë është papërsosmëria e përgjigjes së frekuencës dhe përgjigja fazore e rrugës së transmetimit, dhe e dyta është papërsosmëria e sinkronizimit të çelsave në anët transmetuese dhe marrëse. Për të reduktuar nivelin e ndërhyrjes së ndërsjellë në TDM, është gjithashtu e nevojshme të futen intervale kohore mbrojtëse. Kjo kërkon një ulje të kohëzgjatjes së pulsit të secilit kanal dhe, si pasojë, një zgjerim të spektrit të sinjalit. Pra, në sistemet e komunikimit telefonik shumëkanalësh, brezi i frekuencave të përdorura në mënyrë efektive F B= 3100 Hz. Në përputhje me teoremën e kampionimit të Kotelnikov, shkalla minimale e kampionimit është f D = 2f B= 6200 Hz. Megjithatë, në sistemet reale, dikush zgjedh f D= 8 kHz (me një diferencë).

Teorikisht, FDD dhe FDK janë ekuivalente për sa i përket efikasitetit të përdorimit të spektrit të frekuencës, megjithatë, në kushte reale, sistemet me FDK janë disi inferiorë ndaj sistemeve me FDK në këtë tregues për shkak të vështirësive në uljen e nivelit të ndërhyrjes së ndërsjellë gjatë sinjalit. ndarje. Sidoqoftë, sistemet me VRM kanë një avantazh të pamohueshëm për faktin se për shkak të ndryshimit në kohën e transmetimit të sinjaleve të kanaleve të ndryshme, ato nuk kanë zhurmë kalimtare me origjinë jolineare. Në sistemet VRC, faktori kreshtë është më i ulët. Për më tepër, pajisja PRK është shumë më e thjeshtë se pajisja PRK. Aplikimi më i përhapur i VRM-së gjendet në sistemet e transmetimit dixhital me PCM.

Një rast i veçantë i ndarjes së kohës është ndarja fazore e sinjaleve, në të cilin mund të sigurohet vetëm transmetim me dy kanale.

Në rastin e përgjithshëm, sinjalet që zënë një brez të përbashkët frekuencash dhe transmetohen njëkohësisht mund të ndahen nëse plotësohet kushti i pavarësisë së tyre lineare ose kushti i ortogonalitetit.

Këto kërkesa janë plotësuar forma valore... Sistemet dixhitale shumëkanale me ndarje të formës përdorin sekuenca ortogonale në formën e funksioneve Walsh. Përgjithësimi i ndarjes sipas formës janë sistemet e komunikimit me adresa asinkrone(AACC). Në sisteme të tilla, rezervat e gjerësisë së brezit që lindin nga pajtimtarët "aktivë të ulët" realizohen lehtësisht. Kështu, për shembull, është e mundur të organizohet një sistem komunikimi me 1000 kanale, në të cilin çdo 50-100 nga një mijë pajtimtarë transmeton njëkohësisht.

Në metoda e kombinuar e ndarjes sinjali i grupit është një shfaqje e kombinimeve të caktuara të mesazheve të kanaleve diskrete me anë të numrave që korrespondojnë me numrin e kombinimit. Këta numra mund të transmetohen duke përdorur çdo lloj sinjali modulimi dixhital. Për shembull, për kodet binare (m = 2) dhe numri i kanaleve N = 2 një mesazh grupi mund të marrë vlera të mundshme që korrespondojnë me kombinime të ndryshme të zerave dhe njësheve: 00, 01, 10, 11. Për N-Sistemet e kanaleve do të kërkojnë vlera të ndryshme të parametrit të moduluar (frekuenca, faza). Në rastin e përgjithshëm, është e mundur që njëkohësisht të modulohen disa parametra të bartësit, për shembull, amplituda dhe faza, frekuenca dhe faza, etj. Blloku i një sistemi shumëkanalësh me ndarje (ngjeshje) kombinimi (kodi) është paraqitur në Fig. 11.3.

Figura 11.3. Blloku i një sistemi shumëkanalësh me një vulë kombinimi

Kohët e fundit është shfaqur një interes i madh për sistemet modulimi amplitudë-fazor(AFM) që mund të zbatohet me një skemë modulimi kuadratik. Në sistemet AFM, gjatë intervalit të transmetimit të një sinjali elementar, faza dhe amplituda e tij marrin vlera të zgjedhura nga një numër vlerash të mundshme diskrete të amplitudave dhe fazave. Çdo kombinim i vlerave të amplitudës dhe fazës përfaqëson një nga sinjalet e brezit bazë me shumë pozicione me një bazë kodi. Sinjalet AFM mund të gjenerohen gjithashtu nga amplituda dhe modulimi fazor i shumë niveleve të dy lëkundjeve të frekuencës së bartësit në kuadraturë (të zhvendosur në fazë).

Vitet e fundit, edhe teoria është zhvilluar me sukses strukturat e kodit të sinjalit(SCC), synon rritjen e shpejtësisë së transmetimit dhe imunitetin ndaj zhurmës me kufizime të konsiderueshme në energjinë dhe brezin e frekuencës së okupuar. Teoria CCM diskutohet në Kapitullin 11.

Ndarja e kodit dhe demodulimi i sinjalit në sistemet e radio komunikimit

1. PARIMI I FUNKSIONIMIT TË SISTEMEVE TË RADIO KOMUNIKIMIT ME KODI NDARJE TË SINJALEVE

Si funksionon sistemi celulare Multipleksimi i ndarjes së kodit mund të shpjegohet me një shembull kaq të thjeshtë. Supozoni se jeni në një restorant apo dyqan të madh ku vazhdimisht fliten gjuhë të ndryshme. Pavarësisht zhurmës përreth (polifonisë), ju e kuptoni partnerin tuaj nëse ai flet të njëjtën gjuhë me ju. Në fakt, ndryshe nga sistemet e tjera dixhitale që ndajnë diapazonin e caktuar në kanale të ngushta bazuar në frekuencën (FDMA) ose kohën (TDMA), në standardin CDMA, informacioni i transmetuar kodohet dhe kodi konvertohet në një sinjal me brez të gjerë të ngjashëm me zhurmën. se mund të nxirret përsëri, vetëm duke pasur kodin në anën marrëse. Në të njëjtën kohë, sinjale të shumta mund të transmetohen dhe merren njëkohësisht në një brez të gjerë frekuencash, të cilat nuk ndërhyjnë me njëri-tjetrin. Konceptet qendrore të aksesit të shumëfishtë të ndarjes së kodit në zbatimin e Oualcomm janë Spektri i Përhapjes së Sekuencës Direkte, Kodimi Walsh dhe kontrolli i fuqisë.

Broadband është një sistem që transmeton një sinjal që zë një gjerësi bande shumë të gjerë, shumë përtej gjerësisë së brezit minimal që kërkohet aktualisht për të transmetuar informacion. Për shembull, një sinjal me frekuencë të ulët mund të transmetohet duke përdorur modulimin e amplitudës (AM) në një brez frekuence 2 herë më të lartë se ai sinjal. Llojet e tjera të modulimit, të tilla si modulimi i frekuencës së devijimit të ulët (FM) dhe AM me një brez anësor të vetëm, lejojnë që informacioni të transmetohet në një gjerësi brezi të krahasueshëm me atë të një sinjali informacioni. Në një sistem me brez të gjerë, sinjali origjinal i brezit bazë (për shembull, një sinjal i kanalit telefonik) me një gjerësi brezi prej vetëm disa kilohertz shpërndahet në një brez frekuence që mund të jetë disa megahertz i gjerë. Kjo e fundit kryhet nga modulimi i dyfishtë i transportuesit me sinjalin e informacionit të transmetuar dhe sinjalin kodues me brez të gjerë.

Karakteristika kryesore e një sinjali me brez të gjerë është baza e tij B, e përcaktuar si produkt i gjerësisë së spektrit të sinjalit F nga periudha e tij T.

Si rezultat i shumëzimit të sinjalit të burimit pseudo të rastësishëm të zhurmës me sinjalin e informacionit, energjia e këtij të fundit shpërndahet në një brez të gjerë frekuencash, d.m.th., spektri i tij zgjerohet.

Metoda e transmetimit me brez të gjerë u zbulua nga KE, Shannon, i cili ishte i pari që prezantoi konceptin e kapacitetit të kanalit dhe vendosi një marrëdhënie midis mundësisë së transmetimit pa gabime të informacionit mbi një kanal me një raport të caktuar sinjal-zhurmë dhe gjerësia e brezit të caktuar për transmetimin e informacionit. Për çdo raport të caktuar sinjal-zhurmë, një shkallë e ulët gabimi në transmetim arrihet duke rritur gjerësinë e brezit të caktuar për transmetimin e informacionit.

Duhet të theksohet se vetë informacioni mund të futet në sinjalin me brez të gjerë në disa mënyra. Metoda më e njohur konsiston në mbivendosjen e informacionit në një sekuencë kodi moduluese me brez të gjerë përpara se të moduloni transportuesin për të marrë një sinjal NLS të ngjashëm me zhurmën me brez të gjerë (Fig. 1).

Sinjali i brezit të ngushtë shumëzohet me një sekuencë pseudo të rastësishme (PRS) me një periudhë T, e përbërë nga N bit me gjatësi r 0 secili. Në këtë rast, baza NPS është numerikisht e barabartë me numrin e elementeve PSP.

Kjo metodë është e përshtatshme për çdo sistem me brez të gjerë që përdor një sekuencë dixhitale për të përhapur spektrin e sinjalit të frekuencës së lartë.

Thelbi brez i gjerë konsiston në zgjerimin e gjerësisë së brezit të sinjalit, transmetimin e një sinjali me brez të gjerë dhe nxjerrjen e një sinjali të dobishëm prej tij duke transformuar spektrin e sinjalit të marrë me brez të gjerë në spektrin origjinal të sinjalit të informacionit.

Shumëzimi i sinjalit të marrë dhe sinjalit të të njëjtit burim zhurme pseudo të rastësishme (PRN) të përdorur në transmetues kompreson spektrin e sinjalit të kërkuar dhe zgjeron njëkohësisht spektrin e zhurmës së sfondit dhe burimeve të tjera të ndërhyrjes. Fitimi që rezulton në raportin sinjal-zhurmë në daljen e marrësit është një funksion i raportit të gjerësisë së brezit të sinjaleve të brezit të gjerë ndaj sinjaleve bazë: sa më shumë përhapja, aq më i madh është fitimi. Në fushën e kohës, është një funksion i raportit të shpejtësisë së biteve të rrymës dixhitale në kanalin e radios me shpejtësinë e biteve të sinjalit bazë të informacionit. Për standardin IS-95, raporti është 128 herë, ose 21 dB. Kjo lejon që sistemi të funksionojë në një nivel interference që tejkalon nivelin e sinjalit të dobishëm me 18 dB, pasi përpunimi i sinjalit në daljen e marrësit kërkon një nivel sinjali që tejkalon nivelin e zhurmës me vetëm 3 dB. Në kushte reale, niveli i ndërhyrjes është shumë më i vogël. Përveç kësaj, përhapja e sinjalit (deri në 1.23 MHz) mund të shihet si një aplikim i teknikave të diversitetit të frekuencës së marrjes. Përhapja e sinjalit në shtegun e radios është subjekt i zbehjes për shkak të përhapjes me shumë rrugë. Në domenin e frekuencës, ky fenomen mund të mendohet si efekti i një filtri notch me një gjerësi brezi të ndryshueshme notch (zakonisht jo më shumë se 300 kHz). Në standardin AMPS, kjo korrespondon me shtypjen e dhjetë kanaleve, dhe në sistemin CDMA, vetëm rreth 25% e spektrit të sinjalit shtypet, gjë që nuk shkakton ndonjë vështirësi të veçantë gjatë rikuperimit të sinjalit në marrës.

2. PERDORIMI I FILTRAVE TE PERGJITHSHME PER DEMODULIM TE SINJALEVE TE VËSHTIRËS

Sinjalet e përbëra të përdorura në sistemet e ndarjes së kodit, përveç një baze të madhe, karakterizohen nga tepricë e lartë, pasi të gjithë çipat e përdorur për të transmetuar një simbol të një kodi binar mbajnë të njëjtin informacion.

Marrja e këtyre sinjaleve, si dhe marrja e çdo sinjali me tepricë, mund të kryhet element pas elementi ose në tërësi. Për sistemet ku përdoret NLS, pritja është karakteristike në tërësi. Vetëm duke përpunuar sinjalin e përbërë në tërësi është e mundur, në veçanti, të realizohet marrja e veçantë e rrezeve në përhapjen e shumë rrugëve dhe të realizohen avantazhe krejtësisht të ndryshme të komunikimit nëpërmjet NLS.

Marrja e NLS, si dhe çdo sinjal tjetër, kryhet duke përdorur marrës optimalë që minimizojnë probabilitetin e gabimit. Dihet se struktura e një marrësi optimal varet nga lloji i modulimit, si dhe nga sa parametra të sinjalit njihen në pikën e marrjes (marrje koherente ose jokoherente, etj.). Sidoqoftë, në çdo rast, një marrës optimal përfshin një korrelator ose filtër të përshtatshëm dhe një zgjidhës. Le të shqyrtojmë përdorimin e SF-ve për marrjen e sinjaleve të ngjashme me zhurmën me zhvendosje faze FMNPS (Fig. 2), të cilat janë një lloj i përhapur sinjalesh komplekse.

Filtri i përputhur (Fig. 2) përputhet me NLS, i cili mbart informacion.

Nëse përdorim NLS Uk (t), atëherë përgjigja impulsive e SF

ku a është një konstante; T është kohëzgjatja e NLS.

Supozoni se sinjali Uk (t) përdoret për të transmetuar "1" të sekuencës së informacionit, dhe sinjali i kundërt -Uk (t) përdoret për të transmetuar "O" (transmetim (pauzë aktive)).

Le të zgjedhim kodin Barker (Ne = 7) si NLS. Pastaj

Forma e valës Uk (t) është paraqitur në Fig. 3. Filtrat e përputhur mund të jenë analogë ose diskretë. NLS me shumë frekuencë përpunohen në SF me shumë kanale dhe për sinjale të përbëra si FMNHS, përdoren SF, të cilat janë ndërtuar mbi bazën e një linje vonese me shumë rënie (MLZ). Seksionet e kabllove koaksiale, linjat e vonesës tejzanor që përdorin valë akustike sipërfaqësore (SAW) përdoren si MLZ. Njihen gjithashtu SF-të analoge diskrete në pajisjet e lidhura me ngarkesë (CCD). Brezi i kalimit të MLZ nuk duhet të jetë më i vogël se gjerësia e spektrit NLS.

Nëse në një SF diskrete mostrat konvertohen duke përdorur një ADC në grupe kodi, atëherë filtri kthehet në një SF dixhitale. Për zbatimin e SF-ve dixhitale, është planifikuar të përdoren të specializuara të mëdha dhe ultra të mëdha qarqe të integruara(LSI dhe VLSI). Filtri i përshtatur është i pandryshueshëm për sa i përket amplitudës, pozicionit kohor dhe fazës fillestare të sinjalit.

Figura 3 tregon një SF lineare analoge në MLZ. Për shkak të përfshirjes së ndërruesve të fazës (PV) të paraqitur në Fig. 3, një filtër i tillë përputhet me sekuencën e kodit të shkëmbimit (N E = 7).

Një metodë e ngjashme e pritjes mund të përdoret kur dihet forma e valës Uk (t), koha e fillimit dhe mbarimit të intervalit dhe frekuenca bartëse e lëkundjes HF. Vetëm faza fillestare e bartësit është e panjohur, por është e njëjtë për të gjithë elementët e sinjalit të përbërë (Fig. 2). Në këtë rast, flitet për pritje jokoherente me akumulim koherent. Moskoherenca e marrjes është për faktin se jo vetë sinjali, por zarfi i tij futet në hyrjen e pajisjes strobe CS. Kështu, SF zbaton metodë optimale duke marrë një sinjal të njohur me një fazë të papërcaktuar.

Figura 4, a tregon tensionin në dalje të SF Ucf (t), i cili përsërit në kohë reale funksionin e autokorrelacionit të NLS me të cilin filtri përputhet. Krahasimi i figurës 2 me figurën 4, a na lejon të sigurohemi që SF ka një efekt domethënës në NLS dhe përgjigja e filtrit, duke përsëritur ACF-në e sinjalit, ka pak ngjashmëri me vetë sinjalin që vepron në hyrje. të SF-së.

Figura 4, 6 tregojnë tensionin në daljen e detektorit të zarfit.

Në sistemet telemekanike për transmetimin e shumë sinjaleve në një linjë komunikimi, përdorimi i kodimit konvencional tregohet i pamjaftueshëm. Kërkohet ose ndarje shtesë e sinjalit, ose kodim special që përfshin elementë të ndarjes së sinjalit. Ndarja e sinjaleve - sigurimi i transmetimit dhe marrjes së pavarur të shumë sinjaleve në të njëjtën linjë komunikimi ose në të njëjtin brez frekuence, në të cilën sinjalet ruajnë vetitë e tyre dhe nuk shtrembërojnë njëri-tjetrin.

Aktualisht përdoren metodat e mëposhtme:

1. Ndarja e kohës, në të cilën sinjalet transmetohen në mënyrë sekuenciale në kohë, duke përdorur të njëjtin brez frekuencash;

2. Ndarja kod-adresë, e kryer në bazë të ndarjes kohore (më rrallë frekuencës) të sinjaleve me dërgimin e kodit të adresës;

3. Ndarja e frekuencës, në të cilën secilit prej sinjaleve i caktohet frekuenca e tij dhe sinjalet transmetohen në mënyrë sekuenciale ose paralele në kohë;

4. Ndarja frekuencë-kohë, duke lejuar të përfitohet si nga frekuenca ashtu edhe nga koha e ndarjes së sinjaleve;

5. Ndarja e fazave, në të cilën sinjalet ndryshojnë nga njëri-tjetri në fazë.

Ndarja e kohës (VR). Një linjë i jepet secilit prej sinjaleve n me radhë: së pari, për një periudhë kohe t 1, sinjali 1 transmetohet, për t 2 - sinjali 2, etj. Për më tepër, çdo sinjal zë intervalin e vet kohor. Koha e caktuar për transmetimin e të gjitha sinjaleve quhet cikël. Gjerësia e brezit të sinjalit përcaktohet nga pulsi më i shkurtër në model. Slotet mbrojtëse janë të nevojshme ndërmjet foleve të të dhënave për të shmangur ndërhyrjen e kanalit në kanal, d.m.th. shtrembërim i përçueshëm.

Për të zbatuar ndarjen e përkohshme, përdoren shpërndarës, njëri prej të cilëve është i instaluar në pikën e kontrollit, dhe tjetri në pikën ekzekutive.

Kodi - ndarja e adresave të sinjaleve (KAR). Përdoret ndarja e sinjaleve me adresën e kodit të kohës (VKAR), në këtë rast, së pari transmetohet një impuls sinkronizues ose një kombinim kodi (sinkrokombinim) për të siguruar funksionimin e koordinuar të valvulave në pikën e kontrollit dhe pikën e kontrolluar. Më pas, dërgohet një kombinim kodi, i quajtur kodi i adresës. Karakteret e para të kodit të adresës synojnë të zgjedhin artikullin dhe objektin e kontrolluar, këto të fundit formojnë adresën e funksionit, e cila tregon se cili TM - operacion (funksion) duhet të kryhet (TC, TI, etj.). Kjo pasohet nga kombinimi i kodit të vetë operacionit, d.m.th. informacioni i komandës transmetohet ose merret informacioni i njoftimit.

Ndarja e frekuencës së sinjaleve. Për secilin prej sinjaleve n, brezi i tij del në diapazonin e frekuencës. Në pikën e marrjes (CP), secili prej sinjaleve të dërguar fillimisht zgjidhet nga një filtër brezpass, pastaj futet në demodulator, pastaj në reletë ekzekutive. Sinjalet mund të transmetohen në mënyrë sekuenciale ose njëkohësisht, d.m.th. paralele.

Ndarja fazore e sinjaleve. Disa sinjale transmetohen në një frekuencë në formën e pulseve radio me faza të ndryshme fillestare. Për këtë, përdoret çelësi relativ ose i diferencës fazore.

Ndarja kohë-frekuencë e sinjaleve. Sheshet e hijezuara me numra janë sinjale të transmetuara në një brez specifik frekuence dhe në një interval kohor të caktuar. Ka intervale kohore roje dhe breza frekuence midis sinjaleve. Në këtë rast, numri i sinjaleve të gjeneruara rritet ndjeshëm.

24. Llojet kryesore të ndërhyrjeve në kanalet dhe shtigjet e MRP me tela (sistemi i transmetimit shumëkanalësh) me FDC (ndarja e frekuencës së kanaleve).

Me interferencë nënkuptojmë çdo efekt të rastësishëm në sinjal në kanalin e komunikimit, i cili pengon marrjen e saktë të sinjaleve. Në këtë rast, duhet theksuar natyra e rastësishme e ndikimit, pasi lufta kundër ndërhyrjeve të rregullta nuk është e vështirë (të paktën teorikisht). Për shembull, zhurma AC ose ndërhyrja nga një radio stacion specifik mund të eliminohet me kompensim ose filtrim. Në kanalet e komunikimit, veprojnë si ndërhyrja shtesë, d.m.th., proceset e rastësishme të mbivendosura mbi sinjalet e transmetuara, ashtu edhe ndërhyrja shumëfishuese, e shprehur në ndryshime të rastësishme në karakteristikat e kanalit.

Dalja e kanalit të vazhdueshëm është gjithmonë subjekt i ndërhyrjes Gaussian. Kjo ndërhyrje përfshin në veçanti zhurmën termike. Këto pengesa janë të pariparueshme. Modeli i kanalit të vazhdueshëm, duke përfshirë ligjin e përbërjes së sinjalit s (t), një rrjet me katër porte me një përgjigje impulsi g (t,) dhe një burim të zhurmës shtesë Gaussian (t).

Një model më i plotë duhet të marrë parasysh llojet e tjera të ndërhyrjeve shtesë (aditiv - total), shtrembërimet jolineare të sinjalit dhe ndërhyrjet shumëfishuese.

Le të kalojmë në një përshkrim të shkurtër të ndërhyrjes së mësipërme.

Ndërhyrja e përqendruar në spektrin ose harmonik është një sinjal i moduluar me brez të ngushtë. Arsyet për një ndërhyrje të tillë janë një ulje e ndërlidhjes midis qarqeve kabllore, ndikimi i stacioneve radio, etj.

Zhurma e pulsit është zhurmë që ka në qendër kohën. Ato përfaqësojnë një sekuencë të rastësishme pulsesh me amplituda të rastësishme dhe që ndjekin njëri-tjetrin në intervale të rastësishme, dhe kalimet e shkaktuara prej tyre nuk mbivendosen në kohë. Arsyet e shfaqjes së këtyre interferencave: zhurmat e ndërrimit, marrja nga linjat e tensionit të lartë, shkarkimet e rrufesë, etj. Normalizimi i zhurmës së impulsit në kanalin PM kryhet duke kufizuar kohën kur ato tejkalojnë pragjet e përcaktuara të analizës.

Ndërhyrja e luhatjeve (të rastësishme) karakterizohet nga një spektër i gjerë dhe entropi maksimale, dhe për këtë arsye më e vështira për t'u përballuar. Sidoqoftë, në kanalet e komunikimit me tela, niveli i zhurmës së luhatjeve është mjaft i vogël dhe, në një shkallë të ulët specifike të transmetimit të të dhënave, ato praktikisht nuk ndikojnë në shkallën e gabimit.

Ndërhyrja shumëzuese (shumëzimi me sinjal) shkaktohet nga ndryshime të rastësishme në parametrat e kanalit të komunikimit. Në veçanti, kjo ndërhyrje manifestohet në një ndryshim në nivelin e sinjalit në daljen e demodulatorit. Dalloni midis ndryshimeve të buta dhe të papritura të nivelit. Ndryshimet e buta ndodhin në një kohë që është shumë më e gjatë se 0 - kohëzgjatja e një elementi të vetëm; spazmatik - në kohë më pak se 0. Arsyeja për ndryshimet e buta në nivel mund të jenë luhatjet në dobësimin e linjës së komunikimit, të shkaktuara, për shembull, nga një ndryshim në gjendjen e motit, dhe në kanalet e radios - zbehja. Shkaku i ndryshimeve të papritura të nivelit mund të jenë kontaktet e dobëta në pajisje, funksionimi i papërsosur i pajisjeve të komunikimit, teknologjia e matjes, etj.

Një rënie në nivelin më shumë se 17.4 dB nën nivelin nominal quhet ndërprerje. Gjatë një pushimi, niveli bie nën pragun e ndjeshmërisë së marrësit dhe marrja e sinjalit në fakt ndalon. Pushimet me një kohëzgjatje prej më pak se 300 ms zakonisht quhen afatshkurtra, më shumë se 300 ms - afatgjata.

Zhurma e pulsit dhe ndërprerjet janë shkaku kryesor i gabimeve gjatë transmetimit të mesazheve diskrete përmes kanaleve të komunikimit me tela.

Zhurma aditiv përmban tre komponentë: të përqendruar në frekuencë (harmonike), në qendër të kohës (impulsive) dhe luhatje. Ndërhyrja e përqendruar në frekuencë ka një spektër shumë më të ngushtë se gjerësia e brezit të kanalit. Zhurma e pulsit është një sekuencë pulsesh të shkurtra të ndara me intervale që tejkalojnë kohën kalimtare në kanal. Zhurma luhatëse mund të përfaqësohet si një sekuencë e ndjekjes së vazhdueshme të pulseve njëri pas tjetrit me një spektër të gjerë që shkon përtej gjerësisë së brezit të kanalit. Zhurma e pulsit mund të konsiderohet si një rast ekstrem i luhatjeve, kur energjia e tij është e përqendruar në pika të veçanta të boshtit kohor, dhe zhurma harmonike - si një rast tjetër ekstrem, kur e gjithë energjia përqendrohet në pika të veçanta në boshtin e frekuencës.

Karakteristikat e ndërhyrjes shtesë në kanalet PM janë fuqia psofometrike e zhurmës dhe niveli i zhurmës së papeshuar. Vlera e parë matet nga një pajisje me një detektor me ligj katror dhe një qark të veçantë që merr parasysh ndjeshmërinë e veshit të njeriut, mikrofonit dhe telefonit ndaj tensioneve të frekuencave të ndryshme. Vlera mesatare e fuqisë psofometrike është 2 * 10-15 W / m. Zhurma e papeshuar matet me një detektor me ligj katror që ka një kohë integrimi prej 200 ms. Kjo vlerë në një pikë me një nivel relativ zero nuk duhet të kalojë -49 dB në një seksion të kthimit. Karakteristikat e specifikuara nuk mbulojnë zhurmën e impulsit, e cila matet veçmas dhe me instrumente të veçanta. Ndërhyrja shumëfishuese në kanalet e komunikimit shprehet kryesisht në një ndryshim në zbutjen e mbetur, duke çuar në ndryshime në nivelin e sinjalit. Ndryshimet e nivelit të sinjalit në kanalet reale të komunikimit janë shumë të ndryshme në natyrë. Kështu, për shembull, ka ndryshime të buta dhe të papritura në nivelin e sinjalit (nganjëherë ato quhen ndryshime në zbutjen e mbetur), nënvlerësim afatshkurtër i nivelit, ndërprerje afatshkurtra dhe të gjata.

Ndryshimet e buta të nivelit janë ato në të cilat devijimi i nivelit nga vlera e tij nominale në maksimum (minimum) ndodh në një kohë të pakrahasueshme më të gjatë se kohëzgjatja e elementeve të njësisë së sinjalit të transmetuar t0. Ndryshimet e papritura të nivelit përfshijnë ato në të cilat ndryshimi i nivelit nga vlera pH0M në pMAX ndodh në një kohë proporcionale me kohën e intervalit të njësisë 0.

Studimet kanë treguar se gjatë një periudhe të gjatë kohore, devijimet e nivelit nga vlera nominale ndodhin si lart ashtu edhe poshtë, ndërsa të dy drejtimet e ndryshimit kanë probabilitet afërsisht të barabartë. Ndryshimet e këtij lloji mund të quhen ndryshime të ngadalta në zbutjen e mbetur. Së bashku me to, ka ndryshime të shpejta, relativisht afatshkurtra në zbutjen e mbetur, duke çuar kryesisht në një ulje të nivelit të pritjes. Nënvlerësimi i konsiderueshëm i nivelit të sinjalit çon në shtrembërime të sinjaleve të marra dhe, si pasojë, në gabime. Nënvlerësimi i nivelit të sinjalit zvogëlon imunitetin e tij ndaj zhurmës, i cili gjithashtu shkakton një rritje të numrit të gabimeve. Dhe, së fundi, në sistemet sinkrone, një rënie në nivelin e sinjalit çon në një shkelje të sinkronizimit dhe një kohë të caktuar të shpenzuar për të hyrë në modalitetin e sinkronizimit kur niveli normal të rikthehet. Prandaj, në sistemet moderne PDI, ekzistojnë pajisje speciale që bllokojnë marrësin dhe sistemin e tij të sinkronizimit kur niveli i sinjalit ulet nën një vlerë të paracaktuar - P. Për këtë arsye, një nënvlerësim i nivelit me një sasi më të madhe ose të barabartë me P është quhet pushim. Kur transmetoni të dhëna sipas rekomandimeve të EASC, një ndërprerje konsiderohet P = 17.4 dB. Pushimet ndahen në afatshkurtra dhe afatgjata.

Për kanalet e ndërruara PM, ekziston norma e mëposhtme: t KR.PER ZOO ms. Kjo kohë zgjidhet nga zgjidhjet e qarkut të miratuara në pajisjet komutuese telefonike, të cilat, në rast të një ndërprerjeje prej më shumë se 300 ms, sigurojnë shkëputjen e lidhjes së vendosur më parë, domethënë, çojnë në një dështim të komunikimit. Kjo vlerë rekomandohet nga ITU si një kriter dështimi për transmetimin mbi kanalet PM të ndërruara. Përqindja e rekomanduar e pushimeve afatshkurtra në një seksion të rimarrjes nuk duhet të kalojë 1,5 * 10-5 për 90% të intervaleve orare.

Ndryshimet e buta të nivelit karakterizohen në një farë mase nga vlera e qëndrueshmërisë së zbutjes së mbetur. Sipas rekomandimeve të ITU, zbutja e mbetur për një kanal PM me dy tela duhet të jetë 7.0, për një kanal me katër tela - 17.4 dB, dhe paqëndrueshmëria e tij në kohë në një seksion të rimarrjes nuk duhet të kalojë 1.75 dB.

Në kanalet e komunikimit, ka gjithashtu një lloj ndërhyrjeje shumëfishuese që lidhet me paqëndrueshmërinë e gjeneratorëve të nënbartësve të pajisjeve të transmetimit. Si rezultat, bëhet e vështirë të zgjidhet një lëkundje koherente në pritje gjatë FM ose ndodhin shtrembërime të sinjalit FM. Sipas standardeve ekzistuese, mospërputhja e nënbartësve në seksionin e rimarrjes është e kufizuar në 1 Hz. Përveç kësaj, së bashku me ndryshimet e papritura të nivelit të sinjalit në kanalet e komunikimit, ka kërcime fazore, por këto të fundit ende nuk janë normalizuar.

25. Parimet e ndërtimit të PS (sistemet e transmetimit) me multipleksim të ndarjes kohore (TDM). Fazat kryesore të konvertimit të sinjaleve analoge në dixhitale (kampionimi i kohës, kuantizimi i nivelit, kodimi).

Në sistemet e transmetimit me TDM, përdoren sinjale dixhitale, të cilat janë një ose një sekuencë e kodit të pulsit, d.m.th. është një sistem për transmetimin e të dhënave dixhitale. Kujtojmë se për të kthyer një sinjal analog në dixhital, përdoren operacionet DISCRETING, QUANTIZING, ENCODING. Diskretizimi bazohet në teoremën Kotelnikov. Për sinjalet PM me gjerësi brezi 0,3 - 3,4 kHz + 0,9 kHz (intervali mbrojtës), d.m.th. fv = 4 kHz. Frekuenca e orës së kampionimit është fт = 2fв = 8 kHz. Çdo mostër transmetohet në 8 bit, që do të thotë se sinjali PM mund të transmetohet me një shpejtësi prej ft × 8 bit = 8 × 103 × 8 = 64 kbit / s. Kjo është shkalla e transmetimit të një kanali PM. Mostrat transmetohen si numra binarë tetë-bitësh të përftuar nga kuantizimi i mostrave. Sepse Kuantizimi ka një numër të kufizuar nivelesh, madje edhe kufizime në max dhe min, është e qartë se sinjali i kuantizuar nuk është i saktë. Dallimi midis vlerës së vërtetë të mostrës dhe vlerës së saj të kuantizuar është zhurma e kuantizimit. Vlera e zhurmës së kuantizimit varet nga numri i niveleve të kuantizimit, shpejtësia e ndryshimit të sinjalit dhe zgjedhja e hapit të kuantizimit.

Linja e komunikimit është elementi më i shtrenjtë i sistemit të komunikimit. Prandaj, këshillohet të kryhet transmetimi i informacionit shumëkanalësh përmes tij, pasi me një rritje të numrit të kanaleve N, xhiros S. Poich. duhet të plotësohet kushti:

Н К - produktiviteti i kanalit k-të.

Problemi kryesor i transmetimit shumëkanalësh është ndarja e sinjaleve të kanalit në anën marrëse. Le të formulojmë kushtet për këtë ndarje.

Le të jetë e nevojshme të organizohet transmetimi i njëkohshëm i disa mesazheve në një kanal të përbashkët (grup), secila prej të cilave përshkruhet nga shprehja

(7.1.1)

Duke marrë parasysh formulën (7.1.1.), marrim:

Me fjalë të tjera, marrësi ka veti selektive në lidhje me sinjalin Sk (t).

Duke marrë parasysh çështjen e ndarjes së sinjalit, bëhet dallimi ndërmjet frekuencës, fazës, ndarjes kohore të kanaleve, si dhe ndarjes së sinjaleve sipas formës dhe karakteristikave të tjera.

Pyetja e dytë tutorial

Multipleksimi i ndarjes së frekuencës

Diagrami bllok i një sistemi komunikimi shumëkanalësh (ISS) me multipleksim të ndarjes së frekuencës (FDM) është paraqitur në figurën 7.1.1, ku tregohet: IS - burim sinjali, Мi - modulator, Фi - filtri i kanalit të ith, Σ - shtues sinjali, GN - gjenerator bartës, PRD - transmetues, LAN - linjë komunikimi, IP - burimi i interferencës, PRM - marrës, D - detektor, PS - marrësi i mesazhit.

Figura 7.1.1. Blloku i një sistemi komunikimi shumëkanalësh

Me FDM, sinjalet bartëse kanë frekuenca të ndryshme fi (nënbartës) dhe janë të ndara me një interval më të madh ose të barabartë me gjerësinë e brezit të sinjalit të kanalit të moduluar. Prandaj, sinjalet e kanaleve të moduluara zënë brezat e frekuencës që nuk mbivendosen dhe janë ortogonale me njëri-tjetrin. Këto të fundit përmblidhen (të shumëfishuara në frekuencë) në bllokun Σ, duke formuar një sinjal grupor, i cili modulon lëkundjen e frekuencës kryesore bartëse fn në bllokun M.

Për modulimin e bartësve të kanaleve, të gjitha metodat e njohura... Por më ekonomikisht gjerësia e brezit të linjës së komunikimit përdoret për modulimin me brez të vetëm (SSB AM), pasi në këtë rast gjerësia e spektrit të sinjalit të moduluar është minimale dhe e barabartë me gjerësinë e spektrit të mesazhit të transmetuar. Në fazën e dytë të modulimit (sinjali i grupit), AM SSB përdoret gjithashtu më shpesh në kanalet e komunikimit me tela.

Një sinjal i tillë me modulim të dyfishtë, pas amplifikimit në njësinë e transmetimit, transmetohet përmes linjës së komunikimit në marrësin e PRM, ku i nënshtrohet procesit të transformimit të kundërt, pra demodulimit të sinjalit përgjatë bartësit në njësinë D për të marrë një grup. sinjal, duke ndarë sinjalet e kanalit prej tij me filtra brezkalimi Фi dhe demodulimi i këtij të fundit në blloqet Di. Frekuencat qendrore të filtrave të brezkalimit Фi janë të barabarta me frekuencat e bartësve të kanalit, dhe brezat e tyre të transparencës janë të barabarta me gjerësinë e spektrit të sinjaleve të moduluara. Devijimi i karakteristikave reale të filtrave të brezit nga ideali nuk duhet të ndikojë në cilësinë e ndarjes së sinjalit, prandaj, përdoren intervalet e frekuencës mbrojtëse midis kanaleve. Secili prej filtrave marrës F duhet të kalojë pa dobësim vetëm ato frekuenca që i përkasin sinjalit të këtij kanali. Filtri duhet të shtypë frekuencat e sinjaleve të të gjitha kanaleve të tjera.

ku g k është përgjigja e impulsit të një filtri brez-kalimi ideal që kalon brezin e frekuencës së kanalit k-të pa shtrembërim.

Përparësitë kryesore të CHRK-së: thjeshtësia e zbatimit teknik, imuniteti i lartë i zhurmës, aftësia për të organizuar çdo numër kanalesh. Disavantazhet: zgjerimi i pashmangshëm i brezit të frekuencës së përdorur me një rritje të numrit të kanaleve, efikasitet relativisht i ulët i gjerësisë së brezit të linjës së komunikimit për shkak të humbjeve të filtrimit; vëllimi dhe kostoja e lartë e pajisjeve, kryesisht për shkak të numrit të madh të filtrave (kostoja e filtrave arrin në 40% të kostos së një sistemi me PFC). Një ISS me një ChRK të tipit K-24T është zhvilluar për transportin hekurudhor, në të cilin përdoren filtra elektromekanikë të përmasave të vogla.

Pyetja e tretë studimore

Jo vetëm frekuenca (FDC) dhe koha (FDC) mund të përdoren për të ndarë sinjalet, por edhe forma e valës. Ndarja e kanaleve sipas formës nuk ka gjetur ende përdorim kaq të përhapur si frekuenca dhe koha. Aplikimi dhe perspektivat e tij aktuale janë më të lidhura me aksesin e shumëfishtë në sistemet celulare dhe satelitore. V komunikimet celulare ndarja e kodit konsiderohet si një nga llojet kryesore të ofrimit të aksesit të shumëfishtë në drejtim të zbatimit të konceptit të zhvillimit të sistemeve të komunikimit celular IMT-2000.

Teknologjia e ndarjes së kanaleve sipas formës supozon mundësinë e funksionimit të njëkohshëm të një grupi objektesh të ndryshme radio (terminalet celularë, stacione radio individuale, stacione tokësore komunikimet satelitore etj.) në brezin e përbashkët të frekuencës. Sinjalet e radios formojnë një sinjal total (grup). , i cili mbërrin në pajisjet marrëse të përdoruesve. Ortogonaliteti i ndërsjellë i sinjaleve siguron që marrësi i korrelacionit të nxjerrë sinjalin e dëshiruar nga.

Sistemet e komunikimit me adresa asinkrone

Në disa raste, është e vështirë të arrihet sinkronizimi i saktë. Ju duhet të merreni me këtë, për shembull, kur organizoni komunikimi operacional midis objekteve të lëvizshme (makina, aeroplanë) ose kur organizoni komunikim operacional duke përdorur satelitët artificialë të tokës si përsëritës. Në këto raste mund të përdoren sisteme komunikimi shumëkanalësh asinkron, kur sinjalet e të gjithë abonentëve transmetohen në një brez të përbashkët frekuencash dhe kanalet nuk sinkronizohen në kohë me njëri-tjetrin. Në sistemet me akses të lirë, çdo kanali (pajtimtar) i caktohet një formë vale e caktuar, e cila është një veçori dalluese, një "adresë" ky abonent, pra emri Sistemet e komunikimit të adresueshëm asinkron (AACS).

Adresa e pajtimtarit mund të kodohet në formën e sinjaleve pseudo të rastësishme (të ngjashme me zhurmën) ose në formën e një sekuence të disa pulseve radio me mbushje të frekuencave të njëjta ose të ndryshme. Nëse pulset e radios kanë mbushje me frekuencë të ndryshme, atëherë thuhet se adresa është e koduar në formën e një matrice kohë-frekuencë (PCM). Adresat ndryshojnë si në intervalet kohore midis pulseve të radios ashtu edhe në frekuencat e mbushjes së tyre.

Konsideroni parimin e funksionimit të AACC bazuar në një diagram të përgjithësuar strukturor (Fig. 8.15).

Mesazhet e transmetuara të marra nga burimet janë të moduluara me puls. Disa sisteme përdorin PPM, ndërsa të tjerët përdorin një formë të modulimit delta. Pastaj çdo puls që rezulton nga modulimi primar i pulsit konvertohet në një sekuencë adresash pulsesh të ndara me pauza.

Formimi i sekuencave të adresave kryhet duke përdorur një linjë vonese (LZ), e cila ka trokitje, siç tregohet në Fig. 8.15.

Për të formuar adresën, përdoren vetëm prekjet nga dhe një kombinim i ndryshëm trokitjesh përdoret për adresën tjetër. Këto impulse ndryshojnë në frekuencën e mbushjes së tyre (ka vetëm frekuenca të tilla në sistemin e ngjeshjes) dhe mund të zënë pozicione të ndryshme në kohë. Për shembull, në fig. 8.16 paraqet një variant të ndërtimit të sekuencave të tilla të adresave për një sistem me dhe.

Kështu, pulsi i marrë si rezultat i modulimit primar të pulsit nga mesazhi ndahet në impulse në vijën e vonesës. Secili prej këtyre impulseve mund të zërë një nga pozicionet në kohë dhe transmetohet në frekuencën e vet.

Duke ndryshuar pozicionin e impulseve në kohë në raport me pulsin e parë, si dhe frekuencën e mbushjes së pulsit, është e mundur të përftohet një numër i madh i kombinimeve të kodit të adresës (shumëfisha të mëdhenj të multipleksimit).

Çdo marrës individual është një pajisje jo-lineare që përmban linja vonese dhe një qark koincidence (CC), dhe i përgjigjet vetëm një sekuence specifike të pulseve radio (Fig. 8.17). Marrësi ka filtra brezkalimi të akorduar në frekuencat e duhura. Impulset e daljes së secilit filtër zbulohen dhe futen në linjat e vonesës, të dizajnuara në përputhje me adresën e caktuar për këtë marrës, në mënyrë që të gjitha pulset në dalje të përkojnë në kohë. Në një qark koincidence jolineare (CC), një impuls shfaqet vetëm me kushtin që impulset e vonuara të hyrjes në të gjitha degët të përkojnë. Nëse, nga daljet e linjave të vonesës, të paktën njëri prej pulseve arrin në hyrjen e qarkut të rastësisë në të njëjtën kohë me të tjerët, atëherë sinjali në daljen e SS nuk do të shfaqet. Për shkak të kësaj, marrësi reagon vetëm ndaj kombinimit të kodit të adresës së caktuar.

Procesi i përshkruar i ndarjes së mesazheve (d.m.th., alokimi i vetëm i kombinimit të kodit të adresës që i është caktuar marrësit) është ilustruar në Fig. 8.17. Hyrja e marrësit merr një sinjal grupi që përmban, në veçanti, dy mesazhe (pulse radio me hije dhe pa hije). Pajisja marrëse i përgjigjet vetëm kombinimit të caktuar të adresës kohë-frekuencë të shfaqur nga impulse me hije, d.m.th. thekson mesazhin. Impulset nga dalja e qarkut të koincidencës konvertohen në një mesazh të marrë në një demodulator pulsi (ID) në përputhje me modulimin e aplikuar të impulsit.

Për të vendosur komunikim me një pajtimtar të caktuar, mjafton të zgjidhni pozicionet përkatëse të linjës individuale të vonesës në transmetues sipas kombinimit të kodit të adresës. Nuk kërkohen rregullime të frekuencës në këto sisteme, gjë që ul ndjeshëm koston e pajisjes dhe siguron besueshmërinë e saj.