Кловский Д.Д. и др. Теория электрической связи (1999) (1151853), страница 94
Текст из файла (страница 94)
Наиболее характерными из них являются системы на 1000...1500 каналов с 50...100 активными абонентами. 9.4. КОМБИНАЦИОННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ СИГНАЛОВ Принцип комбинационного уплотнения. При многоканальной передаче дискретных сообщений наряду с ЧРК, ВРК и разделения сигналов по форме используется комбинационный способ формирования группового сигнала. Сущность этого способа состоит в следующем. Пусть необходимо организовать передачу Ж независимых дискретных сообщений по общему групповому тракту. Если элемент 1-го сообщения может принимать одно из' т; возможных значений (1 = 1, 2, ..., Ь), то общее число значений, которое может принимать элемент Ф-канального источника, объединяющего исходные )т' источников, будет равно М = Пт, .
При одинаковых зна- чениях т, =т имеем М=т (9.25) Таким образом, при комбинационном уплотнении каждое сочетание канальных сообщений отображается элементом группового сообщения с основанием кода (9.25), т.е. используя осног ..1ие кода М =т", можно одновременно передавать информацию от Ф индивидуальных источников, работающих с основанием кода т, Если, в частности, т = 2 (двоичные коды), а число каналов У = 2, то групповое сообщение Ь„может принимать четыре возможных значения, соответствующих различным комбинациям нулей и единиц в обоих каналах, при Ф = 3 число различных комбинаций будет равно М = 8 и т.д.
Задача теперь сводится к передаче некоторых чисел Ь„, определяющих номер комбинации. Эти числа могут передаваться посредством сигналов дискретной модуляции любого вида. Разделение сигналов, основанное на различии в комбинациях сигналов разных каналов, называется комбинационным. Структурная схема многоканальной системы с комбинационным (кодовым) разделением (уплотнением) представлена на рис. 9.14. Здесь первичные сообщения Ь,(г), Ь,(г), ..., Ь„(г) от У источников поступают на вход кодера, выполняющего ь,,() Ь, (с) Рвс.9.14. Структурная схема многоканальной системы с комбинационным уплотнением 365 функции устройства объединения каналов. Полученное групповое сообщение Ь„(г) преобразуется с помощью группового модулятора ГМ в групповой сигнал и„(г), поступающий в групповой тракт.
На приемной стороне после демодуляции и декодирования формируются канальные сообщения, соответствующие У первичным сообщениям. Таблица 9.2 Примеры комбинационного разделения сигналов. Типичным примером комбинационного уплотнения является система двукратной частотной модуляции (ДЧМ)'>, в которой для передачи четырех комбинаций сигналов двух источников (каналов) используют четыре разные частоты: Г,, Г2,/,,~4. При двукратной фазовой модуляции (ДФМ) каждой комбинации сообщений 1-го и 2-го источника соответствует определенное значение фазы группового сигнала р,, ~р,, <р, нли ~Р (табл. 9.2).
В качестве иллюстрации принципа комбинационного разделения рассмотрим пример разделения каналов при ДЧМ (рис. 9,15). Здесь принятый сигнал подается на фильтры Ф„Ф„Ф„Ф, подключенные к диодам Д~, ..., Дв выполняющим функции детекторов, попарно работающих на общие нагрузки. При передаче частоты б напряжение с выхода Ф~ подводится через диоды Д~ и Д2 к входным зажимам О~ и От аппаратов 1-го и 2-го каналов в соответствии с табл, 9.2.
При передаче частоты 2з напряжение с фильтра Фз подключается через диоды Д5 и Дх соответственно к зажимам 01 и Оь Все остальные соединения на схеме рис. 9.14. выполнены также в соответствии с табл. 9.2. При оптимальном приеме для разделения сигналов на частотах Г;, Г', /;, Г4 используют вместо полосовых фильтров согласованные. Сравнение системы ДЧМ с обычной двухканальной ЧМ системой с ЧРК показывает, что обе системы занимают практически одинаковую полосу частот, однако мощность сигнала', требуемая для обеспечения заданной вероятности ошибки при ДЧМ, почти вдвое меньше, чем при ЧРК.
Существенно меньше оказывается и пиковая мощность при ДЧМ. Поэтому в системах с ограниченной энергетикой комбинационное уплотнение по методу ДЧМ находит широкое применение. Рис.9.! 5, Схема приема сигналов ДЧМ О В принятых здесь аббревиатурах ДЧМ и ДФМ первые буквы означают "двукратные". 366 Комбинационные системы ДФМ на практике реализуются в виде двойной относительной фазовой модуляции ДОФМ по тем же принципам, по которым вместо абсолютных систем ФМ используются относительные — ОФМ. Аналогично можно формировать сигналы комбинационного уплотнения для большого числа каналов — многократную частотную модуляцию (МЧМ), многократную относительную фазовую модуляцию (МОФМ) и др. В случае МЧМ при выборе частот, обеспечивающих ортогоиальность системы передаваемых сигналов, занимаемая полоса частот с ростом 1х увеличивается экспоненциально.
Вероятность ошибки в каждом канале с увеличением Ф также возрастает, но очень медленно. Поэтому такие системы применяют в тех случаях, когда используемый канал обладает большими частотными ресурсами, но его энергетические возможности ограничены. В случае МОФМ, наоборот, занимаемая полоса частот с ростом 1х' почти не увеличивается, но вероятность ошибки увеличивается очень быстро н для сохранения требуемой верности необходимо увеличивать мощность сигнала. Такие системы пригодны в тех ситуациях, когда существуют жесткие ограничения полосы пропускания канала, а мощность сигнала практически не лимитирована.
Рассмотренные примеры систем комбинационного уплотнения на основе сигналов МЧМ н МФМ по существу являются частными случаями систем передачи с многопозиционными сигналами. При МЧМ получаем многочастотные сигналы, а при МФМ вЂ” многофазные. Вместе с тем можно модулировать одновременно несколько параметров переносчика, например амплитуду и фазу, частоту и фазу и т.д. В последнее время большой интерес проявляется к сигналам амплитудно-фазовой модуляции (АФМ), которые можно реализовать схемой квадратурной модуляции. В системах АФМ в течение интервала передачи одного элементарного сигнала его фаза и амплитуда принимают значения, выбранные из ряда возможных дискретных значений амплитуд и фаз.
Каждая комбинация значений амплитуды и фазы отображает один из многопозиционных сигналов группового сигнала с основанием кода М=2". Сигналы АФМ можно формировать, например, путем многоуровневой амплитудной и фазовой модуляции двух квадратурных (сдвинутых по фазе на н/2) колебаний несущей частоты. Если для модуляции сннфазной (ей присвоен номер 1) и квадратурной (ей присвоен номер 2) составляющих использовать значения уровней С,л =+1, то полученный сигнал КАФМ-4 (рис.
9.16) будет соответствовать ДФМ. Если же для модуляции как в синфазном, так и в ки,ратурном канале используются четырохуровневые сигналы С, =+1,+3, то при этом получается 16-познционная КАФМ, которую можно представить выражением лклем!б(!)=(АусофОег+1Р~)~ 1=1,!6. Расположение сигнальных точек 16-позиционной КАФМ на амплитудно-фазовой плоскости изображено на рис. 9.17, где точками показаны положения концов вектора А~ при различных значениях С~ и Сь В принципе для каждого числа М можно строить различные ансамбли сигналов. Так, кроме представленной на рис.
9.16 и 9.17 квадратурной сети, разрабать|ваются- 367 Рис.9.! 6. Расположение сигнальных точек сигналов КАФМ-4 или ДФМ Рис.9. ! 7. Расположение сигнальных точек при 1б-позициоииой КАФМ ансамбли сигналов на основе треугольной сети, различные варианты круговых расположений сигнальных точек и др, (см. гл. 11). В последние годы успешно рывивается теория сигнально-кодовых конструкций (СКК), направленная на повышение скорости передачи и помехоустойчивости при сушественных ограничениях на энергетику и занимаемую полосу частот. Подробнее вопросы СКК рассмотрены в гл.
11. 9.5. ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СИСТЕМ МНОГОКАНАЛЬНОЙ СВЯЗИ (9.27) П В качестве порога перегрузки здесь принят уровень, превышаемый в течение 0,001% време- ни. Математическая модель многоканального сигнала. Для анализа переходных помех, возникающих при прохождении сигналов многоканальной связи через групповой тракт передачи, необходимо иметь математическую модель этих сигналов. Формирование такой модели рассмотрим на примере многоканальной телефонии с ЧРК. В этом случае многоканальный сигнал представляет собой сумму преобразованных по частоте соответствующих первичных сигналов (см.
рис. 9.2). В качестве модели многоканального сигнала в соответствии с рекомендациями МККТТ принимается гауссовский стационарный процесс У(г) с нулевым средним значением У(~) =0 и дисперсией а'. Дело в том, что согласно предельной теореме теории вероятностей вероятностные характеристики суммы большого числа речевых сигналов независимых источников приближаются к характеристикам гауссовского шума.
Гауссовская аппроксимация весьма точна при числе каналов !у' > 24. С ростом числа каналов пик-фактор группового сигнала имеет тенденцию к снижению, приближаясь к 13 дБ, что соответствует величине пик-фактора белого шума'>. Предположение о стационарности процесса справедливо для часа наибольшей нагрузки (ЧНН), когда загрузка максимальна и постоянна. СПМ группового сигнала б„ф обычно принимается равномерной в пределах полосы частот от 1~ до ~~ (без учета защитных полос между каналами и неравномерности спектра индивидуального телефонного канала): з,И=~,' 'у,у„г' (9.26) Средняя мощность на единичном сопротивлении нагрузки Р =и„'(г)= '„=М,(у,-у), где о'„= !т',(г", — г!) — дисперсия процесса У,(г). Функция корреляции многоканального сигнала со СПМ (9.26) 8 ( ) О 2 ! 2 ! При определении Рс в (9.27) предполагалось, что канал непрерывно занят сигналом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
