Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации (1976) (1151855), страница 31
Текст из файла (страница 31)
В 1954 г. советский ученый Н. Т. Петрович предложил метод передачи, который свободен от эффекта «обратной работы» и в то же время позволяет достаточно полно реализовать преимущества фазовой манипуляции в реальных каналах связи. Метод был предназначен для фазовой телеграфии и назван «относительной фазовой телеграфией» (ОФТ) или «относнтельной фазовой манипуляцией» (ОФМн). Последний термин получил наибольшее распространение в отечественной литературе 111, 121 *.
» Помимо наиболее распространенных терминов ОФТ и ОФМн и литературе этот метод встречается также под названием ФРМн (фаэораэностная манипуляция) и «дифференциальная когерентная система» (в иностранной литературе). 1бО Рассмотрим суть этого метода. Пусть имеется исходная двоичная последовательность информационных символов, которую необходимо передать по каналу связи. Для передачи этой последовательности необходимо иметь однозначно связанную с ней последовательность посылок сигналов. Прн ФМн сигнале посылки имеют вид, определяемый .выражением (4.47).
При классическон противофазной ФМн между информационными символами и посылками сигнала должно быть следующее соответствие: х — х, з(1)=з,(1), <р,=О; х=х з(1)=з,(г), р,=я. (4.51) В этом случае определение фазы любой принятой посылки производится по отношению к некоторой фиксированной опорной фазе, за которую принимается в данном случае гр„=грг= О. Н. Т. Петрович предложил отказаться от абсолютной системы отсчета фазы и ввести относительную (скользящую) систему отсчета фазы для каждой принимаемой посылки. Началом отсчета фазы каждой очередной посылки является фаза предыдущей посылки.
Пусть ф'; — фаза /-й посылки, а ~р; ~ — фаза (/ — 1)-й посылки. Так как противофазный ФМн сигнал может принимать лишь два значения с фазими 4ч=О н ив=я, то разность фаз между двумя соседними посылками может также принимать только два значения О, если ~рг=~р; „ 1УР= ~тг — т я, если р1=<р; +я. Введение относительной системы отсчета фаз пось лок приводит к тому, что соответствие между информационными символами и посылками сигналов становится иным по сравнению с классической ФМн. При относительном методе передачи противофазных ФМн сигналов выбор сигнальной посылки зависит как от вида информационного символа (х~=1 или ха=О), поступающего на вход модулятора, так н от того, какой была предыдущая посылка (з~ или з2). Если условиться, что символу хг=1 должна соответствовать посылка сигнала, для которой Л~р=О, а символу ха=О посылка, для которой Л~р=я, то получим следующее правило манипуляции фазы несущего колебания при передаче двоичной инфор- 11 — 376 1Я мации методом ОФМн: при 'передаче символа 1 фаза посылки остается такой же, как и у предыдущей посылки, а при передаче символа 0 фаза посылки изменяется на 180' по отношению к фазе предыдущей посылки.
Условно это правило можно записать так: х,=1 ср,= р) „ Х1 = Х, = 0 Р; = сР(, + к, (4.52) где 1' — номер посылки, или выразить в виде табл. 4.1. Таким образом, при передаче методом ОФМн одно и то же значение информационного символа может быть таб лип а 4.1 передано как сигналом г,(4), Посылка так и сигналом зз(1), в зависимости от того, каков был предыдущий сигнал *. Очевидно, что в передающем устройстве системы с ОФМн необходимо перед началом каждого сеанса связи обеспечивать создание вспомогательной посылки, от фазы которой начинается отсчет фазы первой инфор~мационной посылки сигнала. Передающее устройство должно Сммаол а ьч а( ~ оо я,(1) яа(Г) я,(г) яа(1) к=1 яа(1) я,(1) я,(г) яа(г) к О иметь элемент памяти для запоминания фазы каждой посылки, чтобы обеспечить начало отсчета фазы следующей посылки. В приемном устройстве ОФМн сигналов нельзя принимать решение только по одной принятой посылке.
Так как 'при ОФМн передаваемая информация заложена не в самом значснии фазы данной посылки сигнала, а в разности фаз данной и предыдущей посылок, то для решения о том, какой информационный снмвол был передан, необходимо учитывать не только данную посылку, но и предыдущую принятую. Следовательно, при передаче информации методом ОФМн необходимо располагать в передатчике и приемнике элементами памяти ' Рассмотренное правило манипуляции фазы при ОФМи может быть и иным: при передаче символа 1 фаза посылки меняется на обратную по отношению к фазе предыдущей посылки, а при передаче символа О остается без изменения.
Выбор мого или иного правила определяется удобствами практической реализапнп системы с ОФМн. 162 для запоминания передаваемой и принятой посылок, с помощью которых обеспечивается относительное начало отсчета фаз при передаче н приеме. Для иллюстрации рассмотренного метода в табл. 4.2 приведен пример соответствия между информационными символами и посылками сигнала при классической противоположной ФМи и ОФМн, Таблица 4.2 Нииар стеабиа О 1 2 3 4 5 б 7 б О 1О 11 12 О О 1 1 О О О к! .; ами кс ае к ае ке и и и и ае ас ас ас 1 оома а| ке ае и ае ае ке к ае к а 5 ас О О О 1 О О О О 1 О ал10Фми ас а ке ае а к ае и ке ке и ке и В этой таблице в выделенном столбце с номером 1=0 указаны вспомогательный символ и соответствующая ему вспомогательная посылка, передаваемые в начале сеанса связи.
Для получения ОФМН в передающем устройстве необходимо иметь дополнительную схему, которая бы определяла границы посылок и управляла поворотом фазы этих посылок на !80' в соответствии с принятым правилом. Из рассмотрения табл. 4.2 видно, что поворот фазы посылки необходимо осуществлять как при переходе от символа 1 к символу О, так н при переходе от символа О к символу О. Практически во многих случаях более удобен режим работы, при когором передатчик работает так же, как и при классической ФМн, т. е. переброс фазы посылки происходит только при смене одного символа на другой (! на 0 или 0 на 1). Для этого достаточно перекодировать исходную цифровую последовательность двоичных символов х; по правилу Х,1 = Х; ® Хи Н с> (4.83) и полученную новую последовательность подать на модулятор передатчика.
114 163 Соответствующая структурная схема передатчика показана на рис. 4.13. Устройство перекодирования состоит из двоичного сумматора и элемента памяти, выполняющего запоминание перекоднрованного символа на время, равное длительности этого символа (тз=то). В табл. 4.2 в двух последних строках приведены значения перекодированной последовательности символов х„! и соответствующие нм значения посылок сигнала з„ь ~ переноРиройние ! Рас. 4АЗ.
Естественно, что после приема переданной последовательности необходимо выполнить обратное перекодирование чтобы вернуться к исходной цифровой последовательности. Правило, по которому выполняется такое перекодирование, зависит от применяемого способа приема сигналов с ОФМн. Поэтому этот вопрос будет рассмотрен более подробно в следующем параграфе. В настоящее время известен ряд способов формиро вания сигналов с ОФМн. С иекогорыми из них более подробно можно ознакомиться в работах (!2, !4, 15).
4.7. МЕТОДЫ ПРИЕМА СИГНАЛОВ С ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ В настоящее время известны и находят широкое применение два основных метода приема ОФМн сигналов: 1) корреляционный (когереитный), основанный на использовании специально сформированного когерентного опорного напряжения; 2) автокорреляционный (некогерентный), основанный на использовании принимаемых посылок сигнала в качестве опорного напряжения. !64 4.7,!. Корреляционный (когерентный) метод приема При таком методе приема демодуляция ОФМн сигналов осуществляется фазовым детектором, опорное напряжение для которого формируется одной из рассмотренных ранее схем.
Так как при формировании опорного напряжения из принимаемого сигнала действие шумовой помехи не может быть устранено полностью, то Рис. 4.14. полученное опорное напряжение, строго говоря, не полностью когерентно с сигналом. Поэтому рассматриваемый метод приема лишь в первом приближении можно считать когерентным. По указанной причине в литературе такой метод иногда называют частично-когерентным (!б).
Структурная схема, соответствующая рассматриваемому методу приема при ОФМн без перекодирования, приведена на рис. 4.14. Решение о том, какой символ был передан, принимается при сравнении полярности огибающей принятой посылки с полярностью огибающей предыдущей посылки. Для сравнения полярностей в приемном устройстве необходимо иметь элемент памяти, запоминающий полярность предыдущей посылки. Такой элемент может быть выполнен на основе одной из спусковых схем, имеющей два устойчивых состоянйя (триггер, кипп-реле, фантастрон). Устройство сравнения обычно представляет собой схему совпадения. При совпадении полярностей посылок в схеме вырабатывается управляющий импульс, под действием которого решаюп1ее устройство фиксирует наличие символа х,(1), в противном случае фиксируется наличие символа хз(0).
Изложенный способ приема получил в литературе название «сравнение полярностей» (11). Особенности когерентного приема сигналов 1бб Таблица 4.3 офм н беа перекодирования Номер столбна ! О 1 2 3 4 б 8 7 8 9 10 П 12 1 О 1 О О 1 1 О О О 1 1 1 «! «7 офмн лт «т а л ае ль а 5 «, л * и 5 лс а 5 5 а лт а ат ат л ат аоп Полярякть и> Полярность и!7,> «! 1 О 1 О О 1 О О О О О О 1 офмн с перекодированием 1 О О О 1 О О О О 1 О 1 «н/ а, 7 офмн а, а, т, а, 5, «т ат а лт а, а, а а 5 л, а а а лт а л .т ат лс лоп Полярность и> «н> 1 1 О О О 1 1 1 1 1 О 1 О «7 О 1 О О 1 О О О О 1 1 1 с ОФМн способом сравнения полярностей проиллюстрируем с помощью табл.
4.3. В этой таблице обозначено: / — номер символа в передаваемой последовательности; х„— вид символа (1 или О); з; — посылки сигнала; У; — напряжение на выходе фазового детектора; х; — принятый символ; з,— опорный сигнал. В столбце с номером )'=0 приведены вспомогательные символы и посылки, предшествующие началу передачи информационной последовательности символов. 166 Первая часть таблицы относится к приему ОФМн сигналов без перекодирования информации в передатчике.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
