Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами (1985) (1151877), страница 31
Текст из файла (страница 31)
После квантования получаем, что сообщение определяется конечным .набором кваитованных огочетов. Заменяя тот илн иной квантованный отсчет своим символом, получаем возможность передавать непрерывное сообщение в виде дискретного. Именно токой 149 метод дискретизации и квантования ~и составляет основу импульсно кодовой модуляции ИКМ.
При иных свойствах сообщения может оказаться более целесообразным с практической точки зрения другое разложение по ортогональным функциям. Например, если разбить сообщение ва отрежи длительностью Т, то на каждом отрезке сообщение 8~(г) можно представить в .виде ~ряда Фурье, в котором <р„(Г) =ехр (1(2 и а 1/Т)). (6.9) Экспонента (6.9)' является периодической фушцией с периодом Т. Кроме упомянутых, известно большое число других систем ортогональных функций, многие вз которых нашли применение в оистемах связи. Следует отметить, что системы ортогональных функций широко используют в математике для решения различных задач. Ортогональные функции, используемые для передачи сообщений, будем яазывать ортогональными сигналами.
Соответственно совокупности таких сигналов являются системами ортогональных сигналов. Применение систем ораогональных сигналов для представления непрерывных сообщений в виде, рядов является одним из примеров примененля систем сигналов в системах связи. Из (6.2), (6А) следует, что сигналы таких систем должны удовлетворять единственному условию цртогональности. 6.3.
Многоканальные системы связи Необходимость обмена информацией между мнопими абонентами прввела к построению многоканальных систем связи. Каждая многоканальная система связи, работает в своем диапазоне частот, который определяется ее назначением. Абоненты, входящие в многоканальную систему связи, работают в общей полосе частот, в пределах которой каждому из пих предоставляется канал для передачи информации. Образование многоканальной системы связи из многих абонентов может быть осуществлено двумя методами объединения або,нентов. Один из них называется централизованным объединением, а другой, автономным.
При централизованном объединении обмен информацией между двумя абонентами производится через центральные станции (ЦС на рнс. 6.1,а н б). При передаче информации на большие расстояния от абонентов одной зоны она сначала объеднняепся в собственной центральной станции (ЦС1 и ЦС2 на,рнс. 6.1,а), затем посылается по лннии,в ЦС другой зоны, после чего разделяется по абонентам этой зоны. На рис. 6.1,а стрелками показан путь прохождения информации, между .абонентами Ам.и Ань Назовем подобные многоканальные системы связи многоканальными централизованнымн линейными системами '(МЦЛС). К МЦЛС относятся, радиорелейные линии связи, кабельные линии связи, а также радиотелеметрические системы и др. 150 Централизованное объединение а~бонентов может быть использовано и для обмена информацией между абонентами внутри одной зоны (рис. 6.1,б).
При этом требуется одна ЦС. Стрелкамк на,рис. 6.16,б изображен путь прохождения информации между абонентами А1 и Ам Из ркс. 6.1,б видно, что передача информации осуществляется по радиусам-векторам, выходящим и входящим Рнс. 6.1. Многоканальные системы сааза в центральную станцию. По этой причине подобные многоканальные системы можно назвать многоканальными централизовапнымк радиальными системами (МЦРС).
Примерами МЦРС являются системы КВ и УКВ радиосвязи, городские телефонные сети, системы управления воздушным движением, системы командного радиоуправления и др. В тех случаях,,когда не будет отмечаться линейность ~или радиальность, многоканальные системы связи с централизованным уплотнением будем называть многоканальными централизованными системами (МЦС). Другим методом объединения абонентов является а~втономяый, при котором абоненты обмениваются информацией непосредственно друг с другом (рис.
6.1,в). При этом нет необходимости в центральной станции. Подобные системы связи называют многокакальными автономными аистемасни (МАС). Примерами МАС являются системы низовой радиосвязи (войсковой, сельской), системы командного,радиоуправления л др. Многоканальная централизованная система позволяет устанавливать более эффективный обмен информацией между многими абонентами, лучше использовать отведенные полосы частот ~и время.
Однако наличие ЦС делает МЦС более уязвимыми по срзв- 151 нению с МАС, так как выход из строя ЦС приводит к выходу из строя всей МЦС. Наличие ЦС во многих случаях усложняет систему, передачи информации (СПИ),в целом и увеличивает ее стоимость. Кроме того, в некоторых, случаях в соответсввии с тактико- техническими требованиями применение ЦС просто невозможно. Следует отметить, что в некоторых случаях многоканальные системы связи могут быть построены как с централизованным объединением абонентов, так и с автономным. В таких случаях метод объединения должен осуществляться с учетом тактико-технических и экономических требований. Кр~оме того, возможно совместное применение .и централизованного, и автономного объединения.
6.4. Методы уплотнения и разделения каналов и абонентов В зависимости от назначен~ия, каждой СПИ выделяется некоторый диапазон частот, который в дальнейшем называется общей полосой частот (общей для всех а~бонентов). Использование общей полосы частот абонента~ми определяется методами уплотнения (ршмещение спектров сигналов всех абонентов в общей полосе) и,разделения (выделение сигналов абонента).
Поскольку тот нли иной метод уплотнения однозначно определяет .метод разделения (обратное та~кже справедливо), то в дальнейшем будем классифидировать методы уплотнения и разделения по методам разделения. Возможны три .метода .разделения информации,различных абонентов, передаваемой по выделенным для них каналам. Метод частотного, разделения (ЧР) заключается в том, что каждому абоненту отводится своя абонентская полоса частот (частотный канал) в пределах общей полосы частот системы. При этом абонентские полосы частот не перекрываются, но сигналы абонентов перекрываются во времени.
Метод временного разделения (ВР) заключается в том, что каждый абонент работает в свой абонентский интервал времени (временной канал), в течение которого другие абоненты информацию не передают. Спектры абонентов занимают всю общую полосу частот и полностью перекрываются. Метод кодового разделения (КР) заключается в том, что разделение осуществляется по форме сигналов, которые использует тот или иной абонент, причем абоненты ра~ботают в общей полосе частот в одно время. Первым нашло применение частотное разделение, так как оно было известно, раньше других методов и достаточно просто реализовалось практически. Развитие импульсных методов модуляции црнвело к появлению временного разделения.
Основы .разделения информации по форме сигналов (ооновы линейной селекции или кодового разделения) были развиты Д. В. Агеевым в 1935 г. 131. Иное положение имеет место в случае СПИ с кодовым, разде- 152 лением. Поскольку кодовое разделение основано на различии сигналов, то построение таких СПИ и их характеристики определяются выбором сигналов и их свойствами. Обычно число абонентов достаточно велико, поэтому выбор сигналов для СПИ с КР сводится к определению систем сигналов с заданными свойствамв. Развитие СПИ с КР .и привело к исследованиям в области теории систем сигналов, основные результаты которой будут изложены в дальнейшем.
Системы связи с КР являются адресными системами, так как сигналы абонента выполняют роль его адреса. Адресные системы связи можно разделить на два класса — синхронные адресные системы (САС) и асинхронные адресные системы (ААС). Первые используются в основном при централизованном объединении абонентов, вторые в при автономном.
В САС передача информации осуществляется таким образом, что переносчики информации удовлетворяют условию ортогональности (6.2), т. е. если 1- и й-й абоненты используют сигналы и~(1) и иь(1) со спектрами д;(в) и дь (в), то при 1Фй,имеют место равенства Ю ОР ~и~(1)ид(~)Й=О, ~д(а)дь(в)ба=О. (6.10), (6.11) 40 ЮО Отметим, что условия ортогональности (6.10), (6.11) являются частными случаями линейной независимости сигналов. Если соблюдается равенство (6.10), то выполняется н (6.11). Есин сигналы линейно-независимы, то они разделяются без взаимных помех. На практике обычно используют ортогональные сигналы.
Поскольку,при временных смещениях ортогональность нарушается, то для обеспечения ортогональностн необходимо иметь синхронизацию по времени. Таким образом, в САС передача информации различнымв абонентами осуществляется ортогональными оиг,калами при условии, временной синхронизации между ними. Наличие синхронизапии приводит к тому, что в САС взаимные помехи не вози~икают.
Следует отметить, что в,системах связи с ЧР взаимные помехи принципиально существуют всегда, так как сигналы с ко~вечной длительностью, имеют бесконечно протяженные спектры, а разделительные фильтры пропускают с конечным ослаблением все частоты. По этим двум причинам ча~сть энергии сигнала произвольного канала в системах авязи с ЧР попадает в любой канал, создавая взаимную помеху. Выбором сигналов (уменьшением авнеполосных» излучений) и фильтров (повышением ослабления вне полосы пропусканля), размещением каналов по частоте можно уменьшить взивмные помехи до допустимого малого уровня.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
