ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 74
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Время срабатывания электронных ключей соседних каналов сдвинуто относительно друг друга на канальный интервал.
Объединяющее устройство (ОУ) предназначено для объединения канальных сигналов, в групповой АИМ-сигнал (UΣАИМ), который представляет собой сумму канальных сигналов:
UΣАИМ = U1АИМ + U2АИМ + …+ U3АИМ
Развязывающее устройство (РУ) обеспечивает параллельную работу устройств приемной станции.
В приемнике разделение каналов осуществляется с помощью временных селекторов (ВС), в качестве которых используются электронные ключи.
Ортогональность (независимость каналов) в системах с ВРК обеспечивается не перекрывающимися промежутками времени, отводимыми для каждого канала.
В любой фиксированный момент времени в замкнутом состоянии в приемной и передающей части системы находятся ключи только одного одноименного канала, а все остальные разомкнуты, то есть электронные ключи объединяемых каналов срабатывают с одной и той же скоростью, но в разные моменты времени.
Управление электронными ключами осуществляет генераторное оборудование системы передачи. В состав генераторного оборудования передающей и приемной станций входят задающий генератор канальных импульсов (ГКИ), который формирует импульсную последовательность с частотой дискретизации (Fд), и распределитель канальных импульсов (РКИ), который подает эти импульсные последовательности на электронные ключи каналов с временным сдвигом на канальный интервал (к).
Очевидно, что для полного восстановления сигналов на приеме необходимо, чтобы одноименные ключи передатчика и приемника одноименных каналов срабатывали с одной и той же скорость и одновременно. Синхронную и синфазную работу ключей обеспечивает система синхронизации генераторного оборудования. С этой целью на передаче специальный синхросигнал вводится в групповой АИМ-сигнал с помощью формирователя и передатчика синхросигнала (ФПСС). На приемной станции синхросигнал выделяется из группового сигнала приемником синхросигнала (ПСС).
Восстановление непрерывного исходного сигнала на приеме осуществляется с помощью ФНЧ.
-
Цифровая обработка сигналов в ТКС с ВРК. Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) и ее этапы: дискретизация по времени, квантование по уровню и кодирование.
Возникающие в линейном тракте шумы и искажения прежде всего изменяют амплитуды импульсов АИМ сигналов, вызывая паразитную модуляцию.
Отличить паразитную модуляцию от полезной невозможно, т. к. все амплитуды разрешены.
АИМ модуляция – аналоговый вид модуляции и обладает низкой помехозащищенностью.
Для повышения помехозащищенности применяют цифровую обработку сигналов (ЦОС). Цифровой сигнал имеет высокую помехозащищенность, так как сигнал в линии прост и имеет только 2 позиции (2 амплитуды – 0 и 1).
ЦОС выполняется тремя методами:
- импульсно кодовая (ИКМ)
- дифференциальная ИКМ (ДИКМ)
- дельта модуляция (ДМ)
В стандартных ЦСП используется ИКМ преобразование.
В цифровых системах передачи (ЦСП) преобразование аналогового сигнала в цифровой код производится периодически (дискретизация по времени).
ИКМ преобразование выполняется в 3 этапа:
-
Дискретизация непрерывного сигнала по времени (по т. Котельникова) -
Квантование АИМ отчетов по уровню -
Кодирование квантованных отчетов.
Дискретизация по времени:
Дискретизация применяется для реализации принципа временного разделения каналов (ВРК). Она заключается в замене непрерывного сообщения последовательностью его отсчётов, то есть последовательностью импульсов.
Осуществляется с помощью ключей амплитудно импульсных модуляторов, которые формируют АИМ канальные сигналы.
Исходный сигнал, поступающий на вход канала обладает избыточностью, поэтому нет необходимости передавать его полностью, а можно передать отчеты первичного сигнала, взятые через определенный промежуток времени, который определяется теоремой Котельникова.
Так как передаваемые сигналы непрерывные и аналоговые и существуют одновременно, то необходимо представить их дискретными отсчетами в определенные моменты времени.
При дискретизации по времени передается ни весь непрерывный сигнал, а только его амплитудные значения (дискретные отсчеты), взятые через определенный промежуток времени (период дискретизации).
Для преобразования АИМ сигнала в цифровой код необходимо провести его квантование по уровню и кодирование с использованием определенного кода. Операцию квантования и кодирования проводит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) или, по-другому, кодер.
Квантование по уровню служит для определения разрядности кода. Оно предполагает деление всего диапазона амплитуд сигнала на отрезки. Отрезки между уровнями квантования называют шагом квантования.
Внутри таких шагов выбирают разрешенные для передачи уровни. При квантовании по уровню амплитуда каждого АИМ-отсчёт округляется до ближайшего разрешенного к передаче уровня.
Квантованное значение отчета отличается от истинного, что приводит к ошибке квантования, а на приеме к шуму квантования.
Обычная стандартная разрядность кода в ЦСП с ИКМ равна 8. Кодовая комбинация определяет номер разрешенного для передачи уровня, которого достиг квантуемый отсчет.
При квантовании по уровню диапазон всех возможных значений исходного сигнала делится на разрешенные значения, называемые уровнями квантования.
Кодирование превращает отсчёты в кодовую комбинацию.
При кодировании каждому уровню квантования соответствует свой номер
, величину которого отображают в двоичной системе исчисления. Затем в линейный тракт передаются кодовые группы импульсов, соответствующих номеру уровня квантования. Таким образом, формируется двоичный цифровой сигнал или сигнал с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).
Для кодирования в ЦСП применяют специальные устройства: на передающей станции кодеры, а на приемной декодеры.
Для кодирования в системах связи используются натуральный и симметричный двоичные коды.
При кодировании натуральным кодом значению минимально возможной амплитуде отсчетов с отрицательным знаком присваивается значение нулевого уровня, возрастающие номера уровней присваиваются следующим через шаг квантования значениям квантованных отсчетов.
При симметричном кодировании отсчет шагов квантования начинается от нулевого значения сигнала в сторону положительных и отрицательных значений его амплитуд.
-
Квантование по уровню, шумы квантования и их оценка. Равномерное и неравномерное квантование.
Квантование по уровню служит для определения разрядности кода. Оно предполагает деление всего диапазона амплитуд сигнала на отрезки. Отрезки между уровнями квантования называют шагом квантования.
Внутри таких шагов выбирают разрешенные для передачи уровни.
При квантовании по уровню амплитуда каждого АИМ-отсчёт округляется до ближайшего разрешенного к передаче уровня.
Квантованное значение отчета отличается от истинного, что приводит к ошибке квантования, а на приеме к шуму квантования.
Обычная стандартная разрядность кода в ЦСП с ИКМ равна 8. Кодовая комбинация определяет номер разрешенного для передачи уровня, которого достиг квантуемый отсчет.
При квантовании по уровню диапазон всех возможных значений исходного сигнала делится на разрешенные значения, называемые уровнями квантования.
Шум квантования равномерен и имеет спектр шире спектра исходного сигнала.
Шум квантования представляет собой последовательность импульсов, следующих с частотой дискретизации и имеющих случайную амплитуду.
Качество передачи оценивают показателем помехозащищённости сигнала от шумов квантования.
Для повышения помехозащищенности связи необходимо повысить помехозащищенность тех сигналов, вероятность появления которых в канале больше, т. е. слабых сигналов, при этом увеличится разрядность кода. С этой целью применяют неравномерное квантование:
Сигналы с низким уровнем квантуются с меньшим шагом
, то есть шкала квантования становится неравномерной.
В общем случае для снижения уровня взаимных помех приходится вводить "защитные" временные интервалы, что соответствует некоторому расширению спектра сигналов.
Если шаг квантования во всем диапазоне преобразуемых информационных сигналов остается постоянным, то такое квантование называется равномерным. В противном случае квантование будет неравномерным, а само аналого-цифровое преобразование – нелинейным.
Недостатком равномерного квантования является малая защищенность от шумов квантования сигналов низких уровней. Поэтому для обеспечения защищенности Aзкв не менее 30 дБ во всем динамическом диапазоне речевого сигнала требуется 212 = 4096 уровней квантования. Таким образом, АЦП и ЦАП должны быть двенадцатиразрядными.
Большое число разрядов кода (m = 12) при равномерном квантовании приводит к усложнению аппаратуры и увеличению тактовой частоты. Применение неравномерного квантования позволяет устранить указанный недостаток. При неравномерном квантовании для малых сигналов шаг квантования выбирается минимальный. С ростом сигнала увеличивается и шаг квантования, достигая максимального значения для наибольших значений сигналов. В результате удается снизить разрядность кода до m = 8, обеспечив при этом выполнение требований к защищенности от шумов квантования в широком динамическом диапазоне сигнала. Таким образом происходит выравнивание защищенности Aзкв в широком диапазоне 93 изменения уровней сигнала, т.е. выравнивается относительная погрешность квантования ∆кв = (0,5 δ /Uх) 100% сигналов низкого и высокого уровня.
Неравномерное квантование реализуется при сжатии динамического диапазона сигнала, которое осуществляется с помощью компрессора, обладающего нелинейной амплитудной характеристикой. Для восстановления исходного динамического диапазона сигнала на приемной стороне необходимо установить экспандер, амплитудная характеристика которого должна быть обратной характеристике компрессора. При этом результирующая амплитудная характеристика пары преобразователей компрессор-экспандер (компандер), должна оставаться линейной.
При выбранной разрядности кода и выбранном шаге квантования