جداسازی موقت کانال

اصل تقسیم زمانی کانال ها (TDM) این است که مسیر گروه به نوبه خود برای انتقال سیگنال های هر کانال از یک سیستم چند کاناله ارائه می شود (شکل 6.5). در منابع خارجی از این اصطلاح برای بیان اصل تقسیم زمانی کانال ها استفاده می شود دسترسی ضربی تقسیم زمان (TDMA).

شکل 6.5 - اصل تقسیم زمانی کانال ها

هنگام انتقال، از نمونه برداری در زمان (مدولاسیون پالس) استفاده می شود. ابتدا تکانه کانال اول، سپس کانال بعدی و غیره منتقل می شود. به آخرین کانال شماره N، پس از آن ضربه کانال اول دوباره ارسال می شود و فرآیند به صورت دوره ای تکرار می شود. در پذیرش، سوئیچ مشابهی نصب شده است که به نوبه خود مسیر گروه را به گیرنده های مربوطه متصل می کند. در یک بازه زمانی کوتاه، تنها یک جفت گیرنده/فرستنده به خط ارتباطی گروه متصل می شود.

این بدان معنی است که برای عملکرد عادی یک سیستم چند کاناله با TDC، عملکرد همزمان و درون فاز کلیدهای طرف گیرنده و فرستنده ضروری است. برای انجام این کار، یکی از کانال ها برای انتقال پالس های هماهنگ سازی خاص اشغال شده است.

شکل 6.6، a، b، c نمودارهای سه سیگنال آنالوگ پیوسته را نشان می دهد اس 1 (تی), اس 2 (تی) و اس 3 (تی) و سیگنال های AIM مربوط به آنها. پالس های سیگنال های AIM مختلف در زمان نسبت به یکدیگر جابجا می شوند. هنگامی که کانال های فردی با هم ترکیب می شوند، یک سیگنال گروهی تشکیل می شود اسجی ( تی) (شکل 6.6، د) با نرخ تکرار پالس در نبرابر نرخ تکرار تک تک نبض ها. فاصله زمانی بین نزدیکترین پالس ها سیگنال گروه TK نامیده می شود بازه زمانی یا شکاف زمانی (اسلات زمان). فاصله زمانی بین پالس های مجاور یک سیگنال فردی نامیده می شود چرخه انتقال . نسبت TC و TK تعداد پالس هایی را که می توان در یک چرخه قرار داد، تعیین می کند. تعداد کانال های زمانی

شکل 6.6 - نمودارهای زمان بندی تبدیل سیگنال در طول TRC

در تقسیم زمانی، مانند FDM، تداخل متقابل وجود دارد که عمدتاً به دو دلیل است. اولیش همینه اعوجاج خطیکه به دلیل محدودیت باند فرکانس و ناقص بودن ویژگی های دامنه فرکانس و فرکانس فاز هر سیستم ارتباطی امکان پذیر فیزیکی، ماهیت ضربه ای سیگنال ها را نقض می کند. با جداسازی زمانی سیگنال ها، این امر منجر به این واقعیت می شود که پالس های یک کانال بر روی پالس های کانال های دیگر قرار می گیرند. به عبارت دیگر، متقابل وجود دارد متقابل یا تداخل بین نمادی . علاوه بر این، تداخل متقابل می تواند به دلیل نقص هماهنگ سازی ساعت در فرستنده و احزاب دریافت کنندهاوه

به این دلایل، تقسیم زمانی کانال ها بر اساس AIM دریافت نشده است کاربرد عملی. جداسازی زمانی به طور گسترده ای در سیستم های دیجیتالانتقال سلسله مراتب پلسیوکرون و سنکرون

AT مورد کلیبرای کاهش سطح تداخل متقابل، لازم است فواصل زمانی "محافظتی" را معرفی کنیم که با گسترش خاصی از طیف سیگنال مطابقت دارد. بنابراین، در سیستم های انتقال، باند فرکانس های به طور موثر منتقل می شود اف= 3100 هرتز; مطابق با قضیه Kotelnikov، مقدار حداقل فرکانس نمونه برداری f 0 =1/تی D = 2 اف= 6200 هرتز با این حال، در سیستم های واقعیفرکانس نمونه برداری با مقداری حاشیه انتخاب می شود: f 0 = 8 کیلوهرتز. با تقسیم زمانی کانال ها، سیگنال هر کانال همان باند فرکانسی را اشغال می کند که در شرایط ایده آل با توجه به قضیه کوتلنیکوف از رابطه (بدون در نظر گرفتن کانال همگام سازی) تعیین می شود. Dt K \u003d T 0 /N \u003d 1/( 2NF) = 1/( 2F OVR)،جایی که F GEN =FN، که همان تقسیم فرکانس کلی سیستم است.

اگرچه از نظر تئوری تقسیم زمان و تقسیم فرکانس امکان به دست آوردن کارایی یکسان در استفاده از طیف فرکانس را می دهد، با این وجود، سیستم های تقسیم زمانی در این شاخص نسبت به سیستم های تقسیم فرکانس پایین تر هستند. با این حال، سیستم های تقسیم زمان دارند مزیت غیر قابل انکار، با توجه به اینکه، با توجه به زمان بندی متفاوت انتقال سیگنال کانال های مختلفهیچ تداخلی با منشا غیر خطی وجود ندارد. علاوه بر این، تجهیزات تقسیم زمانی بسیار ساده تر از تقسیم فرکانس است، جایی که فیلترهای باند گذر مناسب برای هر کانال جداگانه مورد نیاز است.

سیگنال ها را می توان نه تنها با علائم آشکاری مانند فرکانس، زمان و فاز جدا کرد. ویژگی مشترک سیگنال ها شکل است. سیگنال هایی که از نظر شکل متفاوت هستند می توانند به طور همزمان ارسال شوند و دارای طیف های فرکانسی همپوشانی باشند، و با این حال چنین سیگنال هایی را می توان در صورتی که شرط متعامد بودن آنها برآورده شود، از هم جدا کرد. در منابع خارجی برای بیان این اصل از مفهوم استفاده شده است تقسیم کدکانال ها دسترسی چندگانه تقسیم کد(CDMA). AT سال های گذشتهبا موفقیت در حال توسعه هستند روش های دیجیتالجداسازی سیگنال ها بر اساس شکل آنها، به ویژه، به عنوان حامل کانال های مختلفدنباله های متعامد گسسته در قالب توابع Walsh، Rademacher و دیگران استفاده می شوند. توسعه گسترده روش های جداسازی شکل موج منجر به ایجاد سیستم های ارتباطی با جداسازی سیگنال های "تقریبا متعامد" شده است. توالی های شبه تصادفی, توابع همبستگیو طیف انرژی آنها نزدیک به طیف نویز سفید "محدود" است. چنین سیگنال هایی نامیده می شوند شبیه سر و صدا (SHPS).

4. اصول انتقال چند کاناله. مبانی ساخت سیستم ها و شبکه های مخابراتی

4. اصول انتقال چند کاناله

4.1. مبانی تئوری پیام رسانی چند کانالی

روش های مورد استفاده جداسازی کانال (RC) را می توان به خطی و غیر خطی (ترکیبی) طبقه بندی کرد.

در بیشتر موارد تقسیم کانال، به هر منبع پیام سیگنال خاصی به نام سیگنال کانال اختصاص داده می شود. سیگنال های کانال مدوله شده با پیام ترکیب می شوند تا شکل بگیرند سیگنال گروه(GS). اگر عملیات اتحاد خطی باشد، سیگنال حاصل فراخوانی می شود سیگنال گروه خطی.

برای یکسان سازی سیستم های ارتباطی چند کاناله، کانال اصلی یا استاندارد گرفته می شود کانال فرکانس صوتی(کانال PM)، که انتقال پیام ها را با باند فرکانسی 300 ... 3400 هرتز که به طور موثر منتقل می شود، مطابق با طیف اصلی سیگنال تلفن تضمین می کند.

سیستم‌های چند کاناله با ترکیب کانال‌های PM در گروه‌هایی که معمولاً مضربی از ۱۲ کانال هستند، تشکیل می‌شوند. به نوبه خود، "مالتی پلکس ثانویه" کانال های PM توسط کانال های تلگراف و کانال های انتقال داده اغلب استفاده می شود.

شکل 4.1 نمودار ساختاری تعمیم یافته سیستم را نشان می دهد ارتباط چند کاناله.

شکل 4.1. بلوک دیاگرام تعمیم یافته یک سیستم ارتباطی چند کاناله

پیاده سازی پیام های هر منبع a 1 (t)، a 2 (t)، ...، و N (t) با کمک فرستنده های مجزا (مدولاتور) M 1، M 2، ...، M N تبدیل می شوند. به سیگنال های کانال مربوطه s 1 (t) ، s 2 (t) ،…,s N (t). مجموعه سیگنال های کانال در خروجی تجهیزات ترکیبی کانال (CCA) یک سیگنال گروهی s(t) را تشکیل می دهد. در نهایت در فرستنده گروه M سیگنال s(t) به سیگنال خطی s L (t) تبدیل می شود که وارد خط ارتباطی LAN می شود. فرض کنید که خط سیگنال را تقریباً بدون اعوجاج ارسال می کند و نویز ایجاد نمی کند. سپس، در انتهای دریافت کننده خط ارتباطی، سیگنال خطی s L (t) را می توان دوباره با استفاده از تجهیزات جداسازی کانال (CSC) به سیگنال گروهی s(t) تبدیل کرد. کانال یا گیرنده های فردی P 1 , P 2 , ..., P N از سیگنال گروه s (t) سیگنال های کانال مربوطه s 1 (t) ، s 2 (t) ، ... ، s N (t) و سپس به پیام هایی که برای گیرندگان در نظر گرفته شده است، a 1 (t)، a 2 (t)، …، a N (t) تبدیل می شوند.

فرستنده های کانال همراه با یک دستگاه جمع کننده شکل می گیرند تجهیزات انجمن. فرستنده گروه M، خط ارتباط LAN و گیرنده گروه P هستند کانال ارتباطی گروهی(مسیر انتقال) که به همراه تجهیزات ترکیبی و گیرنده های منفرد را تشکیل می دهد سیستم ارتباط چند کاناله.

گیرنده‌های منفرد سیستم ارتباطی چند کاناله P K، همراه با انجام عملیات معمول تبدیل سیگنال‌های s K (t) به پیام‌های مربوطه a K (t)، باید از جداسازی سیگنال‌های s K (t) از سیگنال گروه s (s) اطمینان حاصل کنند. ت). به عبارت دیگر، در داخل دستگاه های فنیدر سمت فرستنده یک سیستم چند کاناله باید ارائه شود تجهیزات انجمن، و در سمت دریافت کننده تجهیزات جداسازی.

برای اینکه دستگاه های جداکننده بتوانند سیگنال های کانال های جداگانه را تشخیص دهند، باید ویژگی های خاصی وجود داشته باشد که منحصر به این سیگنال باشد. چنین علائمی در حالت کلی می تواند پارامترهای حامل باشد، به عنوان مثال، دامنه، فرکانس یا فاز در مورد. مدولاسیون پیوستهحامل هارمونیک در انواع گسستهمدولاسیون، شکل سیگنال ها نیز می تواند به عنوان یک ویژگی متمایز باشد. بر این اساس، روش های جداسازی سیگنال ها نیز متفاوت است: فرکانس، زمان، فاز و موارد دیگر.

4.2. کانال های تقسیم فرکانس

نمودار عملکردی ساده ترین سیستمارتباط چند کاناله با تقسیم کانال بر اساس فرکانس در شکل 4.2 نشان داده شده است.

شکل 4.2. نمودار عملکردی یک سیستم چند کاناله با تقسیم فرکانس کانال ها

در منابع خارجی از عبارت Frequency Division Multiply Access (FDMA) برای نشان دادن اصل تقسیم فرکانس کانال ها (FCD) استفاده می شود.

ابتدا، مطابق با پیام‌های ارسالی، سیگنال‌های اولیه (منفرد) دارای طیف انرژی G 1 (ω)، G 2 (ω)، ...، G N (ω) μ فرکانس‌های حامل فرعی ω K هر کانال را تعدیل می‌کنند. . این عملیات توسط مدولاتورهای M 1، M 2، ...، فرستنده کانال M N انجام می شود.

تعدیل کننده هاچهار قطبی با مشخصه دامنه غیر خطی هستند که در حالت کلی با یک چند جمله ای درجه n تقریب می شود.

که در آن а 1، … а n – ضرایب تقریب

برای سادگی، چند جمله ای درجه 2 را می گیریم، یعنی:

, (4.2)

اجازه دهید سیگنال های دو فرکانس را به چنین شبکه چهار پایانه ای اعمال کنیم، یعنی:

جایی که ω > Ω. سپس

, (4.4)

پس از تبدیل مناسب، به دست می آوریم:

, (4.5)

طیف سیگنال در خروجی چهارقطبی به نظر می رسد (شکل 4.3):

شکل 4.3. طیف سیگنال در خروجی چهار قطبی

بنابراین، در خروجی شبکه چهار پایانه، همراه با فرکانس سیگنال های ورودی (ω، Ω)، ظاهر شد: یک جزء ثابت ; هارمونیک دوم سیگنال های ورودی (2ω,2Ω)؛ ρ اجزای کل (ω + Ω) تفاوت θ (ω – Ω) فرکانس ها.

اگر فرض کنیم سیگنالی با فرکانس Ω حاوی اطلاعات است، در سیگنال هایی با فرکانس (ω n + Ω) θ (ω n - Ω) که نسبت به ω منعکس می شوند و به آنها بالا (ω) می گویند نیز رخ می دهد. + Ω ) θ فرکانس های جریان پایین تر (ω – Ω).

اگر یک سیگنال فرکانس حامل U 1 (t) \u003d U m ∙Cosω n t و یک سیگنال فرکانس تن در باند Ω n ... Ω در (که در آن Ω n \u003d 0.3 کیلوهرتز، Ω در \u003d 3.4 کیلوهرتز) چهارقطبی طیف سیگنال خروجی به نظر می رسد (شکل 4.4)

شکل 4.4. طیف سیگنال در خروجی چهار قطبی

محصولات تبدیل (مدولاسیون) مفید بالا و پایین هستند نوارهای جانبی. برای بازیابی سیگنال در دریافت، کافی است فرکانس حامل (ω n) و یکی از باندهای جانبی را به ورودی دمدولاتور اعمال کنید.

در سیستم های انتقال چند کاناله با کانال های تقسیم فرکانس (MSP-FDM)، فقط سیگنال یک نوار کناریو فرکانس حامل از اسیلاتور محلی گرفته شده است. بنابراین، در خروجی هر مدولاتور کانال، یک فیلتر باند گذر با پهنای باند Δω = Ω در – Ω n = 3.1 کیلوهرتز روشن می شود. طیف های G 1 (ω), G 2 (ω) ... G N (ω) پس از جابجایی (انتقال) به فواصل فرکانسی مختلف و وارونگی (این عمل در اصل اختیاری است اما معمولاً برای ساده سازی تجهیزات انجام می شود) اضافه می شود و یک طیف گروهی G gr (ω) را تشکیل دهید.

به منظور کاهش نفوذ کانال های مجاور (کاهش تداخل) به دلیل ناقص بودن پاسخ فرکانسی فیلترها، بین طیف پیام های سیگنال معرفی شده است. فواصل نگهبانی. برای کانال های PM آنها برابر با 0.9 کیلوهرتز هستند. بنابراین، پهنای باند کانال PM با در نظر گرفتن فاصله نگهبانی، 4 کیلوهرتز است (شکل 4.5).

4.3. اصول ساخت تجهیزات PMC

در سیستم های FDM با 12 کانال یا بیشتر، اصل تبدیل فرکانس چندگانه اجرا می شود. ساخت یک سیستم چند کاناله بر اساس یک کانال صدای استاندارد (PM) است. مطابق با توصیه های CCITT، تجهیزات ترمینال (شامل AOK و ARC) به گونه ای ساخته شده است که در هر مرحله از تبدیل فرکانس، با استفاده از بلوک های یکپارچه، گروه های بزرگتر و بیشتری از کانال های PM تشکیل می شود. علاوه بر این، در هر گروه، تعداد کانال ها مضربی از 12 است.

اول، هر یک از کانال های PM با یک یا آن گروه 12 کانالی مرتبط است که گروه اصلی (PG) نامیده می شود. تنوع سیگنال 12 مختلف پیام های تلفنیبیش از طیف (تشکیل PG) با استفاده از تبدیل فرکانس فردی در یک واحد استاندارد 12 کانال انجام می شود. این بلوک ها هم فید فوروارد و هم بازخورد را در هر یک از 12 مورد ارائه می کنند کانال های دوبلکس(شکل 4.6، الف).

هر کانال شامل دستگاه های جداگانه زیر است: در انتقال، یک محدود کننده دامنه OA، یک مدولاتور M و یک فیلتر باند گذر PF. در پذیرش یک فیلتر باند گذر PF، یک دمدولاتور DM، یک فیلتر پایین گذر برای فیلتر پایین گذر و یک تقویت کننده فرکانس پایین برای ULF وجود دارد.

برای تبدیل سیگنال اصلی، مدولاتورها و دمدولاتورهای هر کانال با فرکانس های حاملی که مضربی از 4 کیلوهرتز هستند تغذیه می شوند.

شکل 4.6. نمودار ساختاری واحد تبدیل فردی (الف) و طرحی برای تشکیل گروه اولیه (ب)

طیف سیگنال گروه PG در شکل 4.6، b نشان داده شده است.

در نسخه فوق از تشکیل PG، از اصل تبدیل منفرد طیف کانال PM استفاده شده است (شکل 4.7، a)

از آنجایی که تجهیزات مجزا در هر 12 کانال از یک نوع هستند، تنها دستگاه های متعلق به یک کانال (اولین) در این شکل نشان داده شده است. همانطور که قبلا ذکر شد، هنگام سازماندهی ارتباطات تلفنی، می توان از یک سیستم انتقال دو سیمه دو طرفه یا یک سیستم انتقال چهار سیمه یک طرفه استفاده کرد. طرح نشان داده شده در شکل 4.6 به گزینه دوم اشاره دارد. در اینجا هر کانال دارای یک مسیر انتقال مجزا و یک مسیر دریافت (که در همان باند فرکانسی کار می کند) دارد، یعنی هر کانال چهار سیمه است. اگر از کانال برای ارتباط تلفنی استفاده شود، بخش دو سیم مدار از مشترک از طریق یک سیستم دیفرانسیل (DS) به کانال چهار سیمه متصل می شود. در مورد انتقال سیگنال های دیگر (تلگراف، داده، پخش صدا و غیره) که نیاز به یک یا چند کانال یک طرفه دارند، DS خاموش می شود.

در حالت انتقال، پیامی از طرف مشترک (Ab) از طریق DS و محدود کننده دامنه (OA) به یکی از ورودی های مبدل فرکانس فردی (مدولاتور M 11) می رسد. ورودی دیگر M 11 با یک سیگنال فرعی با فرکانس F 12 تغذیه می شود. در نتیجه ضرب این سیگنال ها سیگنالی تشکیل می شود که طیف آن از دو باند جانبی (نسبت به F 12) تشکیل شده است. سیگنال پایینی این باندها توسط فیلتر PF 12 انتخاب شده و به یکی از ورودی های جمع کننده تغذیه می شود. سایر ورودی های جمع کننده سیگنال ها را از خروجی مسیرهای انتقال مشابه 11 کانال دیگر دریافت می کنند.

محدود کننده های دامنه از بارگذاری بیش از حد تقویت کننده های گروه جلوگیری می کنند (و بنابراین، احتمال تداخل غیر خطی را کاهش می دهند) در لحظاتی که پیک های ولتاژ چندین سیگنال گفتاری ظاهر می شوند.

در حالت دریافت، سیگنال کانال با استفاده از فیلتر باند گذر PF 12 از طیف گروه اولیه (با باند 60 ... 108 کیلوهرتز) انتخاب شده و به مبدل فردی DM 12 تغذیه می شود. ورودی دیگر DM 12 همان فرکانس فرکانس حامل سیگنال F 12 را دریافت می کند که تغذیه می کند و M 11 . طیف سیگنال خروجی DM 12 از دو باند جانبی (نسبت به F 12) تشکیل شده است. سیگنال پایینی این باندها توسط فیلتر پایین گذر انتخاب شده، تقویت شده و از طریق DS به مشترک ارسال می شود. مسیرهای دریافت 11 کانال دیگر به طور مشابه ساخته شده اند. در تجهیزات با تعداد کانال 60 یا بیشتر، تجهیزات فردی در قفسه های مخصوص مبدل های فردی SIP-60 یا SIP-300 قرار می گیرند.

در عمل، گزینه دیگری نیز استفاده می شود: تشکیل یک گروه اولیه از چهار گروه اولیه (شکل 4.8)، که هر کدام از آنها سه کانال PM را ترکیب می کند. در اینجا، یک اصل تبدیل دوگانه پیاده سازی شده است (شکل 4.7، ب)

شکل 4.7. نمودارهای ساختاری و نمودارهای تبدیل تک (a) و دو (ب) طیف کانال PM

شکل 4.8. نمودار ساختاری تشکیل GHG با استفاده از تبدیل مضاعف

روند بعدی تجمع گروه های کانال در تجهیزات گروه صورت می گیرد و در شکل 4.3.4 توضیح داده شده است. همان باندهای فرکانسی پنج PG با استفاده از تبدیل گروه اولیه بر اساس فرکانس در باند 312 ... 552 کیلوهرتز فاصله می گیرند و یک گروه 60 کانالی (ثانویه) (SH) را تشکیل می دهند. شکل 4.9 یک بلوک دیاگرام ساده شده از تجهیزات گروهی VG را نشان می دهد. پیام های پنج گروه اصلی PG 1 - PG 5 به پنج مبدل گروهی GP 1 - GP 5 داده می شود که ورودی های دوم آن سیگنال های فرکانس فرکانس حامل را از تجهیزات ژنراتور دریافت می کنند.

شکل 4.9. نمودار ساختاری تجهیزات گروه VG

با کمک فیلترهای باند گذر PF 1 - PF 5 متصل به خروجی مبدل های گروهی، سیگنال هایی از نوع OBP با باند فرکانسی 48 کیلوهرتز تشکیل می شود. در نتیجه افزودن این پنج سیگنال که در طیف همپوشانی ندارند، یک طیف SH با باند فرکانسی 240 کیلوهرتز (312 ... 552 کیلوهرتز) تشکیل می شود.

برای کاهش اثرات گذرا بین سیگنال‌های SH که از مسیرهای مجاور منتقل می‌شوند، می‌توان از هر دو طیف مستقیم و معکوس PG 2 - PG 5 در طیف SH استفاده کرد. در حالت اول، فرکانس های حامل 468، 516، 564، 612 کیلوهرتز به HP 2 - HP 5 تغذیه می شوند و فیلترهای باند گذر مربوطه، نوارهای جانبی پایینی را انتخاب می کنند (همانطور که در شکل 4.9 نشان داده شده است). در حالت دوم، فرکانس های حامل 300، 348، 396، 444 کیلوهرتز به HP 2 - HP 5 تغذیه می شود و باندهای جانبی بالایی توسط فیلترهای باند گذر PF 2 - PF 5 انتخاب می شوند. فرکانس حامل برای PG 1 در هر دو مورد یکسان است (420 کیلوهرتز)، و طیف PG 1 معکوس نیست. تجهیزات تبدیل فله اولیه در قفسه های مخصوص قرار می گیرند مبدل های اولیه USPP یا SPP. مراحل بعدی تبدیل گروه به طور مشابه انجام می شود.

تجهیزات تشکیل مسیر گروه ممکن است از ترکیبات مختلفبلوک های ساختمانی که در آن یک یا مرحله دیگری از تبدیل فرکانس انجام می شود. به عنوان مثال، در تجهیزات کنونی پرکاربرد سیستم K-1920، کانال های TF به دو گروه 60 کانالی (CH) و شش گروه 300 کانالی (TG) ترکیب می شوند. در این مورد، تعداد کل کانال ها N = 60 ∙ 2 + 300 ∙ 6 = 1920 است.

پس از رسیدن به تعداد نامی کانال ها با ترکیب سریال، تبدیل فرکانس دیگری معمولا انجام می شود: طیف کل (گروهی) به یک طیف خطی تبدیل می شود، یعنی به باند فرکانسی که در آن سیگنال چند کاناله این سیستم است. از طریق خط منتقل می شود. در این مورد، ویژگی های هر خط در نظر گرفته می شود.

اگر تبدیل فردی و گروهی معمولاً در واحدها و قفسه‌های معمولی انجام می‌شود، رابط این تجهیزات (به ویژه تشکیل یک طیف خطی) با یک مسیر خطی در تجهیزات خاص برای هر سیستم سیمی یا رادیویی مشخص انجام می‌شود.

در نظر گرفتن ویژگی های اصلی پیام های گروهی.

هنگام طراحی و توسعه سیستم های انتقال چند کاناله، تعیین کمیت پارامترهای پیام های گروهی در مراحل مختلف تبدیل، به ویژه سیگنال ها در ورودی یک مسیر خطی ضروری است. این پارامترها، همانطور که برای هر سیگنال های ارتباطی، توسط فرکانس، اطلاعات و ویژگی های انرژی مربوطه تعیین می شوند.

همانطور که توسط CCITT توصیه می شود، میانگین توان پیام در کانال فعال در نقطه ای با سطح نسبی صفر روی 88 µW0 (-10.6 dBm0) تنظیم شده است. با این حال، هنگام محاسبه میانگین P، CCITT توصیه می کند که مقدار P1 = 31.6 μW0 (-15 dBm0) را در نظر بگیرید (علاوه بر فعالیت کانال، عوامل دیگری نیز در نظر گرفته می شود، به عنوان مثال، سازماندهی کانال های TT در برخی از کانال های TF، نقص تجهیزات فردی و غیره). اگر N ≥ 240 باشد، میانگین توان یک پیام گروهی در نقطه سطح نسبی صفر P av = 31.6N، μW است و سطح توان متوسط ​​مربوطه p av = – 15 + 10 lg N , dBm0 است.

طبق استانداردهای اتخاذ شده در فدراسیون روسیه در N ≥ 240

P 1 \u003d 50 μW 0 (- 13 dBm 0)؛ p cf = – 13 + 10 lg N، dBm0. (4.6)

اگر N< 240, то приходится учитывать существенную зависимость коэффициента активности от N. В этом случае Р 1 представляют как функцию N, и уровень средней мощности группового сообщения определяют иначе:

Рav = – 1 + 4 lg N، dBm0. (4.7)

برخی از پارامترها و دامنه تجهیزات معمولی سیستم های کابلیانتقالات FDM در جدول 4.1 نشان داده شده است.

جدول 4.1. پارامترهای تجهیزات معمولی سیستم های انتقال کابلی با FDM

4.4. تقسیم زمان (TDM)، روش های انتقال آنالوگ

تشکیل سیگنال یک مسیر خطی سیستم های انتقال با روش های انتقال TRC و آنالوگ. با TRC در سمت فرستنده، سیگنال های پیوسته از مشترکین به نوبه خود مخابره می شوند (شکل 4.9).

برای انجام این کار، این سیگنال ها به یک سری مقادیر گسسته تبدیل می شوند که به طور دوره ای در فواصل زمانی معینی T d تکرار می شوند که دوره نمونه برداری نامیده می شود (شکل 4.10 را ببینید). به گفته V.A. Kotelnikov، دوره نمونه برداری از یک سیگنال پیوسته و محدود با طیف با فرکانس بالای F در >> F n باید برابر باشد.

T d \u003d 1 / F d، F d ≥ 2F in, (4.8)

فاصله زمانی بین نزدیکترین پالس های سیگنال گروه T به فاصله کانال یا شکاف زمانی (Time Slot) نامیده می شود.

از اصل انجمن موقت سیگنال ها بایدکه انتقال در چنین سیستم هایی در چرخه انجام می شود، یعنی به صورت دوره ای به شکل گروه هایی از N gr \u003d N + n پالس، که در آن N تعداد سیگنال های اطلاعاتی است، n تعداد سیگنال های سرویس است (پالس های همگام سازی - IS، اینترکام، کنترل و تماس). سپس مقدار فاصله کانال ∆t k = T d /N gr.

بنابراین، در TRC، پیام‌های N مشترک و دستگاه‌های اضافی از طریق یک کانال ارتباطی مشترک به شکل دنباله‌ای از پالس‌ها منتقل می‌شوند که مدت زمان هر کدام τ و< ∆τ к (смотри рисунок 4.10 и 4.11) .

شکل 4.11. سیگنال گروه در حین VR با FIM

با جداسازی زمانی کانال ها، انواع زیر امکان پذیر است مدولاسیون پالس(شکل 4.12): AIM - مدولاسیون دامنه پالس. PWM - مدولاسیون عرض پالس. PPM - مدولاسیون فاز پالس.

شکل 4.12. مدولاسیون تکانه های کانال در طول TRC: الف) ارتباط مداوم. ب) هدف؛ ج) PWM؛ د) FIM

هر یک از روش های ذکر شده مدولاسیون پالس دارای مزایا و معایب خاص خود است. AIM - پیاده سازی آسان، اما ایمنی ضعیف در برابر نویز. در هنگام تبدیل به عنوان یک شکل متوسط ​​مدولاسیون استفاده می شود سیگنال آنالوگدر دیجیتال، .

با PWM، طیف سیگنال بسته به مدت زمان پالس تغییر می کند. حداقل سطحسیگنال مربوط به حداقل مدت پالس و بر این اساس، حداکثر طیف سیگنال است. با پهنای باند کانال محدود، چنین پالس هایی به شدت مخدوش می شوند.

در تجهیزات با روش‌های مدولاسیون TDC و آنالوگ، FIM بیشترین استفاده را داشته است، زیرا هنگام استفاده از آن، می‌توان با محدود کردن پالس‌ها در دامنه در دو طرف، اثر تداخلی نویز افزایشی و تداخل را کاهش داد و همچنین تطبیق بهینه را نیز انجام داد. مدت زمان ثابت پالس با پهنای باند کانال. بنابراین در سیستم های انتقال با TDM عمدتا از PIM استفاده می شود.

یک ویژگی مشخصه طیف سیگنال در طول مدولاسیون پالس، وجود اجزایی با فرکانس Ω n ... Ω در پیام ارسالی u تا (t) است (شکل 4.3). این ویژگی طیف نشان دهنده امکان دمودولاسیون AIM و PWM با فیلتر پایین گذر (LPF) با فرکانس قطع برابر Ω c است. اگر اجزای باند جانبی پایینی (ω d - Ω in) ... (ω d - Ω n) در باند عبور فیلتر پایین گذر نیفتند، دمودولاسیون با اعوجاج همراه نخواهد بود و این شرط برآورده می شود. اگر انتخاب کنی

F d > 2F اینچ،

که با شرط (4.11) مطابقت دارد. معمولاً ω d \u003d (2.3 ... 2.4) Ω را می گیریم و هنگام نمونه برداری از پیام تلفنی با باند فرکانسی 0.3 ... 3.4 کیلوهرتز، فرکانس نمونه برداری F d \u003d ω d / 2π β برابر با 8 انتخاب می شود. کیلوهرتز و دوره نمونه برداری T d \u003d 1 / F d \u003d 125 ms.

با PIM، اجزای طیف پیام تعدیل کننده (Ω n ... Ω c) به فرکانس آن بستگی دارد و دامنه کمی دارد، بنابراین PIM تنها با تبدیل به AIM یا PWM و به دنبال آن فیلتر کردن به مقدار کم، دمودوله می شود. فیلتر عبور

4.5. اصول ساخت تجهیزات با VRC

شکل 4.13 یک بلوک دیاگرام ساده شده از ایستگاه ترمینال یک سیستم چند کاناله با TDM را نشان می دهد. یک پیام پیوسته از هر یک از مشترکین u 1 (t) ... u N (t) از طریق سیستم های دیفرانسیل مربوطه DS 1 ... DS N به ورودی های مدولاتورهای کانال KM 1 ... KM N تغذیه می شود. در مدولاتورهای کانال مطابق با پیام منتقل شدهپالس ها پس از یک دوره نمونه برداری T d، با توجه به یکی از پارامترها، به عنوان مثال، PIM مدوله می شوند. مطابق با مقدار پیام پیوسته ارسالی (شکل 4.12، a)، در لحظه شمارش در PIM، موقعیت پالس دامنه ثابت و مدت زمان نسبت به وسط فاصله کانال از +∆t m به - تغییر می کند. Δt m (شکل 4.12، d). پالس های مدوله شده از خروجی CM، پالس های همگام سازی از ژنراتور همگام سازی (GIS) و همچنین پالس های سنسور اینترکام (DSS)، سنسور کنترل و سیگنال تماس (DUV) با هم ترکیب می شوند. نتیجه یک سیگنال گروهی u gr (t) است. برای اطمینان از عملکرد مدولاتورهای کانال و دستگاه های اضافیدنباله‌ای از پالس‌ها با فرکانس نمونه‌برداری F d، نسبت به کانال اول با i∆t k جابجا شده‌اند، جایی که i شماره کانال است. بنابراین، لحظه‌های شروع عملیات CM با راه‌اندازی پالس‌هایی از RC تعیین می‌شود، که لحظات اتصال به مشترک را تعیین می‌کند. کانال پهن باندمشترک یا لوازم جانبی مربوطه

سیگنال گروهی به دست آمده u gr (t) به ورودی بازسازی کننده (P) وارد می شود، که به سیگنال های مجزای کانال های مختلف ویژگی های یکسانی می دهد، به عنوان مثال، شکل پالس یکسان. تمام دستگاه های طراحی شده برای تولید سیگنال u gr (t): KM 1 ... KM N , RK, GIS, DUV, DSS, R - در تجهیزات ترکیب سیگنال (AO) گنجانده شده است که همه سیگنال ها را در زمان و اشکال ترکیب می کند. یک سیگنال گروهی علاوه بر این، سیگنال را می توان از طریق خطوط اتصال سیمی یا با استفاده از ارتباطات رادیویی به ایستگاه بعدی منتقل کرد.

شکل 4.13. بلوک دیاگرام ساده شده ایستگاه ترمینال سیستم ارتباطی با TDC

در دریافت، سیگنال انتخاب شده u * gr (t) به ورودی های تمام دمدولاتورهای کانال KD 1 ... KD N و گیرنده های اینترکام (PSS)، کنترل و تماس (PUV) وارد می شود.

دمدولاتورهای کانال u * gr (t) را به سیگنال های کانال مجزا که نمونه های مجزا هستند تقسیم می کنند و پیام های پیوسته u * 1 (t) ... u * N (t) را از این نمونه ها، مربوط به ورودی های CM در بازیابی می کنند. AO. برای اطمینان از جداسازی زمانی سیگنال های کانال، لازم است که هر یک از سی دی ها به نوبه خود فقط (!) در قسمت مربوطه باز شوند. این کانالفواصل زمانی Δt k. این امر توسط پالس های گرفته شده از خروجی های RK' تجهیزات جداسازی سیگنال (AR)، که مشابه RK در AO در انتهای خط ارتباطی عمل می کند، تضمین می شود. برای اطمینان از جداسازی صحیح کانال‌ها، RC که در AR قرار دارد، باید به صورت همزمان و در فاز با RC AO کار کند که با استفاده از پالس‌های همگام سازی (IS) اختصاص داده شده توسط انتخابگرهای مربوطه (SIS) و واحد همگام سازی (BS). پیام های خروجی سی دی از طریق سیستم های دیفرانسیل برای مشترکین مربوطه ارسال می شود.

ایمنی سیستم های انتقال با TDS تا حد زیادی با دقت و قابلیت اطمینان سیستم هماهنگ سازی و توزیع کننده های کانال نصب شده در تجهیزات ترکیب و تقسیم کانال ها تعیین می شود. برای اطمینان از صحت سیستم همگام سازی، پالس های همگام سازی (IS) باید دارای پارامترهایی باشند که به آنها اجازه می دهد به سادگی و با اطمینان بیشتری از توالی پالس های سیگنال گروه u * gr (t) متمایز شوند. مناسب ترین برای PIM استفاده از آی سی های دوگانه بود که برای انتقال آنها یکی از فواصل کانال Δt k در هر دوره نمونه برداری T d اختصاص داده می شود (شکل 4.11 را ببینید).

اجازه دهید تعداد کانال هایی را که می توان در یک سیستم با FIM به دست آورد تعیین کنیم. شکل 4.11 قطار پالس را برای انتقال چند کاناله با PPM نشان می دهد. از شکل بر می آید که

T d \u003d (2∆τ max + τ h) N gr، (4.9)

جایی که τ g فاصله نگهبانی است. Δτ max حداکثر تغییر (انحراف) پالس ها است. در عین حال، فرض می کنیم که مدت زمان پالس ها در مقایسه با τs و ∆τ max کوچک است.

از فرمول (4.9) بدست می آوریم

; (4.10)

حداکثر انحراف پالس برای تعداد معینی از کانال ها

, (4.11)

بنابراین ما قبول می کنیم

. (4.11، الف)

با توجه به اینکه در انتقال تلفنی T d = 125 μs، در N gr = 6 ∆τ max = 8 µs، در N gr = 12 ∆τ max = 3 µs و در N gr = 24 ∆τ max = 1.5 µs دریافت می‌کنیم. مصونیت نویز یک سیستم با PIM بالاتر است، حداکثر Δτ بزرگتر است.

هنگام انتقال سیگنال از PIM از طریق کانال های رادیویی، مرحله دوم (در فرستنده رادیویی) می تواند از مدولاسیون دامنه (AM) یا فرکانس (FM) استفاده کند. در سیستم های دارای PIM - AM معمولاً به 24 کانال محدود می شود و در سیستم های PIM - FM ایمن تر از نویز - 48 کانال.

سوالات تستی:

1. یک سیستم ارتباطی چند کانالی شامل چه مواردی است؟ کارش را توضیح دهید
2. اصل تقسیم فرکانس کانال ها چیست؟
3. تعدیل کننده را تعریف کنید محصولات مدولاسیون مفید چیست؟
4. زمان چرخه ارسال پیام های تلفنی از VRC چقدر است، چرا؟
5. محدود کننده های دامنه برای سیستم های انتقال FDM چیست؟
6. برای چه مواردی استفاده می شود فیلترهای فرکانسدر سیستم های انتقال با VRC؟
7. اصل تقسیم زمانی کانال ها چیست؟
8. هدف از سیستم دیفرانسیل را توضیح دهید (بلوک دیاگرام ساده شده ایستگاه پایانه سیستم ارتباطی با TMC)، چنین دستگاه هایی باید چه الزاماتی را داشته باشند؟
9. چه نوع مدولاسیون پالس با تقسیم زمانی کانال ها امکان پذیر است؟
10. حامل اطلاعات در سیگنال های دارای AIM، FIM، PWM چه پارامتر سیگنالی است؟
11. پالس های همگام سازی برای چیست؟
12. انواع همگام سازی را بر اساس هدف فهرست کنید.
13. چه چیزی باعث تداخل متقابل می شود که هنگام جدا شدن کانال ها رخ می دهد؟ برای کاهش سطح تداخل دوجانبه چه اقداماتی انجام می شود؟

بنابراین بیایید ببینیم که چگونه یک تماس با تلفن همراه برقرار می شود. به محض اینکه کاربر شماره را شماره گیری کرد، گوشی (HS - Hand Set) شروع به جستجوی نزدیکترین ایستگاه پایه (BS - Base Station) می کند - فرستنده گیرنده، کنترل و تجهیزات ارتباطی که شبکه را تشکیل می دهد. از یک کنترلر ایستگاه پایه (BSC - Base Station Controller) و چندین تکرار کننده (BTS - Base Transceiver Station) تشکیل شده است. ایستگاه های پایه توسط یک مرکز سوئیچینگ موبایل (MSC - مرکز خدمات موبایل) مدیریت می شوند. به لطف ساختار سلولی، تکرار کننده ها منطقه را با یک منطقه دریافت قابل اعتماد در یک یا چند کانال رادیویی با یک کانال سرویس اضافی برای همگام سازی پوشش می دهند. به طور دقیق تر، پروتکل مبادله دستگاه و ایستگاه پایه به صورت قیاسی با رویه همگام سازی مودم (handshacking) مورد مذاکره قرار می گیرد که طی آن دستگاه ها در مورد سرعت انتقال، کانال و غیره توافق می کنند. چه زمانی دستگاه موبایلیک ایستگاه پایه را پیدا می کند و همگام سازی رخ می دهد، کنترل کننده ایستگاه پایه یک کانال دوبلکس کامل را از طریق شبکه ثابت به مرکز سوئیچینگ سیار تشکیل می دهد. این مرکز اطلاعاتی در مورد ترمینال موبایلبه چهار رجیستر: ثبت بازدیدکنندگان مشترکین تلفن همراه یا "مهمانان" (VLR - ثبت لایه بازدیدکننده)، ثبت "خانه" مشترکین محلی تلفن همراه (HRL - لایه ثبت خانه)، ثبت مشترک یا احراز هویت (AUC - AUthentiCator) و ثبت شناسایی تجهیزات (EIR - Equipment Identification Register). این اطلاعات منحصر به فرد است و در کارت یا ماژول میکروالکترونیک پلاستیکی مشترک (SIM - Subscriber Identity Module) قرار دارد که برای بررسی واجد شرایط بودن و صورتحساب مشترک استفاده می شود. بر خلاف تلفن ثابت، برای استفاده از آن بسته به بار (تعداد کانال های شلوغ) رسیدن به یک ثابت خط مشترکهزینه استفاده از ارتباطات سیار از تلفن مورد استفاده دریافت نمی شود، بلکه از سیم کارت قابل درج در هر دستگاهی است.

این کارت چیزی نیست جز یک تراشه فلش معمولی که با استفاده از فناوری هوشمند (SmartVoltage) و داشتن امکانات لازم ساخته شده است قسمت جلویی. می توان از آن در هر دستگاهی استفاده کرد و مهمتر از همه اینکه ولتاژ کاری مطابق با: نسخه های اولیهاز یک رابط 5.5 ولت استفاده می کند، در حالی که کارت های مدرن معمولاً 3.3 ولت دارند. اطلاعات در استاندارد یک شناسه مشترک بین المللی منحصر به فرد (IMSI - International Mobile Subscriber Identification) ذخیره می شود، که امکان ظاهر شدن "دو برابر" را از بین می برد - حتی اگر کد کارت به طور تصادفی انتخاب شود، سیستم به طور خودکار یک جعلی را حذف می کند. سیم‌کارت است و بعداً مجبور نخواهید بود هزینه تماس دیگران را بپردازید. هنگام توسعه یک استاندارد پروتکل ارتباط سلولیاین لحظه در ابتدا مورد توجه قرار گرفت و اکنون هر مشترک منحصر به فرد و منحصر به فرد خود را در جهان دارد یک شماره شناسایی، هنگام ارسال 64 بیت با یک کلید رمزگذاری می شود. علاوه بر این، با قیاس با اسکرامبلرهایی که برای رمزگذاری/رمزگشایی یک مکالمه در تلفن آنالوگ طراحی شده اند، از رمزگذاری 56 بیتی در ارتباطات سلولی استفاده می شود.

بر اساس این داده ها، دید سیستم از کاربر تلفن همراه (موقعیت مکانی، وضعیت او در شبکه و ...) شکل می گیرد و ارتباط برقرار می شود. اگر یک کاربر تلفن همراه در حین مکالمه از ناحیه پوشش یک تکرار کننده به ناحیه تحت پوشش دیگری یا حتی بین مناطق تحت پوشش کنترلرهای مختلف حرکت کند، اتصال قطع نمی شود یا خراب نمی شود، زیرا سیستم به طور خودکار گزینه را انتخاب می کند. ایستگاه پایه که ارتباط با آن بهتر است. بسته به بار روی کانال ها، تلفن بین شبکه های 900 و 1800 مگاهرتز را انتخاب می کند و سوئیچینگ حتی در حین مکالمه کاملاً نامحسوس برای بلندگو امکان پذیر است.

از شبکه تلفن معمولی تماس بگیرید کاربر موبایلبه ترتیب معکوس انجام می شود: ابتدا مکان و وضعیت مشترک بر اساس داده های دائماً به روز شده در رجیسترها تعیین می شود و سپس اتصال و ارتباط برقرار می شود. حداکثر قدرتانتشار گازهای گلخانه ای از یک دستگاه تلفن همراه، بسته به هدف آن (ماشین دائمی یا قابل حمل، پوشیدنی یا جیبی) می تواند بین 0.8-20 W (به ترتیب 29-43 dBm) متفاوت باشد. به عنوان مثال، جدول 4.9 را ببینید. کلاس های ایستگاه داده می شود و دستگاه های مشترکبا توجه به قدرت اعمال شده، اتخاذ شده در سیستم GSM-900.

مولتی پلکسینگ تقسیم فرکانس، مولتی پلکسینگ تقسیم فرکانس ( انگلیسیمولتی پلکسینگ تقسیم فرکانس، FDM)

جداسازی کانال توسط فرکانس انجام می شود. از آنجایی که کانال رادیویی دارای طیف خاصی است، در مجموع همه دستگاه های فرستنده، ارتباطات رادیویی مدرن به دست می آید. به عنوان مثال: طیف سیگنال برای تلفن همراه 8 مگاهرتز اگر اپراتور تلفن همراه به یک مشترک فرکانس 880 مگاهرتز بدهد، مشترک بعدی می تواند فرکانس 880+8=888 مگاهرتز را اشغال کند. بنابراین، اگر یک اپراتور تلفن همراه دارای فرکانس مجاز 800-900 مگاهرتز باشد، می تواند حدود 12 کانال را با تقسیم فرکانس ارائه دهد.

تقسیم فرکانس کانال ها در فناوری X-DSL استفاده می شود. سیگنال های فرکانس های مختلف از طریق سیم های تلفن منتقل می شوند: مکالمه تلفنی 0.3-3.4 کیلوهرتز است و باندی از 28 تا 1300 کیلوهرتز برای انتقال داده استفاده می شود.

فیلتر کردن سیگنال ها بسیار مهم است. در غیر این صورت، همپوشانی سیگنال رخ می دهد، به همین دلیل ممکن است اتصال به شدت خراب شود.

تمرین ساختمان سیستم های مدرنانتقال اطلاعات نشان می دهد که گران ترین لینک های کانال های ارتباطی هستند خطوط ارتباطی: کابل، موجبر و راهنمای نور، رله رادیویی و ماهواره و غیره. از آنجایی که استفاده از یک خط ارتباطی گران قیمت برای انتقال اطلاعات بین یک جفت مشترک از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست، مشکل ایجاد سیستم های انتقال چند کاناله که در آن یک ارتباط مشترک وجود دارد، به وجود می آید. خط توسط تعداد زیادی کانال مجزا فشرده می شود. این امر باعث افزایش کارایی استفاده از پهنای باند خط ارتباطی می شود. پیام های A 1 (t)، ...، A N (t) از N منبع IS 1، ...، IS N با استفاده از تعدیل کننده های جداگانه M 1، ...، M N به سیگنال های کانال U 1 (t)، تبدیل می شوند. ..، U N (t ). مجموع این سیگنال ها یک سیگنال کانال گروهی U L (t) را تشکیل می دهد که از طریق خط ارتباطی (LS) منتقل می شود. گیرنده گروه P سیگنال دریافتی Z L (t) را به سیگنال گروه اصلی Z(t)=U(t) تبدیل می کند. گیرنده های فردی P 1 , ... , P N از سیگنال گروهی Z(t) سیگنال های کانال مربوطه Z 1 (t), ..., Z N (t) را استخراج کرده و به پیام تبدیل می کنند. بلوک های M 1، ...، M N و جمع کننده تجهیزات فشرده سازی، بلوک های M، LS و P - کانال گروه را تشکیل می دهند. تجهیزات مالتی پلکس، کانال گروهی و گیرنده های فردی یک سیستم ارتباطی چند کاناله را تشکیل می دهند.

برای اینکه دستگاه‌های جداکننده بتوانند سیگنال‌های کانال‌های مجزا را تشخیص دهند، باید ویژگی‌های مربوطه که منحصر به این سیگنال هستند تعریف شوند. در مورد مدولاسیون پیوسته، چنین ویژگی هایی می تواند فرکانس، دامنه، فاز، در مورد مدولاسیون گسسته، همچنین شکل سیگنال باشد. با توجه به ویژگی های مورد استفاده برای جداسازی، روش های جداسازی نیز متفاوت است: فرکانس، زمان، فاز و غیره.

23. جداسازی فرکانس سیگنال ها. جداسازی زمانی سیگنال ها جداسازی سیگنال ها بر اساس فرم (کد).

در سیستم های مکانیک از راه دور برای انتقال سیگنال های زیادی از طریق یک خط ارتباطی، استفاده از کدگذاری معمولی کافی نیست. یا جداسازی سیگنال اضافی یا کدگذاری ویژه مورد نیاز است که شامل عناصر جداسازی سیگنال است. جداسازی سیگنال ها - حصول اطمینان از انتقال مستقل و دریافت بسیاری از سیگنال ها از طریق یک خط ارتباطی یا در یک باند فرکانس، که در آن سیگنال ها خواص خود را حفظ می کنند و یکدیگر را تحریف نمی کنند.

روش های زیر در حال حاضر در حال استفاده هستند:

تقسیم زمان، که در آن سیگنال ها به طور متوالی در زمان، به طور متناوب با استفاده از همان باند فرکانسی ارسال می شوند.

جداسازی کد-آدرس، بر اساس زمان (کمتر فرکانس) جداسازی سیگنال ها با ارسال کد آدرس انجام می شود.

تقسیم فرکانس، که در آن به هر یک از سیگنال ها فرکانس اختصاص داده می شود و سیگنال ها به صورت متوالی یا موازی در زمان ارسال می شوند.

بخش زمان-فرکانس، که به شما امکان می دهد از مزایای تقسیم فرکانس و زمان سیگنال ها استفاده کنید.

جداسازی فاز، که در آن سیگنال ها در فاز با یکدیگر متفاوت هستند.

جداسازی موقت (VR).هر یک از سیگنال های n به نوبه خود با یک خط ارائه می شود: ابتدا برای یک دوره زمانی تی 1 سیگنال 1 منتقل می شود، برای تی 2 - سیگنال 2 و غیره علاوه بر این، هر سیگنال بازه زمانی خاص خود را اشغال می کند. زمان در نظر گرفته شده برای ارسال همه سیگنال ها را سیکل می گویند. پهنای باند برای سیگنال دهی با کوتاه ترین پالس در کلمه رمز تعیین می شود. بین فواصل زمانی اطلاعات، فواصل زمانی نگهبانی لازم است تا از تأثیر متقابل کانال بر روی کانال جلوگیری شود. از طریق تحریف

برای اجرای جداسازی زمانی از توزیع کننده هایی استفاده می شود که یکی در نقطه کنترل و دیگری در نقطه اجرا نصب می شود.

کد - جداسازی نشانی سیگنال ها (CAR).از تقسیم زمانی کد-آدرس سیگنال ها (VKAR) استفاده می شود، در این مورد، ابتدا یک پالس همزمان یا یک ترکیب کد (ترکیب همزمان) ارسال می شود تا از عملکرد هماهنگ توزیع کنندگان در نقطه کنترل و نقطه کنترل اطمینان حاصل شود. سپس یک ترکیب کد ارسال می شود که کد آدرس نامیده می شود. اولین کاراکترهای کد آدرس برای انتخاب یک نقطه و شی کنترل شده در نظر گرفته شده است، دومی آدرس تابع را تشکیل می دهد که نشان می دهد کدام عملیات TM (عملکرد) باید انجام شود (TU، TI، و غیره). پس از آن ترکیب کد خود عملیات، یعنی. اطلاعات فرمان منتقل می شود یا اطلاعات اعلان دریافت می شود.

جداسازی فرکانس سیگنال هابرای هر یک از سیگنال های n، باند خودش صادر می شود محدوده فرکانس. در نقطه دریافت (CP)، هر یک از سیگنال های ارسالی ابتدا توسط یک فیلتر باند گذر مشخص می شود، سپس به دمدولاتور و سپس به رله های اجرایی تغذیه می شود. شما می توانید سیگنال ها را به صورت متوالی یا همزمان ارسال کنید، به عنوان مثال. موازی.

جداسازی فاز سیگنال هادر فرکانس یکسان، چندین سیگنال به شکل پالس های رادیویی با متفاوت ارسال می شود فازهای اولیه. برای این کار از دستکاری نسبی یا اختلاف فاز استفاده می شود.

جداسازی زمان-فرکانس سیگنال ها.مربع های سایه دار با اعداد سیگنال هایی هستند که در یک باند فرکانسی مشخص و در یک بازه زمانی انتخاب شده ارسال می شوند. فواصل زمانی محافظ و باندهای فرکانسی بین سیگنال ها وجود دارد. تعداد سیگنال های تولید شده در این حالت به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

روش های جداسازی کانال: فضایی، خطی (فرکانس، زمان)، بر اساس شکل. شرایط جداسازی خطی کانال ها.

در سیستم های چند کاناله، مسیرهای همه سیگنال ها باید به نحوی از هم جدا شوند تا سیگنال هر منبع به گیرنده مناسب برسد. چنین رویه ای نامیده می شود جداسازی کانالیا جداسازی سیگنال های کانال.

مالتی پلکس کردن(eng. MUX) - روشی برای ترکیب (فشرده سازی) سیگنال های کانال در MSP.

روش معکوس مالتی پلکسی به جداسازی کانال مربوط می شود مالتی پلکسینگ(انگلیسی DMX یا DeMUX).

MUX + DMX = MULDEX - "مولدکس"

طبقه بندی روش های جداسازی کانال

همه استفاده شده روش های جداسازی کانالرا می توان به دسته بندی کرد خطیو غیر خطی(تصویر را ببینید).

شکل - طبقه بندی روش های جداسازی کانال

در شرکت های کوچک و متوسط، روش های جداسازی کانال زیر متمایز می شوند:

- فضایی (مدار)؛

- خطی: فرکانس - FDM، زمان - VRK، جداسازی کانال بر اساس فرم - RKF.

- غیر خطی: قابل تقلیل به خطی و اکثریت.

جداسازی فضایی

این ساده ترین نوع جداسازی است که در آن به هر کانال یک خط ارتباطی اختصاص داده می شود:

شکل - MSP با تقسیم فضای کانال ها

هوش مصنوعی منبع اطلاعات است

PI - گیرنده اطلاعات

LS - خط ارتباطی

سایر اشکال جداسازی کانال شامل انتقال پیام ها از طریق یک خط ارتباطی واحد است. به همین دلیل، انتقال چند کاناله نیز نامیده می شود آب بندی کانال.

بلوک دیاگرام تعمیم یافته MSP با جداسازی خطی سیگنال های کانال

M i - تعدیل کننده کانال i

P i - ضرب کننده کانال i

و i یکپارچه کننده کانال i است

D i - تعدیل کننده کانال i-ام

SS - سیگنال ساعت سمت فرستنده

PS - گیرنده سیگنال ساعت در سمت گیرنده

LAN - خط ارتباطی

در سمت فرستنده، سیگنال های اولیه C 1 (t)، C 2 (t)،...، C N (t)به در ورودی بیا M 1، M 2،...، M N، که ورودی دیگر آن از ژنراتورهای حامل حامل های مستقل یا متعامد خطی را دریافت می کند. ψ 1 (t)، ψ 2 (t)،...،ψ N (t)، انتقال سیگنال های اولیه به سیگنال های کانال S 1 (t)، S 2 (t)،..، S N (t). سپس سیگنال های کانال جمع می شوند و یک سیگنال چند کاناله گروهی تشکیل می شود. S گرم (t).

در سمت دریافت، سیگنال گروه S "gr (t)، که تحت تاثیر تغییر کرده است نوع متفاوتنویز و اعوجاج n(t)، به ضرب کننده ها می رود P 1 , P 2 ,..., P N، بیش از ورودی که حامل ها از ژنراتورهای حامل می آیند ψ 1 (t)، ψ 2 (t)،...، ψ N (t). نتایج ضرب به انتگرال‌گرها ارسال می‌شود AND 1، AND 2،...، AND N،در خروجی که سیگنال های کانال با در نظر گرفتن تداخل و اعوجاج به دست می آید، S" 1 (t)، S" 2 (t)،...، S" N (t).سیگنال های کانال سپس به D 1 ,D 2 ,...,D nکه سیگنال های کانال را با در نظر گرفتن تداخل و اعوجاج به سیگنال های اولیه تبدیل می کند C" 1 (t)، C "2 (t)،...، C" N (t).

عملکرد سیستم انتقال با عملکرد همزمان (و گاهی اوقات در فاز) حامل ها بر روی دستگاه های تبدیل M در انتقال و ضرب P در دریافت امکان پذیر است. برای انجام این کار، در سمت فرستنده، یک سیگنال همگام (SS) به سیگنال گروه وارد می شود و در سمت گیرنده، توسط یک گیرنده سیگنال همگام (PS) از سیگنال گروه جدا می شود.

سیستم های مخابراتی چند کاناله با تقسیم فرکانس کانال ها. روش های تشکیل سیگنال کانال

سیستم مخابراتی با کانال های تقسیم فرکانس سیستمی را که در مسیر خطی آن برای انتقال سیگنال های کانال قرار دارد فراخوانی کنید باندهای فرکانسی غیر همپوشانی اختصاص داده شده است.

اجازه دهید اصل تقسیم فرکانس کانال ها را با استفاده از طرح سیستم کانال N و طرح های فرکانس در نقاط مشخصه آن در نظر بگیریم.

شکل - نمودار ساختاری MSP کانال N با FDC

نوسانات هارمونیک با فرکانس های مختلف f 1 , f 2 , …f n(آشفتگی حامل):

ψ من(تی) = سی

سیگنال های کانال در نتیجه مدولاسیون یکی از پارامترهای حامل توسط سیگنال های اولیه تشکیل می شوند C i (t). درخواست دادن دامنه, فرکانسو فازمدولاسیون فرکانس های نوسانات حامل به گونه ای انتخاب می شوند که طیف سیگنال های کانال S 1 (t)و S2(t) همپوشانی نداشتند . سیگنال گروه S گرم (t)دریافت شده در خط ارتباطی، مجموع سیگنال های کانال است

S gr(تی) = اس 1 (تی) + اس 2 (تی) + ...+ S n(تی)

هنگامی که سیگنال از طریق یک مسیر خطی منتقل می شود S gr(تی) دچار اعوجاج خطی و غیر خطی می شود و تداخل n(t) روی آن قرار می گیرد، بنابراین سیگنال اعوجاج به قسمت گیرنده می رسد. .

در قسمت دریافت، سیگنال های کانال با استفاده از فیلترهای باند کانال KPF-1، KPF-2، KPF-n، به عنوان مثال جدا می شوند. از سیگنال گروه سیگنال های کانال جداگانه .

سیگنال های اولیه توسط دمدولاتورهای D 1 , D 2 , ... D n با استفاده از فرکانس ها بازیابی می شوند. فرکانس های برابرحامل های در حال انتقال

طرح های فرکانس در نقاط مشخصه آن (نگاه کنید به نمودار)

در FDM، نوع مدولاسیون AM-OBP غالب است، زیرا بیشترین سازش را دارد.

شکل - گزینه های پهنای باند برای AM-OBP

شکل گیری سیگنال AM-OBP در فناوری ارتباطات به دو روش انجام می شود:

1) روش فیلتر

2) روش اختلاف فاز

روش فیلتر بیشتر در تکنیک MSP استفاده می شود، در حالی که روش اختلاف فاز معمولاً در سیستم های انتقال کانال پایین استفاده می شود.

روش فیلتر

در سمت انتقال دهنده

مثال:

طیف سیگنال 0.3 - 3.4 کیلوهرتز. اگر حامل است، نتیجه AM-SSB را تعیین کنید نوسان هارمونیکبا فرکانس 100 کیلوهرتز

در سمت دریافت کننده

توجه داشته باشید:ناپایداری فرکانس (عدم تطابق) بین تجهیزات تولید کننده طرف های فرستنده و گیرنده برای گروه اولیه سیگنال (12x CFC) نباید بیش از 1.5 هرتز باشد.

روش اختلاف فاز

اصل عملیات:مدار از دو بازو تشکیل شده است که در ورودی و خروجی با کمک دستگاه های جداکننده (ID) ترکیب شده اند. به مدولاتور (M 2) یک بازو، سیگنال اصلی و فرکانس حامل با π/2 نسبت به سیگنال و فرکانس حامل عرضه شده به مدولاتور (M 1) بازوی دیگر به صورت تغییر فاز عرضه می شود. در نتیجه تنها یک باند جانبی در خروجی مدار نوسان می کند. مدارهای فاز (FC 1 FC FC 2) انتقال فاز π/2 را ارائه می دهند.

شرط تفکیک پذیری سیگنال های کانالدر SMEها با PRK آنها است متعامد بودن، یعنی

جایی که طیف انرژیسیگنال کانال i-ام؛

مرزهای باند فرکانس اختصاص داده شده در مسیر خطی برای سیگنال کانال i.

پهنای طیف فرکانس سیگنال گروهی D f S با تعداد کانال های سیستم انتقال (N) تعیین می شود. عرض طیف سیگنال کانال D f i، و همچنین ویژگی های فرکانس تضعیف فیلترهای باند گذر کانال KPF-1، KPF-2، KPF-n.

فیلترهای متقاطع تضعیف باند کم ( آوریل) و مقدار تضعیف مورد نیاز در محدوده حفظ موثر ( apod). بین این باندها نوارهای فیلتر کننده فیلترهای متقاطع وجود دارد. بنابراین، سیگنال های کانال باید با شکاف های محافظ (D fz) که مقادیر آن نباید از باندهای فیلتر کمتر باشد.

از این رو، عرض سیگنال گروهرا می توان با فرمول تعیین کرد

دی f گرم= ن×(D فی+ دی f)

از آنجایی که تضعیف فیلترهای متقاطع در باند توقف محدود است ( apod، در این صورت جداسازی کامل سیگنال های کانال امکان پذیر نیست. در نتیجه وجود دارد متقابل.

در تلفن مدرن MSP، هر CFC یک باند فرکانسی 4 کیلوهرتز اختصاص داده است، اگرچه طیف فرکانسی ارسالی سیگنال های صوتیمحدود به باند از 300 تا 3400 هرتز، یعنی. عرض طیف 3.1 کیلوهرتز است. بین باندهای فرکانس کانال های مجاور، فواصل با عرض 0.9 کیلوهرتز وجود دارد که برای کاهش سطح تداخل متقابل هنگام فیلتر کردن سیگنال ها طراحی شده است. این بدان معنی است که تنها حدود 80 درصد از پهنای باند خط ارتباطی به طور موثر در سیستم های ارتباطی چند کاناله با تقسیم فرکانس سیگنال ها استفاده می شود. علاوه بر این، لازم است از درجه بالایی از خطی بودن کل مسیر سیگنال گروه اطمینان حاصل شود.

شکل - نمودار ساختاری تجهیزات سازند

مبحث 5. روش های جداسازی کانال

5.1 روش های جداسازی کانال: فضایی، خطی (فرکانس، زمان)، بر اساس شکل. شرایط جداسازی خطی کانال ها. حامل های سیگنال و مدولاسیون پارامترهای آنها.

5.2 سیستم های مخابراتی چند کاناله با تقسیم فرکانس کانال ها. روش های تشکیل سیگنال کانال

5.3 سیستم های مخابراتی چند کاناله با تقسیم زمانی کانال ها. تحلیل تطبیقیروش های مدولاسیون پالس آنالوگ