Tema numër 7

Parimet e ndërtimit të sistemeve të transmetimit shumëkanalësh

Tema e mësimit numër 2

Ndarja kohore e kanaleve

Pyetja e parë studimore

Ndarja kohore e kanaleve

Sistemet e transmetimit me shumë kanale me multipleksim të ndarjes së kohës (TDM) përdoren gjerësisht për transmetimin e informacionit analog dhe diskret.

Ndarja kohore e kanaleve është e mundur vetëm nëse modulimi i pulsit.

Me një cikël të madh pune, një interval i madh kohor mbetet midis pulseve të një kanali, në të cilin mund të vendosen impulset e kanaleve të tjera. Të gjitha kanalet zënë të njëjtin brez frekuencash, por lidhja përdoret në mënyrë alternative për të transmetuar periodikisht sinjalet e kanalit. Shkalla e përsëritjes së sinjaleve të kanalit zgjidhet sipas teoremës së Kotelnikov. Për të sinkronizuar funksionimin e çelsave të transmetuesit dhe marrësit, transmetohen impulse sinkronizuese ndihmëse, për të cilat janë caktuar një ose më shumë kanale. Me përdorim VRK lloje te ndryshme modulimi i pulsit në kanalet: FIM, PWM, PCM, DM etj. Për linjat e radios përdoret modulimi i dyfishtë: PCM-OFMn, FIM-FM etj.

Figura 7.2.1 tregon një bllok diagram sistem shumëkanalësh(ISS) me ndarjen kohore të kanaleve (TDC), ku tregohet:

M - modulator, PB - bllok i ndërmjetëm, GI - gjenerator pulsi, ST - numërues, DS - dekoder, GN - gjenerator bartës, PRD - transmetues, LS - linja komunikimi, IP - burimi i ndërhyrjes, PRM - marrës, D - detektor, VSI - sinkronizimi i ndarësit të pulsit, DHE - qarku i rastësisë.

Fig. 7.2.1. Skema strukturore sistem shumëkanalësh i ndarjes së kohës

Blloqet TI, ST, DS formojnë një linjë shpërndarjeje RL, e cila përvijohet nga një vijë e ndërprerë me pika.

Pulsi i parë i GI shfaqet në prekjen e parë të DS, i dyti në të dytën, etj. Impulsi i N-të- në të N-të (e fundit). Pulsi tjetër N + 1 do të shfaqet përsëri në hyrjen e parë të DS dhe më pas procesi përsëritet. Në pikat e shitjes formohen DS sekuenca periodike impulset e zhvendosura në kohë në raport me njëri-tjetrin. Sekuenca e parë e pulseve futet në hyrjen e kontrollit të formësuesit të orës FSI, pjesa tjetër - në hyrjet e modulatorëve të kanalit M (faza e parë e modulimit). Hyrjet e tyre të dyta marrin sinjale informacioni të transmetuara, të cilat modulojnë pulset me frekuencë të lartë nga DS sipas një prej parametrave të tyre (amplitudë, kohëzgjatje, etj.).

Parimi i funksionimit të qarkut të paraqitur ilustrohet nga diagramet e kohës (Fig. 7.2.2 a-d) për rastin e AIM në modulatorët e kanalit Mi.

Fig. 7.2.2. Diagrami kohor i funksionimit të qarkut ISS me një VRK

Këta të fundit janë kampionë të bërë në qarqe kyçe ose multipleksorë. Le të shqyrtojmë së pari modulatorët AIM në çelësat, numri i të cilëve është N = 4. Për më tepër, kanali i parë është i rezervuar për pulsin e sinkronizimit, dhe tre të tjerët - për sinjalet e informacionit. Sinjali i sinkronizimit SS ndryshon nga pulset e informacionit në disa parametra, për shembull, kohëzgjatja ose amplituda. Pulsi i parë me GI (Fig. 7.2.2 e) hap çelësin e parë, duke formuar SS në daljen e tij, pulsin e dytë - çelësin e dytë dhe kalon pjesën përkatëse të sinjalit të kanalit të parë në daljen e tij, të tretin. pulsi - pjesë e sinjalit të kanalit të dytë dhe kështu me radhë deri në pulsin e katërt ... Impulsi i pestë përsëri formon SS, etj. Meqenëse daljet e të gjithë ndërprerësve janë të lidhur paralelisht, sinjali total (grupor) përbëhet nga impulse që nuk mbivendosen në kohë. Në këtë rast, kanalet thuhet se janë të ngjeshur në kohë. Më tej, sinjali i grupit (Fig. 7.2.2 e), pas amplifikimit në njësinë PB, hyn në fazën e dytë të modulimit M si modulues, pas së cilës përforcohet në njësinë PRD dhe kalon përmes linjës së komunikimit në anën marrëse.

Në praktikë, më shpesh përdoret jo AIM, por ICM, i cili përfshin gjithashtu AIM. Pjesa tjetër e operacioneve PCM (kuantizimi i nivelit, kodimi) duhet të kryhen në bllokun PB.

Në anën marrëse sinjali nga linja hyn në PRM, ku filtrohet, përforcohet dhe më pas zbulohet në bllokun D (shih Fig. 12.5) për të marrë një sinjal grupi (shih Fig. 7.2.2 e). Nëse AIM përdoret në kanale, atëherë sinjali i grupit, pas përforcimit në bllokun PB, shkon menjëherë në disa hyrje të të gjitha qarqeve të rastësisë DHE, në hyrjet e tjera të të cilave ushqehen pulset e sinjalit të orës SS (Fig. 7.2.2 g) nga prodhimi i shpërndarësit RL. Puna e këtij të fundit është e njëjtë si në anën transmetuese, përveç se GI sinkronizohet nga pulset SR të nxjerra nga sinjal grupi... Çdo qark koincidence AND hapet për një kohë të përcaktuar nga kohëzgjatja e pulsit të valvulës dhe kalon sinjalin e kanalit të tij në daljen e tij. Në qarqet I dhe VRK kryhet (Fig. 7.2.2 z-k). Në daljen e secilit qark të tillë ekziston një filtër me kalim të ulët, i cili kryen funksionet e fazës së dytë të demodulimit, duke shndërruar sinjalin PAM në një sinjal analog të transmetuar. Nëse sinjalet e kanalit janë dixhitale (me PCM), atëherë deshifrimi duhet të bëhet në bllokun PB të marrësit, duke e kthyer PCM në AIM. Pastaj sinjali i brezit bazë me PAM ndahet në mënyrën e përshkruar më sipër.

Qarqet e lavamanit AND veprojnë si filtra ose çelësa parametrikë të përkohshëm.

Me VRK, ka edhe ndërhyrje të ndërsjellë, e cila është për shkak të dy arsyeve: shtrembërimit linear dhe sinkronizimit të papërsosur. Në të vërtetë, kur spektri i pulseve është i kufizuar (shtrembërime lineare), frontet e tyre "shemben" dhe pulset e njërit kanal mbivendosen mbi pulset e tjetrit, nga i cili formohet zhurma kalimtare. Për të ulur nivelin e tyre, futen intervale mbrojtëse, që korrespondojnë me një përhapje të caktuar të spektrit të sinjalit.

Efikasiteti i përdorimit të spektrit të frekuencës me FDC është praktikisht (jo teorikisht) më i keq sesa me FDC: me një rritje të numrit të kanaleve, brezi i frekuencës rritet. Nga ana tjetër, me FDC nuk ka ndërhyrje me origjinë jolineare dhe pajisja është shumë më e thjeshtë, dhe faktori kreshtë i sinjalit është më i vogël se me FDC. Një avantazh i rëndësishëm i VRK është imuniteti i tij i lartë ndaj zhurmës metodat e impulsit transmetimet (PCM, FIM, etj.).

Me VRM, është e lehtë të alokohen kanalet në anën marrëse pa asnjë kufizim të cilësisë së tyre. Pajisja ka përmasa të vogla, peshë, e cila është për shkak të përdorimit të gjerë qarqe të integruara, elemente të teknologjisë kompjuterike dixhitale, mikroprocesorë.

Disavantazhi kryesor i RCS është nevoja për të siguruar sinkronizimin e anëve transmetuese dhe marrëse të sistemit të transmetimit.

Vini re se në TDM, sinjalet e kanaleve janë ortogonale me njëri-tjetrin, pasi ato nuk mbivendosen në kohë. Kjo do të thotë se gjatë transmetimit të tyre mund të përdoret edhe ndarja fazore e kanaleve (VFDK). Një shembull i kësaj është transmetimi me një brez të vetëm të sinjaleve dixhitale, minimumi kyçja e ndërrimit të frekuencës dhe etj.

Me ndarjen kohore të kanaleve (TDM), mostrat e sinjaleve të secilit kanal dhe të tyre vlerat e menjëhershme transmetohen në mënyrë sekuenciale në kohë. Kështu, çdo mesazh transmetohet në pulse të shkurtra - mostra. Mbi një linjë komunikimi për një periudhë të caktuar kohore - periudha e përsëritjes, e cila është lënë mënjanë për transmetim, ju mund të transmetoni numrin përkatës të mesazheve të tilla.

Bllok diagrami i sistemit të transmetimit të informacionit me VRK. Në fig. 4.3 tregon një bllok diagram të thjeshtuar të një sistemi me një VRK. Një mesazh, për shembull, kur lidhje telefonike në formën e sinjaleve të zërit, ai hyn në P in, ku dridhjet e zërit shndërrohen në ato elektrike. Shpërndarësit e anëve transmetuese P1 dhe marrëse P2 duhet të punojnë në mënyrë sinkrone dhe në fazë. Shpërndarësit ndërrohen me impulse nga GTI. Në fund të çdo cikli, një puls i fazës dërgohet në linjën e komunikimit për të siguruar që të dy valvulat të funksionojnë në fazë. Sinkronizimi i funksionimit të tyre sigurohet nga qëndrueshmëria e frekuencës GTI të anëve transmetuese dhe marrëse.

Distributori lidh qarqet në seri për të transmetuar mesazhe në kanalin përkatës. Meqenëse një kohë e vogël është caktuar për transmetimin e mesazheve, pulset e shkurtra do të pasojnë përgjatë linjës së komunikimit, kohëzgjatja e të cilave përcaktohet nga koha kur shpërndarësi lidh këtë qark. Në anën marrëse, për shkak të funksionimit sinkron dhe në fazë të shpërndarësve, pulset e shkurtra futen në P VY x, ku ndodh shndërrimi i kundërt i sinjaleve elektrike në zë.

Në rastin e TDM, midis sinjaleve të çdo kanali, të transmetuara në mënyrë sekuenciale në kohë përmes linjës së komunikimit, futet një interval kohor mbrojtës (Fig. 4.4), i cili është i nevojshëm për të eliminuar ndikimin (mbivendosjen) reciproke të kanaleve. Kjo e fundit lind për shkak të pranisë së shtrembërimeve të frekuencës fazore në linjën e komunikimit, gjë që shkakton kohë të pabarabartë të përhapjes së sinjaleve të frekuencave të ndryshme.

Numri i kanaleve në VRK varet nga kohëzgjatja e pulseve të kanalit dhe frekuenca e përsëritjes së tyre, e cila, kur transmetohet mesazhe të vazhdueshme, përcaktohet nga teorema e Kotelnikov mbi transformimin sinjale të vazhdueshme në diskrete.

Në këtë mënyrë, numri total kanalet në VRK

(4.1)

ku T p është periudha e përsëritjes;
- kohëzgjatja e pulsit në fazë; - kohëzgjatja e intervalit mbrojtës; - kohëzgjatja e pulsit të kanalit.

Brezi i frekuencës i kërkuar për organizatën P kanalet në VRK, përcaktohet nga kohëzgjatja minimale e pulsit të kanalit
, e cila varet nga numri i kanaleve të organizuara të komunikimit dhe natyra e mesazhit, përcaktohet nga shprehja

(4.2)

ku K p është një koeficient në varësi të formës së pulsit (për një impuls drejtkëndor K p ~ 0,7).

Le të përcaktojmë brezin e frekuencës që kërkohet, për shembull, për organizimin e 12 kanaleve telefonike në VRK. Kohëzgjatja e pulsit kur organizohen 12 kanale telefonike mbi linjën e komunikimit do të përcaktohet nga konsideratat e mëposhtme. Periudha e përsëritjes T p = 1 / f p, ku f p është frekuenca e përsëritjes, e cila përcaktohet nga shprehja f p = 2f max = 2 3400 = 6800 Hz. Këtu f max = 3400 Hz është frekuenca maksimale gjatë transmetimit të mesazheve telefonike. Për transmetim merrni f p = 8000 Hz. Atëherë f p = 1/8000 = 125 μs.

Nga shprehja (4.1)

Duke zëvendësuar në shprehjen e fundit vlerat e T p = 125 μs dhe n = 12, marrim
1 μs. Njohja e kohëzgjatjes së pulsit të kanalit
dhe duke marrë K p = 0.7 nga shprehja (4.2), gjejmë

Kështu, brezi i frekuencës për organizimin e 12 kanaleve telefonike me FDC e tejkalon ndjeshëm brezin e frekuencës që kërkohet për organizimin e të njëjtit numër kanalesh me FDC, i cili është 48 kHz (12 (3400 + 600) = 48000 Hz, ku 600 Hz është brezi i frekuencës. alokuar për të filtruar kanalet ngjitur).

Rrjedhimisht, përdorimi i VRM për transmetimin e mesazheve analoge (për shembull, telefon, faks, televizion) ka një sërë kufizimesh. Në të njëjtën kohë, transmetimi i mesazheve diskrete (telegrafi, telemekanika, transmetimi i të dhënave) me VRK ofron përparësi të konsiderueshme. Kjo për faktin se sinjalet diskrete për këto lloj mesazhesh kanë një kohëzgjatje të konsiderueshme, dhe spektri i frekuencës së sinjaleve të tilla ndodhet në pjesën e poshtme. diapazoni i frekuencës prandaj, kohëzgjatja dhe periudha e përsëritjes së pulseve të kanalit mund të jetë relativisht e gjatë, gjë që redukton ndjeshëm brezin e kërkuar të frekuencës.

Me TDM, lloje të ndryshme të modulimit të kanalit mund të përdoren për të përputhur mesazhin me kanalin e komunikimit.

Disavantazhet e VRM përfshijnë një brez relativisht të gjerë të frekuencës që kërkohet për transmetimin e mesazheve; kompleksiteti i pajisjeve komutuese (shpërndarësit) kur organizohet një numër i konsiderueshëm i kanaleve të komunikimit dhe nevoja për të korrigjuar karakteristikat e frekuencës fazore të linjës së komunikimit për të eliminuar ndikimin e ndërsjellë të kanaleve të komunikimit.

Automatizimi, telemekanika dhe komunikimi në transportin hekurudhor (ATS) Telefonia me shumë kanale dhe metoda e ndarjes së kanaleve

Telefonia me shumë kanale dhe metoda e ndarjes së kanaleve

Komunikimi telefonik me shumë kanale (MTS)

Me komunikimin e zakonshëm telefonik, numri i lidhjeve që funksionojnë njëkohësisht duhet të jetë më i vogël ose i barabartë me numrin e kanaleve të komunikimit të ofruara, dhe kjo rrit koston e ndërtimit të linjave kabllore kur një numër i madh abonentë. Rruga në këtë rast është organizimi komunikim shumëkanalësh në disa pjesë të rrjetit telefonik.

SPI - sistemi i transformimit të informacionit;

TLF - telefon;

GK - kanal grupi;

D - ndarës;

GS - sinjal grupi.

Kanalet e frekuencës së zërit TA kanë një diapazon prej 0,4 - 3,1 kHz dhe kombinohen në një sinjal grupor, i cili zë brezin e frekuencës N (3,1 kHz + intervali mbrojtës). Intervali mbrojtës është afërsisht 0,3 kHz.

Nëse vizatoni një rrjet frekuencash f, do të shihni se kanalet janë të renditura si më poshtë

1, 2,…, N - numrat e kanaleve telefonike.

Avantazhi i komunikimit telefonik me shumë kanale është zvogëlimi i kostos së vendosjes së linjave të komunikimit, pasi është e mundur të transmetohen disa biseda në të njëjtën kohë mbi një palë tela. Gjerësia e brezit të linjës ajrore të komunikimit me përçues çeliku është 30 kHz, me përçues bakri - 150 kHz, për linjat e komunikimit kabllor - 10 MHz, për kabllo koaksiale afërsisht - 1000 MHz.

Opsionet e mëposhtme përdoren në të vërtetë për sa i përket numrit të kanaleve:

Niveli i parë - 12 kanale telefonike.

Niveli i dytë - 60 kanale.

Niveli i tretë - 300 kanale.

Metodat e ndarjes së kanaleve

1. Ndarja e frekuencave të kanaleve(CHRK) - FDMA

Kjo metodë bazohet në përdorimin e filtrave me shumë kanale dhe konvertuesve të frekuencës.

PF - filtri i kalimit të brezit;

PCh - konvertues i frekuencës;

TLF - aparat telefonik;

С - shtues.

Konvertuesi i frekuencës me numrin i prodhon modulimi i amplitudës nga i-të aparat telefonik, një filtër brez-kalimi zgjedh ambasadorët e anës së sipërme ose të poshtme të sinjalit të moduluar nga amplituda. Dhe në grumbullues, formohet një sinjal grupi. Pas transmetimit nga kanal i përbashkët procesi i përpunimit zhvillohet në drejtim të kundërt.

2. Ndarja kohore e kanaleve(VRK) - TDMA

Me ndarjen kohore të kanaleve, sinjali nga çdo telefon konvertohet në formë dixhitale... Në këtë rast, formohen paketat e të dhënave që përmbajnë një numër të caktuar bitësh ( pak- një njësi informacioni në formë dixhitale). Paketat e formuara për çdo kanal telefonik transmetohen në lojëra kohore të përcaktuara posaçërisht, të cilat ndahen në kanale kohore. Slota të ndara të ndara me intervale kohore roje.

Parimi i ndarjes kohore të kanaleve përdoret gjerësisht në sistemet moderne transferimi i informacionit, pasi ju lejon të zvogëloni tepricën e informacionit kur kompresoni të dhënat metodat dixhitale... Multipleksimi i ndarjes së kohës përdoret jo vetëm në rrjetet me tela përdorim të përbashkët por edhe në sistemet celulare komunikimi.

3. Ndarja kodike e kanaleve(KKK) - CDMA

Parimi ndarja e kodit kanalet konsiston në ndarjen e kanaleve sipas kodeve.

4. Ndarja spektrale e kanaleve(SRK) - WDMA

Parimi i ndarjes spektrale është ndarja e kanaleve sipas gjatësisë së valës.

4. Parimet transmetim shumëkanalësh... Bazat e ndërtimit të sistemeve dhe rrjeteve të telekomunikacionit

4. Parimet e transmetimit shumëkanalësh

4.1. Bazat e teorisë së mesazheve shumëkanale

Metodat e përdorura të ndarjes së kanaleve (RC) mund të klasifikohen në lineare dhe jolineare (kombinuese).

Në shumicën e rasteve të ndarjes së kanalit, çdo burimi mesazhi i caktohet një sinjal i veçantë i quajtur sinjal kanali. Sinjalet e kanalit të moduluara nga mesazhi kombinohen për të formuar sinjal grupi(HS). Nëse operacioni i kombinimit është linear, atëherë thirret sinjali që rezulton sinjal grupor linear.

Për të unifikuar sistemet e komunikimit shumëkanalësh, merret kanali kryesor ose standard kanal ton(Kanali PM), duke siguruar transmetimin e mesazheve me një brez frekuence të transmetuar në mënyrë efikase prej 300 ... 3400 Hz, që korrespondon me spektrin kryesor të sinjalit telefonik.

Sistemet me shumë kanale formohen duke kombinuar kanalet PM në grupe, zakonisht shumëfisha të 12 kanaleve. Nga ana tjetër, shpesh përdorni "multipleksimin dytësor" të kanaleve PM nga kanalet telegrafike dhe kanalet e transmetimit të të dhënave.

Figura 4.1 tregon një bllok-diagram të përgjithësuar të një sistemi komunikimi shumëkanalësh.

Figura 4.1. Blloku i përgjithësuar i një sistemi komunikimi shumëkanalësh

Zbatimi i mesazheve të secilit burim a 1 (t), a 2 (t), ..., dhe N (t) me ndihmën e transmetuesve individualë (modulatorëve) M 1, M 2, ..., MN shndërrohen në sinjalet e kanalit përkatës s 1 (t) , s 2 (t),…, s N (t). Seti i sinjaleve të kanalit në daljen e pajisjes së kombinimit të kanalit (CCA) formon një sinjal grupor s (t). Së fundi, në transmetuesin e grupit M, sinjali s (t) shndërrohet në sinjali i linjës s L (t), i cili shkon në linjën e komunikimit LAN. Le të supozojmë se linja e kalon sinjalin praktikisht pa shtrembërim dhe nuk sjell zhurmë. Më pas, në skajin marrës të linjës së komunikimit, sinjali linear s L (t) mund të shndërrohet përsëri në një sinjal grupor s (t) duke përdorur pajisjen e ndarjes së kanalit (DAC). Kanali ose marrës individualë P 1, P 2, ..., PN nga sinjali i grupit s (t) zgjidhni sinjalet përkatëse të kanalit s 1 (t), s 2 (t), ..., s N (t) dhe më pas konvertohen në mesazhe të marrësve të synuar a 1 (t), a 2 (t),…, një N (t).

Transmetuesit e kanalit së bashku me pajisjen përmbledhëse formojnë pajisje unifikimi... Përbëhen nga transmetuesi i grupit M, linja e komunikimit LAN dhe marrësi i grupit P kanal komunikimi në grup(rruga e transmetimit), e cila, së bashku me pajisjet e kombinimit dhe marrësit individualë, përbën sistem komunikimi shumëkanalësh.

Marrësit individualë të sistemit të komunikimit shumëkanalësh PK, së bashku me kryerjen e funksionimit të zakonshëm të konvertimit të sinjaleve s K (t) në mesazhet përkatëse a K (t), duhet të sigurojnë ndarjen e sinjaleve s K (t) nga sinjali i grupit s ( t). Me fjalë të tjera, përbërja pajisje teknike në anën transmetuese të sistemit shumëkanalësh duhet të sigurohet pajisje unifikimi, dhe në anën marrëse - aparatet e ndarjes.

Në mënyrë që pajisjet ndarëse të jenë në gjendje të bëjnë dallimin midis sinjaleve të kanaleve individuale, duhet të ketë disa veçori të qenësishme vetëm për këtë sinjal. Shenja të tilla në rast i përgjithshëm mund të ketë parametra të bartësit, për shembull, amplituda, frekuenca ose faza në rastin e modulim i vazhdueshëm bartës harmonik. Në lloje diskrete modulimi, forma e valës mund të shërbejë gjithashtu si një tipar dallues. Prandaj, metodat e ndarjes së sinjalit janë gjithashtu të ndryshme: frekuenca, koha, faza dhe të tjera.

4.2. Multipleksimi i ndarjes së frekuencës

Diagrami funksional sistemi më i thjeshtë Komunikimi shumëkanalësh me ndarjen e frekuencës së kanaleve është paraqitur në figurën 4.2.

Figura 4.2. Diagrami funksional i një sistemi shumëkanalësh me ndarja e frekuencës kanalet

Në burime të huaja, termi Frequency Division Multiply Access (FDMA) përdoret për të treguar parimin e ndarjes së frekuencës Multiply Access (FDMA).

Së pari, në përputhje me mesazhet e transmetuara, sinjalet kryesore (individuale) që kanë spektrat e energjisë G 1 (ω), G 2 (ω), ..., G N (ω) μ modulojnë përkatësisht nënbartësit e frekuencës ω K të secilit kanal. Ky operacion kryhet nga modulatorët M 1, M 2, ..., transmetuesit e kanalit M N ..

Modulatorët- këto janë rrjete me katër porta me një karakteristikë të amplitudës jolineare, e cila në rastin e përgjithshëm përafrohet me një polinom të shkallës n-të.

ku а 1, ... а n - koeficientët e përafrimit

Për thjeshtësi, le të marrim një polinom të shkallës së dytë, domethënë:

, (4.2)

Le të dërgojmë sinjale të dy frekuencave në një rrjet të tillë me katër porta, d.m.th

ku ω> Ω. Pastaj

, (4.4)

Pas transformimeve të duhura, marrim:

, (4.5)

Spektri i sinjalit në daljen e rrjetit me katër porta do të duket si (Figura 4.3):

Figura 4.3. Spektri i sinjalit në daljen e një rrjeti me katër porta

Kështu, në daljen e rrjetit me katër porta, së bashku me frekuencat e sinjaleve hyrëse (ω, Ω), u shfaq: komponenti konstant. ; harmonikat e dyta të sinjaleve hyrëse (2ω, 2Ω); ρ komponentë të frekuencave totale (ω + Ω) θ diferencë (ω - Ω).

Nëse supozojmë se sinjali me frekuencë Ω përmban informacion, atëherë ai do të zë vend edhe në sinjale me frekuenca (ω n + Ω) θ (ω n - Ω), të cilat janë të ngjashme me pasqyrën në lidhje me ω dhe quhen të sipërme. (ω + Ω ) θ me frekuencat e rrymës më të ulët (ω - Ω).

Nëse një sinjal i frekuencës bartëse U 1 (t) = U m ∙ Cosω nt dhe një sinjal i frekuencës së tonit në brezin Ω n ... Ω in (ku Ω n = 0,3 kHz, Ω në = 3,4 kHz) aplikohen në katër -terminal, atëherë spektri i sinjalit në dalje do të duket si një rrjet me katër porta (Figura 4.4)

Figura 4.4. Spektri i sinjalit në daljen e një rrjeti me katër porta

Produktet e dobishme të konvertimit (modulimit) janë të larta dhe të ulëta vija anësore... Për të rivendosur sinjalin në pritje, mjafton të aplikoni frekuencën e bartësit (ω n) dhe një nga brezat anësore në hyrjen e demodulatorit.

Në sistemet e transmetimit shumëkanalësh me multipleksim të ndarjes së frekuencës (MSP-CHRK), vetëm një sinjal transmetohet mbi kanal. shirit anësor, dhe frekuenca e bartësit merret nga oshilatori lokal. Kështu, në daljen e secilit modulator kanali, ndizet një filtër brez-kalimi me brez kalimi ∆ω = Ω in - Ω n = 3,1 kHz. Spektra G 1 (ω), G 2 (ω) ... GN (ω) ο pas transpozimit (transferimit) në intervale të ndryshme frekuence dhe përmbysje (ky operacion në parim është opsional, por zakonisht kryhet për të thjeshtuar pajisjet) shtohen dhe formohen spektri grupor G gr ( ω).

Në mënyrë që të zvogëlohet ndikimi i kanaleve ngjitur (reduktimi i ndërlidhjes) të shkaktuar nga papërsosmëria e përgjigjes së frekuencës së filtrave, midis spektrave të mesazheve të sinjalit, intervalet e rojes... Për kanalet PM, ato janë 0,9 kHz. Kështu, gjerësia e brezit të kanalit PM, duke marrë parasysh intervalin mbrojtës, është 4 kHz (Figura 4.5)

4.3. Parimet e ndërtimit të pajisjeve të CHRK-së

Në sistemet FDC me 12 ose më shumë kanale, zbatohet parimi i konvertimit të frekuencave të shumëfishta. Ndërtimi i një sistemi shumëkanalësh bazohet në një kanal standard tonesh (PM). Në përputhje me rekomandimet e CCITT, pajisjet terminale (përfshirë AOK dhe ARC) janë ndërtuar në atë mënyrë që në secilën fazë të konvertimit të frekuencës me ndihmën e blloqeve të unifikuara, të formohen gjithnjë e më shumë grupe të zgjeruara të kanaleve PM. . Për më tepër, në çdo grup, numri i kanaleve është shumëfish i 12.

Fillimisht, secili prej kanaleve PM është "i lidhur" me një grup me 12 kanale të quajtur grupi primar (PG). Diversiteti i sinjalit 12 i ndryshëm mesazhet telefonike në spektër (formimi i PG) kryhet duke përdorur një konvertim individual të frekuencës në një bllok standard 12-kanalësh. Këto blloqe sigurojnë komunikim përpara dhe prapa në secilën prej 12 kanalet dupleks(Figura 4.6, a).

Çdo kanal përmban pajisjet e mëposhtme individuale: në kufizuesin e amplitudës së transmetimit OA, modulatorin M dhe filtrin e brezit PF; në pritjen e filtrit të brezit PF, demodulatorit DM, filtrit të kalimit të ulët LPF dhe amplifikatorit me frekuencë të ulët ULF.

Për të konvertuar sinjalin origjinal, frekuencat bartëse që janë shumëfisha të 4 kHz u jepen modulatorëve dhe demoduluesve të secilit kanal.

Figura 4.6. Diagrami strukturor i një njësie individuale të transformimit (a) dhe një diagram i formimit të një grupi parësor (b)

Spektri i sinjalit të grupit PG është paraqitur në figurën 4.6, b.

Në versionin e dhënë të formimit të GHG, përdoret parimi i një transformimi të vetëm të spektrit të kanalit PM (Figura 4.7, a)

Meqenëse pajisjet individuale në të 12 kanalet janë të të njëjtit lloj, kjo shifër tregon vetëm pajisjet që lidhen me një kanal (i pari). Siç u përmend më herët, kur organizoni komunikimin telefonik, mund të përdorni ose një sistem transmetimi me dy tela me dy korsi ose një sistem transmetimi me katër tela me një korsi. Qarku i paraqitur në figurën 4.6 i referohet opsionit të dytë. Këtu, çdo kanal ka një rrugë të veçantë transmetimi dhe një rrugë marrjeje (që funksionon në të njëjtin brez frekuencash), domethënë, çdo kanal është me katër tela. Nëse kanali përdoret për komunikim telefonik, atëherë seksioni me dy tela të qarkut nga pajtimtari lidhet me kanalin me katër tela përmes një sistemi diferencial (DS). Në rastin e transmetimit të sinjaleve të tjera (telegraf, të dhëna, transmetim zanor, etj.), të cilat kërkojnë një ose më shumë kanale njëkahëshe, DS çaktivizohet.

Në modalitetin e transmetimit, mesazhi nga pajtimtari (Ab) përmes DS dhe kufizuesit të amplitudës (OA) futet në një nga hyrjet e konvertuesit individual të frekuencës (modulator M 11). Hyrja tjetër M 11 furnizohet me një sinjal nënbartës me një frekuencë prej F 12. Si rezultat i shumëzimit të këtyre sinjaleve, formohet një sinjal, spektri i të cilit përbëhet nga dy breza anësore (në lidhje me F 12). Sinjali i pjesës së poshtme të këtyre brezave zgjidhet nga filtri PF 12 dhe futet në një nga hyrjet e grumbulluesit. Hyrjet e tjera të grumbulluesit marrin sinjale nga dalja e shtigjeve të ngjashme të transmetimit të 11 kanaleve të tjera.

Kufizuesit e amplitudës parandalojnë mbingarkimin e amplifikatorëve të grupit (dhe, për rrjedhojë, zvogëlimin e gjasave të ndërhyrjes jolineare) kur shfaqen majat e tensionit të disa sinjaleve të të folurit.

Në modalitetin e marrjes, sinjali i kanalit nxirret duke përdorur filtrin e brezit PF 12 nga spektri i grupit parësor (me një brez prej 60 ... 108 kHz) dhe futet në një konvertues individual DM 12. Hyrja tjetër e DM 12 merr të njëjtin sinjal të frekuencës së nënbartësit F 12, e cila gjithashtu ushqen M 11. Spektri i sinjalit të daljes DM 12 përbëhet nga dy breza anësore (në lidhje me F 12). Sinjali nga pjesa e poshtme e këtyre brezave theksohet nga një filtër me kalim të ulët, përforcohet dhe furnizohet përmes DS tek pajtimtari. Rrugët e marrjes së 11 kanaleve të tjera janë ndërtuar në të njëjtën mënyrë. Në pajisjet me 60 ose më shumë kanale, pajisjet individuale vendosen në raftet speciale të konvertuesve individualë SIP-60 ose SIP-300.

Në praktikë, përdoret gjithashtu një opsion tjetër: formimi i një grupi parësor prej katër grupesh paraprake (Figura 4.8), secila prej të cilave kombinon tre kanale PM. Parimi i transformimit të dyfishtë zbatohet këtu (Figura 4.7, b)

Figura 4.7. Diagramet strukturore dhe diagramet e transformimit të vetëm (a) dhe të dyfishtë (b) të spektrit të kanalit PM

Figura 4.8. Diagrami strukturor i formimit të gjeneratorit të avullit duke përdorur një transformim të dyfishtë

Procesi i mëtejshëm i zgjerimit të grupeve të kanaleve zhvillohet në pajisjet e grupit dhe shpjegohet në figurën 4.3.4. Brezat identike të frekuencave prej pesë PG, duke përdorur konvertimin e grupit primar, shpërndahen në frekuencë në brezin 312 ... 552 kHz dhe formojnë një grup (SH) me 60 kanale (sekondar). Figura 4.9 tregon një bllok diagramë të thjeshtuar të pajisjeve të grupit VG. Mesazhet nga pesë grupet kryesore SG 1 - SG 5 furnizohen me pesë konvertues grupesh GP 1 - GP 5, në hyrjet e dyta të të cilëve nga pajisje gjeneratori merren sinjalet e nënbartësve.

Figura 4.9. Blloku i pajisjeve të grupit VG

Me ndihmën e filtrave të brezit PF 1 - PF 5, të lidhur me daljet e konvertuesve të grupit, formohen sinjale të llojit SSB me një brez frekuence prej 48 kHz secila. Si rezultat i shtimit të këtyre pesë sinjaleve që nuk mbivendosen në spektër, formohet spektri SH me një brez frekuencash prej 240 kHz (312 ... 552 kHz).

Për të reduktuar ndikimet kalimtare midis sinjaleve SH të transmetuara përmes shtigjeve ngjitur, spektri i drejtpërdrejtë dhe i kundërt i PG 2 - PG 5 mund të përdoren në spektrin SH. Në rastin e parë, frekuencat bartëse prej 468, 516, 564, 612 kHz i jepen GP 2 - GP 5, dhe filtrat përkatës të brezit të brezit zgjedhin brezat anësore të poshtme (siç tregohet në figurën 4.9). Në rastin e dytë, frekuencat bartëse prej 300, 348, 396, 444 kHz furnizohen me GP 2 - GP 5, dhe brezat e sipërm anësorë theksohen nga filtrat e brezit PF 2 - PF 5. Frekuenca e bartësit për PG 1 është e njëjtë në të dyja rastet (420 kHz), dhe spektri i PG 1 nuk është i përmbysur. Pajisjet primare të konvertimit të grupit vendosen në rafte speciale konvertuesit kryesorë USPP ose SPP. Hapat e ardhshëm të transformimit të grupit kryhen në të njëjtën mënyrë.

Pajisjet për formimin e shtigjeve në grup mund të përbëhen nga kombinime të ndryshme blloqe standarde në të cilat kryhet një ose një fazë tjetër e konvertimit të frekuencës. Për shembull, në pajisjet aktualisht të përdorura gjerësisht të sistemit K-1920, kanalet PM kombinohen në dy grupe me 60 kanale (VG) dhe gjashtë grupe me 300 kanale (TG). Në këtë rast, numri i përgjithshëm i kanaleve N = 60 ∙ 2 + 300 ∙ 6 = 1920.

Pasi të arrihet numri nominal i kanaleve me kombinimin serik, zakonisht kryhet një tjetër konvertim i frekuencës: spektri i përgjithshëm (grup) shndërrohet në një spektër linear, domethënë në brezin e frekuencës në të cilin transmetohet sinjali shumëkanal i këtij sistemi. mbi vijën. Kjo merr parasysh veçoritë e secilës rresht.

Nëse konvertimi individual dhe grupor kryhet zakonisht në blloqe dhe rafte standarde, atëherë ndërfaqja e kësaj pajisje (në veçanti, formimi i një spektri linear) me një shteg linear kryhet në pajisje specifike për secilin sistem të caktuar me tel ose radio.

Merrni parasysh karakteristikat themelore të mesazheve në grup.

Gjatë projektimit dhe zhvillimit të sistemeve të transmetimit shumëkanalësh, bëhet e nevojshme të përcaktohen sasia e parametrave të mesazheve të grupit në faza të ndryshme të konvertimit, në veçanti, sinjalet në hyrje të shtegut linear. Këto parametra, si për çdo sinjalet e komunikimit, përcaktohen nga karakteristikat përkatëse të frekuencës, informacionit dhe energjisë.

Sipas rekomandimit të CCITT, fuqia mesatare e mesazhit në kanalin aktiv në pikën me nivelin relativ zero është vendosur e barabartë me 88 μW0 (- 10,6 dBm0). Sidoqoftë, kur llogaritet P av, CCITT rekomandon marrjen e vlerës P 1 = 31,6 μW0 (- 15 dBm0) (përveç aktivitetit të kanaleve, merren parasysh edhe faktorë të tjerë, për shembull, organizimi i kanaleve TT në disa kanale PM, papërsosmëria e pajisjeve individuale dhe të ngjashme). Nëse N ≥ 240, atëherë fuqia mesatare e mesazhit të grupit në pikën e nivelit relativ zero është P avg = 31.6N, μW, dhe niveli mesatar përkatës i fuqisë është p avg = - 15 + 10 lg N, dBm0.

Sipas standardeve të miratuara në Federatën Ruse me N ≥ 240

P 1 = 50 μW0 (- 13 dBm0); p av = - 13 + 10 lg N, dBm0. (4.6)

Nëse 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:

Рср = - 1 + 4 log N, dBm0. (4.7)

Disa parametra dhe fushëveprimi i pajisjeve tipike sistemet kabllore transmetimet me CHRK janë paraqitur në tabelën 4.1.

Tabela 4.1. Parametrat e pajisjeve tipike të sistemeve të transmetimit kabllor me konvertues frekuence

4.4. Multipleksimi i ndarjes së kohës (TDM), metodat analoge të transmetimit

Formimi i sinjalit të rrugës lineare të sistemeve të transmetimit me metodat e transmetimit VRM dhe analoge. Me një VRM në anën transmetuese, sinjalet e vazhdueshme nga abonentët transmetohen në mënyrë alternative (Figura 4.9)

Për ta bërë këtë, këto sinjale shndërrohen në një seri vlerash diskrete që përsëriten periodikisht në intervale të caktuara kohore T d, të cilat quhen periudha e kampionimit (shih Figurën 4.10). Sipas teoremës së V.A. Kotelnikov, periudha e kampionimit të një sinjali të vazhdueshëm, me spektër të kufizuar me një frekuencë të sipërme F në >> F n duhet të jetë e barabartë me

T d = 1 / F d, F d ≥ 2F në, (4.8)

Intervali kohor ndërmjet pulseve më të afërta të sinjalit të brezit bazë T deri te quhet një slot kohor ose slot kohor (Time Slot).

Nga parimi i bashkimit të përkohshëm sinjalet duhet që transmetimi në sisteme të tilla kryhet në cikle, domethënë periodikisht në formën e grupeve të pulseve N gr = N + n, ku N është numri i sinjaleve të informacionit, n është numri i sinjaleve të shërbimit (pulset e sinkronizimit - IC , shërbimi i komunikimit, kontrollit dhe thirrjeve). Pastaj vlera e intervalit të kanalit ∆t në = T d / N gr.

Kështu, në rastin e TDM, mesazhet nga N abonentë dhe pajisje shtesë transmetohen përmes një kanali të përbashkët komunikimi në formën e një sekuence pulsesh, kohëzgjatja e secilës prej të cilave është τ dhe< ∆τ к (смотри рисунок 4.10 и 4.11) .

Figura 4.11. Sinjali i grupit në VRK me PPM

Me ndarjen kohore të kanaleve, janë të mundshme llojet e mëposhtme të modulimit të pulsit (Figura 4.12): AIM - modulim amplitudë-puls; PWM - modulimi i gjerësisë së pulsit; FIM - Modulimi i Fazës së Pulsit.

Figura 4.12. Modulimi i impulseve të kanalit në VRK: a) mesazh i vazhdueshëm; b) QËLLIMI; c) PWM; d) FIM

Secila nga metodat e listuara të modulimit të pulsit ka avantazhet dhe disavantazhet e veta. AIM - i lehtë për t'u zbatuar, por imunitet i dobët ndaj zhurmës. Përdoret si një lloj i ndërmjetëm i modulimit gjatë konvertimit sinjal analog në dixhital,.

Me PWM, spektri i sinjalit ndryshon në varësi të gjerësisë së pulsit. Niveli minimal sinjali korrespondon me kohëzgjatjen minimale të pulsit dhe, në përputhje me rrethanat, spektrin maksimal të sinjalit. Me një gjerësi bande të kufizuar të kanalit, pulse të tilla janë shumë të shtrembëruara.

Në pajisjet me një VRM dhe metoda të modulimit analog, PPM ka marrë aplikimin më të madh, pasi gjatë përdorimit të tij, është e mundur të zvogëlohet efekti ndërhyrës i zhurmës shtesë dhe ndërhyrjes me kufizimin e dyanshëm të pulseve në amplitudë, dhe gjithashtu të përputhet në mënyrë optimale. kohëzgjatja konstante e pulsit me gjerësinë e brezit të kanalit. Prandaj, në sistemet e transmetimit me VDK, përdoret kryesisht PPM.

Veçori karakteristike spektrat e sinjalit me modulim pulsi është prania e komponentëve me frekuenca Ω n… Ω në mesazhin e transmetuar u deri në (t) (Figura 4.3). Kjo veçori e spektrit tregon mundësinë e demodulimit të PWM dhe PWM me një filtër me kalim të ulët (LPF) me një frekuencë ndërprerjeje të barabartë me Ω in. Demodulimi nuk do të shoqërohet me shtrembërime nëse përbërësit e brezit anësor të poshtëm (ω d - Ω in) ... (ω d - Ω n) nuk bien në brezin e kalimit të filtrit të kalimit të ulët dhe ky kusht do të përmbushet nëse ju zgjidhni

F d> 2F në,

që i përgjigjet kushtit (4.11). Zakonisht merrni ω d = (2.3 ... 2.4) Ω në dhe kur merrni mostra të një mesazhi telefonik me një brez frekuence prej 0.3 ... 3.4 kHz, frekuenca e kampionimit F d = ω d / 2π β zgjidhet e barabartë me 8 kHz, dhe periudha e kampionimit T d = 1 / F d = 125 μs.

Me PPM, përbërësit e spektrit të mesazhit modulues (Ω n ... Ω in) varen nga frekuenca e tij dhe kanë një amplitudë të vogël, prandaj demodulimi i PPM kryhet vetëm duke u shndërruar në AMM ose PWM me filtrim të mëvonshëm në një nivel të ulët. filtri i kalimit.

4.5. Parimet e ndërtimit të pajisjeve me VRK

Figura 4.13 tregon një bllok diagramë të thjeshtuar të një stacioni terminal të një sistemi shumëkanalësh me një VDC. Mesazh i vazhdueshëm nga secili prej pajtimtarëve u 1 (t) ... u N (t) përmes përkatësit sistemet diferenciale DS 1 ... DS N futen në hyrjet e modulatorëve të kanalit KM 1 ... KM N. Në modulatorët e kanalit në përputhje me mesazhi i transmetuar modulimi i pulseve pas periudhës së kampionimit T d kryhet sipas njërit prej parametrave, për shembull, PPM. Në përputhje me vlerën e mesazhit të vazhdueshëm të transmetuar (Figura 4.12, a) në momentin e numërimit me PPM, pozicioni i pulsit të amplitudës dhe kohëzgjatjes konstante në raport me mesin e intervalit të kanalit ndryshon nga + ∆tm në - ∆. tm (Figura 4.12, d). Kombinohen impulset e moduluara nga dalja CM, pulset e sinkronizimit nga gjeneratori i sinkronizimit (GIS), si dhe impulset e sensorit të komunikimit të shërbimit (DSS), sensori i sinjalit të kontrollit dhe thirrjes (OUV). Rezultati është një sinjal grupor u gr (t). Për të siguruar funksionimin e modulatorëve të kanalit dhe pajisje shtesë sekuenca pulsesh me një frekuencë kampionimi F d, të zhvendosur në lidhje me kanalin e parë me i∆t në, ku i është numri i kanalit. Kështu, momentet e fillimit të funksionimit CM përcaktohen nga pulset nxitëse nga RC, e cila përcakton momentet e lidhjes me të përbashkët brez i gjerë pajtimtar përkatës ose pajisje shtesë.

Sinjali i grupit të marrë u gr (t) futet në hyrjen e rigjeneruesit (P), i cili jep sinjale diskrete kanale të ndryshme kanë të njëjtat karakteristika, për shembull, të njëjtën formë pulsi. Të gjitha pajisjet e krijuara për të gjeneruar një sinjal u gr (t): KM 1 ... KM N, RK, GIS, DUV, DSS, R - përfshihen në pajisjen e kombinimit të sinjaleve (AO), e cila kombinon të gjitha sinjalet në kohë dhe forma një sinjal grupi. Më tej, sinjali mund të transmetohet në stacionin tjetër nëpërmjet linjave lidhëse me tela ose duke përdorur komunikimin radio.

Figura 4.13. Blloku i thjeshtuar i stacionit të terminalit të sistemit të komunikimit me VRK

Në pritje, sinjali i zgjedhur u * gr (t) futet në hyrjet e të gjithë demodulatorëve të kanalit KD 1 ... KD N dhe marrësve të intercom (MSS), kontrollit dhe thirrjes (PUV).

Demodulatorët e kanalit ndajnë u * gr (t) në sinjale kanalesh të veçanta, të cilat janë mostra diskrete, dhe rivendosin nga këto mostra mesazhe të vazhdueshme u * 1 (t) ... u * N (t) që korrespondojnë me ato të dhëna në hyrjet CM në AO. Për të siguruar ndarjen kohore të sinjaleve të kanaleve, është e nevojshme që secila prej CD-ve të hapet vetëm një nga një (!) në ato përkatëse. këtë kanal intervalet kohore ∆t deri në Kjo sigurohet nga pulset e marra nga daljet e pajisjes së ndarjes së sinjalit RK ′ (AR), e cila funksionon në mënyrë të ngjashme me RK në AO në fundin transmetues të linjës së komunikimit. Për të siguruar ndarjen e saktë të kanalit, RK ′, i cili është në AR, duhet të funksionojë në mënyrë sinkronike dhe në fazë me RK AO, i cili kryhet duke përdorur pulset e sinkronizimit (IS) të alokuara nga përzgjedhësit e duhur (SIS) dhe njësia e sinkronizimit ( BS). Mesazhet nga daljet e CD-së shkojnë te abonentët e duhur nëpërmjet sistemeve diferenciale.

Imuniteti ndaj zhurmës i sistemeve të transmetimit me një VRK përcaktohet kryesisht nga saktësia dhe besueshmëria e sistemit të sinkronizimit dhe shpërndarësve të kanaleve të instaluar në pajisjet për kombinimin dhe ndarjen e kanaleve. Për të siguruar saktësinë e sistemit të sinkronizimit, impulset e sinkronizimit (IS) duhet të kenë parametra që lejojnë ndarjen më të thjeshtë dhe të besueshme të tyre nga sekuenca e pulseve të sinjalit të grupit u * gr (t). Më e leverdishme për PPM-në doli të ishte përdorimi i IC-ve të dyfishta, për transmetimin e të cilave një nga hapësirat kohore ∆t k ndahet në çdo periudhë kampionimi T d (shih Figurën 4.11).

Le të përcaktojmë numrin e kanaleve që mund të merren në një sistem me FIM. Figura 4.11 tregon sekuencën e pulsit për transmetimin shumëkanalësh PPM. Nga figura rezulton se

T d = (2∆τ max + τ s) N gr, (4.9)

ku τ s - intervali i rojes; Δτ max - zhvendosja (devijimi) maksimal i impulseve. Në këtë rast, supozojmë se kohëzgjatja e impulseve është e vogël në krahasim me τ s dhe ∆τ max.

Nga formula (4.9) marrim

; (4.10)

Devijimi maksimal i pulsit për një numër të caktuar kanalesh

, (4.11)

Pra, pranojmë

... (4.11, a)

Duke pasur parasysh se për transmetimi telefonik T d = 125 μs, marrim në N gr = 6 ∆τ max = 8 μs, me N gr = 12 ∆τ max = 3 μs dhe në N gr = 24 ∆τ max = 1,5 μs. Sa më i lartë të jetë ∆τ max, aq më i lartë është imuniteti ndaj zhurmës i sistemit PPM.

Kur transmetoni sinjale nga PPM përmes kanaleve radio në fazën e dytë (në një transmetues radio), mund të përdoret modulimi i amplitudës (AM) ose frekuencës (FM). Në sistemet me PPM - AM zakonisht kufizohen në 24 kanale, dhe në një sistem më të zhurmës-imunitetit PPM - FM - 48 kanale.

Pyetjet e kontrollit:

1. Çfarë përfshin një sistem komunikimi shumëkanalësh? Shpjegoni se si funksionon.
2. Cili është parimi i ndarjes së frekuencave të kanaleve?
3. Përcaktoni një modulator. Cilat janë produktet e dobishme të modulimit?
4. Sa zgjat koha e ciklit gjatë transmetimit të mesazheve telefonike nga VRK, pse?
5. Për çfarë janë gërshërët për sistemet e transmetimit FDC?
6. Për çfarë përdoren filtrat e frekuencës në sistemet e transmetimit me VRM?
7. Cili është parimi i ndarjes kohore të kanaleve?
8. Shpjegoni qëllimin e sistemit diffsystem (blloku i thjeshtuar i stacionit të terminalit të sistemit të komunikimit me VRK), cilat kërkesa duhet të plotësojnë pajisje të tilla?
9. Cilat lloje të modulimit të pulsit janë të mundshme me multipleksimin e ndarjes së kohës?
10. Cili parametër i sinjalit është bartësi i informacionit në sinjalet me AMM, PPM, PWM?
11. Pse transmetohen pulset e sinkronizimit?
12. Listoni llojet e sinkronizimit sipas qëllimit.
13. Çfarë e shkakton ndërhyrjen e ndërsjellë që vjen nga ndarja e kanalit? Çfarë bëhet për të ulur nivelin e ndërhyrjeve reciproke?

Ndarja kohore e kanaleve bazohet në teoremën e V.A. Kotelnikov se një sinjal i vazhdueshëm spektri i të cilit është i kufizuar frekuencë maksimale Fc max përcaktohet plotësisht nga leximet e tij diskrete të marra në intervale kohore

Në këtë rast, në intervalet midis mostrave të një kanali, është e mundur të transmetohen mostrat e sinjaleve nga kanalet e tjera. Kështu, sinjalet nga burime të ndryshme janë të lidhur me një linjë të përbashkët një nga një, pa mbivendosje me njëra-tjetrën (Figura 3.4). Sinjale të tilla plotësojnë kushtet e pavarësisë lineare dhe ortogonalitetit.

T D - koha e kampionimit, T k - koha e kanalit, SI - pulsi i sinkronizimit

Figura 3.4 - Ilustrimi i parimit të ndarjes kohore të kanaleve

Figura 3.5 tregon një bllok diagram të një sistemi matës shumëkanalësh me një ndarje kohore të kanaleve dhe një linjë komunikimi në formën e një lidhjeje radio. Në vend të një lidhjeje radioje, në disa raste, mund të përdoret linjë teli komunikimi.

Për formimin e kanaleve të përbashkëta matëse, funksionimi i pajisjeve të kontrollit (CU) elementet kryesore(KU) në anën transmetuese dhe marrëse duhet të jetë sinkron dhe në fazë. Prandaj, një nga kanalet është caktuar për të transmetuar një impuls sinkronizimi, i cili është dukshëm i ndryshëm në një nga parametrat nga pulset e informacionit (numërimi i sinjaleve) (SI në figurën 3.4 ka një amplitudë më të madhe se vlera maksimale duke numëruar sinjalin matës). SI ndahet në anën marrëse nga zgjedhësi i pulsit të sinkronizimit (SS), dhe e vendos numëruesin e kanalit në anën marrëse në gjendjen fillestare nga e cila fillon numërimi i kanaleve, d.m.th. siguron kontrollin në fazë të njësisë së kontrollit.

Zgjedhësi i impulsit të kanalit (SCI) formon një impuls kanal sinkron nga sinjali i marrë i grupit, i cili futet në hyrjen e numërimit CU dhe ndërron numëruesin e kanalit me shpejtësinë në të cilën arrijnë numërimet e kanaleve fqinje.

Siç mund ta shihni nga diagrami, transformimi primar sinjalet matëse në ICMS ka gjithmonë një shndërrim të sinjaleve të vazhdueshme në ato diskrete, domethënë marrjen e mostrave. Prandaj, në fazën e parë të modulimit, si rregull, kryhet AIM-1.

D - sensor, KU - pajisje kyçe, UU - pajisje kontrolli,

M - modulator, G - gjenerator, PR - marrës, DM - demodulator,

UV - pajisje rikuperimi, RU - pajisje regjistrimi,

SS - përzgjedhës sinkronizimi i pulsit,

SKI - përzgjedhës i impulseve të kanalit

Figura 3.5 - Bllok diagrami i sistemit matës me ndarjen kohore të kanaleve

Sinjali i grupit nga dalja e ndërprerësit të kanalit mund t'i nënshtrohet konvertimit dytësor. Nëse, në proporcion me sinjalin modulues (sinjal sensor), gjerësia e pulsit të kanalit fK ndryshon, atëherë marrim modulimi i gjerësisë së pulsit(PWM).

Nëse, sipas ligjit të ndryshimit të sinjalit të sensorit, pozicioni i skajit kryesor të pulsit ndryshon në lidhje me origjinën (zakonisht fillimi i intervalit të kanalit), atëherë marrim modulimin e pulsit të kohës (PIM).

Sinjali nga dalja e ndërprerësit të kanalit gjithashtu mund të konvertohet në sinjal dixhital, domethënë në kod. Në telemetri, ky lloj konvertimi quhet modulim i kodit të pulsit (CPM).

Në fazën e dytë të modulimit të një sekuence impulsesh, duke formuar sinjale me PWM, PWM ose VIM, mund të modulojë transportuesin në amplitudë (AM), frekuencë (FM) ose fazë (PM).

Leksioni 4. Përparësitë dhe disavantazhet e shumëkanaleve sistemet matëse me frekuencë dhe ndarje kohore

Sistemet matëse të ndarjes së frekuencës

Dinjiteti

• 1) Transmetim i njëkohshëm (paralel) i sinjaleve nga secili sensor, në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri. Për shkak të kësaj, praktikisht nuk ka vonesë në marrjen e sinjaleve matëse në anën marrëse (nëse nuk marrim parasysh kohën e përhapjes së sinjalit në linjën e komunikimit, e cila rritet me rritjen e distancës së transmetimit).
• 2) "Vitaliteti" i sistemit, i cili sigurohet, sërish, nga transmetimi i pavarur i sinjaleve përmes çdo kanali matës.

Të metat

1) Numër i kufizuar kanalet matëse.

Jolineariteti i karakteristikave të rrugës së përbashkët të transmetimit të sinjalit në SCMS shkakton një kufizim numri maksimal kanalet që mund të zbatohen.

Le të përshkruhet jolineariteti i karakteristikave të kanalit të përbashkët të SCMS me një ekuacion jolinear:

U JASHTË- sinjal nga dalja e shtegut të grupit, U- sinjal në dalje të grumbulluesit. (Një element jolinear, në veçanti, mund të jetë një modulator bartës).

Sinjali U(t) formohet duke mbledhur sinjalet e të gjithë nënbartësve në grumbullues:

Le të gjithë nënbartësit e amplitudës E k = 1.

Duke zëvendësuar (4.2) në (4.1), marrim komponentët e mëposhtëm në sinjalin e daljes:

Ne do të bëjmë një zëvendësim.

Kështu, sinjali në daljen e shtegut të grupit, dhe, në përputhje me rrethanat, në hyrjet e të gjithë filtrave të brezit të kryqëzuar në anën marrëse, përmban jo vetëm përbërësit e sinjalit hyrës, por edhe një grup të madh frekuencash të kombinuara të llojit . Si më shumë numër kanalet N, aq më shumë frekuenca të kombinimit shfaqen në spektrin e sinjalit.

Me një numër të vogël kanalesh ( N 6) ju ende mund të zgjidhni nënbartës F 1 , F 2 ,…, F N në mënyrë që frekuencat e kombinimit të mos bien në brezat e kalimit të filtrave të kryqëzimit. Me një rritje të numrit të kanaleve, kjo nuk mund të bëhet më.

Nëse kufizohemi në tre terma në shprehjen (4.1), atëherë numri i frekuencave të kombinimit të formës u1 ± u2 ± u3 është 480 për numrin e kanaleve N= 10 dhe 1820 në N= 15. Këto frekuenca të kombinimit bien brenda gjerësisë së brezit të filtrave të brezit të kanalit dhe krijojnë ndërhyrje të quajtur ndërlidhje. Me një numër të madh kanalesh, ndërlidhja i afrohet zhurmës së luhatjeve në natyrë. Prandaj, është e nevojshme të merreni me këto ndërhyrje në të njëjtat mënyra si në luftën kundër zhurmës. Një nga mënyrat e tyre është përdorimi i llojeve të modulimit me brez të gjerë, domethënë, në nënbartësit është e nevojshme të përdoret jo AM, por FM. Përdorimi i FM bën të mundur zvogëlimin e kërkesave për linearitetin e karakteristikave të shtegut të përbashkët; prandaj, nënbartësit FM përdoren më gjerësisht në FMS.