4. Проектирование циклов передачи

В этой части работы нам необходимо провести разработку структуры цикла и сверхцикла и расчет тактовой частоты группового цифрового сигнала проектируемой системы передачи.

Цикл передачи группового цифрового сигнала ЦСП состоит из канальных интервалов, причем обычно в двух из них размещаются импульсы синхросигналов, сигналов управления и взаимодействия СУВ, вспомогательные сигналы.

Сигнал цикловой синхронизации обеспечивает согласованное с передающей станцией распределение отсчетных значений аналоговых сигналов по отдельным каналам, которые будут декодированы на приемном конце. Цикловой синхросигнал размещается в начале цикла. Число бит в слове циклового синхросигнала рекомендуется принимать равным 7-12.

Кроме цикловой синхронизации предусматривается также синхронизация устройств распределения сигналов СУВ между АТС и другими потребителями информации. Для обеспечения необходимого числа каналов передачи СУВ циклы ЦСП объединяются в сверхциклы. Для придания отличий этим сигналам по частоте следования, предусматривается передача кодовых групп сверхцикловой синхронизации (СЦС), отличающихся еще и своей структурой. Число бит в кодовой группе СЦС рекомендуется принимать равным 4-8.

Массив исходных данных для проектирования цикла и сверхцикла образуется исходными данными и результатами проектирования подсистем аналого-цифрового преобразования и передачи дискретных сигналов. Будем считать, что все преобразователи являются одноканальными. Цифровые потоки на выходах преобразователей следует полагать состоящими из кодовых групп, следующих друг за другом через интервалы, определяемые структурой проектируемого цикла. Следовательно, цифровые потоки удобно характеризовать частотой повторения кодовых групп и числом битов в кодовых группах.

На основании всего вышеизложенного в курсовом проекте к циклу и сверхциклу предъявляются следующие требования:

• Длительность сверхцикла не должна превышать 2-3 мс из-за ограничения

максимального времени восстановления синхронизма в ЦСП.

• Число битов в цикле и число циклов в сверхцикле ограничены:

2000 ,

70,

где - число битов в цикле; - число циклов в сверхцикле.

Желательно, чтобы эти числа разлагались на целочисленные сомножители возможно

меньшей величины, при этом упрощается генераторная аппаратура ЦСП.

• В цикле и сверхцикле должны быть предусмотрены тактовые интервалы для передачи сигналов синхронизации. Число битов в слове циклового синхросигнала рекомендуется принимать равным 7-12, а в слове сверхциклового синхросигнала - 4-8.

• Групповой цифровой сигнал ЦСП должен быть получен в результате объединения цифровых сигналов по кодовым группам. Кодовые слова каждого канального сигнала должны располагаться в цикле (сверхцикле) по возможности регулярней, ритмичней. Чем регулярнее поток кодовых групп, тем проще аппаратура объединения и разделения цифровых потоков, так как можно использовать устройства буферной памяти с меньшим объемом и более простой алгоритм формирования управляющих импульсных последовательностей в генераторной аппаратуре. Для регулярного размещения битов цифровых сигналов можно цикл разделить на группы, частота повторения которых выше и кратна цикловой.

• Допустимо в цикле и сверхцикле иметь тактовые интервалы, не занятые передачей информации. Наличие таких интервалов может быть использовано для повышения регулярности цифровых потоков, а в дальнейшем - как резерв передачи сигналов данных, служебных переговоров и др.

• Тактовые интервалы в цикле и циклы в сверхцикле рекомендуется нумеровать, начиная с единицы. Первые тактовые интервалы в цикле рекомендуется использовать для передачи сигналов цикловой синхронизации.

• Для оценки качества проектирования цикла и сверхцикла рекомендуется рассчитать коэффициент использования пропускной способности группового цифрового тракта системы передачи по формуле:

,

где - число битов в сверхцикле;

- число битов сигнала цикловой синхронизации в сверхцикле;

- число битов сигнала сверхцикловой синхронизации в сверхцикле;

- число свободных тактовых интервалов в сверхцикле.

Коэффициент использования пропускной способности проектируемой ЦСП должен удовлетворять условию 0,94. Если в ЦСП групповой цифровой сигнал имеет только цикловую структуру, то формулу для расчета коэффициента использования пропускной способности необходимо изменить.

• Окончательное значение тактовой частоты группового цифрового сигнала проектируемой системы передачи может превышать значение этой частоты, рассчитанное при выборе способа передачи дискретных сигналов, не более, чем на 10%.

Примем в качестве ориентировочного значения тактовой частоты группового цифрового сигнала значение этой частоты, рассчитанное при выборе способа передачи дискретных сигналов. =54292 кГц.

В качестве частоты повторения циклов примем наименьшее значение частоты следования кодовых групп:

кГц

Рассчитаем ориентировочное значение числа тактовых интервалов в цикле как ближайшее большее целое отношения

Исходя из этого расчета, можно сделать вывод, что в данной ситуации обязательно наличие сверхциклов, так как результат расчета числа битов в цикле лежит в диапазоне

2000 2000 ×70

Определим области предполагаемых значений частот повторения циклов и сверхциклов. Области разрешенных значений этих частот определяются требованиями к циклу и сверхциклу, изложенными выше.

Для циклов:

Для сверхциклов:

Таблица 7

Параметры ЦСП

№	Тип канала	Число каналов	Частота повторения кодовых групп , кГц			, бит			Номера тактовых интервалов в цикле	Номера циклов
			Min	Max	Оконч
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Телеф.	10	7,6		8,0	11		220	850-885 850-851	1,2,5-8 3,4
2	Широкополосный	4	510	600	512	10	640	5120	530-849, 886-1205	1-8
3	ПДС-4,8	10	24		32	1	10	80	520-529	1-8
4	ПДС-2048	16	2048		2048	1	1024	8192	8-519, 1206-1717	1-8
			3	6	4	1		16	1718-1719	1-8
5	Групп.СУВ	1	7	10	8	1		2	885	3-4
6	Цикл. синхр.	1	27	210	32	7	7	56	1-7	1-8
7	Сверх- цикл. синхр.	1	3	24	4	4		4	1720	3,4,7,8
8	Своб. такт. инт.							70	852-884, 1720	3,4 1,2,5,6

Затем проведем выбор окончательных значений частот следования кодовых групп, частот повторения циклов и сверхциклов. Они не обязательно должны быть равны целому числу в килогерцах или герцах. Их значения должны быть записаны шестью цифрами, поскольку относительная погрешность установки частоты задающего генератора в ЦСП не больше .

Примем частоту повторения циклов , а частоту повторения сверхциклов . Тогда число циклов в сверхцикле определится по формуле:

_;

Затем выберем значения частот следования кодовых групп, принятые значения должны удовлетворять требованиям:

, для ,

, для ,

где - целые числа;

.

Выберем значения частот следования кодовых групп для каналов с частотой выше :

кГц ;

кГц ;

кГц ;

А также для каналов с частотой ниже , но выше :

кГц ;

кГц ;

кГц ;

Как видно, все необходимые условия выполняются, поэтому внесем результаты выбора частот в соответствующий столбец таблицы 7.

Определим число битов в кодовых словах цикловой и сверхцикловой синхронизации. Увеличение числа битов в сигнале синхронизации сокращает время восстановления синхронизма, повышает его устойчивость, но уменьшает коэффициент использования пропускной способности группового тракта ЦСП.

Примем число бит в кодовом слове цикловой синхронизации равным и в слове сверхцикловой синхронизации и также внесем эти величины в таблицу.

Рассчитаем число тактовых интервалов в цикле и сверхцикле, необходимых для организации каналов каждого типа по формулам:

для ;

, для .

Для каналов с частотой выше :

кГц ; ;

кГц ; ;

кГц ; ;

А также для каналов с частотой ниже , но выше :

кГц ; ;

кГц ; ;

кГц ;

Результаты расчета занесем в таблицу 7.

Рассчитаем минимально необходимое число тактовых интервалов в цикле. Количество тактовых интервалов в цикле должно превышать минимальное значение.

,

Примем и рассчитаем число свободных тактовых интервалов:

Разместим кодовые слова и биты сигналов по тактовым интервалам цикла и сверхцикла, заполнив при этом столбцы 10 и 11 таблицы 7.

Рассчитаем точное значение тактовой частоты цифрового группового сигнала проектируемой частоты по одной из формул:

или

кГц

Как уже оговаривалось в требованиях к циклу и сверхциклу, окончательное значение тактовой частоты группового цифрового сигнала проектируемой системы передачи может превышать значение этой частоты, рассчитанное при выборе способа передачи дискретных сигналов, не более, чем на 10%. Проверим выполнение этого условия:

%

Условие выполнено – частота превышена только на 1.37 процентов.

Для оценки качества проектирования цикла и сверхцикла рекомендуется рассчитать коэффициент использования пропускной способности группового цифрового тракта системы передачи по формуле:

,

При этом коэффициент использования пропускной способности проектируемой ЦСП должен удовлетворять условию 0,94.

Условие 0,94 выполняется.

Приведем основные параметры ЦСП:

= 32 кГц, =4 кГц, =8,

=1720, =13760,

=55040 кГц, =0,99.

Рисунок 4 – Структура циклов.