31. Общая структура и принцип функционирования модемов

Основными функциональными узлами модема являются:

•  передатчик;

•  приемник;

•  формирователь тактовых частот.

Рис.1. Структурная схема модема.

        Передатчик состоит из:

•  скремблера;

•  кодера;

•  формирователя спектра сигнала;

•  модулятора;

•  выходного усилителя.

        В скремблере производится преобразование поступившей через интерфейс двоичной информации в псевдослучайную последовательность. Это осуществляется с целью исключения передачи сплошных потоков "1" или "0", или коротких повторений комбинаций. Таким образом, скремблирование представляет собой обратимое преобразование структуры цифрового потока без изменения скорости передачи обеспечивающее свойства случайной последовательности. Скремблирование производится на передающей стороне с помощью скремблера, реализующего логическую операцию суммирования по модулю два исходного и псевдослучайного двоичных сигналов.[5]         В кодере осуществляется преобразование битов данных, поступивших от скремблера, в сигналы модуляционного кода. Эти сигналы передаются на выход формирователя спектра сигнала.         Формирование спектра сигнала происходит с помощью цифровых фильтров, коэффициенты которых хранятся в памяти модема. Потом сигнал попадает в фильтр нижних частот, где он ограничивается по частоте, а затем в модулятор, где сигналы перемножаются на синусоидальную и косинусоидальную составляющие несущей частоты. Полученная составляющая суммируется, образуя выходной модулированный сигнал.         Этот сигнал через фильтр нижних частот подается на выходной усилитель, который в заданных пределах регулирует уровень передачи сигнала. Выход усилителя - трансформаторный. В модемах, предназначенных для коммутируемых каналов, выход усилителя соединен с дифференциальной системой, которая разделяет входной и выходной сигнал.

        Приемник состоит из:  

•  усилителя АРУ;

•  полосового фильтра приема;

•  преобразователя Гильберта;

•  устройства выделения несущего и тактового колебаний;

•  адаптивного корректора;

•  демодулятора;

•  декодера;

•  дескремблера.

        Усилитель АРУ обеспечивает поддержание неизменного входного уровня принятого сигнала, подаваемого на дальнейшую обработку в приемнике, при изменении уровня на выходе линии в широких пределах.         Полосовой фильтр обеспечивает оптимальное выделение сигнала на фоне шумов.         Преобразователь Гильберта разделяет сигнал на его синфазную и квадратурную компоненты, что необходимо для дальнейшей обработки сигнала.         Адаптивный корректор устраняет межсимвольные искажения сигнала. Он является цифровым фильтром с авторегулируемыми коэффициентами. Регулировка коэффициентом корректора производится путем оценки ошибки на его выходе и формирования по определенному критерию сигналов управления, минимизирующих эту ошибку. Чем выше скорость модуляции, тем выше уровень межсимвольных искажений, тем больше порядок фильтра корректора.         Устройство выделения несущего колебания обеспечивает синхронную демодуляцию. В этом устройстве с использованием фазовой автоподстройки частоты местного генератора формируется сигнал несущей частоты, синхронный и синфазный с несущим колебанием принимаемого модулированного cигнала. Синхронный демодулятор выделяет информационный сигнал из модулированного сигнала.

Декодер восстанавливает двоичный сигнал.

Дескремблер выделяет исходную цифровую информацию.

Формирователь тактовых частот при передаче получает сигнал опорной частоты от внутреннего генератора или от компьютера. При приеме он выделяет тактовую частоту из принимаемого сигнала и подает его на другие узлы приемника.