4 Расчет шумов оконечного оборудования

4.1 Шумы дискретизации

Практически во всех ЦСП используется равномерная дискретизация сигналов во времени, то есть дискретизация с постоянным периодом Т_д, а отклонения от этого периода t_i носят случайный характер. Эти отклонения приводят к изменению формы принимаемого сигнала, как это показано на рисунке 4.1, что субъективно воспринимается как характерная помеха, называемая шумами дискретизации.

искаженный сигнал

U(t) исходный сигнал

t₁ t₂

t₃

Т_д Т_д

0 t

Рисунок 4.1- Изменение формы принимаемого сигнала при

изменении периода дискретизации

Величины t_i определяются главным образом низкочастотными фазовыми флуктуациями импульсов, вызванными неточностью работы линейных регенераторов, и нестабильностью задающих генераторов оконечной передающей станции (нестабильностью тактовой частоты линейного сигнала). Если величину отклонения, вызванного нестабильностью задающих генераторов, обозначить _д, а вызванного фазовыми флуктуациями- _д, то считая, что между ними отсутствует статистическая связь, можно показать, что мощность шумов дискретизации на переприемном участке не будет превышать [4]:

_шд  (ω_д²·U²_c.эфф/4)·(α_д²+β_д²), Вт (4.1)

Поскольку _д 2/_д, то, введя относительные отклонения периода:

a_д = _д/Т_д и b_д = _д/Т_д , (4.2)

можно записать формулу для мощности шумов дискретизации на переприемном участке:

Р_шд  ²·U²_c.эфф·(a_д²+b_д²), Вт (4.3)

г де U_c.эфф- эффективное напряжение сигнала: U_с.эфф=U_имп/√ 2 , В.

Амплитуда импульса цифрового сигнала (U_имп) приведена в технических данных аппаратуры.

В этом случае защищенность сигнала от шумов дискретизации на переприемном участке [4]:

А_зд  10·lg²·(a_д²+b_д²)^-1, дБ (4.4)

Экспериментально показано, что в сквозном канале ТЧ, образованном на базе ОЦК (Т_д=125 мкс), предельная величина t_i не должна превышать 810 нс. Это соответствует минимально допустимой защищенности от шумов дискретизации в канале ТЧ А_зд.мин=34 дБ. В ОЦК с переприемами, защищенность снизится на 10·lg(n_пп+l), где n_пп- общее число возможных переприемов как по ТЧ, так и по цифровым потокам. Номинальная цепь ОЦК первичной сети может содержать до 59 переприемов, к числу которых следует добавить также два возможных переприема на абонентских участках. Тогда n_пп может достигать 61, а А_зд. в канале, образованном на базе ОЦК без переприемов, должна быть не менее А_{зд.треб.макс}=34+10·lg(61+1)52 дБ, для обеспечения возможности организации в будущем этих переприемов.

Для конкретного ОЦК, требуемая защищенность от шумов дискретизации в сквозном канале равна [4]:

А_{зд.треб}=А_{зд.треб.макс}-10·lg(n_пп+1)=52-10·lg(n_пп+1), дБ (4.5)

где n _пп- число всех переприемов в заданном ОЦК.

В курсовом проекте, при организации связи от абонента до абонента, возможны n_пп=6 переприемов на стыках участков: 2- на стыке абонентского с местным, 2- на стыке местного с внутризоновым, 2- на стыке внутризонового с магистральным участком.

Так как нестабильность генераторного оборудования нормирована, определяется также предельная величина фазовых флуктуаций, при которой еще обеспечивается заданная защищенность от шумов дискретизации.

Для этого, вначале определяется сумма квадратов относительных нестабильностей генераторного оборудования (нестабильности тактовой частоты линейного сигнала) на всех участках (местном, внутризоновом, магистральном) данного ОЦК:

а²_д =а²_д.м+а²_д.вз+а²_д.маг (4.6)

где а_д.м, а_д.вз, а_д.маг- значения относительных нестабильностей генераторного

оборудования ЦСП на местном, внутризоновом и

магистральном участках сети.

Значения нестабильностей генераторного оборудования (а_д) в ЦСП разных уровней равны: 5·10^-5- в субпервичных, 3·10^-5- в первичных, 2·10^-5- во вторичных, 1,5·10^-5- в третичных, 1·10^-5- в четверичных ЦСП.

Затем, посредством преобразования неравенства (4.4) определяется допустимая относительная величина отклонения из-за НЧ фазовых флуктуаций на отдельном участке ОЦК (считается, что b_д одинаковы для всех участков) [4]:

b_д  (10^{-(0,1∙Азд.треб)}/²-а²_д)/(n_пп+1)^1/2 (4.7)

По величине b_д находятся относительные величины фазовых флуктуаций импульсов (В_фф) в линейных трактах на каждом участке сети (местном, внутризоновом, магистральном). В_фф очевидно должна быть во столько раз больше b_д, во сколько раз тактовая частота сигнала f_т в соответствующем линейном тракте больше частоты дискретизации f_д (обычно равной 8 кГц).

В_ф.ф.= b_д·(f_т/f_д) (4.8)

где f_т- тактовая частота ЦСП на соответствующем участке сети, кГц.

Содержание раздела:

а) привести теоретический материал (с иллюстрацией) по шумам дискретизации и их расчету;

б) для заданного ОЦК (структура которого определена в задании на проектирование), по формуле (4.5), определить требуемую защищенность от шумов дискретизации А_{зд.треб}.

в) по формуле (4.6) определить сумму квадратов относительных нестабильностей генераторного оборудования а²_д данного ОЦК, с учетом уровней ЦСП на соответствующих участках сети.

г) по формуле (4.7) определить допустимую относительную величину отклонения из-за НЧ фазовых флуктуаций b_д на отдельном участке ОЦК, считая, что b_д одинаковы для всех участков.

д) по значениям относительных нестабильностей генераторного оборудования ЦСП (а_д) и относительной величине отклонения из-за НЧ фазовых флуктуаций (b_д), по формуле (4.3) определить мощности шумов дискретизации Р_шд на разных участках сети (местном, внутризоновом и магистральном).

е) по формуле (4.4) определить защищенности сигнала от шумов дискретизации А_зд на разных участках сети.

ж) сравнить значения А_зд на разных участках сети с требуемой А_{зд.треб} и минимально допустимой А_зд.мин защищенностями сигнала от шумов дискретизации для заданного ОЦК и сделать выводы.

з) по формуле (4.8) найти относительные величины фазовой флуктуации импульсов В_фф в линейных трактах на каждом из участков (местном, внутризоновом и магистральном).

Порядок проведения расчетов во всех разделах:

- привести расчетную формулу с пояснением входящих в нее слагаемых;

- привести значения всех слагаемых входящих в эту формулу (из методических указаний и исходных данных) с указанием единиц измерения;

- привести расчетную формулу с подставленными в нее данными и результатом расчета в конце.