2.2. Види модуляції, вживані в радіорелейних і супутникових системах передачі
Техніко-економічні показники радіорелейних (РРСП) і спутникових (ССП) систем
передачі і особливості побудови крайового устаткування стовбура, прийомопередавальної
апаратури багато в чому визначаються вибраним видом модуляції високочастотної
несучої багатоканальним (груповим) сигналом. Останній може бути сформований:
1) за допомогою каналоутворюючого устаткування і устаткування формування груп
каналів і трактів апаратури аналогових систем передачі з частотним розділенням каналів
(СП з ЧРК) за допомогою односмугової амплітудної модуляції;
2) з використанням каналоутворюючого устаткування аналогових систем передачі з
часовим розділенням каналів (СП з ЧРК) за допомогою фазоїмпульсной модуляції;
3) за допомогою каналоутворюючого устаткування і устаткування формування
типових потоків цифрових систем передачі (ЦСП) з використанням імпульсно-кодової
модуляції, дельта-модуляциі і їх різновидів.
В системах передачі сигналів телебачення повний телевізійний сигнал формується за
допомогою устаткування телевізійного стовбура на кінцевихвих радіорелейних або
земних супутникових станціях і потім модулює високочастотну нес учу.
Формування високочастотної несучої або високочастотного радіосигналу
здійснюється в кінцевому устаткуванні стовбура.
Основними показниками, що характеризують види модуляції в РРСП і ССП (далі
радіосистеми передачі - РСП), є завадостійкість відносно теплових шумів, ефективність
використаннія займаної смуги частот, ступінь схильності передаваних сигналів впливу
неідеальності характеристик стовбура - лінейного тракту, складність побудови
прийомопередавальної апаратури і відповідних модуляторів і демодуляторів (модемів).
Частотна модуляція в аналогових РСП. У аналогових СП з ЧРК і телебачення в
основному застосовується частотна модуляц ія (ЧМ).
При ЧМ основною причиною нелінійних спотворень сигналів в радіоканалі, що
приводять до взаємних впливів між каналами в СП з ЧРК, є нелінійність ФЧХ, тоді як при
звичайній АМ і АМ з передачею однієї бічної смуги (АМ-ОБС) частот основною
причиною нелінійних спотворень є нелінійність АХ. Оскільки компенсація нелінійності
ФЧХ виконується простішими методами, ніж компенсація нелінійності АХ, то
прийомопередавальна апаратура при використанні ЧМ в РСП виявляється більш простою,
ніж при АМ і АМ-ОБС. Крім того, ЧМ володіє більшою завадостійкістю відносно
теплового шуму і зовнішніх завад в порівнянні з АМ і АМ-ОБС, якщо індекс ЧМ не дуже
малий (у малоканальних РСП з числом каналів ТЧ не більше 120).
При ЧМ миттєва частота f(t) модульованого радіосигналу Uчм(f) змінюється відповідно
до модулюючого сигналу з (t):
(1)
де f0 - частота несучої; Δf(t)- відхилення частоти під дією модулюючого сигналу
(девіація частоти): Кчм - крутизна модуляційної характеристики частотного модулятора,
Гц/В. Загальний вираз для ЧМ радіосигналу має вигляд
(2)
де U0 - постійна амплітуда радіосигналу.
Основними характеристиками ЧМ радіосигналу є: девіация частоти, індекс частотної
модуляції і ширина спектру, необхідна для неспотвореної передачі. Оскільки основним
завантаженням радіостовбурів є групові телефонні сигнали СП з ЧРК, то і розглянемо
характеристики ЧМ радіосигналу для цього виду навантаження.
Ефективна девіація частоти Δfеф відповідає середній потужності Wср групового сигналу
і ефективної девіації частоти на канал Δfк (відповідною вимірювальному рівню сигналу в
одному каналі ТЧ) і визначається по формулам
(3)
та
(4)
де N - число каналів відповідної СП з ЧРК. Величина Δfк зазвичай нормується і
залежно від N може змінюватися в межах 35...200 кгц.
Ефективне значення індексу ЧМ Меф визначається відношенням ефективної девіації
частоти до верхньої частоти Fв спектру групового телефонного сигналу, т. Е
(5)
Для характеристики ЧМ радіосигналу використовуються також поняття квазіпікових
девіації частоти і індексу модуляції, що відповідає квазіпіковій потужності групового
сигналу, що перевищується з вірогідністю не більш 10-3 і відповідно рівним:
(6)
Важливою характеристикою ЧМ радіосигналу є ширина його спектру, що визначає
необхідну смугу пропускання радіоканалу Пчм. При передачі сигналів багатоканальної
телефонії мінімальна необхідна смуга частот повинна визначатися виходячи з мінімально
допустимого рівня перехідних завад, виникаючих через обмеження спектру:
(7)
де qчм - параметр, залежний від рівня перехідних завад.
На мал. 6 приведені значення qчм залежно від Меф для двох значень потужності
перехідних завад у верхньому (по спектру) телефонному каналі: Wпп = 1 пВт і Wпп = 10
пВт.
На практиці для наближеної оцінки необхідної смуги частот часто користуються
наступною емпіричною формулою Карсона
(8)
Значення основних параметрів ЧМ радіосигналу РСП при передачі сигналів
багатоканальної телефонії для різної емності групового сигналу приведені в табл.1
Рим. 6. Залежність параметрів qчм від ефективного значення індексу ЧМ Меф
Таблиця 1
Параметр
Число каналів тональної частоти
и ЧМ
радиосигналу
12
24
60
12
24
30
Δfк ,МГц
Fв ,МГц
0,05
0,06
0,
05 0,
2
0,
0,
0
2
0,
0,
0
2
0,
1,
00,2
1,3
Δfеф, ,МГц
Δfпик ,МГц
МЭфф
Мпик
Пчм, МГц,
при Wпп = 1
пВтПчм, МГц,
при Wпп=
0,073
0,38
1,217
6,333
0,61
0,55
1080,
0840,
3940,
7783,
6480,
84
0,
78
2520,
4041,
6471,
6036,
5363,
05
2,
72
5520,
4641,
7450,
8413,
1614,
33
3,
94
0320,
5331,
8710,
5161,
8136,
4
5,
57
0,7
762,5
840,5
971,9
888,5
7,6
4
10 пВт
чм,к, МГц
0,88
1,
3,
4,
5,
7,7
Параметр
0
8
6
81
7
радиосигналуы ЧМ
Δfк, МГц
Число каналів тональної частоти
360 60 72 10 13
0,2 0 0, 0 0, 20 0, 20 0,
19
200,1
Fв, МГц
1,54
2
2,
2
3,
2
4,
14 5,
48,5
Δfеф, ,МГц
Δfпик ,МГц
МЭфф
Мпик
0,85
2,83
0,552
1,838
5961,
0973,
6530,
4231,
34 1,
2024,
0030,
36 1,
6361,
43 4,
7620,
3081,
9321,
1393,
7930,
1920,
241,3
74 |4,5
750,1
610,5
Пчм, МГц,
9,67
40714 19917 02723 63925
3735,
при Wпп = 1
пВтПчм, МГц,
при Wпп=