8.2 Таржолакты тарату. Арнанын тарату жылдамдыгы мен кенжолагы арасындагы катынас, Шеннон формуласы.

Тар жолакты жүйелер, негізінен дауыс таратуга арналган. Бул куралдар уялы байланыс желілеріндегі туракты радиотерминалдарды колданады. Дауысты тыгыздаушы алгоритмдеріне байланысты мундай жүйелер маліметтерді таратуда жогары жылдамдыкка икемделмеген, сондыктан тургын секторынын абоненттерімен, таксофондык кызметтерде жане т.б. пайдаланылады. Сымсыз катынас курудын жогары сапалы  кызметтерінін жүйелері – бул жүйелер сымсыз телефония стандарттарын колдануга негізделген. Туракты радиокатынас жүйелері тар жолакты жүйемен салыстырганда (АДИКМ 32Кбит/с кодалауын пайдаланады) дауыс таратуда жогаргы сапа алынады, факсимилді жане модемдік байланысты камтамасыз етеді. W - CDMA жүйелері 64...144 Кбит/с откізу кабілеті бар ISDN - арналарын камтамасыз етеді. Олар дауыска негізделген таржолакты косымшалар мен корпоративті жане агрегаттык агындарга негізделген кен жолакты косымшалар арасындагы аралык күйді алады. Кен жолакты жүйелер – мундай жүйелер жиіліктер диапазонынын бірнешеуінде істейді – 2,4 - тен 28 ГГц-ке дейін. Олар корпоративті пайдаланушыларга жогары жылдамдыкты маліметтер агынын таратуды камтамасыз етеді, шекті кондыргыга (мультиплексорларга, УАТС, мобилді жане туракты байланыстын жане т.б. уялы желілерінін базалык радиоблоктарына) n x E1 цифрлык агындарын таратады. Уялы жылжымалы байланыс технологиялары мен стандарттарына негізделген жүйелер уялардын жогары сыйымдылыгымен жане БС пен пайдаланушылык терминалдар арасындагы байланыс кашык узактылыгымен сипатталады. Уялы жылжымалы байланыс технологиялары мен стандарттары  негізіндегі жүйелер абоненттер тыгыздыгы артүрлі денгейлі болып келетін кен аумактардагы телефондалуга тиімді болады. Бірак, дауысты тарату сапасы мен маліметті кайта жіберу жылдамдыгы бойынша таржолакты болгандыктан, олар кен жолакты жүйелерге жетпейді. Одан баска, біркатар жүйелерде байланыстын жылжымалдылыгын камтамасыз ететін куралдар болады, ягни стационарлык абоненттерге кызмет корсету кезінде артык болып табылады. Кенжолакты жүйе деп акпаратты таратуга накты арналган жиілік жолагынын ен аз кендігінен коп асатын оте кен жиіліктер жолагын алатын сигналды таратушы жүйе. Мысалы, томенгі жиіліктік сигнал, осы сигналдын жиіліктер жолагынан 2 есе асатын жиіліктер жолагында амплитудалык модуляция (АМ) комегімен берілуі мүмкін. Модуляциянын баска түрлері, аз девиациялы жиіліктік модуляция (ЖМ) жане біржолакты АМ сиякты, акпараттык сигналдын жиіліктік модуляциясымен салыстыруга келетін жиіліктер жолагында акпаратты таратуга мүмкіндік береді. Кенжолакты жүйеде жиіліктер жолагы бірнеше килогерц кана болатын бастапкы модулдеуші сигнал (мысалы, телефондык арна сигналы) кендігі бірнеше мегагерц болатын жиіліктер жолагында үлестірілуі мүмкін. Сонгысы жіберілетін акпараттык сигнал мен кенжолакты кодалык сигналдын тасушыны екілік модуляциялау комегімен жүргізіледі. Котельников теоремасы (Теорема Котельникова).

1.Егер үзіліссіз сигнал Дирхле шартын канагаттандырса (барлык боліктері үзіліссіз жане экстремумы ен коп жане ен аз шамалары шектелген сан болса) жане онын жиіліктік спектрі белгілі бір шамадан аспаса, онда мундай сигналды уакыт бойынша At кадаммен үзіп жане оны осы үзілген шамаларымен бірге кайтадан бурынгы (үзіліссіз) калпына келтіруге болады. Котельниковтін бул теоремасынын аналогтік сигналды сандык сигналга айналдыру үшін дискреттегенде манызы зор. Ӏс жүзінде сигналдын оту процесі шекті болатындыктан, онын жиілік диапазоны шексіз болу керек. Бірак сигналдагы энергиянын 90—95% шамасын камтитын жиілік диапазонын шектелген деп алуга болады.

2.Жиіліктік спектрі шектелген үзіліссіз сигналды 1/2 Г= Д/кадаммен үзе отырып, оны берілген далдікпен кайта калпына келтіруге болады.

Мундагы Г сигнал спектрінін ен жогаргы мані немесе спектр 0-ден басталса, жиілік диапазоны кен тужырым оны 1938 жылы усынган галым Котельниковтін курметіне"Котельников теоремасы" деп аталады.

Таржолакты сигналдын х(t) спектрінін жогаргы жиілікте трансляциялаудын онай жолы болып, таржолакты сигнал мен тасушы сигналды cos2%fct кобейтуімен табады. Ол 4.1 суретте корсетілген. Натижесіндегі xc(t)сигналы екі жолакты (double sideband — DSB) модулденген сигнал деп аталады жане келесі формуламен орнектеледі. xc(t) = x(t)cos2%fct

4,1

Рисунок 4.1 - Идеалды импульс жане амплитудалык спектр

Модуляция жайындагы теоремада xc(t) екіжолакты сигналынын спектрі келесі түрде корсетіледі.

Рисунок 4.2 – Идеалды импульсті фильтрлеудін үш мысалы:

а) Дыбыстаудын жаксы нактылыгы;

б) жаксы таныту;

в) нашар таныту.

4,3 б,в- суретте x(t) таржолакты сигналдын 1Х(/)1 амплитудалык спектрі fm жолакты енімен жане жане WDSB жолакты енімен берілген Хс(?) екіжолакты сигналдын 1Хс(/)1 амплитудалык спектрі корсетілген. Графикте он жиіліктікке сайкес келетін таржолакты сигналдын 1Хс(/)1 спектрлік компоненті, /с ден (fc +fm ) дейінгі диапозонда жатыр. Екіжолакты сигнал спектрінін бул болігі жогаргы жанындагы жолак деп аталады (upper sideband -USB).

Шеннон корсетуі бойынша, аддитивті ак Гаусстык шуммен (additive white Gaussian noise - AWGN) берілген С арнасынын откізу кабілеті кабылданган S сигналынын орташа куаттык функциясы болып табылады(N-шудын орташа куаты, W-откізу жолагынын ені).

Рисунок 4.3 – таржолакты жане екіжолакты спектрді салыстыру:

а) тербеліс наложениесі;

б) таржолакты спектр;

в) екіжолакты спектр.

Шеннон жумысында корсетілген, S, N жане W олшемдері кателіктін пайда болу ыктималдыгын емес жылдамдыктын шегін курайды.