книги из ГПНТБ / Данилов, Б. С. Однополосная передача цифровых сигналов

Вкорректоре применен так называемый модифициро­ ванный ZF алгоритм (MZF) и регуляторы, в которых полевой транзистор используется в качестве регулируе­ мого элемента. Последнее позволило резко уменьшить габариты корректора и его стоимость.

Вадаптивном корректоре аппаратуры 203 применен алгоритм MZF, отличающийся от алгоритма ZF, кото­ рый был рассмотрен ранее тем, что знак сигнала ошиб­ ки во коррелируется не со знаком регенерированного сигнала на выходе корректора а*, а со знаком прини­ маемого сигнала Хг, получаемого со среднего звена ли­ нии задержки (см. пунктирные линии на рис. 4.20). При этом упрощенная структурная схема корректора будет иметь вид, представленный ,на рис. 4.20, причем пере­ ключатель в этом случае должен перемыкать контакты 1—3. Расчеты и эксперименты авторов корректора пока­ зали, что сходимость и скорость регулировки при алго­ ритме MZF выше, чем при алгоритме ZF, в то время как с точки зрения условий реализации эти алгоритмы эквивалентны [39].

Как уже упоминалось, в качестве регулируемого эле­ мента в регуляторах отводов линии задержки рассмат­ риваемого корректора используется полевой транзистор, сопротивление между электродами сток—исток которо­ го зависит от напряжения на управляющем электроде (затворе).

Вкачестве накопителя управляющего напряжения в рассматриваемом регуляторе используется интегратор на операционном усилителе. Требуемая точность и стабиль­ ность схемы с .полевым транзистором и операционным усилителем достигается за счет использования глубоких

обратных связей.

120

Г Л А В А 6

Сравнение характеристик модемов, использующих различные методы однополосной и двухполосной передачи сигналов

В настоящей работе рассмотрен метод однополосной передачи сигналов данных с фазовой и амплитудно-фа­ зовой модуляцией, выявлены основные особенности этого* метода, показаны его потенциальные возможности, ана­ лиз которых показывает его высокую эффективность. Преимущества этого метода в наибольшей мере прояв­ ляются при работе с повышенной удельной скоростью* по каналам с большими амплитудно-частотными и фа­ зо-частотными искажениями. Последнее вытекает из хо­ рошей совместимости (Метода однополосной передачи сиг­ налов данных с современными методами точной коррек­ ции межсимвольных искажений.

Чтобы сопоставить реально достигнутые показатели* при использовании этого метода с другими методами высокоскоростной передачи данных, ниже приводится таблица, в которой производится сравнение пяти моде­ мов, рассчитанных для работы в полосе частот канала тональной частоты со скоростью 4800 бит/с.

В этих модемах использованы следующие методы модуляции, обеспечивающие работу с указанной скоро­ стью:

1) трехкратная относительная фазовая модуляция: (ТОФМ);

2) двукратная относительная фазовая модуляция, ис­ пользуемая совместно с двухпозиционной амплитудной модуляцией (ДОФМ + АМ);

'3) относительная фазовая модуляция с частично по­ давленной одной боковой полосой (ОФМ ОБП);

4) трехуровневая однополосная модуляция (трех­ уровневая ОБП);

122

5) четырехпозиционная амплитудно-фазовая модуля­ ция с частично подавленной одной боковой полосой (четырехпоз1иционная АФМ ОБП).

Таблица составлена по данным Международной Кор­ порации связи [34].

Приведенные в табл. 6.1 данные показывают, что на скорости 4800 бит/с, что соответствует удельной скорости ,1,6 бит/с на 1 Гц, метод ОФМ ОБП оказывается наилуч­ шим по таким важным параметрам, как помехоустойчи­ вость, скачки уровня, фазовый «джиттер». Совместно с адаптивным корректором, модем, использующий этот метод, позволяет работать по каналам связи с весьма большими фазо-частотными и амплитудно-частотными искажениями. Метод АФМ ОБП, занимая минимальный диапазон частот, имеет большие резервы по скорости и обладает наименьшей чувствительностью к фазовым и амплитудно-частотным искажениям передающей среды.

По чувствительности к скачкам уровня и к фазовому «джиттеру» метод АФМ ОБП уступает другим методам при указанной скорости работы. Однако при более высо­ кой удельной скорости (более 2,5 бит/с на 1 Гц) исполь­ зование первых четырех методов становится практиче­ ски невозможным (из-за небольших запасов по скоро­ сти) и метод АФМ ОБП становится, фактически, основ­ ным методом практической работы.

В дополнение к материалам табл. 6.1 ниже приведе­ ны некоторые результаты испытаний модема с АФМ ОБП на скорость 4800 бит/с, разработанного с участием авторов в Центральном научно-исследовательском ин­ ституте связи. В этом модеме передаваемые информаци­ онные импульсы преобразовались в четырехпозицион­ ный АФМ ОБП сигнал путем весового суммирования двух двоичных последовательностей в двух подканалах, по которым распределялась передаваемая двоичная по­ следовательность (в соответствии с принципом, изло­ женным в § 4.4). В каждом из подканалов использова­ лась двоичная модуляция несущего колебания, частота которого была выбрана равной скорости модуляции и оост1а1вляла 2400 Гц (см. § 3.2). Онеют|р одиночной по­ сылки сигнала на выходе передатчика имел косинусои­ дальную форму и занимал диапазон частот 600-г-

-4-3000 Г,ц.

В состав модема входил адаптивный корректор меж­ символьных искажений, содержащий одиннадцать отво­ дов, включенный на входе приемника. Благодаря тако­

123

му расположению адаптивного корректора существен­ но облегчалась работа системы синхронизации модема,, так как несущее и тактовое колебания выделялись в приемнике из откорректированного сигнала. Совместное модулированным сигналом на частоте 3200 Гц переда­ вался пилот-сигнал, который служил в приемнике для устранения сдвига частот, вносимого каналом связи в спектр передаваемого сигнала. Автоматическая регули­ ровка уровня и синхронное детектирование принимаемо­ го сигнала осуществлялись с помощью цифровых схем,, которые реализовали методы, рассмотренные в § 4.4.

При испытаниях модема для имитации передавае­ мой информации использовалась псевдослучайная по­ следовательность двоичных символов с периодом повто­ рения 511 бит. Характеристики стандартного канала тч с числом переприемных участков до шести ‘имитирова­ лись прибором «Канал», основные параметры которого

емных участков при включенном и выключенном адап­ тивном корректоре.

включен

В табл. 6.3 приведена зависимость отношения сигнал/флуктуационный шум при коэффициенте ошибок 2-10~5 от сдвига частот А/ Гц, вводимого при имитации двух переприемных участков стандартного канала тч.

124

Сдвиг частот в стандартных каналах тч не превыша­ ет 7 Гц. Как видно из табл. 6.3, такой сдвиг частот не приводит к заметному снижению помехоустойчивости приема.

По данным табл. 6.2 и 6.3 можно сделать вывод, что передача цифровой.информации со скоростью 4800 бит/с методом четырехпозиционной АФМ ОБП при числе переприемных участков до четырех обеспечивается без заметного снижения помехоустойчивости. При работе по стандартным каналам тч с большим числом переприемных участков необходима предварительная коррекция частотных характеристик канала, при которой остаточ­ ные искажения не превышают искажений, соответствую­ щих четырем переприемиым участкам. Для такой пред­ варительной коррекции могут быть использованы два или три фазовых контура, последовательно включенные в тракт передачи. Эти контуры должны быть рассчитаны на компенсацию искажений, соответствующих усред­ ненным значениям характеристик группового времени замедления стандартных каналов тч. В процессе линей­ ных испытаний модема, проведенных с использованием такой предварительной 'Коррекции, были получены сле­ дующие результаты. При работе по каналу кабельной магистрали длиной 7000 им с шестью переприемными участками среднее значение коэффициента ошибок со­ ставило 2,2-10~5. При работе по каналу другой кабель­ ной магистрали протяженностью 12000 км с двенадца­ тью переприемными участками среднее значение коэф­ фициента ошибок составило 7-10-5. При работе по ка­ налу радиорелейной магистрали длиной 7000 км с де­ сятью переприемными участками среднее значение ко­ эффициента ошибок составило 2 -10-4.

Таким образом, приведенные результаты показыва­ ют, что метод АФМ ОБП позволяет осуществлять пере­ дачу цифровой информации со скоростью 4800 бит/с по каналам большой протяженности с числом переприемных участков до двенадцати.

Диапазон частот, занимаемый сигналом при исполь­ зовании метода АФМ ОБП на скорости 4800 бит/с поз­ воляет организовывать в канале тч обратный канал, не­ обходимый для работы устройств защиты от ошибок.

125

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Представление ФМ сигнала в виде суммы синфазного

иквадратурного компонентов

Всоответствии с (1.2') для спектра, изображенного на рис. 1.2,

имеем

128

Q (0 = — ~ f S (Q) sin [Q t + cp (Q)i d Q = — ( S ( - Q) sin x

«0

0

В выражении (П1.3) R(t) — огибающая синфазного компонента сиг­ нала; Q(t) — огибающая квадратурного компонента.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Компоненты посылки ФМ ОБП сигнала при прямоугольном спектре с косинус-квадратичным

округленней

Определим вид огибающих синфазного и квадратурного компо­ нентов посылки ФМ сигнала, передаваемого с частично подавленной боковой полосой, спектр которого 5(ш) имеет форму прямоугольни­ ка, скругленного на концах по закону «приподнятого косинуса», как показано на рис. 1.5. Для облегчения расчетов спектр 5(<о) пред­

частотами o>i и соо и полностью подавленную верхнюю боковую по­ лосу.

Qi t

о

где Qi = coe — £0i.

129