книги из ГПНТБ / Гуревич В.Э. Импульсно-кодовая модуляция в многоканальной телефонной связи

1 — р 4

И фо = Ф5 > ^ ф = °-

Таким образом, при точной настройке хронирующего фильтра его выходной сигнал по фазе не флуктуирует.

2. Случай «независимой информации», когда отсутствуют кор­ реляционные связи между импульсными посылками, а средние зна­ чения амплитуд всех импульсов одинаковы, как и их дисперсии. Тогда можно положить m = l , M 0 ,ii = aQ, где оо — среднеквадратич­ ное отклонение амплитуды импульса. В этом случае

вых члена ряда, a sin %, sin 2%, cos х и cos 2yu также представить сте­ пенными рядами, ограничиваясь двумя первыми членами каждого из них, то можно показать, что

200

лого шума, можно заметить, что при том же отношении сигнал/по­ меха в нашем случае дисперсия фазы даже при максимальной рас­ стройке несколько меньше, чем при белом шуме. Это раз­ личие объясняется тем, что случайная составляющая входной им­ пульсной последовательности, представляющая собой помеху при выделении колебаний тактовой частоты, по своим свойствам от­ личается от белого шума: моменты пересечения нулевой оси у бе­ лого шума случайны, а у случайной составляющей импульсного процесса соблюдаются детерминированные тактовые интервалы и паузы между посылками.

При выводе представленного выше соотношения (7.18) и свя­ занных с ним формул предполагалось, что корреляционные связи между посылками, принадлежащими к различным кодовым груп­ пам, отсутствуют, т. е. Mit î K = 0 при 1^1. Более общие формулы,, учитывающие и корреляцию между различными кодовыми груп­ пами, приведены в [12].

При выполнении практических расчетов по ф-ле (7.18) следует учитывать,, что, согласно рис. 7.8, нумерация посылок в кодовой группе отличается от нумерации, применявшейся при расчете энер­ гетического спектра (это сделано для упрощения выкладок): пер­ вому символу кодовой группы соответствует номер і = т—1, а по­ следнему і = 0.

Результаты расчета дисперсии фазовых флуктуации квазигар­

пользования натурального кода. Этот выигрыш станет еще более значительным, если учесть, что в реальных условиях ц » 0 , 2 5 .

Для решения некоторых вопросов, связанных с анализом ре­ альной помехоустойчивости приемной части регенератора, нужно иметь сведения не только о статистических моментах фазовых флуктуации, но и о характере закона их распределения. Закон распределения фазовых флуктуации квазигармонического сигна-

202

не. В работе |[6] предлагается следующая аппроксимация для слу­

ности фильтра закон распределения фазы стремится к нормаль­ ному.

ния тактовой частоты воздействуют через усилитель и дифферен­ цирующую цепь на формирователь ФС — пороговое устройство, вырабатывающее короткие стробирующие импульсы в моменты перехода квазигармонического сигнала через нуль. В идеальном случае порог срабатывания формирователя равен нулю и тогда стробирующие импульсы возникают точно в моменты перехода. Однако любой формирователь1 ) обладает определенной зоной не­ чувствительности 2АП (рис. 7.9) к изменению входного сигнала.

Рис. 7.9. Фазовые флуктуации, вносимые формирова­ телем стробирующих импульсов:

/ — зона нечувствительности; 2 — зоны возможных положе­

ний стробирующих импульсов

Поэтому стробирующие импульсы формируются не в моменты времени, точно соответствующие нулевым значениям входного сиг­ нала ФС, а в некоторые случайные моменты времени, зависящие от амплитуды сигнала. Таким образом, амплитудные флуктуации

') Дифференцирующая цепь полагается включенной в состав ФС.

203

квазигармонического сигнала преобразуются в фазовые флуктуа­ ции стробирующих импульсов.

Здесь Ку — коэффициент усиления усилителя, включенного перед ФС. Момент tn пересечения напряжением uBX(t) порога чувстви­ тельности Дп определяется из соотношения

где tn= (QO+ -J-)7"-Ид ; qo — число тактовых интервалов, прошед­ ших после момента возникновения последнего импульса на входе фильтра (рис. 7.8); /д — временной сдвиг, вносимый формирова­ телем.

Считая, что ц>(іа) и A(tu) не коррелированы, получим диспер­ сию флуктуации величины a>mtA

204

Таким образом, дисперсия дополнительных флуктуации, вноси­ мых формирователем, возрастает по экспоненциальному закону с течением времени, прошедшего после начала последнего входного импульса фильтра. Поэтому во входной последовательности неже­ лательны длительные серии пробелов, следующих подряд. Обычно длинные серии пробелов исключаются за счет неиспользования од­ ной кодовой группы, состоящей только из нулей, при кодировании. Таким образом, число уровней квантования уменьшается на еди-

невелики.

Рассматривая совместно ф-лы (7.23), (7.22) и (7.19) или (7.18), можно оценить влияние добротности резонансного контура на точ­ ность работы устройства синхронизации. С одной стороны, при увеличении Q уменьшаются фазовые девиации стробирующих им­ пульсов, вносимые формирователем и внешними помехами, воздей­ ствующими на выделитель колебаний тактовой частоты. С другой стороны, при этом увеличивается крутизна фазовой характеристи­ ки контура и (при Ко = const) увеличиваются фазовые девиации, обусловленные случайным характером сигнала на входе фильтра. Поэтому увеличение добротности влечет за собой уменьшение до­ пустимой расстройки контура, т. е. повышение требований к ста­ бильности его элементов. Нужно также учитывать, что при боль­ шой добротности велико время установления синхронизма по так­ товой частоте. Исходя из этих противоречивых требований, обычно для фильтров линейных регенераторов выбирают компромиссное значение Q = 80-4-120, чаще всего Q = 100. В станционных регене-' раторах, где стабильность параметров схем обеспечить легче, мо­ гут применяться фильтры с повышенной добротностью, например кварцевые.

7.3. Искажения сигнала на участке кабельной линии и выбор типа линейного сигнала

Межсимвольные переходные помехи. Участок кабельной линии, включенной между двумя регенераторами (участок регене­ рации), можно представить в виде четырехполюсника, амплитуд­ но-частотная и фазо-частотная характеристики которого зависят от типа кабеля и других известных факторов.

Затухание кабеля растет с увеличением частоты. Однако по­ лоса пропускания каждого участка регенерации неизбежно огра­ ничена не только сверху, но и снизу. Ограничение полосы снизу объясняется, в частности, тем, что в линии связи имеются транс­ форматоры, служащие для перехода от несимметричных относи­ тельно земли зажимов оконечной аппаратуры или регенераторов

205

Переходные помехи от других пар кабеля. Кабельные системы двусторонней дуплексной связи можно разделить на однокабельные и двухкабельные. В однокабельных системах передача сиг­ налов в обоих направлениях производится по различным парам одного и того же кабеля, в двухкабельных — по парам, принадле­ жащим различным кабелям.

И в однокабельной и в двухкабельной системах на вход каж­ дого регенератора могут попадать переходные помехи от других пар того же кабеля, если они используются в каких-либо системах уплотнения (импульсных или непрерывных). Кроме того, в однокабельной системе на вход регенератора поступают переходные по­ мехи от обратного направления своей же системы (рис. 7.10). Осо­ бенно опасны переходные влияния на ближнем конце.

1-й усилительный пункт (і+і)-й усилительный пункт

Рис. 7.10. Переходные влияния между парами кабеля:

/ — регенератор прямого, 2— регенератор обратного на­ правления передачи, 3 — путь перехода на ближний ко­ нец, 4 — путь перехода на дальний конец

Уровень переходных помех на ближнем конце не зависит от длины участка регенерации, а определяется только переходным затуханием между парами кабеля и спектрами влияющего и под­ верженного влиянию сигналов. Несмотря на то, что в цифровых системах допустимы значительно большие переходные помехи (меньшие переходные затухания), чем в аналоговых, с этими по­ мехами все же приходится считаться и принимать меры к их ос­ лаблению.

Переходные помехи от других пар кабеля повышают вероят­ ность ошибки при регенерации как непосредственно, так и косвен­ но, воздействуя на фильтр-выделитель колебаний тактовой частоты и снижая точность работы устройства тактовой синхронизации.

Влияние межсимвольной интерференции и переходных помех от других пар кабеля на работу регенератора можно существенно ослабить двумя путями: правильным выбором типа линейного циф­ рового сигнала и формы одиночного импульса и фильтрацией вход­ ного сигнала регенератора (т. е. коррекцией формы входного им-

207

пульса). Эти методы ослабления переходных помех не исключают, а взаимно дополняют друг друга.

Выбор типа линейного сигнала. Рассмотрим основные возмож­ ные варианты линейного сигнала, формируемого на выходе пере­ дающей части системы или одного из линейных регенераторов.

Простейшим типом линейного 'сигнала является однополярная двухуровневая двоичная последовательность с пассивной паузой,

довательность, г — двоичные импульсы с пассивной паузой, д—квазитроичный сигнал, е—разностный сигнал

довательности прямоугольных импульсов при одинаковых априор­ ных вероятностях появления «единиц» в любом разряде кодовой группы и независимости отдельных символов друг от друга, а так­ же при отсутствии флуктуации длительности и моментов появле-

208

ния импульсов согласно (6.20) может быть выражен в виде

энергетического спектра и огибающей его дискретной части. Энер­

ющего устройства; 2) большой удельный вес низкочастотных со ставляющих непрерывной части спектра, что приводит к значитель ным межсимвольным переходным влияниям 2-го рода и в конеч ном счете тоже снижает верность работы регенератора.

209