большим трафиком назначаются более длительные интервалы, чем устройствам с меньшим объемом трафика.

Основной недостаток систем с временным уплотнением - это мгновенная потеря информации при срыве синхронизации в канале, например из-за сильных помех, случайных или преднамеренных. Однако успешный опыт эксплуатации таких знаменитых TDM -систем, как сотовые телефонные сети стандарта GSM, свидетельствует о достаточной надежности механизма временного уплотнения.

Временное разделение каналов используется для передачи аналоговых и дискретных сообщений, однако для этого требуется использовать методы импульсной модуляции

В зарубежных источниках для обозначения принципа временного разделения каналов используется термин Time Division Multiply Access

(TDMA).

При передаче используется дискретизация во времени (импульсная модуляция). Сначала передается импульс 1-го канала, затем следующего канала и т.д. до последнего канала за номером N, после чего опять передается импульс 1-го канала и процесс повторяется периодически. На приеме устанавливается аналогичный коммутатор, который поочередно подключает групповой тракт к соответствующим приемникам. В определенный короткий

промежуток времени к групповой линии связи оказывается подключена только одна пара приемник/передатчик.

Это означает, что для нормальной работы многоканальной системы с ВРК необходима синхронная и синфазная работа коммутаторов на приемной и передающей сторонах. Для этого один из каналов занимают под передачу специальных импульсов синхронизации.

На Рис. 6.16 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип ВРК. На Рис. 6.16, а-в приведены графики трех непрерывных аналоговых сигналов u1(t), u2(t) и u3(t) и соответствующие им АИМ-сигналы. Импульсы разных АИМ-сигналов сдвинуты друг относительно друга по времени. При объединении индивидуальных каналов в канале (линии) связи образуется групповой сигнал с частотой следования импульсов в N раз большей частоты следования индивидуальных импульсов.

Рис. 6.16. Преобразование сигналов при ВРК

Интервал времени между ближайшими импульсами группового сигнала TK называется канальным интервалом или тайм-слотом (Time Slot). Промежуток времени между соседними импульсами одного индивидуального сигнала называется циклом передачи ТЦ. От соотношения ТЦ и TK зависит число импульсов, которое можно разместить в цикле, т.е. число временных каналов.

При временном разделении так же как и при ЧРК существуют взаимные помехи, обусловленные:

1)Линейные искажения возникающие за счет ограниченности полосы частот и неидельности амплитудно-частотной и и фазо-частотной характеристик всякой физически осуществимой системы связи, нарушают

Определим среднюю удельную мощность АМ колебаний.

. (11.4)

Из выражения (11.4) следует, что удельная мощность одной боковой полосы спектра АМ

. (11.5)

. (11.6)

Следовательно, АМ передатчик в режиме передачи обеспечивает увеличение средней мощности по сравнению с режимом молчания не более, чем в полтора раза. Для эффективного использования мощности передатчика используют однополосную модуляцию (ОБП), что позволяет сузить полосу пропускания приемника и увеличить мощность, расходуемую на создание одной боковой полосы. Для этого на приемной стороне необходимо с высокой

точностью восстановить несущую частоту (). ОБП широко используется в УКВ диапазоне при передаче телевизионных изображений и в телефонных системах уплотнения.

Линейная фазовая модуляция

Модулированное гармоническое колебание в этом случае имеет следующий вид:

, (11.7)

где - коэффициент, характеризующий чувствительность модулятора при ФМ. Учитывая выражение (11.2) представим (11.7) следующим образом:

Определим спектр ФМ колебания, используя результаты теории функций Бесселя (рисунок 11.2):

(11.9)

где и . Если , то

(11.10)

где

Рисунок 11.2

Спектр ФМ колебания содержит бесконечное число дискретных составляющих даже при модуляции одним гармоническим колебанием. На уровне 0,01 от амплитуды немодулированной несущей ширина спектра ФМ колебания равна

Линейная частотная модуляция

Модулированное гармоническое колебание в этом случае имеет следующий вид:

, (11.12)

где - коэффициент, характеризующий свойства модулятора при ЧМ. Представим выражение (11.12)следующим образом:

(11.13)

где - парциальная девиация частоты за счет составляющей модулирующего колебания с частотой . Зависимость от

называется модуляционной характеристикой при ЧМ. Учитывая, что фаза и частота связаны соотношением

(11.14)

получим

, (11.15)

где , . Т.е. спектры ЧМ и ФМ колебаний совпадают, если под индексом модуляции понимать .

7. Основные виды модуляции (манипуляции) в цифровых РРЛ.

Двухпозиционные методы модуляции

Внастоящее время набольшее распространение в низкоскоростных ЦРРСП получили такие методы модуляции, как двухпозиционная ЧМ и относительная фазовая модуляция ОФМ. ОФМ (иногда употребляется название – фазоразностная модуляция) была предложена Н.Т. Петровичем в 1954г. Кроме того, с целью устранения из спектра модулированного сигнала в.ч. составляющих и формирования “компактного” спектра применяется частотная манипуляция с минимальным сдвигом.

Фазовая модуляция.

Во всех вариантах фазовой модуляции используется относительное кодирование цифрового сигнала (ЦС) перед его подачей на модулятор и относительное декодирование после демодуляции. Это необходимо для устранения явления “обратной работы” – изменения полярности сигнала на выходе демодулятора при случайном изменении фазы опорного колебания на

180º.

Внаиболее простом случае двухпозиционной ОФМ, имеющей два возможных значения начальной фазы - 0º и 180º, структурная схема модулятора имеет вид, показанный на рисунке 8.4 а.

При поступлении ЦС на вход триггера T, работающего в счетном режиме, очередного символа “1” триггер изменяет свое состояние на противоположное, что вызывает изменение знака несущего колебания после перемножения, то есть процесс ОФМ.

Математический переход от абсолютного кода к относительному записывается в виде:

где и - смежные двоичные символы цифрового сигнала в относительном коде;

- очередной двоичный символ в абсолютном (исходном) коде. Процесс формирования сигнала ОФМ показан на рисунке 8.4 б, где для

простоты на одном тактовом интервале показан один период несущей (опорной) частоты.

Частотная манипуляция.

В ЦРРЛ применяются несколько разновидностей частотной манипуляции. Простейшей из них является двухпозиционная ЧМ; при которой

путем коммутации независимых генераторов колебаний с частотами и ) и ЧМ без разрыва фазы (когда манипуляция осуществляется при помощи частотного или фазового модулятора). ЧМ сигнал с разрывом фазы может

быть представлен как сумма двух АМ сигналов (одного с частотой , другого

– с частотой ). Ширина спектра такого сигнала равна ширине спектра АМ сигнала плюс величина ЧМ сигнал без разрыва фазы имеет более компактный спектр и создает меньший уровень внеполосных излучений.

Полоса Найквиста* - полоса, численно равная половине интервала между первыми “нулями” спектра сигнала относительно несущей.

В качестве примера на рисунке 8.5 приведены спектры сигналов AM, ОФМ, ЧМ. В табл.8.1 обозначено Поз. -число уровней манипуляции.

Многопозиционные методы модуляции

Четырехпозиционная ОФМ.

При четырехпозиционной ОФМ в случае передачи одного цифрового потока модулятор строится в соответствии со структурной схемой, приведенной на рисунке 8.6.

Входной ЦС делится на две последовательности А и В с помощью делителя потока ДП. Длительность двоичных символов каждой из них устанавливается равной 2Tи то есть в 2 раза больше, чем во входном ЦС. Одна из последовательностей сдвигается по времени на один тактовый интервал Tи для того, чтобы обе последовательности передавались синхронно

(рисунок 8.7).

Между значением одной пары символов в последовательностях А и В и изменением фазы несущего колебания Δφ устанавливают определенное соответствие, основанное на коде Грея (таблица 8.2)

Таблица 8.2

логической схемы (ЛС). При этом значения фазы несущего колебания φА и φВ, равные в момент начала рассмотрения соответственно φА0 и φВ0, изменяются в соответствии с таблицей 8.3.

Таблица 8.3