2 семестр / Лекции / Лекция № 12 2025 г

ЛЕКЦИЯ № 12

8.МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ (МСС).

ВМСС осуществляется обмен информацией между многими источниками и многими получателями информации. Для того, чтобы обмен информацией

осуществлялся без взаимных помех, сигналы разных каналов uj (t) и uk (t) должны быть ортогональны:

0

Способ разделения сигналов определяет тип МСС.

МСС с частотным разделением каналов (ЧРК).

При ЧРК информация отдельных каналов передается одновременно, но в разных полосах частот. Структурная схема МСС с ЧРК показана на рис.8.1.

Важной характеристикой МСС с ЧРК является групповой спектр, т.е. спектр многоканального сигнала (рис.8.2) .

Импульсный модулятор модулирует по амплитуде, или по частоте, или по фазе, или по ширине последовательность тактовых импульсов, поступающих от ГТИ.

ДМ1

ПИ1

Кпрм

Гр У ПФ

Рис.8.3.

Таким образом, переносчиком информации является периодическая последовательность импульсов, поступающих от ГТИ. При ВРК информация каждого канала передается с помощью импульсов-отсчетов в соответствии с теоремой Котельникова. В зависимости от того, какой параметр импульсной последовательности модулируется, различают: АИМ (амплитудно-импульсная модуляция), ЧИМ (частотно-импульсная модуляция), ФИМ (фазо-импульсная модуляция), ШИМ(широтно-импульсная модуляция).

ПФ при ВРК ограничивает спектр всего многоканального сигнала. Основной характеристикой такой МСС с ВРК является временная диаграмма многоканального сигнала (рис. 8.4).

U(t)ВРК

Рис.8.4.

Тактовые импульсы поступают от ГТИ. Они имеют постоянную амплитуду, частоту и фазу. Коммутатор на передаче поочередно подключает источники информации к импульсному модулятору, который изменяет, например, ампли-

2

туду импульсов в соответствии с уровнем информационного сигнала. Если на интервале 0-Т коммутатор на передаче подключил к Имод первый источник информации, то коммутатор на приеме подключает выход коммутатора к первому получателю информации. Т.о. сначала передается импульс-отсчет 1-го канала, потом 2-го канала и т.д. n-го канала, затем снова импульс-отсчет 1-го канала, потом снова 2-го канала и т.д. Если отбросить все импульсы, кроме импульсов 1-ого канала, получим отсчеты информационного непрерывного сигнала 1-ого канала.

Коммутаторы Кпрд и Кпрм работают синхронно. На вход каждого ДМ поступают импульсы-отсчеты. Чтобы получить из этих импульсов переданный сигнал, нужно подать их на ФНЧ с характеристиками близкими к идеальным. Импульсы, поступающие от ГТИ могут быть и радиоимпульсами. В этом случае, сначала импульсы детектируются и далее поступают на ФНЧ.

u(t)

t

Рис.8.5.

Причины взаимных помех между каналами при ВРК:

1)Полоса частот, отводимая для МСС с ВРК, ограничена, поэтому импульсы на выходе ПФ «расплываются» и занимают соседний временной интервал, отведенный для других каналов (рис.8.5).

2)Коммутаторы работают не синхронно; в худшем случае Кпрд находится в положении - 1, а Кпрм находится в положении – 2, следует полное нарушение связи.

Способы уменьшение помех при ВРК:

1)Увеличение периода следования импульсов Т, но при этом уменьшается количество каналов.

2)Совершенствование системы синхронизации.

3)Увеличение полосы частот системы связи, что позволяет уменьшить межсимвольную интерференцию.

МСС с фазовым разделением каналов (ФРК).

Вмногоканальной системе связи с ФРК теоретически без взаимных помех можно разделить только два канала. Оба канала передаются одновременно, в одной и той же полосе частот.

Разделение каналов осуществляется за счет ортогональности несущих. Первый

канал передается на несущей sin 0t, а второй канал передается на несущей cos 0t .

3

Несущие ортогональны для Т→ , т. е. по определению ортогональности:

Очевидно, что для конечных значений Т точное равенство нулю не соблюдается. Структурная схема системы связи с ФРК показана на рис.8.6.

Г1,Г2 – генераторы, генерирующие sin 0t и cos 0t; ГрУс, ПФ – групповой усилитель и полосовой фильтр; СД1, СД2 – синхронный детектор; ГОН1 – генератор опорного напряжения,

он должен подстраиваться под напряжение даваемое Г1; ГОН2 – генератор опорного напряжения, он должен подстраиваться под напряжение даваемое Г2.

(8.4)

При выполнении вычислений учтено, что интегралы от знакопеременных функций сравнительно малы при 0 Т >>1. Таким образом, на выходе СД1 получили сигнал первого канала. Аналогично, на выходе СД2 получим сигнал второго канала.

Причины взаимных помех при ФРК: 1)Разность фаз несущих частот на передаче не равна точно 900.

2)Фазы опорных напряжений не равны точно фазам несущих частот первого и второго каналов.

4

3)Операция интегрирования реализуется с погрешностью. Способы уменьшения взаимных помех

1)Следует совершенствовать систему частотной и фазовой синхронизации.

2)Следует уменьшать погрешности реализации операции интегрирования.

МСС с кодовым разделением каналов (КРК).

В многоканальной системе связи с КРК каналы передаются одновременно, в одной и той же полосе частот. Разделение каналов осуществляется за счет ортогональности несущих. Переносчиком информации при КРК являются шумоподобные сигналы, в качестве которых используются псевдослучайные последовательности, коды Баркера, функции Уолша, М-последовательности. Структурная схема системы связи с КРК показана на рис.8.7.

В данной структурной схеме наименование и назначение большинства блоков уже указано выше. Принципиально новыми являются следующие блоки: ГШПС1 - ГШПСn – генераторы шумоподобных сигналов;

СФ1 - СФn – согласованные фильтры.

В качестве переносчика в 1-ом канале, например, можно использовать код Баркера, показанный на рис. 8.8а , а в качестве переносчика во 2-ом канале использовать код Баркера, показанный на рис. 8.8б, т.е. тот же сигнал, циклически сдвинутый на один импульс..

u1(t) а)

t

.

t

Рис.8.8

5

ШПС подбираются таким образом чтобы автокорреляционная функция имела ярко выраженный максимум, а взаимокорреляционная функция была достаточно мала.

6