лекции_элаизв

Процедура кодирования Вначале определяется полярность сигнала и в зависимости от нее

формируется символ первого разряда в кодовой группе. Затем кодируется в двоичном коде номер ceгментa, в пределах котopoгo находится уровень входного сигнала. Если, число ceгментов для каждой полярности сигнала равно восьми, то для кодирования номера ceгментa нужны трехразрядные кодовые комбинации. Далее кодируется номер уровня входного сигнала в пределах ceгменттa. Если число таких уровней равно 64 (как при 11сеrментном кодировании, то для кодирования номера уровня необходима шестиразрядная кодовая комбинация. Общее число разрядов в кодовом слове равно 10(первый разряд определяет полярность сигнала, следующие три - номер ceгментa и последние шесть - номер ypовня в пределах ceгментa).

Почти мгновенное компандирование

Выбор шкалы определяется максимальным уровнем кодируемого сигнала за время, равное 1 мс. Вид используемых характеристик квантования показан на рис Минимальный шаг квантования имеет шкала 5, максимальный - шкала 1. Число шагов квантования у каждой из шкал одинаково и равно 512 для одной полярности сигнала. Следовательно, кодовые слова, соответствующие отсчетам сигнала, должны содержать m = 10 разрядов. Вначале, выбор из 32 отсчетов сигнала, что при частоте дискретизации 32 кГц соответствует длительности сигнала в 1 мс, кодируется при минимальном шаге квантования, что соответствует разрешающей способности кодирования в 14 разрядов на отсчет. Полученные 32 14разрядных слова запоминаются, а затем в зависимости от значения наибольшего из них 4 разряда из 14 отбрасываются. При сокращение длины слов за счет четырех старших разрядов сохраняется минимально возможный шаг квантования. Отбрасывание одного младшего и трех старших разрядов увеличивает шаг квантования в два раза, двух младших и двух старших - в четыре раза, трех младших и одного старшего - в восемь раз, а четырех

51

младших - в 16 раз. Полная скорость передачи оказывается равной 323 Кбит/с

Характеристики почти мгновеннoro компандирования

Дифференциальная ИКМ (ДИКМ)

ДИКМ - система кодирования с предсказанием с использованием корреляционных свойств кодируемых сигналов. Кодируется разность uр между действительным uвх и предсказанным u* значениями сигнала в тактовый момент времени: uр = uвх – u* .

В общем виде

При предсказании по одному отсчету

Выигрыш в помехоустойчивости при применении ДИКМ составляет 15 дБ. Это позволяет уменьшить число разрядов в кодовой группе на дватри.

значения входного сигнала. Искажения перегрузки по крутизне.

Если приращение сигнала за тактовый интервал выходит за пределы шкалы квантования, возникают искажения перегрузки по крутизне. Если максимальная разность, которая может быть

52

закодирована, равна uр.макс, то при uр1>uр.макс эта разность передается с ошибкой и при воспроиз-

ведении выходной сигнал будет иметь вид 2 на рис.

Влияние ошибок при регенерации сигнала.

Первый разряд кодового слова несет информацию о полярности сигнала. Неправильная eгo передача приводит к изменению полярности отсчета.

Второй старший разряд кодового слова имеет наибольший вес, равный половине шкалы квантования.

Младший последний разряд кодового слова имеет вес, равный одному шагу квантования.

Если Δu абсолютное значение погрешности, то при максимальном сигнале uмакс и номере разряда mi относительная погрешность в децибелах равна

Погрешность зависит от тoгo, какой разряд служебного слова окажется пораженным. При появлении ошибки в младшем разряде уровни всех 32 отсчетов изменятся на 6 дБ.

Ошибка во втором разряде приведет к изменению отсчетов сигнала на 12 дБ, а ошибка в старшем разряде - на 24 дБ.

Ошибки в пяти-шести старших разрядах вызывают глубокие изменения уровня сигнала и проявляются в виде щелчков, ухудшающих качество передачи звука.

Вероятности ошибки от отношения сигнал-шум

Обнаружение и исправление ошибок.

Для каналов передачи при f д = 32кГц и m = 14 Рош.доп≈ 6٠10 ¹ . Для студийной аппаратуры с f д = 48 кГц и m = 16 Рош.доп≈ это

становится заметным на слух и снижает качество восприятия.

Вреальных цифровых каналах связи с учетом их протяженности и действия большого числа различных помех средняя вероятность ошибки составляет 10 … 10 .

Втеории кодирования кодовое расстояние d является основным показателем корректирующей способности кода. Для обнаружения ошибок кратности q кодовое расстояние должно составлять d ≥ q + 1. Для исправления ошибок кратности q необходимо, чтобы d ≥ 2q + 1.

Для обнаружения ошибок используется принцип четности.

53

Корректирующие коды.

Слух человека обладает инерционностью, поэтому метод маскирования оказывается эффективным, если число ошибок не превышает одной-двух в секунду. Так бывает при вероятности ошибки в канале рош= 10 .

Для m = 6 вероятность необнаруженной одиночной ошибки равна po= 15٠10 ¹ , среднее число ошибок в секунду достигает 20. Это становится заметным на слух и снижает качество восприятия.

Блочные линейные (m, k)-коды (коды Хэмминга) используются для исправления одиночных независимых ошибок также как и циклические (БЧХ). Для БЧХ справедливо: для любых значений r и q < (2ʳ– 1) /2 существует двоичный циклический код длиной n =2ʳ– 1, исправляющий все комбинации из q или меньшего числа ошибок и содержащий не более чем rq проверочных символов. Код БЧХ (63, 44), исправляет две ошибки или обнаруживает пять ошибок.

Метод перемежения символов

Появление пакетов ошибок длиной в сотни разрядов не позволяет исправить ошибки такой кратности. В этом случае используется специаль-ный способ формирования сиrнала, позволяющий превратить ошибки большой кратности в множество одиночных ошибок. Способ называется перемежением информации. Эффективность этого метода высока, если перемежение символов в пределах одного блока информации дополняется перемежением самих блоков.

ТРАКТ ПЕРВИЧНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОГРАММ

Структурная схема системы звукового вещания

54

Тракт первичного распределения программ (ТПРП) представляет собой часть электрического канала звукового вещания, которая начинается на выходе центральной аппаратной (АЦ) ГДРЗ и служит для подачи программ ЗВ непосредственно на радиовещательные передающие центры или станции проводногo вещания.

Сигналы из КРА попадают в МКЗВ через центральную междугородную вещательную аппаратную ЦМВА, входящую в состав междугородной телефонной станции МТС.

Заканчивается МКЗВ в оконечной междугородной вещательной аппаратной ОМВА пункта назначения, и через местную КРА программы подаются на станции проводного вещания и радиопередающие центры.

Нормы на параметры КЗВ

Тракты первичного распределения программ (ТПРП) в аналоговых системах передачи (АСП) построены на основе частотного разделения каналов (ЧРК). В них использованы принципы многократного преобразования частоты и группообразования при формировании линейного спектра, что позволяет унифицировать каналообразующее оборудование, снизить его стоимость и расходы на эксплуатацию. В системах с ЧРК (рис.) основным является канал тональной частоты (ТЧ), по которому могут передаваться сигналы в полосе 0,3...3,4 кГц, c учетом фильтрации — 4 кГц.

Организация моноканала ЗВ в спектре ПГ

В системах с ЧРК основным является канал тональной частоты ТЧ, по которому сигналы передаются в полосе 0,3... 3,4 кГц. С учетом

55

необходимости фильтрования на один канал ТЧ в спектре группового сигнала отводится 4 кГц.

На первой ступени преобразования частоты, называемой индивидуальным преобразованием, 12 каналов ТЧ объединяются в первичную 12канальную группу, занимающую полосу 60......108 кГц. В качестве метода преобразования частоты используется однополосная модуляция, без несущей.

Организация спектра группового сигнала

Организация стереофонического канала в аналоговых системах передачи с ЧРК (MSt-15)

56

Организация канала в цифровых системах передачи

Структура цикла при ИКМ

Схема группообразования при ИКМ

Параметры цифровых каналов ЗВ

Для цифровых каналов ЗВ высшего класса частота дискретизации принята равной 32 кГц, т. е. кратной 8 кГц, минимальная скорость передачи 64 Кбит/с, скорость цифpовoгo потока, отводимого для ЗВ, должна быть кратной 64 Кбит/с. (Только ПМК-ДИКМ)

Построение передающей сети радиовещания

Основная задача рационального размещения РВС - обеспечение удовлетворительного качества приема в пределах определенной территории - зоны обслуживания передатчика, в каждой точке которой с вероятностью не

57

ниже заданной, напряженность поля (полезная) передатчика Епол обеспечивает удовлетворительный прием при наличии помех.

Вводится понятие защитного отношения по звуковой частоте Uс/Uп, равное 20 . . . 40 дБ.

Вводимое защитное отношение по высокой частоте обеспечивает на выходе приемника требуемое защитное отношение по звуковой частоте при наличии помех со стороны мешающих станций:

А = 201g (Епол/Еп ).

Значения защитных отношений определяют тип и глубина модуляции, ширина полосы канала, разнос несущих частот передатчиков, избирательность и полоса пропускания приемника.

Классификация видов радиоволн

Схемы размещения РВС

58

Расстояние D между РВС, работающих в совмещенном частотном канале определяется требуемым защитным отношением по высокой частоте.

Задача планирования передающей вещательной сети заключается в обеспечении качественным приемом наибольшее число слушателей. При равномерном размещении РВС на обслуживаемой территории станции располагают по квадратной или треугольной сетке в вершинах многоугольников:

Минимальное расстояние между РВС при квадратной сетке d кв мин= √‾2 ro, площадь зоны обслуживания Sкв = 2ro².

d тр мин= √‾3 ro, площадь зоны обслуживания Sтр = 2,6ro². Экономически в 1,3 раза эффективнее треугольная сетка размещения

станций. При этом площадь взаимного пересечения зон обслуживания (заштрихованные участки) меньше и вследствие этого меньше требуемое число РВС.

Диапазоны частот, выделенные для радиовещания

Вдиапазонах ДВ, СВ и КВ передатчики работают с АМ. При этом требуемая ширина полосы частот радиоканала равна 2Fв.

Вдиапазонах ДВ и СВ разнос между несущими частотами равен 9 кГц,. Радиовещательные станции могут занимать канал с полосой шириной до 20

кГц (Fв = 10 кГц).

Вдиапазоне КВ разнос между несущими частотами - 5 кГц, а ширина полосы частот радиоканала установлена равной 9 кГц.

Распространение коротких волн на большие расстояния осуществляется скачками. Максимальная длина одного скачка 3000...4000 км. При проектировании сети обычно стремятся к односкачковому распространению.

Радиовещание в диапазонах ДВ и СВ

Диапазоны ДВ и СВ характеризуются наличием сильных атмосферных

ипромышленных помех. В дневное время область приема в диапазонах определятся условиями распространения земной волны, так как пространственные волны испытывают сильное поглощение в слое D. В

59

ночные часы затухание пространственных волн резко уменьшается и радиоволны распространяются и как земные, и как пространственные.

На больших расстояниях от РВС в ночные часы начинают проходить пространственные волны и наблюдаются замирания, вызванные многолучевым распространением радиоволн. Авч = 30 дБ

Синхронное радиовещание

Синхронным называют способ радиовещания, при котором несколько передатчиков работают на одной частоте и передают одинаковую программу. Авч = 8дБ. Синхронное вещание ведется r лавным образом в СВ диапазоне, rде число передатчиков, работающих в одном частотном канале, достиrает нескольких десятков.

Этот вид вещания является наиболее эффективным способом многократного использования частотных каналов из-за возможности резкогo снижения требуемого значения защитного отношения по выco

кой частоте и увеличения вследствие этого площади зоны обслуживания.

Вещание в диапазоне КВ

Качество и дальность передачи во многом определяется временем года

исолнечной активностью.

Вдневное время оптимальны для передачи частоты выше 12 МГц, в ночное время – от 4 до 9 МГц. Частоты 9 – 12 МГц используются в сумеречное время.

Вусловиях большого уровня помех от мешающих станций в KB вешании, применяются передатчики достаточно большой мощности: 250, 500, 1000 кВт.

Защитное отношение по высокой частоте при работе KB передатчиков в совмещенном частотном канале, обеспечивающее хорошее качество приема, составляет 27 дБ. Но удовлетворительное качество приема можно получить при 16...17 дБ.

60