9.4. Комбинационное разделение сигналов

При многоканальной передаче дискретной информации используется также комбинационный способ формирования группового сигнала. Сущность этого способа состоит в следующем.

Пусть необходимо организовать передачу N независимых дискретных сообщений по общему групповому тракту. Если элемент i-ro сообщения может принимать одно из m_i возможных значений (i = 1,2,...,N), то общее число значений, которое может принимать элемент N-канального источника, объединяющего исходные N источников, будет равно При одинаковых значениях m_i = m имеем:

Таким образом, при комбинационном уплотнении каждое сочетание канальных сообщений отображается элементом группового сообщения с основанием кода (9.15), т. е. используя основание кода М = m^N, можно одновременно передавать информацию от N индивидуальных источников, работающих с основанием кода т. Если, в частности, т = 2 (двоичные коды), а число каналов N = 2, то групповое сообщение b_r может принимать четыре возможных значения, соответствующих различным комбинациям нулей и единиц в обоих каналах, при N = 3 число различных комбинаций будет равноМ = 8 и т. д. Задача теперь сводится к передаче некоторых чисел b_r определяющих номер комбинации.

Эти числа могут передаваться посредством сигналов дискретной модуляции любого вида. Разделение сигналов b_r, основанное на различии в комбинациях сигналов разных каналов, называется комбинационным. Структурная схема многоканальной системы с комбинационным (кодовым) разделением (уплотнением) представлена на рис. 9.11.

Рис. 9.11.Структурная схема многоканальной системы с комбинационным уплотнением

Здесь первичные сообщения b₁(t),b₂(t),... b_N(t), от N источников поступают на вход кодера, выполняющего функции устройства объединения каналов (УОК). Полученное групповое сообщение b_r(t) преобразуется с помощью группового модулятора М в групповой сигнал u_r(t), поступающий в групповой тракт. На приемной стороне после демодуляции и декодирования формируются канальные сообщения, соответствующие N первичным сообщениям.

Типичным примером комбинационного уплотнения является система двукратной частотной модуляции (ДЧМ), в которой для передачи четырех комбинаций сигналов двух источников (каналов) используют четыре различия частоты: f₁ f₂, f₃, f₄. При двукратной фазовой модуляции (ДФМ) каждой комбинации сообщений 1-го и 2-го источника соответствует определенное значение фазы группового сигнала φ₁, φ₂, φ₃, φ₄,

Таблица. 9.1.

Канал 1	0	1	0	1
Канал 2	0	0	1	1
Номер Комбинации	1	2	3	4
ДЧМ
ДФМ

Сравнение системы с ДЧМ с обычной двухканальной ЧМ-системой с частотным разделением каналов показывает, что обе системы занимают практически одинаковую полосу частот, однако мощность сигнала, требуемая для обеспечения заданной вероятности ошибки при ДЧМ, почти вдвое меньше. Существенно меньше оказывается и пиковая мощность при ДЧМ. Поэтому в системах с ограниченной энергетикой комбинационное уплотнение по методу ДЧМ находит широкое применение.

Аналогично можно формировать сигналы комбинационного уплотнения для большого числа каналов — многократную частотную модуляцию (МЧМ), многократную относительную фазовую модуляцию (МОФМ) и др. При МЧМ получаем многочастотные сигналы, а при МФМ — многофазные. Вместе с тем можно модулировать одновременно несколько параметров переносчика, например, амплитуду и частоту, частоту и фазу и др.

В последнее время большой интерес проявляется к сигналам амплитудно-фазовой модуляции (АФМ), которые можно реализовать схемой квадратурной модуляции. В системах АФМ в течение интервала передачи одного элементарного сигнала его фаза и амплитуда принимают значения, выбранные из ряда возможных дискретных значений амплитуд и фаз. Каждая комбинация значений амплитуды и фазы отображает один из многопозиционных сигналов группового сигнала с основанием кода M=2^N. Сигналы АФМ можно формировать, например, путем многоуровневой амплитудной и фазовой модуляции двух квадратурных (сдвинутых по фазе на π/2)колебаний несущей частоты.

В последние годы успешно развивается теория сигнально-кодовых конструкций (СКК), направленная на повышение скорости передачи и помехоустойчивости при существенных ограничениях на энергетику и занимаемую полосу частот.