1. Анализ задания

В данном курсовом проекте необходимо разработать многоканальную систему передачи, которая позволяет предавать 15 каналов тональной частоты и 2 широкополосных канала.

В связи с нестандартностью системы необходимо рассчитать количество разрядов в кодовой комбинации, чтобы система отвечала заданным параметрам защищенности от шумов квантования, но при этом использовала наименьшие ресурсы оборудования, т.е. осуществить выбор вида квантования. Так как количество уплотняемых каналов отлично от стандартных систем передачи, а также в групповой тракт вводятся широкополосные каналы, скорость первичного цифрового потока будет отличаться от стандартной скорости, в связи с этим и скорость вторичного потока будет отличаться от стандартной. Поэтому необходимо разработать структуру циклов первичного и агрегатного потоков, синхросигналов, структуру агрегатного цифрового потока, рассчитать время восстановления синхронизма.

2. Расчет количества разрядов в кодовой комбинации для первичных сигналов

У аналогового сигнала, дискретного по уровню, амплитуды импульсов могут иметь бесконечное множество значений, что приводит к невозможности выполнения операции кодирования. Для устранения этого недостатка выполняют операцию квантования по уровню, при которой истинное значение сигнала заменяют ближайшим разрешенным значением, то есть число уровней становится конечным. При данной операции появляется шум квантования (или ошибка квантования), и на приеме устранить данный шум не представляется возможным.

Квантование по уровню осуществляется следующим образом. Если амплитуда отсчета в пределах двух соседних разрешенных уровней больше половины шага квантования, то сигнал изменяется в большую сторону, если меньше половины шага квантования - в меньшую. В связи с этим и появляется шум квантования.

Существует два метода квантования: равномерный (линейный) и неравномерный (нелинейный). Выбор того или иного метода, а так же числа разрядов кодовой комбинации, зависит от помехозащищенности полученного кода от шумов квантования.

Основной недостаток равномерного квантования заключается в том, что мощность шума квантования не зависит от величины сигнала, тогда защищенность от шумов квантования оказывается небольшой для слабых сигналов и возрастает при увеличении уровня сигнала. Для увеличения защищенности необходимо уменьшать шаг квантования, но большое число разрядов в коде приводит к усложнению аппаратуры и увеличивает тактовую частоту. Устранить этот недостаток позволяет неравномерное квантование.

При неравномерном квантовании для слабых сигналов выбирается наименьший шаг квантования, и с увеличением уровня сигнала он также увеличивается. При этом для слабых сигналов мощность шума квантования уменьшается, а для сильных возрастает, что приводит к увеличению защищенности для слабых сигналов и уменьшению для сильных сигналов. В результате удается снизить разрядность кода, и обеспечить при этом выполнение требований к защищенности от шумов квантования в широком динамическом диапазоне.

Для линейного квантования минимальное количество двоичных разрядов можно определить по следующей формуле:

Формула 2.1 с учётом наличия переприёмов (n=1) имеет вид:

m – минимальное количество двоичных разрядов;

А_КВ – защищённость первичного сигнала от шумов квантования на выходе канала;

n – количество переприёмных пунктов;

D – динамический диапазон сигнала, вычисляется следующим образом:

или D = p_max – p_min; (2.4)

Q – пик-фактор сигнала:

или Q = p_max – p_ср; (2.6)

При значениях m≥12, рекомендуется использование нелинейного квантования. Так при использовании А – закона компадирования оценить количество разрядов можно по формуле: