3.Системи цифрової передачі

В США компанія AT&T розробила ієрархію структур часового ушільнення. Вона виглядає наступним чином:

Назва		Число каналів мовного діапаз.		Рівень		Швидкість передачі(Мбіт/с)
DS-1	24		1		1,544
DS-1C	48		2		3,152
DS-2	96		3		6,312
DS-3	672		4		44,736
DS-4	4032		5		274,176

Основою являється формат передачі DS-1 в якому ущільнюється 24

канали.Кожний кадр має 8 біт на канал + 1 біт кадрування (всього 24х8+1=

193 біти).Такий кадр називається кадром Найквіста

Висхідний аналоговий сигнал оцифровується за допомогою ІКМ з

частотою 8000 вибірок за секунду.Значить кожний кадр повинен повторя-тися 8000 разів за секунду.При довжині кадру 193 біти отримуємо швидкість

передачі даних 8000 х 193 = 1,544 Мбіт/с.Кожний шостий кадр має слово з

7 біт і сигнальний біт.Сигнальні біти в кожному каналі формують потік,який

має керуючу і маршрутну інформацію.DS-2=4xDS-1.

Лекція № 15

Модуляція і демодуляція в радіорелейних системах передачі

Під модуляцією розуміється такий процес в результаті якого змінюються параметри несучої в залежності від рівня сигналу, що передається.

Модуляція може бути двох типів: амплітудна і кутова.

При проектуванні РРС необхідно вибрати такий тип модуляції, який був би найбільш зручнішим з точки зору забезпечення необхідної якості передачі, технічних можливостей і собівартості.

При амплітудній модуляції передача інформації здійснюється за рахунок зміни амплітуди несучої.

На якість передачі при цьому виді модуляції впливає нелінійність амплітудних характеристик різних елементів апаратури.

Створення передавачів і приймачів з високим коефіцієнтом підсилення і ідеальною лінійною амплітудною характеристикою в широкій смузі частот відносяться до числа доволі складних проблем.

Власне тому в більшості випадків стараються відмовитись від застосування амплітудної модуляції при передачі інформації за допомогою РРС.

Майже у всіх аналогових РРС використовується кутова модуляція, яка не має вище перелічених недоліків.

При кутовій модуляції передача інформації здійснюється шляхом зміни фази і частоти несучої.

Інформація, що передається при цьому не спотворюється при зміні потужності несучої і рівень сигналу після демодуляції майже не залежить від умов поширення.

Крім того,при такому виді модуляції нелінійність амплітудної характеристики мало впливає на якість передачі.

При такому виді модуляції забезпечується хороший захист від шумів і різноманітних спотворень.

Однак серйозним недоліком кутової модуляції є те,що для передачі одиниці інформації необхідний біль широкий спектр частот ніж при амплітудній.

Частотна і фазова модуляція

Розрізняють два види кутової модуляції,які відрізняються одна від одної дуже мало. При фазовій модуляції встановлюються певні співвідношення між фазою і рівнем модулюючого сигналуkg(t).

Несуча модулюється по фазі сигналом g(t), кутова частота якої при відсутності модуляції є ,

де k-коефіцієнт,що залежить від виду модуляції.

При частотній модуляції встановлюється певне співвідношення між g(t) відхиленням (девіацією) частоти f(t) і рівнем модулюючого сигналу, тобто

,

при цьому частота

,

Де -частота немодулюючої несучої.

Тепер для фази можна написати наступний вираз

Тоді несуча, модульована по частоті

Видно,що вирази для несучої модульованої по частоті і по фазі майже не відрізняються один від одного .

Однак,щоб спростити модулятори і демодулятори і забезпечувати необхідну якість передачі в РРС, як правило, використовується частотна модуляція.

Принцип модуляції синусоїдальним сигналом можна пояснити наступним прикладом. Будемо вважати, що девіація частоти f(t)=kcosωt.

Припустивши,що встановимо, що девіація частоти змінюється синусоїдально в межах віддо.

Тепер можна знайти максимальне відхилення і ефективне відхилення досліджуваного сигналу. Характер зміни синусоїдального сигналу є той критерій,який характеризує якість роботи модулятора.

Для модулюючого сигналу частотою f індекс частотної модуляції

Цей індекс являється функцією частоти модулюючого сигналу.

Відповідно несуча модульована синусоїдальним сигналом буде

Використовуючи функції Беселя ,цей вираз можна розкласти в ряд:

Тут ми маємо лінійний спектр для частот . Форма цього спектру в значній мірі залежить від індексу частотної модуляції.

При малому індексі частотної модуляції J₀(m)=1 і J₀(m)=m/2 іншими членами ряду практично можна знехтувати. Тоді спектр складається з несучої, що розміщені між двома боковими складовими

f

Якщо індекс частотної модуляції збільшується, то з’являються складові вищого порядку і ширина спектру збільшується.

Для m=2.4048 несуча спектру перетворюється в нуль.

f

m=2

Модулюючі сигнали. Багатоканальний телефонний аналоговий сигнал.

Багатоканальний телефонний зв’язок здійснюється методом відповідного перетворення і розподілу по частоті телефонних сигналів.

Граничні значення, які відводяться для сучасних багатоканальних телефонних систем передачі регламентуються рекомендаціями Міжнародного консультативного комітету по радіо (МККР) 380-3 вказані в наступній таблиці

Число телефон. каналів	24	60	120	3000	600	960	1260	1800	2700
Граничні значення смуги частот, кГц	12-108	12-252 60-300	12-552 60-552	60-1300 64-1296	60-2540 64-2660	60-4028 316-4180	60-5636 60-5567 316-5564	312-8204 312-8120	312-12388 316-12388

Якщо вважати, N число каналів в багатоканальній системі передачі, то при наявності білого гаусовського шуму в смузі частот, які займають телефонні сигнали, середня потужність якого Рсер в години максимального завантаження, багатоканальний сигнал (дБМо) можна представити наступним чином:

10logP_cep=-1+4logN при 12≤N≤240

10logP_cep=-15+4logN² при N>240

Це рекомендація Міжнародного консультативного комітету по телеграфії і телефонії (МККТТ) –G233.

В даному випадку позначення дБМо показує, що потужність виражена в децибелах відносно опорної потужності 1мВт. І вимірювання проводилися в точці відноcного нульового рівня, тобто в точці, де потужніcть сигналу при передачі телефонних сигналів складає 1мВт.

В наступній таблиці приведені значення середньої потужності сигналу при різному числі каналів. При цьому дуже важливо знати максимальну потужність багатоканального сигналу.

Якщо прийняти, що передається випадковий сигнал, то звичайно під максимальною потужністю розуміється така потужність, яка не може бути перевищена протягом 10^-3 часу роботи в години максимальної загрузки лінії.

Число телефон. каналів	24	60	120	3000	600	960	1260	1800	2700
Середня потужність сигналу, дБМо	3,3	4,5	6,1	7,3	9,8	12,8	14,8	17,6	19,3

Відношення max потужності до середньої потужності залежить від числа телефонних каналів

Р_макс / Р_сер

В багатоканальних системах передачі з великою кількістю телефонних каналів це співвідношення приблизно на 10 дБ вище середньої потужності і не може бути перевищено протягом 10^-3 часу роботи.

Це показано в таблиці:

Число Каналів	Середня Потужність дБМо (в год. max завантаж.)	Рмакс / Рсер дБ	Максимальна потужність дБМо
60	3,1	12,30	18,4
120	7,3	11,40	187
300	9,8	10,60	20,4
600	12,8	10,40	23,2
960	14,8	10,30	25,1
1800	17,6	10,15	27,8
2700	19,3	10,10	29,4

Лекція №16