Lektsia_1_3
.pdf
ТЕМА 1. КАНАЛЫ СВЯЗИ И КАНАЛООБРАЗУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ЛЕКЦИЯ №3: ВРЕМЕННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ КАНАЛОВ
Вопросы:
1Принципы временного разделения каналов;
2Временное разделение каналов (ВРК), аналоговые методы передачи;
3Виды модуляции при ВРК и аналоговом способе передачи информации.
1 Принцип временного разделения каналов
Многоканальные системы с ВРК широко используются для передачи аналоговой и дискретной информации.
Принцип временного объединения каналов удобно пояснить с помощью синхронно вращающихся распределителей на передающей и приемной стороне (рис. 1).
Рисунок 1 Принцип временного объединения каналов
Основные этапы
группового сигнала |
S t |
рис.1. |
|
образования показаны на
Информация от |
N |
источников |
аналоговых сигналов поступает на входы соответствующих индивидуальных импульсных модуляторов АИМ. Формируе-
мые отсчеты сигналов первого импульсного
S 1 t |
на выходе |
модулятора ИМ1
(рис. 2, в), S 2 t на выходе второго импульсного модулятора ИМ2 (рис. 2, г) бе-
рутся |
|
через одинаковый интервал |
|||
t |
|
1 |
|
, но с таким сдвигом |
во вре- |
|
|
|
|||
|
|
|
|||
2 F m a x
мени, чтобы они не перекрывались.
Затем передающий распределитель считывает импульсы от всех ис-
точников, формируя сигнал S t (рис. 2,
д), спектр которого с помощью группового модулятора (ГМ) переносится в об-
Рисунок 2 Этапы образования группового сигнала
ласть частот, отведенных для данной линии связи. Групповой сигнал
S |
|
|
t
, передаваемый
по линии связи, несет информацию как от первого, так и о второго источника одновременно. На приемной стороне с выхода группового демодулятора (ГД) импульсы группо-
вого сигнала S t поступают на вращающиеся контакты приемного распределителя для
формирования канальных последовательностей S t , S t и т.д. из которых на выходе
1 2
импульсных детекторов формируются непрерывные сигналы поступающие к получателям сообщений.
Следует подчеркнуть, что рис. 8.9 служит лишь для иллюстрации идеи временного уплотнения и не отражает современных технических методов коммутации. В действительности аппаратура временного уплотнения обходится без механических распределителей, которые заменены электронными распределителями, выполняющими те же функции
(рис. 8.11).
Рис. 3. Схема многоканальной связи с ВРК
Выходы всех импульсных модуляторов подключены к «своим» электронным ключам, работой которых управляет распределитель коммутирующих импульсов. В свою очередь, распределитель запускается от генератора тактовых импульсов.
Временное разделение сигналов осуществляется устройством, упрощенная структурная схема которого представлена на рис. 3. Принятый групповой радиосигнал в групповом демодуляторе преобразуется в групповую импульсную видеопоследовательность и поступает одновременно на входы выделителя синхросигнала и канальные электронные коммутаторы.
Процесс временного разделения производится в два этапа. На первом – этапе вхождения системы в синхронизм происходят поиск, обнаружение и выделение сигналов синхронизации, после чего запускается распределитель канальных коммутирующих импульсов. Распределитель формирует на своих выходах импульсы требуемой длительности и такой очередности, при которой в каждый канальный интервал открывается лишь один электронный коммутатор соответствующего канала.
На втором этапе производится демодуляция каждого канального импульса, после чего сигналы принимаемых каналов подаются к получателям аналоговой информации.
При временном разделении каналов важнейшую роль играет система синхронизации, алгоритм работы которой каждый раз выбирается индивидуально для принятого способа импульсной модуляции, способа временного объединения каналов, структуры сигналов синхронизации и т.д.
2 Временное разделение каналов (ВРК), аналоговые методы передачи
Формирование сигнала линейного тракта систем передачи при ВРК и аналоговых методах передачи. При ВРК на передающей стороне непрерывные сигналы от абонентов передаются поочерёдно (рисунок 4)
Рисунок 4 Принцип временного разделения каналов
Для этого эти сигналы преобразуются в ряд дискретных значений, периодически повторяющихся через определённые интервалы времени Тд, которые называются периодом дискретизации (смотри рисунок 4.10). Согласно теореме В.А. Котельникова период дискретизации непрерывного, ограниченного по спектру сигнала с верхней частотой Fв >> Fн должен быть равен
Tд = 1/Fд, Fд ≥ 2Fв, |
(1) |
Интервал времени между ближайшими импульсами группового сигнала Тк называется канальным интервалом или тайм-слотом (Time Slot).
Из принципа временного объединения сигналов следует, что передача в таких системах осуществляется циклами, то есть периодически в виде групп из Nгр = N + n импульсов, где N – количество информационных сигналов, n – количество служебных сигналов (импульсов синхронизации – ИС, служебной связи, управления и вызовов). Тогда величина канального интервала
|
∆tк = Тд/Nгр . |
|
Таким образом, при ВРК сооб- |
|
щения от N абонентов и дополнитель- |
|
ных устройств передаются по общему |
|
каналу связи в виде последовательности |
|
импульсов (различной амплитуды при |
|
АИМ), длительность каждого из кото- |
Рисунок 5 Преобразование сигналов при ВРК |
рых τи < ∆τк (смотри рисунок 4 и 5). |
|
3 Виды модуляции при ВРК и аналоговом способе передачи информации
При временном разделении каналов возможны следующие виды импульсной модуляции: АИМ – амплитудно-импульсная модуляция; ШИМ – широтно-импульсная модуляция; ФИМ – фазоимпульсная модуляция. Каждый из перечисленных методов импульсной модуляции имеет свои достоинства и недостатки. АИМ – проста в реализации, но плохая помехоустойчивость. Используется как промежуточный вид модуляции при преобразовании аналогового сигнала в цифровой.
При ШИМ спектр сигнала меняется в зависимости от длительности импульса. Минимальному уровню сигнала соответствует минимальная длительность импульса и, соответственно, максимальный спектр сигнала. При ограниченной полосе канала такие импульсы сильно искажаются.
В аппаратуре с ВРК и аналоговыми методами модуляции наибольшее применение получила ФИМ, так
как при её использовании можно уменьшить мешающее действие аддитивных шумов и помех путём двух-
стороннего ограничения импульсов по амплитуде, а также оптимальным образом
согласовать неизменную длительность импульсов с полосой пропускания канала. Поэтому в системах передачи с ВРК используется, в основном, ФИМ.
Рисунок 4.11. Групповой сигнал при ВРК с ФИМ