Viackanálové systémy VRK sa široko používajú na prenos analógových a diskrétnych informácií.

Princíp dočasného kombinovania kanálov je vhodné vysvetliť pomocou synchrónne rotujúcich rozdeľovačov na vysielacej a prijímacej strane (obr. 8.9).

Hlavné fázy tvorby skupinového signálu sú znázornené na obrázku 8.10.

Informácie z analógových zdrojov signálu sú privádzané na vstupy príslušných jednotlivých impulzných modulátorov AIM (PWM, FIM). Generované vzorky signálov na výstupe prvého impulzného modulátora () (obr. 8.10, c), na výstupe druhého impulzného modulátora () (obr. 8.10, d) sa odoberajú v rovnakom intervale, ale s takým časový posun, ktorý sa neprekrýva.

Potom vysielací distribútor načíta impulzy zo všetkých zdrojov a vytvorí signál (obr. 8.10, e), ktorého spektrum sa pomocou skupinového modulátora (GM) prenesie do frekvenčného rozsahu prideleného tejto komunikačnej linke. Signál v základnom pásme prenášaný cez komunikačnú linku prenáša informácie súčasne z prvého aj druhého zdroja. Na prijímacej strane, z výstupu skupinového demodulátora (GD), sú impulzy skupinového signálu privádzané do otočných kontaktov prijímacieho distribútora, aby sa vytvorili kanálové sekvencie atď. z ktorého sa generujú spojité signály na výstupe impulzných detektorov prichádzajúcich k príjemcom správ.

Treba zdôrazniť, že Obr. 8.9 slúži len na ilustráciu myšlienky multiplexovania s časovým delením a neodráža súčasné technické techniky prepínania. V skutočnosti sa zariadenie na dočasné utesnenie zaobíde bez mechanických ventilov, ktoré sú nahradené elektronickými ventilmi, ktoré vykonávajú rovnaké funkcie (obr. 8.11).

Obrázok 8.11. Schéma viackanálovej komunikácie s VRK.

Výstupy všetkých impulzných modulátorov sú napojené na „vlastné“ elektronické kľúče, ktorých činnosť riadi rozdeľovač komutačných impulzov. Na druhej strane sa ventil spúšťa z generátora hodinových impulzov.

Časové delenie signálov je realizované zariadením, ktorého zjednodušená bloková schéma je znázornená na obr. 8.11. Prijatý skupinový rádiový signál v skupinovom demodulátore je konvertovaný na skupinovú video pulznú sekvenciu a je privádzaný súčasne na vstupy separátora synchronizačného signálu a kanálových elektronických spínačov.

Proces delenia času prebieha v dvoch etapách. V prvej - fáze vstupu systému do synchronizácie prebieha vyhľadávanie, detekcia a extrakcia synchronizačných signálov, po ktorých sa spustí rozdeľovač impulzov prepínania kanálov. Distribútor generuje na svojich výstupoch impulzy požadovanej dĺžky a takého poriadku, že v každom časovom slote je otvorený len jeden elektronický spínač príslušného kanálu.

V druhej fáze je každý kanálový impulz demodulovaný, po čom sú signály prijímaných kanálov dodávané do prijímačov analógových informácií.

Pri časovom delení kanálov hrá dôležitú úlohu synchronizačný systém, ktorého operačný algoritmus sa volí vždy individuálne pre zvolenú metódu pulznej modulácie, spôsob časovej kombinácie kanálov, štruktúru synchronizačných signálov atď.

Téma číslo 7

Princípy budovania viackanálových prenosových systémov

Téma lekcie číslo 2

Časové rozdelenie kanálov

Prvá študijná otázka

Časové rozdelenie kanálov

Viackanálové prenosové systémy s časovým multiplexovaním (TDM) sa široko používajú na prenos analógových a diskrétnych informácií.

Časové rozdelenie kanálov je možné len v prípade pulznej modulácie.

Pri veľkom pracovnom cykle zostáva medzi impulzmi jedného kanála veľký časový interval, do ktorého môžu byť umiestnené impulzy iných kanálov. Všetky kanály zaberajú rovnaké frekvenčné pásmo, ale spojenie sa používa striedavo na periodický prenos kanálových signálov. Frekvencia opakovania kanálových signálov sa volí podľa Kotelnikovovej vety. Na synchronizáciu činnosti spínačov vysielača a prijímača sa vysielajú pomocné synchronizačné impulzy, pre ktoré je priradený jeden alebo viac kanálov. Pri VRK sa v kanáloch používajú rôzne typy pulznej modulácie: FIM, PWM, PCM, DM atď. Pre rádiové linky sa používa dvojitá modulácia: PCM-OFMn, FIM-FM atď.

Obrázok 7.2.1 zobrazuje blokovú schému viackanálového systému (ISS) s časovým multiplexovaním (TDM), kde je znázornené:

M - modulátor, PB - medziblok, GI - generátor impulzov, ST - čítač, DS - dekodér, GN - generátor nosnej, PRD - vysielač, LS - komunikačná linka, IP - zdroj rušenia, PRM - prijímač, D - detektor, VSI - separátor synchronizačných impulzov, AND - koincidenčný obvod.

Obr. 7.2.1. Bloková schéma viackanálového systému s časovým delením

Bloky TI, ST, DS tvoria rozvodnú čiaru RL, ktorá je vyznačená prerušovanou bodkovanou čiarou.

Prvý impulz GI sa objaví na prvom kohútiku DS, druhý - na druhom atď., N-tý impulz - na N-tý (posledný). Ďalší impulz N + 1 sa objaví opäť na prvom vstupe DS a potom sa proces opakuje. Na odbočkách DS sa vytvárajú periodické sekvencie impulzov, vzájomne posunuté v čase. Prvá sekvencia impulzov sa privádza na riadiaci vstup tvarovača hodín FSI, zvyšok - na vstupy kanálových modulátorov M (prvý stupeň modulácie). Ich druhé vstupy prijímajú vysielané informačné signály, ktoré modulujú vysokofrekvenčné impulzy z DS podľa jedného z ich parametrov (amplitúda, trvanie atď.).

Princíp činnosti prezentovaného obvodu je znázornený časovými schémami (obr. 7.2.2 a-d) pre prípad AIM v kanálových modulátoroch Mi.

Obr. 7.2.2. Časový diagram činnosti okruhu ISS s VRK

Posledne menované sú samplery vyrobené na kľúčových obvodoch alebo multiplexeroch. Zoberme si najprv modulátory AIM na klávesoch, ktorých počet je N = 4. Okrem toho je prvý kanál vyhradený pre synchronizačný impulz a ďalšie tri - pre informačné signály. Synchronizačný signál SS sa líši od informačných impulzov v niektorých parametroch, napríklad v trvaní alebo amplitúde. Prvý impulz s GI (obr. 7.2.2 e) otvorí prvý kľúč, ktorý na svojom výstupe vytvorí SS, druhý impulz - druhý kľúč a odovzdá zodpovedajúcu časť signálu prvého kanála na jeho výstup, tretí impulz - časť signálu druhého kanála a tak ďalej až do štvrtého impulzu ... Piaty impulz opäť tvorí SS atď. Keďže výstupy všetkých spínačov sú zapojené paralelne, celkový (skupinový) signál pozostáva z impulzov, ktoré sa časovo neprekrývajú. V tomto prípade sa hovorí, že kanály sú komprimované v čase. Ďalej skupinový signál (obr. 7.2.2 e) po zosilnení v jednotke PB vstupuje do druhého modulačného stupňa M ako modulačný, po ktorom je zosilnený v jednotke PRD a cez komunikačnú linku prechádza na prijímaciu stranu.

V praxi sa najčastejšie nepoužíva AIM, ale ICM, kam patrí aj AIM. Ostatné operácie PCM (kvantizácia úrovne, kódovanie) sa musia vykonať v bloku PB.

Na prijímacej strane signál z vedenia vstupuje do prijímača, kde je filtrovaný, zosilnený a následne detegovaný v bloku D (pozri obr. 12.5), čím sa získa skupinový signál (pozri obr. 7.2.2 e). Ak sa v kanáloch použije AIM, potom skupinový signál po zosilnení v bloku PB ide okamžite na niektoré vstupy všetkých koincidenčných obvodov AND, na ostatné vstupy ktorých sa privádzajú impulzy hodinového signálu SS (obr. 7,2,2 g) z výstupu rozvádzača RL. Činnosť druhého je rovnaká ako na vysielacej strane, s výnimkou toho, že GI je synchronizovaný impulzmi SI extrahovanými zo skupinového signálu. Každý koincidenčný obvod AND sa otvorí na čas určený trvaním impulzu ventilu a odošle signál svojho kanála na svoj výstup. V obvodoch I a VRK sa vykonáva (obr. 7.2.2 z-k). Na výstupe každého takéhoto obvodu je dolnopriepustný filter, ktorý vykonáva funkcie druhého stupňa demodulácie a premieňa signál PAM na prenášaný analógový signál. Ak sú signály kanálov digitálne (s PCM), potom sa dekódovanie musí uskutočniť v PB bloku prijímača, čím sa PCM prevedie na AIM. Potom sa signál v základnom pásme s PAM oddelí spôsobom opísaným vyššie.

Obvody AND fungujú ako dočasné parametrické filtre alebo spínače.

Pri VRK dochádza aj k vzájomnému rušeniu, ktoré je spôsobené dvoma dôvodmi: lineárnym skreslením a nedokonalou synchronizáciou. V skutočnosti, keď je spektrum impulzov obmedzené (lineárne skreslenia), ich predné časti sa "zrútia" a impulzy jedného kanála sa prekryjú impulzmi druhého, z čoho sa vytvorí prechodný šum. Na zníženie ich úrovne sa zavádzajú ochranné intervaly, ktoré zodpovedajú určitému šíreniu spektra signálu.

Efektívnosť využívania frekvenčného spektra s FDC je prakticky (nie teoreticky) horšia ako s FDC: s nárastom počtu kanálov sa frekvenčné pásmo zvyšuje. Na druhej strane pri FDC nedochádza k rušeniu nelineárneho pôvodu a zariadenie je oveľa jednoduchšie a činiteľ výkyvu signálu je menší ako pri FDC. Významnou výhodou VRM je vysoká odolnosť voči šumu pri pulzných prenosových metódach (PCM, FIM atď.).

S VRM je ľahké prideľovať kanály na strane príjmu bez akéhokoľvek obmedzenia ich kvality. Zariadenie má malú veľkosť a hmotnosť, čo je spôsobené rozšíreným používaním integrovaných obvodov, prvkov digitálnej výpočtovej techniky, mikroprocesorov.

Hlavnou nevýhodou RCS je potreba zabezpečiť synchronizáciu vysielacej a prijímacej strany prenosového systému.

Všimnite si, že v TDM sú kanály kanálov navzájom ortogonálne, pretože sa v čase neprekrývajú. To znamená, že pri ich prenose možno použiť aj fázovú separáciu kanálov (VFDK). Príkladom toho môže byť jednostranný prenos digitálnych signálov, kľúčovanie s minimálnym frekvenčným posunom atď.

Princíp časové rozdelenie kanálov(VRK) spočíva v tom, že na prenos signálov každého kanála viackanálového systému je poskytovaná skupinová cesta.

Prenos využíva časové vzorkovanie (pulzná modulácia). Najprv sa prenesie impulz 1. kanála, potom ďalšieho kanálu atď. na posledný kanál s číslom N, po ktorom sa impulz 1. kanála opäť prenesie a proces sa periodicky opakuje. Na recepcii je nainštalovaný podobný prepínač, ktorý striedavo spája skupinovú cestu s príslušnými prijímačmi. V určitom krátkom čase je na skupinovú komunikačnú linku pripojený iba jeden pár prijímač/vysielač.

To znamená, že pre normálnu prevádzku viackanálového systému s VRK je potrebná synchrónna a fázová prevádzka spínačov na prijímacej a vysielacej strane. Na tento účel je jeden z kanálov obsadený na prenos špeciálnych synchronizačných impulzov.

Na obr. sú uvedené časové diagramy vysvetľujúce princíp VRK. Na obr. a-c ukazuje grafy troch spojitých analógových signálov u 1 (t), u 2 (t) au 3 (t) a zodpovedajúcich signálov PIM. Impulzy rôznych signálov PAM sú navzájom časovo posunuté. Pri spojení jednotlivých kanálov v komunikačnom kanáli (linke) sa vytvorí skupinový signál s frekvenciou opakovania impulzov N-krát vyššou, ako je frekvencia opakovania jednotlivých impulzov.

Časový interval medzi najbližšími impulzmi skupinového signálu T K sa nazýva časový úsek... Časový interval medzi susednými impulzmi jedného jednotlivého signálu sa nazýva prenosový cyklus T Ts. Počet impulzov, ktoré je možné umiestniť do cyklu, závisí od pomeru T Ts a T K. počet časových kanálov.

Dochádza k vzájomnému rušeniu v časovom delení najmä z dvoch dôvodov.

Prvým je, že lineárne skreslenia vznikajúce v dôsledku obmedzeného frekvenčného pásma a nedokonalosti amplitúdovo-frekvenčných a fázovo-frekvenčných charakteristík akéhokoľvek fyzicky realizovateľného komunikačného systému porušujú impulznú povahu signálov. Pri časovom delení signálov to povedie k tomu, že impulzy z jedného kanálu budú superponované na impulzy z iných kanálov. Vzájomné presluchy alebo medzisymbolové rušenie.

Vo všeobecnosti je na zníženie úrovne vzájomného rušenia potrebné zaviesť „strážne“ časové intervaly, ktoré zodpovedajú určitému rozloženiu spektra signálu. Systémy s časovým delením majú nepopierateľnú výhodu v tom, že v dôsledku rozdielu v načasovaní prenosu signálov z rôznych kanálov nedochádza k presluchom nelineárneho pôvodu.

Automatizácia, telemechanika a komunikácia v železničnej doprave (ATS) Viackanálová telefónia a metódy separácie kanálov

Viackanálová telefónia a metódy separácie kanálov

Viackanálová telefónna komunikácia (MTS)

Pri konvenčných telefónnych komunikáciách musí byť počet súčasne fungujúcich spojení menší alebo rovný počtu poskytovaných komunikačných kanálov, čo zvyšuje náklady na budovanie káblových vedení s veľkým počtom účastníkov. Východiskom je v tomto prípade organizovať sa viackanálová komunikácia na niektorých častiach telefónnej siete.

SPI - systém transformácie informácií;

TLF - telefón;

GK - skupinový kanál;

D - delič;

GS - skupinový signál.

Kanály hlasovej frekvencie TA majú rozsah 0,4 - 3,1 kHz a sú spojené do skupinového signálu, ktorý zaberá frekvenčné pásmo N (3,1 kHz + ochranný interval). Ochranný interval je približne 0,3 kHz.

Ak nakreslíte mriežku frekvencií f, uvidíte, že kanály sú usporiadané nasledovne

1, 2,…, N - čísla telefónnych kanálov.

Výhodou viackanálovej telefónnej komunikácie je zníženie nákladov na kladenie komunikačných liniek, pretože je možné prenášať niekoľko konverzácií súčasne cez jeden pár vodičov. Šírka pásma nadzemného komunikačného vedenia s oceľovými vodičmi je 30 kHz, s meďou - 150 kHz, pre káblové komunikačné vedenia - 10 MHz, pre koaxiálny kábel približne - 1000 MHz.

Nasledujúce možnosti sa v skutočnosti používajú z hľadiska počtu kanálov:

1. úroveň - 12 telefónnych kanálov.

2. úroveň - 60 kanálov.

3. úroveň - 300 kanálov.

Metódy separácie kanálov

1. Frekvenčné rozdelenie kanálov(CHRK) - FDMA

Táto metóda je založená na použití viackanálových filtrov a frekvenčných meničov.

PF - pásmový filter;

PCh - frekvenčný menič;

TLF - telefónny prístroj;

С - sčítačka.

Frekvenčný menič s číslom i vykonáva amplitúdovú moduláciu z i-tého telefónneho prístroja, horné alebo dolné bočné ambasádory amplitúdovo modulovaného signálu vyberáme pásmovým filtrom. A v sčítačke sa vytvorí skupinový signál. Po prenose cez spoločný kanál spracovanie pokračuje v opačnom smere.

2. Časové rozdelenie kanálov(VRK) - TDMA

Časové delenie prevádza signál z každého telefónneho prístroja do digitálnej podoby. V tomto prípade sa vytvárajú dátové pakety obsahujúce určitý počet bitov ( trocha- jednotka informácie v digitálnej forme). Vytvorené pakety pre každý telefónny kanál sa prenášajú do špeciálne určených časových úsekov, ktoré sú rozdelené do časových kanálov. Jednotlivé sloty sú oddelené ochrannými časovými intervalmi.

Princíp časového rozdelenia kanálov je široko používaný v moderných systémoch prenosu informácií, pretože umožňuje znížiť redundanciu informácií pri komprimácii údajov digitálnymi metódami. Časové rozdelenie kanálov sa používa nielen v káblových verejných sieťach, ale aj v mobilných komunikačných systémoch.

3. Kódové rozdelenie kanálov(KKK) - CDMA

Princípom kódového delenia kanálov je rozdelenie kanálov podľa kódov.

4. Spektrálne oddelenie kanálov(SRK) - WDMA

Princípom spektrálnej separácie je separácia kanálov podľa vlnovej dĺžky.

Princípy viackanálového prenosu Použité metódy separácie kanálov (RC) možno rozdeliť na lineárne a nelineárne (kombinované). Vo väčšine prípadov delenia kanálov je každému zdroju správ priradený špeciálny signál nazývaný kanálový signál. Kanálové signály modulované správou sa kombinujú, aby vytvorili signál v základnom pásme (GC). Ak je operácia kombinovania lineárna, potom sa výsledný signál nazýva lineárny signál v základnom pásme. Pre štandardný kanál sa používa hlasový frekvenčný kanál (PM kanál), ktorý zabezpečuje prenos správ s efektívne prenášaným frekvenčným pásmom 300 ... 3400 Hz, čo zodpovedá hlavnému spektru telefónneho signálu.

Viackanálové systémy sú tvorené kombináciou PM kanálov do skupín, zvyčajne násobkov 12 kanálov. Na druhej strane sa často používa „sekundárne multiplexovanie“ kanálov PM pomocou kanálov prenosu telegrafných údajov. Zovšeobecnená bloková schéma viackanálového komunikačného systému

Kanálové vysielače spolu so sčítačkou tvoria zlučovacie zariadenie. Skupinový vysielač M, komunikačná linka LAN a skupinový prijímač P tvoria skupinový komunikačný kanál (prenosová cesta), ktorý spolu s kombinovaným zariadením a jednotlivými prijímačmi tvorí viackanálový komunikačný systém. Inými slovami, separačné zariadenie musí byť umiestnené na prijímacej strane.

Aby oddeľovacie zariadenia boli schopné rozlišovať medzi signálmi jednotlivých kanálov, musia existovať určité vlastnosti, ktoré sú vlastné tomuto signálu. Vo všeobecnosti môžu byť takými znakmi parametre nosnej vlny, napríklad amplitúda, frekvencia alebo fáza v prípade spojitej modulácie harmonickej nosnej vlny. Pri diskrétnych typoch modulácie môže tvar vlny slúžiť aj ako rozlišovací znak. V súlade s tým sú metódy separácie signálov tiež odlišné: frekvencia, čas, fáza a iné.

Na výstupe štvorbranovej siete sa teda spolu s frekvenciami vstupných signálov (ω, Ω) objavila: konštantná zložka; druhé harmonické vstupných signálov; zložky súčtu (ω + Ω ) a rozdielové (ω - Ω) frekvencie. (2co, 2Ω); Informácie budú prebiehať aj v signáloch s frekvenciami (ωн + Ω) a (ωн - Ω), ktoré sú vzhľadom na ω zrkadlové a nazývajú sa horné (ω + Ω) a spodné (ω - Ω) bočné frekvencie. Ak sa na modulátor aplikuje signál nosnej frekvencie U 1 (t) = Um ∙ Cosωнt a signál frekvencie tónu v pásme Ωn ... Ωw (kde Ωn = 0,3 kHz, Ωw = 3,4 kHz), potom sa spektrum signálu na výstup štvorportovej siete bude vyzerať takto:

Spektrum signálu na výstupe štvorportovej siete Užitočnými produktmi konverzie (modulácie) sú horné a dolné postranné pásma. Na obnovenie signálu pri príjme stačí na vstup demodulátora priviesť nosnú frekvenciu (ωн) a jednu z bočných frekvencií.

V ISP-CHRK sa cez kanál prenáša iba jeden signál postranného pásma a nosná frekvencia sa odoberá z lokálneho generátora. Na výstupe každého kanálového modulátora je zapnutý pásmový filter s priepustným pásmom ∆ω = Ωw - Ωn = 3,1 kHz. Aby sa znížil vplyv susedných kanálov (preslechy) spôsobené nedokonalou frekvenčnou odozvou filtrov, medzi spektrá správ signálu sú zavedené ochranné intervaly. Pre PM kanály sa rovnajú 0,9 kHz. Skupinové spektrum signálu s ochrannými intervalmi

Princípy konštrukcie zariadenia FDD V systémoch FDD s počtom kanálov 12 a viac je implementovaný princíp viacfrekvenčnej konverzie. Najprv je každý z PM kanálov "priviazaný" k jednej alebo druhej 12-kanálovej skupine, nazývanej primárna skupina (PG). Koncové zariadenia (vrátane AOK a ARC) sú postavené tak, že v každom štádiu frekvenčnej konverzie sa vytvárajú stále väčšie a väčšie skupiny PM kanálov. Navyše v akejkoľvek skupine je počet kanálov násobkom 12.

Každý kanál obsahuje tieto jednotlivé zariadenia: na obmedzovači amplitúdy prenosu OA, modulátor M a pásmový filter PF; pri príjme pásmového filtra PF, demodulátora DM, dolnopriepustného filtra LPF a nízkofrekvenčného zosilňovača ULF. Na konverziu pôvodného signálu sa do modulátorov a demodulátorov každého kanála dodávajú nosné frekvencie, ktoré sú násobkami 4 kHz. Pri organizácii telefonickej komunikácie môžete použiť buď dvojprúdový dvojvodičový prenosový systém, alebo jednopruhový štvorvodičový prenosový systém. Schéma zobrazená na obrázku sa týka druhej možnosti.

Ak sa kanál používa na telefonickú komunikáciu, potom je dvojvodičová časť okruhu od účastníka pripojená k štvorvodičovému kanálu cez diferenciálny systém (DS). V prípade prenosu iných signálov (telegrafné, dátové, zvukové vysielanie atď.), ktoré vyžadujú jeden alebo viac jednosmerných kanálov, je DS deaktivovaný. Obmedzovače amplitúdy zabraňujú preťaženiu skupinových zosilňovačov (a tým znižujú pravdepodobnosť nelineárneho rušenia), keď sa objavia napäťové špičky niekoľkých rečových signálov.

Identické frekvenčné pásma piatich PG sú frekvenčne oddelené v pásme 312 ... 552 kHz a tvoria 60-kanálovú (sekundárnu) skupinu (SH). Pomocou pásmových filtrov PF 1 - PF 5, pripojených na výstupy skupinových meničov, sa vytvárajú signály typu SSB s frekvenčným pásmom po 48 kHz. V dôsledku sčítania týchto piatich signálov, ktoré sa v spektre neprekrývajú, vzniká spektrum SH s frekvenčným pásmom 240 kHz.

Na zníženie prechodných javov medzi signálmi SH prenášanými susednými cestami možno v spektre SH použiť priame aj inverzné spektrá PG 2 - PG 5. V prvom prípade nosné frekvencie 468, 516, 564, 612 c. Hz, a zodpovedajúce pásmové filtre zdôrazňujú spodné postranné pásma (ako je znázornené na obrázku vyššie). V druhom prípade sú do GP 2 - GP 5 dodávané nosné frekvencie 300, 348, 396, 444 kHz a horné postranné pásma sú zvýraznené pásmovými filtrami PF 2 - PF 5. Nosná frekvencia pre PG 1 je v oboch prípadoch rovnaká (420 kHz) a spektrum PG 1 nie je invertované.

Základné charakteristiky skupinových správ Tieto parametre sú určené zodpovedajúcimi frekvenčnými, informačnými a energetickými charakteristikami. Na odporúčanie CCITT je priemerný výkon správy v aktívnom kanáli v bode s nulovou relatívnou úrovňou nastavený na 88 mikrónov. W0 (- 10,6 palca Bm0). Pri výpočte Pav však CCITT odporúča vziať hodnotu P 1 = 31,6 mikrónov. W0 (- 15 in. Bm 0) Ak N ≥ 240, potom priemerná sila skupinovej správy v bode nulovej relatívnej úrovne je Pav = 31,6 N, μ. W a zodpovedajúca úroveň priemerného výkonu pav = - 15 + 10 lg N, d. Bm 0.

Ak N

Časovo delený multiplex (TDM), analógové prenosové metódy Pri TDM na vysielacej strane sa striedavo prenášajú nepretržité signály od účastníkov. Princíp delenia času

Na tento účel sa tieto signály konvertujú na sériu diskrétnych hodnôt, ktoré sa periodicky opakujú v určitých časových intervaloch Td, ktoré sa nazývajú perióda vzorkovania. Podľa VAKotelnikovovej vety by sa perióda vzorkovania spojitého, spektrom obmedzeného signálu s hornou frekvenciou Fw >> Fn mala rovnať Td = 1 / Fd, Fd ≥ 2 Fw Časový interval medzi najbližšími impulzmi skupinový signál Tc sa nazýva kanálový interval alebo časový slot (Time Slot).

Z princípu časovej kombinácie signálov vyplýva, že prenos v takýchto systémoch prebieha v cykloch, to znamená periodicky vo forme skupín impulzov Ngr = N + n, kde N je počet informačných signálov, n je počet servisných signálov (synchronizačné impulzy - IC, servisná komunikácia, riadenie a volania). Hodnota časového intervalu je potom ∆tk = Td / Ngr Pri TDM sa teda správy od N účastníkov a prídavných zariadení prenášajú spoločným komunikačným kanálom vo forme sekvencie impulzov, pričom trvanie každého z nich je τi

Skupinový signál s CPM s PPM Pri časovom delení kanálov sú možné nasledujúce typy pulznej modulácie: AIM - pulzno-amplitúdová modulácia; PWM - modulácia šírky impulzov; FIM - Pulse Phase Modulation.

Každá z uvedených metód pulznej modulácie má svoje výhody a nevýhody. AIM - jednoduchá implementácia, ale slabá odolnosť proti hluku. Používa sa ako stredná forma modulácie na konverziu analógového signálu na digitálny.Pri PWM sa spektrum signálu mení v závislosti od trvania impulzu. Minimálna úroveň signálu zodpovedá minimálnemu trvaniu impulzu a podľa toho maximálnemu spektru signálu. Pri obmedzenej šírke pásma kanála sú takéto impulzy veľmi skreslené.

V zariadeniach s VRM a metódami analógovej modulácie má PPM najväčšie uplatnenie, pretože pri jeho použití je možné znížiť rušivý efekt aditívneho šumu a rušenia obojsmerným obmedzením amplitúdy impulzov a tiež optimálne prispôsobiť konštantné trvanie impulzu so šírkou pásma kanála. Preto sa v prenosových sústavách s VDK používa najmä PPM. Charakteristickou črtou signálových spektier s pulznou moduláciou je prítomnosť komponentov s frekvenciami Ωn… Ωw prenášanej správy uк (t) Táto spektrálna vlastnosť indikuje možnosť demodulácie AMP a PWM dolnopriepustného filtra (LPF) s cutoff. frekvencia rovná Ωv.

Demodulácia nebude sprevádzaná skreslením, ak zložky nízkeho postranného pásma (ωd - Ωw) ... (ωd - Ωn) nespadnú do priepustného pásma dolného filtra a táto podmienka bude splnená, ak sa zvolí Fd> 2 Fw. Zvyčajne vezmite ωd = (2,3 ... 2,4) Ωw a pri vzorkovaní telefónnej správy s frekvenčným pásmom 0,3 ... 3,4 kHz sa vzorkovacia frekvencia Fd = ωd / 2π zvolí rovná 8 kHz Hz, kHz perióda vzorkovania Td = 1 / Fd = 125 µs Pri PPM závisia zložky spektra modulačnej správy (Ωn ... Ωw) od jej frekvencie a majú malú amplitúdu, preto sa demodulácia PPM vykonáva len konverziou na PWM alebo PWM s následnou filtráciou. v dolnopriepustnom filtri.

Na zabezpečenie činnosti kanálových modulátorov a prídavných zariadení sú sekvencie impulzov so vzorkovacou frekvenciou Fd posunuté vzhľadom na prvý kanál o i · ∆tk, kde i je číslo kanálu. Okamžiky začiatku prevádzky CM sú teda určené spúšťacími impulzmi z RC, ktoré určujú okamihy pripojenia k spoločnému širokopásmovému kanálu príslušného účastníka alebo prídavného zariadenia. Prijatý skupinový signál ugr (t) sa privádza na vstup regenerátora (P), ktorý dáva diskrétnym signálom rôznych kanálov rovnaké charakteristiky, napríklad rovnaký tvar impulzu.

Všetky zariadenia určené na generovanie signálu ugr (t): KM 1 ... KMN, RK, GIS, DUV, DSS, R - sú súčasťou zariadenia na kombinovanie signálov (AO). Aby sa zabezpečilo správne oddelenie kanálov, musí RK'AR pracovať synchrónne a vo fáze s RK AO, čo sa vykonáva pomocou synchronizačných impulzov (IS) pridelených príslušnými selektormi (SIS) a synchronizačnou jednotkou (BS). Správy z výstupov CD idú príslušným predplatiteľom cez rozdielové systémy.

Odolnosť prenosových systémov s VDK voči šumu je do značnej miery určená presnosťou a spoľahlivosťou synchronizačného systému a kanálových rozdeľovačov inštalovaných v zariadení na kombinovanie a oddeľovanie kanálov skupinový signál u * gr (t). Najvýhodnejším vo FIM sa ukázalo použitie duálnych IC, na prenos ktorých je v každej vzorkovacej perióde Td pridelený jeden z časových slotov ∆tk.

Poďme určiť počet kanálov, ktoré je možné získať v systéme s FIM. Td = (2∆tmax + tg) Ngr, kde tg je ochranný interval; ∆tmax - maximálny posun (odchýlka) impulzov. V tomto prípade predpokladáme, že trvanie impulzov je malé v porovnaní s tg a tmax. , Maximálna odchýlka impulzu pre daný počet kanálov. Preto akceptujte

Ak vezmeme do úvahy, že pre telefónny prenos Td = 125 μs dostaneme: pri Ngr = 6 ∆tmax = 8 μs, pri Ngr = 12 ∆tmax = 3 μs, pri Ngr = 24 ∆tmax = 1,5 μs. Čím vyššia je ∆tmax, tým vyššia je odolnosť systému proti hluku s PPM. Pri prenose signálov z PPM cez rádiové kanály na druhom stupni (v rádiovom vysielači) možno použiť amplitúdovú (AM) alebo frekvenčnú (FM) moduláciu. V systémoch s PPM - AM sú zvyčajne obmedzené na 24 kanálov a v systéme odolnejších proti hluku PPM - FM - 48 kanálov.