Spôsoby vytvárania skupinového signálu. Typy signálu: analógový, digitálny, diskrétny

Proces vytvárania signálu v rádiovom kanáli sa uskutočňuje v niekoľkých fázach:

Analógovo-digitálny prevod;

kódovanie reči;

kódovanie kanálov;

Modulácia.

V procese analógovo-digitálnej konverzie sa analógový rečový signál, obmedzený na frekvenčné pásmo od 300 do 3400 Hz, konvertuje na amplitúdovo-pulzne modulovaný signál (PAM) vďaka vzorkovaniu (vzorkovacia frekvencia je 8 kHz ). Ďalej je každá z 8 vzoriek PIM signálu zakódovaná bitovým binárnym kódom, t.j. Signál PIM sa konvertuje na signál PCM. Výsledkom je, že na výstupe analógovo-digitálneho prevodníka (ADC) sa vytvorí prúd, ktorého rýchlosť je 64 kbit/s.

Z výstupu ADC sa digitalizovaný signál reči privádza do kódovača reči. Kódovanie hlasu v štandarde GSM sa vykonáva v rámci systému diskontinuálneho prenosu jazyka (DTX), ktorý zabezpečuje, že vysielač je zapnutý len počas trvania hovoru a vypína sa počas prestávok a na konci hovoru. rozhovor. Jednou z hlavných úloh kódovania reči je kompresia rečového signálu, aby sa znížila prenosová rýchlosť. Použitie metód vokodéra založených na metóde lineárnej predikcie (LP) na kódovanie v štandarde GSM umožňuje zníženie prenosovej rýchlosti zo 64 na 13 kbit/s. Segmenty rečového signálu sú kódované po 20 ms. Počas tohto časového intervalu také parametre rečového signálu, ako je perióda základného tónu, povaha budenia (hlasný alebo hlasitý spoluhláskový zvuk v porovnaní s tupými zvukmi), zosilnenie zostávajú konštantné.

V štandarde GSM sa kódovanie vykonáva pomocou RPE-LTP (Linear Prediction with Regular Pulse Excitation and Long Term Prediction). Podstata metódy spočíva v tom, že na predikciu aktuálnej vzorky sa používajú dáta z predchádzajúcich vzoriek (diferenciálne PCM). Každá vzorka pri kódovaní je reprezentovaná lineárnou kombináciou predchádzajúcich vzoriek a je opísaná vo forme koeficientov tejto lineárnej kombinácie a kódovaná rozdielom predpovedaných a reálnych vzoriek. V dôsledku takéhoto kódovania sa v intervale 20 ms vytvorí 260 bitov, vďaka čomu sa prenosová rýchlosť zníži na kbit/s. Kódovač reči teda poskytuje kompresiu rečového signálu takmer 5-krát (64/13 = 4,92).

Štruktúra vstupných informácií kodéra rečového signálu s objemom 260 bitov zahŕňa:

Parametre filtra krátkodobej predikcie (36 bitov);

Parametre filtra dlhodobej predikcie (36 bitov);

Parametre budiaceho signálu (188 bitov).

Kódovanie kanálov poskytuje ochranu pred chybami v prenášaných informáciách. V štandarde GSM je 260 bitov informácií v intervale 20 ms segmentu reči rozdelených do 2 tried: trieda 1 a trieda 2. Trieda 1 sa zasa delí na dve podtriedy: podtrieda 1a - 50 bitov najcitlivejších a podtrieda 1b - 132 bitov, stredne citlivé na chyby. Trieda 2 obsahuje 78 bitov, ktoré sú najmenej citlivé na chyby. Bloková schéma kódovania kanálov je znázornená na obr. 1.5.

Informácie podtriedy 1a sú kódované cyklickým kódom (53, 50). Ak sa zistí chyba, celá vzorka sa zloží späť a nahradí sa predchádzajúcou vzorkou. Kódovaných 53 bitov podtriedy 1a, 132 bitov podtriedy 1b a 4 dodatočné nulové bity (celkovo 189 bitov) sa privádza do konvolučného kódovača (2, 1, 5), ktorého kódovacia rýchlosť a dĺžka obmedzenia. Konvolučný kódovač tvarujúci polynómy, ... Konvolučne zakódované, 378 bitov spolu so 78 bitmi triedy 2 je 456 bitov, výsledkom čoho je bitová rýchlosť kbps.

Po konvolučnom kódovaní je 456 bitov blokovo-diagonálne prekladanie, čo znižuje vplyv skupinových chýb (prechádzajú do malých chýb, ktoré sa pri dekódovaní opravujú).

Obrázok 1.5 - Bloková schéma kódovania kanálov v štandarde GSM

Po vložení sa počiatočná 456-bitová sekvencia rozdelí na osem 57-bitových blokov, pretože každý slot obsahuje dva 57-bitové bloky (114 bitov). Dĺžka slotu prevádzkového kanála, berúc do úvahy pridanie pomocných a servisných informácií, je 156,25 bitov. Pretože informácia jedného 20-milisekundového segmentu reči zaberá jeden slot v štyroch po sebe nasledujúcich rámcoch, rýchlosť toku digitálnej informácie je (4x156,25) / 20x10-3 = 625 / 20x10-3 = 31,25 kbit/s.

Táto informácia (konkrétne 4x156,25 = 625 bitov) je skomprimovaná v čase 8-krát, takže počas jedného rámca 4,615 ms v jednom frekvenčnom kanáli sa prenesie informácia o ôsmich časových slotoch, v dôsledku čoho sa bitová rýchlosť digitálnej sekvencie zvýši na (8x31, 25) = 250 kbps.

Pre každých 12 rámcov prevádzkového kanála, ktoré prenášajú rečovú informáciu (v multirámci prevádzkového kanála sú informačné rečové rámce 0-11 a 13-25, v 12. rámci sa prenáša riadiaci kanál SACCH a 26. rámec je prázdny, náhradný) je pridaný o jeden rámec riadiacich informácií SACCH, ktorý má rýchlosť 20,833 kbps. Rýchlosť informačnej bitovej sekvencie (rečového signálu) na výstupe kanálového kódovača je teda: 250 + 20,833 = 270,833 kbit/s.

Vyššie uvedený postup pre činnosť kanálového kodéra bol uvažovaný len pre kódovanie rečového signálu na opravu chýb. Informácie riadiacich kanálov sú v plnom rozsahu podrobené blokovému a konvolučnému kódovaniu.

Takže pre informácie o kódovacom kanáli: pomaly pripojený riadiaci kanál SACCH; rýchlo pripojený riadiaci kanál FACCH; volací kanál PCN; kanál na povolenie prístupu AGCH; vyhradené vyhradené riadiace kanály SDCCH používajú blokový kódovač (n, k) (224, 184), konvolučný kódovač (n, k, K) (2, 1, 5) a schému vkladania podobnú schéme vkladania rečového kanála

Kanály SCH a RACH používajú rôzne schémy blokového kódovania, ako aj konvolučné kódovače (2, 1, 5), ktoré sa líšia od konvolučných kódovačov vyššie uvedených riadiacich kanálov.

Pri prenose počítačových dát sa používajú zložitejšie schémy konvolučného kódovania a prekladania, ktoré poskytujú zodpovedajúco vyššiu kvalitu prenosu informácií.

Pôvodné signály kanálového kodéra sú privádzané do modulátora, ktorého úlohou je preniesť digitálny signál na nosnú frekvenciu, t.j. modulácia rádiového signálu digitálnym videosignálom.

GSM štandard používa Gaussov kľúčovanie s minimálnym frekvenčným posunom (GMSK). Počas kľúčovania MSK nadobúda nosná frekvencia diskrétne, v časových intervaloch, ktoré sú násobkami trvania informačného bitu (TC), jednu z dvoch hodnôt (konštantná v celom bite) - alebo, kde je nosná frekvencia rádiového kanála, je frekvencia (prenosová rýchlosť) informačnej bitovej sekvencie. Frekvenčný odstup - minimum možné, pri ktorom je zabezpečená ortogonalita kmitov s frekvenciami a počas intervalu trvania rovnajúceho sa jednému bitu (Tc). V tomto prípade sa počas doby Tc medzi frekvenčnými osciláciami a akumuluje fázový rozdiel, ktorý sa rovná. Inými slovami, tvorba MSK rádiového signálu sa uskutočňuje tak, že nosná fáza sa mení v intervale jedného informačného bitu. Nepretržitá zmena fázy sínusového signálu vedie k frekvenčnej modulácii s diskrétnymi frekvenčnými zmenami.

Názov "Gaussovské" kľúčovanie sa vysvetľuje skutočnosťou, že sekvencia informačných bitov je privádzaná do modulátora cez dolnopriepustný filter (LPF) s gaussovskou amplitúdovo-frekvenčnou charakteristikou. Použitie Gaussovho filtra umožňuje znížiť frekvenčné pásmo vysielaného rádiového signálu. Pre moduláciu GMSK predstavuje hodnotu súčin šírky pásma filtra (F) a trvania informačného bitu ().

Metóda MSK sa logicky považuje za kľúčovanie s kvadratúrnym fázovým posunom (dvojité relatívne kľúčovanie s fázovým posunom (QPSK)), v ktorom sú pravouhlé impulzy, ktoré modulujú trvaním, nahradené polvlnovými úsekmi sínusoidov alebo kosínusov. Obrázok 1.6 zobrazuje schému modulátora, časové diagramy, ktoré ilustrujú proces vytvárania signálu GMSK.

Na prenos a následné spracovanie by mala byť primárna správa aplikovaná na vhodný materiálový nosič, najčastejšie sa na to využívajú procesy elektromagnetického charakteru informácie, je potrebné, aby mali spojitý (harmonický) alebo diskrétny charakter v formou sledu impulzov.

Proces aplikácie informácií na nosič je alebo je redukovaný na zmenu charakteristík procesu použitého v súlade s primárnou správou.

Parametre, ktoré sa používajú na vykreslenie informácií, sa nazývajú informačné.

Proces riadenia informačných parametrov nosiča sa nazýva modulácia.

Opačná operácia obnovenia pôvodnej správy sa nazýva demodulácia.

Fyzická realizácia týchto operácií sa vykonáva pomocou funkčných prevodníkov signálu nazývaných modulátory a demodulátory. Zvyčajne tieto zariadenia v rámci používaného informačného systému tvoria prepojenú dvojicu, t.j. model pracujúci v spojení s generátorom nosného signálu.

V závislosti od typu a počtu použitých informačných parametrov, procesu prenosu, možno použiť rôzne typy modulácie.

V závislosti od počtu možných parametrov informácií a povahy ich správania v čase možno nosiče informácií rozdeliť do troch typov:

1. Stacionárne - sú to nosiče, ktoré sa vyznačujú prítomnosťou neprítomnosti modulácie stálosti v čase ich počiatočného stavu.

Takéto nosiče majú vlastne jeden informačný parameter, a to úroveň.

2. Harmonické procesy (oscilácie alebo vlny), ktoré zahŕňajú procesy prebiehajúce v neprítomnosti modulácie podľa harmonického zákona.

Mať takých nosičov možno ako informačné parametre použiť amplitúdu, frekvenciu a fázu. Podľa toho sa rozlišuje medzi amplitúdovou moduláciou a frekvenčnou moduláciou.

3. Impulzové sekvencie.

Pri použití nosičov tretieho typu sa pravdepodobne použije najširšia škála modulačných techník.

Kvantovanie signálu

Prenos informácií v informačných riadiacich systémoch sa môže vykonávať pomocou spojitých aj diskrétnych signálov.

Použitie diskrétnych signálov sa v niektorých prípadoch ukazuje ako výhodnejšie, keďže diskrétne signály sú menej mobilné so skreslením počas prenosu, tieto skreslenia sa dajú ľahšie odhaliť.

A čo je najdôležitejšie, diskrétne signály sú pohodlnejšie na použitie a spracovanie digitálnymi zariadeniami informačných systémov.

Na druhej strane väčšina primárnych signálov odoberaných zo snímačov je spojitá, v tomto smere vzniká problém efektívneho prevodu spojitých signálov na diskrétne a naopak.

Proces premeny spojitej fyzikálnej veličiny na diskrétnu sa nazýva kvantovanie.

Prednáška číslo 5

Je obvyklé rozlišovať medzi nasledujúcimi typmi kvantovania.

1) Kvantovanie podľa úrovne, pričom spojitá funkcia popisujúca primárny signál je nahradená jej jednotlivými hodnotami vzdialenými od seba nejakým konečným intervalom (úrovňou). V súlade s tým sú okamžité hodnoty funkcie nahradené jej najbližšími diskrétnymi hodnotami, nazývanými kvantizačné úrovne, interval medzi dvoma susednými hodnotami úrovní sa nazýva kvantizačný krok. Krok kvantovania môže byť buď konštantný (jednotné kvantovanie) alebo premenlivý (nerovnomerné kvantovanie). Presnosť prevodu spojitého diskrétneho signálu závisí od veľkosti kvantizačného kroku. Táto presnosť sa odhaduje na základe rozdielu medzi skutočnou hodnotou funkcie a kvantovanou hodnotou. Veľkosť tejto odchýlky sa nazýva chyba (kvantizačný šum).

Pri prenose signálu cez komunikačný kanál môže byť tento signál ovplyvnený určitým rušením, ktoré skresľuje tento primárny signál. Ak je zároveň známa maximálna hodnota tohto rušenia
, potom si môžete vybrať krok kvantovania
a re-kvantizovať signál na prijímacej strane, potom je možné očistiť prijímaný signál od vplyvu rušenia, pretože
.

Re-kvantizácia teda umožňuje obnoviť signál skreslený rušením. Treba však mať na pamäti, že v tomto prípade chyba kvantovania zostáva. Pozitívom je, že kvantizačná chyba je známa vopred. Je tak možné vyhnúť sa hromadeniu rušenia a zvyšuje sa kvalita prenosu signálu.

2) Časová kvantizácia (diskretizácia). V tomto prípade spojitá funkcia
je nahradený jeho individuálnymi časovými hodnotami v pevných časoch. Hlásenia hodnôt primárneho signálu sa robia po určitom intervale.
Tento interval sa nazýva kvantizačný krok. Čím je interval menší
, tým viac bude bod na prijímacej strane schopný obnoviť prenášanú funkciu. Na druhej strane, so zmiešaným jemným krokom, diskretizácia
klesá rýchlosť prenosu dát a zvyšujú sa aj požiadavky na šírku pásma komunikačného kanála.

,

,

,

.

Pri zmiešanom kroku hrubého kvantovania sa výrazne zníži vernosť reprodukcie funkcie pri príjme.

3) Kvantovanie v úrovni a čase. V mnohých prípadoch sa ukazuje, že je vhodné použiť zmiešanú formu kvantovania úrovní. V tomto prípade je signál vopred kvantovaný na úrovni a správy o výslednej kvantizácii správy sa vytvárajú po vopred určenom časovom období. V tomto prípade zapíšeme:

Držitelia patentu RU 2660126:

[0001] Vynález sa týka systémov na generovanie signálu satelitného rádiového navigačného systému GLONASS a najmä prostriedkov na riadenie a korekciu prenosu. Technickým výsledkom je zníženie chýb tvorby signálu pomocou digitálnej tvorby skupinových navigačných rádiových signálov rozsahov L1, L2, ktoré sú vysielané jednou anténou. Spôsob generovania navigačného signálu skupiny GLONASS zahŕňa generovanie navigačných signálov s kódovým a frekvenčným delením v pásmach L1, L2 a signálu s kódovým delením L3, ich zosilnenie a vyžarovanie cez jednu anténu, v ktorej sú signály v kóde L1, L2 a pásma frekvenčného delenia sa sčítajú na vstupe výkonového zosilňovača, v tomto prípade sa vytvorí celkový signál s amplitúdovou moduláciou, potom sa základný signál syntetizuje metódou optimálnej ekvalizácie, preto sú všetky signály prezentované v komplexnej forme, potom signál je konvertovaný v ekvalizéri, ktorý vylučuje amplitúdovú moduláciu a je založený na transformácii komplexného signálu na podľa definície funkcie znamienka:

Vynález sa týka systémov na generovanie signálu satelitného rádiového navigačného systému GLONASS a najmä prostriedkov na riadenie prenosu signálu a jeho korekcie.

Z doterajšieho stavu techniky sú známe spôsoby vytvárania navigačného signálu GLONASS, najmä spôsob vytvárania skupinového signálu GLONASS (pozri článok A.Yu. Sereda, KVDetyuk "Palubný informačný a navigačný komplex SC" GLONASS -K ". Engineering Bulletin of Don No. 3, vol.21, 2012, pp. 115-119, Vydavateľstvo Severokaukazské vedecké centrum Vysokej školy Federálneho štátu autonómna vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania Južná federálna univerzita) s pomocou ktorej sa uskutočňuje tvorba a vysielanie navigačných signálov s frekvenčným delením v pásmach L1, L2, a to signálov s otvoreným prístupom L1OF, L2OF a signálov s autorizovaným prístupom L1SF, L2SF, zároveň vytvára a vysiela navigačný signál. s kódovým delením v pásme L3, a to signál s otvoreným prístupom L3OC.

Nevýhodou metódy označenej ako najbližšia analógová je, že ju nemožno použiť na generovanie a vysielanie signálu delenia kódu v pásmach L1, L2, čo generuje dodatočné vzájomné oneskorenia medzi generovanou frekvenciou a signálmi delenia kódu, čo vedie k chybe v tvorba signálu.

Technickým výsledkom nárokovaného vynálezu je poskytnúť zníženie chýb tvorby signálu pomocou digitálneho generovania skupinových navigačných rádiových signálov rozsahov L1, L2, ktoré sú vysielané jednou anténou.

Technický výsledok je dosiahnutý vytvorením metódy na generovanie skupinového navigačného signálu GLONASS, ktorá zahŕňa tvorbu navigačných signálov s kódovým a frekvenčným delením v pásmach L1, L2 a kódového deleného signálu L3, ich zosilnenie a vyžarovanie jednou anténou, v ktorých sú signály v pásmach L1, L2 kódové a frekvenčné delenie sa sčítavajú na vstupe výkonového zosilňovača, v tomto prípade sa vytvorí celkový signál s amplitúdovou moduláciou, potom sa základný signál syntetizuje metódou optimálnej ekvalizácie, preto sú všetky signály prezentované v komplexnej forme, potom sa signál prevádza v ekvalizéri, ktorý eliminuje amplitúdovú moduláciu a v podstate ide o transformáciu komplexného signálu v súlade s definíciou funkčného znaku:

V konkrétnom uskutočnení sa pre komplexné čísla na výpočet používa nasledujúca aproximácia:

,

V inom konkrétnom uskutočnení sa pre komplexné čísla používa na výpočet nasledujúca aproximácia:

,

Nárokovaný vynález je znázornený nasledujúcimi schémami:

Obr. 1 je bloková schéma generátora skupinového navigačného signálu GLONASS.

Obr. 2 je schéma vytvorenia usporiadaného signálu.

Výkresy naznačujú nasledovné:

1 - Palubné synchronizačné zariadenie;

2 - Digitálny tvarovač rádiového navigačného signálu L1 s frekvenčným a kódovým delením;

3 - Digitálny generátor rádiového navigačného signálu L2 s frekvenčným a kódovým delením;

4 - Digitálny generátor navigačného rádiového signálu L3 s kódovými deleniami;

5 - Výkonový zosilňovač;

6 - Vrubový filter;

7 - Triplexer;

8 - Anténa.

Nárokovaný spôsob na generovanie skupinového navigačného signálu GLONASS možno implementovať nasledovne.

Celková šírka pásma, v ktorej sa nachádzajú všetky navigačné signály GLONASS, je viac ako 400 MHz. Na generovanie signálov GLONASS sa navrhuje generovať a zosilňovať skupinové signály v každom frekvenčnom rozsahu samostatne.

Nárokovaný spôsob je realizovaný vysielaním signálu cez jednu anténu a je založený na zásadne novom spôsobe vytvárania skupinového navigačného signálu, ktorý kombinuje kódové a frekvenčné rádiové signály, vyznačujúce sa plytkou amplitúdovou moduláciou a nevýznamnými energetickými stratami (obr. 1).

Spôsob vytvárania skupinového rádiového signálu kombinovaním signálov s kódovým a frekvenčným delením je na príklade rádiového signálu pásma L1 považovaný za najkomplexnejší. Spektrá signálov sa prekrývajú, takže je nemožné ich pridať na anténny vstup za PA bez straty výkonu.

Aby sa minimalizovali straty, signály sa sčítavajú na vstupe PA. To vytvára celkový signál s amplitúdovou moduláciou. Keď je pomer výkonu kódového a frekvenčného signálu 2:1, pomer maximálnej k minimálnej amplitúde bude 6. Preto musí mať výkonový zosilňovač lineárnu amplitúdovú charakteristiku v rozsahu 16 dB. Takýto zosilňovač bude mať účinnosť nie lepšiu ako 20 percent.

Teoreticky je ukázané, že celkový skupinový signál syntetizovaný optimálnou metódou zoradenia poskytuje minimálne straty výkonu generovaného signálu. Skupinový signál s plytkou amplitúdovou moduláciou (AM) možno realizovať za cenu straty výkonu nie väčšej ako 20 %. Je potrebné posúdiť, aké skreslenia a straty nastanú, keď sa metóda implementuje v hardvéri na reálnych obvodoch, berúc do úvahy obmedzenia rýchlosti a bitovej šírky digitálno-analógových zariadení.

Hlavné operácie prebiehajú v prevodníku, ktorý odstraňuje AM a prevodníku, ktorý prenáša základný signál na nosnú frekvenciu. Všetky signály sú prezentované v komplexnej forme. Prevodník, ďalej nazývaný ekvalizér, postavený na FPGA, musí minimalizovať AM pri zachovaní štruktúry oboch signálov. Prirodzene to povedie ku kombinácii zložiek signálu v dôsledku nelineárnej transformácie. Spektrum týchto komponentov bude superponované na spektrum hlavných signálov. Preto, keď sa skupinový signál zosilní v PA, časť výkonu sa prerozdelí na ne. Z toho vyplýva prvé kritérium pre optimalizáciu konštrukcie vyrovnávača - minimalizácia strát. Pri prevode signálu v prevodníku môže vzniknúť druhý zdroj strát - zrkadlový kanál, ktorý pri nízkej frekvencii F môže byť v priepustnom pásme PA. Preto štruktúra prevodníka v kombinácii s ekvalizérom musí zabezpečiť potlačenie obrazového kanála minimálne 23 dB, aby strata na obrazovom kanáli bola menšia ako 1%.

Po prechode skupinového signálu cez PA sa pomer môže zmeniť, ak po ekvalizéri zostane určitá amplitúdová modulácia. Veľkosť zmeny bude závisieť od hĺbky reziduálnej modulácie.

Uvažujme obvod na generovanie zoradeného signálu (obr. 2), ktorý je založený na transformácii komplexného signálu x v súlade s definíciou znamienka funkcie:

Pri implementácii takejto schémy vyrovnávania signálov môže vzniknúť problém spojený s výpočtovou zložitosťou operácie znamienka pre komplexné čísla. Na tento účel sa navrhuje použiť na výpočet nasledujúcu aproximáciu:

Veličiny I a Q sú skalárne hodnoty reálnych a imaginárnych častí komplexného čísla x. Modul týchto hodnôt je teda určený jednoduchou operáciou vyradenia znamienka.

Ak presnosť tejto aproximácie nestačí, hodnotu možno vypočítať:

V tomto prípade bude výpočtová náročnosť reprezentovaná operáciou výpočtu druhej odmocniny. Táto operácia, podobne ako operácia delenia, môže byť vykonaná tabuľkovým spôsobom.

Navrhovaná metóda tvorby skupinového navigačného signálu GLONASS umožňuje vyriešiť problém využitia metódy digitálnej tvorby skupinových navigačných rádiových signálov rozsahov L1 a L2, ktoré je možné vyžarovať jednou anténou, znížiť chybu merania, zvýšiť priepustnosť medzisatelitného rádiového spojenia, zlepšiť rádiový signál medzidružicového rádiového spojenia a zariadenia na príjem signálu, čo poskytuje niekoľkonásobné zvýšenie prenosovej rýchlosti cez rádiové spojenie.

1. Spôsob generovania skupinového navigačného signálu GLONASS vrátane tvorby navigačných signálov s kódovým a frekvenčným delením v pásmach L1, L2 a signálu s kódovým delením L3, ich zosilnenie a vyžarovanie jednou anténou, v ktorej sú signály v Pásma L1, L2 s kódom a frekvenciou sa sčítajú delením na vstupe výkonového zosilňovača, čím sa vytvorí celkový signál s amplitúdovou moduláciou, potom sa základný signál syntetizuje metódou optimálnej ekvalizácie, preto sú všetky signály prezentované v komplexnej forme, potom sa signál prevedie v ekvalizéri, ktorý vylučuje amplitúdovú moduláciu a je založený na transformačnom komplexnom signáli v súlade s definíciou funkčného znaku:

,

2. Spôsob generovania skupinového navigačného signálu GLONASS podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pre komplexné čísla sa na výpočet používa nasledujúca aproximácia:

,

kde I a Q sú skalárne hodnoty reálnych a imaginárnych častí komplexného čísla x.

3. Spôsob generovania skupinového navigačného signálu GLONASS podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pre komplexné čísla sa na výpočet používa nasledujúca aproximácia:

,

kde I a Q sú skalárne hodnoty reálnych a imaginárnych častí komplexného čísla x.

Podobné patenty:

Vynález sa týka oblasti rádiovej komunikácie a možno ho využiť pri konštrukcii adaptívnych systémov a komplexov HF rádiovej komunikácie. Technický výsledok spočíva vo zvýšení priepustnosti adaptívneho komunikačného systému so signálmi OFDM.

[0001] Vynález sa týka rádiovej komunikačnej techniky na prenos polí informácií v digitálnom formáte. Technický výsledok spočíva v zabezpečení optimálnej rýchlosti a komunikačného dosahu zmenou prenosovej frekvencie v závislosti od komunikačných podmienok v kanáli.

[0001] Vynález sa týka satelitného komunikačného systému, najmä riadiaceho systému kozmickej lode (SC) a je určený na odstránenie skreslenia riadiacich príkazov prenášaných z pozemného riadiaceho komplexu (GCC) do SC spôsobeného úzkopásmovým rušením.

Vynález sa týka oblasti sledovania letu kozmickej lode (SC) a môže byť použitý v systéme príkazového merania (CMS) satelitnej komunikácie. Spôsob zahŕňa prenos signálov obsahujúcich riadiace príkazy SC z pozemného riadiaceho segmentu KIS prostredníctvom línie "Earth-SC".

Vynález sa týka oblasti rádiových vysielacích zariadení a môže byť použitý ako súčasť palubného vybavenia kozmickej lode. Dosiahnutým technickým výsledkom je zníženie hodnoty produktov intermodulačného skreslenia tretieho rádu, nízka spotreba zdrojov na realizáciu.

[0001] Vynález sa týka technológií prenosu dát a najmä technológie riadenia výkonu. Technickým výsledkom je poskytnúť možnosť hlásiť výkonovú rezervu kombinovaných nosných UE v scenári s viacerými nosnými tak, aby základňová stanica mohla spoľahlivo riadiť vysielací výkon UE, a preto zlepšila spoľahlivosť a priepustnosť UE. systém.

[0001] Vynález sa týka spôsobu konfigurovania signalizácie znejúceho referenčného signálu. Technický výsledok je zameraný na skutočnosť, že uzol užívateľského zariadenia aperiodicky vysiela zvukový referenčný signál (SRS), čo zvyšuje mieru využitia zdrojov SRS a flexibilitu plánovania zdrojov.

Vynález sa týka určenia polohy vozidla (TS). Technickým výsledkom je spoľahlivá identifikácia radarových cieľov eliminovaním vplyvu chyby v počítacej polohe vozidla a systematickej chyby smerového ukazovateľa na výsledky identifikácie cieľa.

Vynález sa týka komunikačnej technológie a môže byť použitý v bezdrôtových komunikačných systémoch. Technickým výsledkom je zvýšenie kapacity prenosových kanálov.

Vynález sa týka rádiového inžinierstva, konkrétne oblasti rádiovej navigácie a je využiteľný pri konštrukcii prijímačov globálnych navigačných satelitných systémov (GNSS).Dosiahnutým technickým výsledkom je zvýšenie citlivosti, presnosti a odolnosti proti šumu. viacsystémový GNSS prijímač.

Vynález sa týka oblasti polohovania. Technickým výsledkom je zvýšenie presnosti polohovania v budove, napríklad pri záchranných akciách alebo pri práci hasičov. Navrhovaný spôsob polohovania, vzhľadom na komunikáciu koordinačného zariadenia (50), skupiny podriadených komunikačných zariadení (10, 20, 30, 40, 50), pričom tento spôsob obsahuje fázy, v ktorých: prenáša sa pomocou koordinačného zariadenia (50) prostredníctvom prostriedkov (12, 22, 32, 42, 52) bezdrôtovej digitálnej komunikácie ku každému podriadenému zariadeniu (10, 20, 30, 40, 50) identifikačnej tabuľke; preniesť pomocou každého zariadenia (10, 20, 30, 40, 50) svoj UWB podpis; prijaté UWB podpisy sa analyzujú pomocou každého zariadenia a určia sa vzdialenosti oddeľujúce špecifikované zariadenie (10, 20, 30, 40, 50) od každého z ostatných zariadení (10, 20, 30, 40, 50); sú prenášané každým podriadeným zariadením (10, 20, 30, 40) do koordinačného zariadenia (50) vzdialenosti oddeľujúce špecifikované podriadené zariadenie (10, 20, 30, 40) od každého z ostatných zariadení (10, 20, 30). 40, 50); pomocou koordinačného zariadenia (50) sa určia relatívne polohy podriadených zariadení (10, 20, 30, 40). 2 n. a 9 p.p. f-ly, 8 dwg

[0001] Vynález sa týka systémov na generovanie signálu satelitného rádiového navigačného systému GLONASS a najmä prostriedkov na riadenie a korekciu prenosu. Technickým výsledkom je zníženie chýb tvorby signálu pomocou digitálnej tvorby skupinových navigačných rádiových signálov rozsahov L1, L2, ktoré sú vysielané jednou anténou. Spôsob generovania navigačného signálu skupiny GLONASS zahŕňa generovanie navigačných signálov s kódovým a frekvenčným delením v pásmach L1, L2 a signálu s kódovým delením L3, ich zosilnenie a vyžarovanie cez jednu anténu, v ktorej sú signály v kóde L1, L2 a pásma frekvenčného delenia sa sčítajú na vstupe výkonového zosilňovača, v tomto prípade sa vytvorí celkový signál s amplitúdovou moduláciou, potom sa základný signál syntetizuje metódou optimálnej ekvalizácie, preto sú všetky signály prezentované v komplexnej forme, potom signál sa konvertuje v ekvalizéri, ktorý vylučuje amplitúdovú moduláciu a je založený na transformácii komplexného signálu na v súlade s definíciou funkčného znamienka:, potom prevodník prenesie základný signál na nosnú frekvenciu. 2 c.p. f-ly, 2 dwg

Pri OM sa generuje jedno postranné pásmo na komunikačný kanál.

SSB je komplexná amplitúdovo-frekvenčná modulácia.

Ak je tam čistý tón: U = U W cosWt

U = U o (1 + m cosWt) cos wt =

Pri SSB nie je žiadna nosná vibrácia (1. člen) a jeden bočný pás.

Na demoduláciu takéhoto signálu je potrebné rekonštruovať nosnú. Preto počas modulácie zostáva mierne nosná harmonická.

Výhody: - efektívnejšie využitie výkonu vysielača: pre m = 1 postranné pásmo obsahuje výkon celého signálu; s celkovým výkonom - v PSU - 1/6 výkonu.

V signáli s jedným postranným pásmom sa hlavný výkon vynakladá na vytvorenie informačného signálu;

Modulácia OBN zaberá menšie frekvenčné pásmo, preto je možné na rovnakom mieste umiestniť 2-krát viac staníc (kanálov).

Nevýhody: - Pre príjem SSB je potrebná obnova nosnej frekvencie; prídavné zariadenie v prijímači (lokálny oscilátor s f n a filter pre f n);

Vyžaduje sa zvýšená stabilita frekvencie lokálneho oscilátora prijímača a vysielača (10 -6 10 -8);

Tvorba OBP je zložitejšia ako AM. sa vykonáva pri nízkych úrovniach P a potom sa generovaný signál SSB zosilní.

Používa sa dvojpásmová modulácia - modulácia bez nosnej, tiež energeticky výhodná, ale šírka pásma je väčšia.

1. Filtračná metóda vytvárania SSB.

Najprv sa aplikuje nosná vibrácia, pretože je ťažké ho odfiltrovať, je výkonný a blízko postranného pásma.

Vytvorte pásmový filter, ktorý odreže jedno postranné pásmo.

Na odstránenie nosiča z AMC je potrebné vynásobiť 2 signály: a na výstupe získať signál bez nosiča.

Existujú 2 spôsoby, ako získať x:

1) je založený na vytvorení dvoch modulovaných oscilácií: (antifáza)

- vyvážený modulátor.

Pre lepšie potlačenie použite ????? modulátorov (je tam most) musí byť zabezpečená identita kanálov.

2) vychádza zo vzťahu y = (a + b) 2.

Ak je súčet alebo rozdiel na druhú mocninu, dostaneme:

je tam konštantná zložka a harmonická s 2W

je potrebné umocniť, používame diódy alebo PT so štvorcovými charakteristikami.

Výstup x sú dva signály.

Po potlačení nosnej vlny je potrebné filtrovanie jedného postranného pásma.

PF - kremeň, LC, piezoelektrický.

PF by mal mať veľký sklon frekvenčnej odozvy mimo pásma.

2. napájací zdroj je potrebné potlačiť o 60 dB.

Kremenné filtre je možné použiť do 10 MHz, ale čím je frekvencia nižšia, tým sú požiadavky na filter jednoduchšie, preto najčastejšie robia viacstupňové transformácie signálu: ako oscilácia pomocnej nosnej vlny 100-150 kHz, ako filtre - elektromechanické, požadované sklon potlačenia. Tento SSB signál sa potom prenesie na vyššiu frekvenciu.

- na výstupe BM 2 je vzdialenosť medzi pásmami 2w 1 veľká a na potlačenie postranného pásma je možné použiť LC filtre.

Niekedy sa vykoná trojitá konverzia, keď je frekvencia vysielača vysoká.

Keďže informácia je obsiahnutá v amplitúde signálu, ktorá sa môže meniť od 0 do U W max, musia mať zosilňovače veľký dynamický rozsah a dobrú linearitu.

V trubicových generátoroch pracujú bez sieťových prúdov, pretože majú nelinearitu, tu je AE nevyužitý z hľadiska výkonu o 20 - 30% a pracujú v podstresovom režime.

BT majú nelineárne charakteristiky, je nežiaduce používať ich na zosilnenie signálu, preto sa častejšie používajú PT.

A na zvýšenie SSB sa vyvíjajú zariadenia na zvýšenie strmosti, zvýšenie linearity charakteristík.

V zosilňovačoch SSB je možné použiť iba 2 medzné uhly: q = 90 0, q = 180 0.

2. Syntetická metóda tvorby OBP.

Založené na syntéze signálu SSB pri vysokých úrovniach výkonu.

AM a FM sa vykonávajú súčasne.

(nemali by existovať žiadne frekvenčné multiplikátory).

Signál je syntetizovaný na požadovanej prevádzkovej frekvencii.

Nevýhoda: - AMC a HMS musia byť vo fáze, nesúlad vedie k zmene spektra

Keďže informácie sú uložené v HMS, multiplikátory sa nepoužívajú.

3. Metóda fázovej kompenzácie.

Nosné vibrácie a postranné pásmo sú potlačené prispôsobením fázových vzťahov medzi AM vlnami. Používa sa niekoľko fázovo posunutých kmitov: 360 0 / n, n³3.

Trojfázový systém: (posunutý o 120 0).

Výhoda metódy: SSB sa vytvára pri pracovnej frekvencii.

Nevýhoda: - sú potrebné rovnaké AM (modulátory).

Vyžadujú sa fázové posúvače, ktoré pracujú od 300 Hz do 3,5 kHz.

4. Metóda fázového rozdielu tvarovania signálu.

Eliminujte nosné vlny pomocou vyvážených modulátorov.

Zmenou zahrnutia fázového posúvača môžete získať vrchol BP.

Presnosť potlačenia nosnej vlny závisí od fázových vzťahov kombinovaných priebehov.

Použiť: (1 + 3).

5. Metóda fázového filtra

Spodný bočný pruh.

V N-kanálovom systéme sa počet filtrov a ich typov rovná Nn, kde n je počet stupňov konverzie. Počet filtrov a ich typov je možné znížiť pridaním viacnásobnej transformácie skupina, pri ktorej sa signál v základnom pásme podrobuje transformácii. Na tento účel je N kanálov rozdelených do m skupín po K kanáloch, t.j. Km = N. V každej skupine je signál každého kanála individuálne transformovaný pomocou nosných frekvencií w Н1, w Н2, ..., w НК (obr. 3.51). Prevod je rovnaký vo všetkých skupinách, preto sa na výstupe každej skupiny vytvorí rovnaké frekvenčné spektrum. Získané spektrá v základnom pásme sa potom podrobia skupinovej transformácii s nosnými w GR1, w GR2, ..., w GRm, takže po spojení konvertovaných signálov v základnom pásme sa vytvorí frekvenčné spektrum N kanálov. V tomto prípade sa celkový počet filtrov rovná N + mn GR a počet typov filtrov sa zníži na K + mn GR, kde n GR je počet stupňov skupinovej transformácie.

Obrázok 3.51 Konverzia frekvencie skupiny

Využitie viacnásobnej a skupinovej konverzie teda umožňuje zjednotiť filtračné vybavenie systému, t.j. znížiť jeho rozmanitosť. Toto zjednotenie zvyšuje vyrobiteľnosť hardvérových zostáv a v konečnom dôsledku ich zlacňuje.

Kompresia je proces kombinovania množstva signálov nesúcich informácie do signálu v základnom pásme, ktorý sa má prenášať, sústredeného v jedinom frekvenčnom pásme. Úloha sa rieši buď vzdušnými alebo pozemnými prostriedkami. Je možné použiť takmer akúkoľvek kombináciu:

Metódy používané na moduláciu v pozemných zariadeniach;

Tesnenia v pozemných zariadeniach;

Modulácia nosnej na satelitnej linke;

Prístup na viacero staníc.

Takže v systémoch INTELSAT, TELESAT, DSCS-1 a "Molniya" sa používa jednostranná amplitúdová modulácia s frekvenčným multiplexovaním (FS), frekvenčnou moduláciou na satelitnej linke a rôznymi nosnými frekvenciami pre každý ES.

Systém VMDV možno nazvať PCM / VU / CFM / TDLU.

Systém SPADE s jedným kanálom na nosnú je označený: PCM / HFM / MDChU.

V terestriálnych zariadeniach je najbežnejší frekvenčný multiplex a kanálová separácia (FC). NC systémy zahŕňajú:

a) systémy s jedným postranným pásmom s potlačenou nosnou (SSB);

b) systémy s jedným postranným pásmom s prenášanou nosnou (SSB-PN);

c) obojsmerné potlačené nosné systémy (DBP);

d) obojsmerné systémy s prenášanou nosnou (DBP-PN).

Vo všeobecnosti sa používa OBP.

V systémoch delenia času sa používajú:

Diskrétne metódy;

Digitálne metódy.

Typicky sa JV kombinuje s TDLD a BC s MDCU, ale možné sú aj zmiešané systémy.

Prenos TV signálov a zvukových signálov.

Podľa plánu VAKR-77 maximálna prenosová rýchlosť v televíznom kanáli nepresahuje 20 Mbit / s. Na prenos vysokokvalitného farebného obrazu je však potrebná prenosová rýchlosť aspoň 34 Mbps. Preto sa pre prvú generáciu satelitných televíznych systémov použili analógovo-digitálne metódy, keď sa časť informácií prenášala v analógovej forme a časť v digitálnej forme.

Jedným z takýchto systémov je systém MAC (Multiplexing Analogue Components). V tomto systéme sa analógový jasový signál prenáša striedavo (použitím metódy časového delenia) s farbonosnými signálmi prevedenými do diskrétnej formy, čím sa zabráni krížovému skresleniu jasových a farbonosných signálov a zníži sa šum v chrominančnom kanáli jeho konverziou na nízke frekvencie. Zvukové, synchronizačné a dátové signály sa prenášajú spolu s farebnými signálmi v spoločnom digitálnom toku.

V najjednoduchšej verzii sa jasový signál prenáša v reálnom čase počas aktívnej časti linky a digitálny tok sa prenáša v intervale horizontálneho zatemňovacieho impulzu a farbonosný signál je predbežne stlačený v čase. Pri príjme je celkový digitálny tok demultiplexovaný. Chroma stream je natiahnutý a časovo posunutý, aby sa obnovil pôvodný pomer strán, a potom privádzaný do dekodéra.

V zložitejšom systéme sú jasový aj farbonosný signál v čase komprimované a delenie sa vykonáva na periódu nielen riadku, ale aj rámca. To vám umožní zmeniť pomer strán. Ako výsledok štúdií ECP bol zvolený kompresný pomer 3/2 pre jasový signál a 3 pre farbonosné signály. Na vysielacej strane je jasový signál oneskorený o periódu rámca vo vzťahu k farbonosnému signálu, zatiaľ čo na prijímacej strane prechádza jasový signál nezmenený a farbonosný signál je časovo roztiahnutý a oneskorený o rámcovú periódu, takže obnoví sa ich pôvodný pomer.

Jedným z najťažších problémov satelitnej televízie (STV) je spôsob prenosu zvukových signálov v televíznom kanáli. Teoretické štúdie a experimenty ukázali, že použitím analógovej FM metódy v pásme 12 GHz je možné prenášať spolu s obrazovým signálom maximálne dva zvukové programy s odstupom signálu od šumu cca 50-55 dB, a frekvencia druhej pomocnej nosnej by mala byť zvolená tak, aby neinterferovala s farebným kanálom. Napríklad pre TV-SAT boli zvolené subnosné hodnoty 5,5 MHz a 5,746128 0,000003 MHz. V hlavni je potrebné mať aspoň 4-6 zvukových kanálov.

Spôsob prenosu digitálneho prúdu spolu s obrazovými signálmi musí spĺňať určité požiadavky: kvalita prenosu obrazu sa nesmie zhoršiť; pravdepodobnosť chyby pri prenose zvukových signálov by nemala presiahnuť 10 -3 pri C / N = 8 dB; vyžaduje kompatibilitu s existujúcimi TV prijímačmi.

Existujú tri spôsoby prenosu obrazových signálov a je možné rozlíšiť bitové toky:

Frekvenčné delenie (systém MAC-A);

S časovým delením na video frekvencii (MAC-B);

Nosič s časovým delením (MAC-S).

Systém MAC-A. Digitálny tok sa prenáša na frekvencii pomocnej nosnej vlny, ktorá je vyššia ako horná frekvencia spektra video signálu. Frekvencia pomocnej nosnej sa vyberá z pomeru, kde FB je horná frekvencia video signálu, R je bitová rýchlosť v Mbps.

Spomedzi digitálnych modulačných metód sa uprednostňuje BPSK s čiastočne potlačeným postranným pásmom, nazývaným aj „zjednodušené MSK“ (Minimum Shift Keying), pre svoju jednoduchosť a použiteľnosť koherentného demodulátora pri príjme.

Systém MAC-B. Zhutnenie video signálu digitálnym tokom na video frekvencii je založené na použití určitej redundancie TV signálu - prítomnosti v každom riadku intervalov spätnej cesty lúčov, v ktorých sa prenášajú iba synchronizačné signály. Zavedením PCM sekvencie v uvedených intervaloch je možné prenášať dva až štyri zvukové programy bez zvýšenia celkového frekvenčného pásma obsadeného video signálom. Výhodou tohto spôsobu prenosu je absencia samostatného demodulátora pre audio signály, pretože digitálna sekvencia sa získava na výstupe spoločného frekvenčného detektora.