Veri iletim kanalları için ayırma teknolojileri. VRK ile ekipman oluşturma ilkeleri. CDMA teknolojisini kullanan hücresel sistemlerin evrimi

Şimdi bir aramanın nasıl yapıldığına bakalım cep telefonu... Kullanıcı numarayı çevirir çevirmez, el cihazı (HS - El Seti) en yakın baz istasyonunu (BS - Baz İstasyonu) - alıcı-verici, kontrol ve iletişim aracı ağı oluşturuyor. Bir baz istasyonu kontrolörü (BSC-Baz İstasyonu Kontrolörü) ve birkaç tekrarlayıcı (BTS - Baz Alıcı-Verici İstasyonu) içerir. Baz istasyonları Mobil Anahtarlama Merkezi (MSC - Mobil Servis Merkezi) tarafından kontrol edilir. Hücresel yapı sayesinde, tekrarlayıcılar, senkronizasyonun gerçekleştiği ek bir servis kanalı ile bir veya birkaç radyo kanalında güvenilir bir alım bölgesi olan alanı kaplar. Daha doğrusu, cihazın ve baz istasyonunun iletişim protokolü, cihazların iletim hızı, kanal vb. Ne zaman mobil cihaz bulur Baz istasyonu ve senkronizasyon gerçekleştiğinde, baz istasyonu kontrolörü, sabit ağ yoluyla mobil anahtarlama merkezine tam çift yönlü bir kanal oluşturur. Merkez hakkında bilgi aktarır. mobil terminal dört kayda ayrılır: Ziyaretçi Katmanı Kaydı (VLR), Ana Kayıt Katmanı (HRL), Abone veya Kimlik Doğrulama Kaydı (AUC - AUthentiCator) ve Ekipman Tanımlama Kaydı (EIR) - Ekipman Tanımlama Kaydı). Bu bilgi benzersizdir ve abonenin uygunluğunu ve faturalandırmasını doğrulamak için kullanılan bir plastik abone mikro elektronik telekartında veya modülünde (SIM - Abone Kimlik Modülü) bulunur. farklı sabit telefonlar sabit hat ile gelen yüke (meşgul kanal sayısı) göre ücretlendirilen kullanım için abone hattı, mobil ücretler alınmaz. telefon seti, ancak herhangi bir cihaza takılabilen bir SIM karttan.

Kart, akıllı teknoloji (SmartVoltage) kullanılarak yapılmış ve gerekli harici arayüze sahip sıradan bir flash çipten başka bir şey değil. Herhangi bir aparatta kullanılabilir ve ana şey, çalışma voltajının eşleşmesidir: erken sürümler 5.5V arayüz kullanılırken, modern kartlar genellikle 3.3V'a sahiptir. Bilgiler, benzersiz bir uluslararası abone tanımlayıcısı (IMSI - Uluslararası Mobil Abone Kimliği) standardında saklanır, bu da "çift" görünme olasılığını ortadan kaldırır - kart kodu rastgele seçilse bile, sistem otomatik olarak sahtekarlığı hariç tutar. SIM ve daha sonra başkalarının aramaları için ödeme yapmanız gerekmeyecek. Bir protokol standardı geliştirirken hücresel iletişim bu an başlangıçta dikkate alındı ​​​​ve şimdi her abonenin dünyada kendine özgü ve benzersiz bir tane var kimlik numarası, 64 bitlik bir anahtarla iletildiğinde kodlanır. Ek olarak, bir konuşmayı şifrelemek / şifresini çözmek için tasarlanmış karıştırıcılara benzeterek analog telefon, hücresel iletişimde 56 bit kodlama kullanılır.

Bu verilere dayanarak sistem, mobil kullanıcının (konumu, ağdaki durumu vb.) hakkında bir fikir oluşturur ve bir bağlantı kurulur. Bir mobil kullanıcı, görüşme sırasında bir tekrarlayıcının kapsama alanından diğerinin kapsama alanına veya hatta farklı kontrolörlerin kapsama alanı arasında hareket ederse, sistem otomatik olarak seçtiği için bağlantı kesilmez veya bozulmaz. iletişimin en iyi olduğu baz istasyonu. Kanalların yoğunluğuna bağlı olarak, telefon 900 ve 1800 MHz ağları arasında seçim yapıyor ve bir konuşma sırasında bile konuşmacı için kesinlikle algılanamayacak şekilde geçiş yapmak mümkün.

Normal bir telefon şebekesinden arama mobil kullanıcı ters sırada gerçekleştirilir: önce kayıtlardaki sürekli güncellenen veriler temelinde abonenin yeri ve durumu belirlenir ve ardından bağlantı ve iletişim korunur. Maksimum güç Bir mobil cihazın radyasyonu, amacına bağlı olarak (araba kalıcı veya taşınabilir, giyilebilir veya cep), 0,8-20 W (sırasıyla 29-43 dBm) arasında değişebilir. Örnek olarak, tablo 4.9'da. GSM-900 sisteminde benimsenen uygulanan güce göre istasyon ve abone cihazlarının sınıfları verilmiştir.

İletişim hattı, iletişim sisteminin en pahalı elemanıdır. Bu nedenle, N kanal sayısındaki artışla birlikte, üzerinde çok kanallı bilgi iletimi yapılması tavsiye edilir. verim S. Poich. koşul yerine getirilmelidir:

Н К - k-th kanalının verimliliği.

Çok kanallı iletimin ana sorunu, alıcı taraftaki kanal sinyallerinin ayrılmasıdır. Bu ayrımın şartlarını formüle edelim.

Her biri ifade ile açıklanan ortak bir (grup) kanal üzerinden birkaç mesajın eşzamanlı iletimini organize etmek gerekli olsun.

(7.1.1)

Formül (7.1.1) dikkate alınarak, şunları elde ederiz:

Diğer bir deyişle alıcı, Sk(t) sinyaline göre seçici özelliklere sahiptir.

Sinyal ayrımı konusu göz önüne alındığında, kanalların frekans, faz, zaman bölümleri ile sinyallerin şekil ve diğer özelliklere göre bölünmesi arasında bir ayrım yapılır.

İkinci eğitim sorusu

Frekans bölmeli çoğullama

Frekans bölmeli çoğullamalı (FDM) çok kanallı bir iletişim sisteminin (ISS) blok şeması, Şekil 7.1.1'de gösterilmiştir, burada belirtilir: IS - sinyal kaynağı, Мi - modülatör, Фi - i. kanalın filtresi, Σ - sinyal toplayıcı, GN - taşıyıcı jeneratör, PRD - verici, LAN - iletişim hattı, IP - parazit kaynağı, PRM - alıcı, D - dedektör, PS - mesaj alıcısı.

Şekil 7.1.1. Çok kanallı bir iletişim sisteminin blok şeması

FDM ile, taşıyıcı sinyallerin farklı frekansları fi (alt taşıyıcılar) vardır ve modüle edilmiş kanal sinyalinin bant genişliğine eşit veya daha büyük bir aralıkla birbirinden ayrılır. Bu nedenle modüle edilmiş kanal sinyalleriörtüşmeyen frekans bantlarını işgal eder ve birbirine diktir. İkincisi, M bloğundaki fn ana taşıyıcı frekansının salınımını modüle eden bir grup sinyali oluşturarak Σ bloğunda toplanır (frekans olarak çoğullanır).

Kanal taşıyıcılarının modülasyonu için, tüm bilinen yöntemler... Ancak daha ekonomik olarak, tek yan bant modülasyonu (SSB AM) için iletişim hattının frekans bandı kullanılır, çünkü bu durumda modüle edilmiş sinyalin spektrumunun genişliği minimumdur ve spektrumun genişliğine eşittir. iletilen mesaj... Modülasyonun ikinci aşamasında (grup sinyali), AM SSB ayrıca kablolu iletişim kanallarında daha sık kullanılır.

Çift modülasyonlu böyle bir sinyal, TX ünitesinde amplifikasyondan sonra, iletişim hattı üzerinden RX alıcısına iletilir, burada ters dönüşüm sürecinden, yani bir grup sinyali elde etmek için D ünitesindeki taşıyıcı boyunca sinyalin demodülasyonundan geçer. , ondan kanal sinyallerini çıkar bant geçiren filtrelerФi ve ikincisinin Di bloklarında demodülasyonu. Bant geçiren filtrelerin (Фi) merkezi frekansları, kanal taşıyıcılarının frekanslarına eşittir ve şeffaflık bantları, modüle edilmiş sinyallerin spektrumunun genişliğine eşittir. Sapma gerçek özelliklerİdealden bant geçiren filtreler, sinyal ayırma kalitesini etkilememelidir, bu nedenle kanallar arasında koruma aralıkları kullanılır. Alıcı filtrelerin Ф her biri zayıflama olmadan yalnızca bu kanalın sinyaline ait olan frekansları geçmelidir. Filtre, diğer tüm kanalların sinyallerinin frekanslarını bastırmalıdır.

İdeal bant geçiren filtrelerle sinyallerin frekans ayrımı matematiksel olarak aşağıdaki gibi gösterilebilir:

burada g k, k'inci kanalın frekans bandını bozulma olmadan geçen ideal bir bant geçiren filtrenin dürtü yanıtıdır.

CHRK'nın ana avantajları: teknik uygulamanın basitliği, yüksek gürültü bağışıklığı, herhangi bir sayıda kanalı düzenleme yeteneği. Dezavantajları: kanal sayısındaki artışla birlikte kullanılan frekans bandının kaçınılmaz genişlemesi, filtreleme kayıpları nedeniyle iletişim hattı bant genişliğinin nispeten düşük verimliliği; hacimlilik ve yüksek fiyat ekipman, esas olarak çok sayıda filtre nedeniyle (filtrelerin maliyeti, PSC'li bir sistemin maliyetinin% 40'ına ulaşır). Küçük boyutlu elektromekanik filtrelerin kullanıldığı demiryolu taşımacılığı için K-24T tipi ChRK'ye sahip bir ISS geliştirilmiştir.

Üçüncü çalışma sorusu

CHRK-FM sistemlerinde iletim ve alım yollarının yapısının özelliklerini ve sinyal dönüşüm sırasını ele alalım. Bu amaçla Şekil 2'ye dönelim. 2.1 ve 2.3 ve üzerlerinde gösterilen öğelerin CHRK-FM'li sistemlerle ilgili olarak ne olduğunu öğrenin.

Sıkıştırma ekipmanı (AC) prensibi üzerine inşa edilmiştir frekans bölümü kanalları (FDM) veya başka bir deyişle, çoğullama için yaygın olarak kullanılan frekans bölmeli çoğullama (FC) ilkesine göre kablo hatları iletişim. NC ilkesi (Şekil 3.2 ve 3.3), iletim incelemesinde, bireysel iletim dönüştürücülerini (PPI) ve ardından grup iletim dönüştürücülerini (GPT) kullanan bireysel mesajların PM spektrumlarının daha yüksek frekanslar bölgesine taşınması ve grup dönüşümün birkaç aşaması olabilir.

Spektrum transferi, FDC-FM'li sistemlerin bazen OB-FM, SSB-FM (bir yan bant) olarak adlandırıldığı ve grup sinyaline grup veya doğrusal tekli olarak adlandırıldığı bağlantılı olarak tek yan bant modülasyonu yöntemiyle gerçekleştirilir. -yan bant sinyali (Şekil 3.2'de):

Bireysel iletim dönüştürücü IPP (GPP'nin grup iletim dönüştürücüsünün yanı sıra), bir yandan dönüştürülen sinyalin (PM sinyali) frekans spektrumunun sağlandığı ve diğer yandan bir halka modülatörüdür. harmonik salınım taşıyıcı frekansı. Halka transformatörden sonra, yan bantlardan birini üst veya alt olarak ayıran ve taşıyıcı kalanını ve ikinci yan bandı bastıran bir bant geçiren filtre (BPF) dahildir. PF filtresinin değeri ve bant genişliği seçilerek, sinyalin aktarılan konumu ve bant genişliği belirlenir. uzak kanal grup (doğrusal) sinyalinin frekans ekseninde. Alıcı tarafta, spektrum, grup alıcı dönüştürücülerde (GPR) ve bireysel alıcı dönüştürücülerde (PPR) ters sırada dönüştürülür. 4 kHz'in katlarında frekansların alt taşıyıcıları içinde yer alan standart PM kanallarının sinyal spektrumlarının bireysel dönüşümü ile. Bu durumda, bitişik kanalların spektrumlarının güvenilir bir şekilde filtrelenmesi için gerekli olan bitişik kanallar arasında koruma bantları = 0,9 kHz sağlanır. Bireysel dönüştürmenin bir sonucu olarak, genellikle 3,6 veya 12 kanal içeren birincil kanal grupları (PG'ler) oluşturulur. Bu nedenle, alan düşük kanallı askeri sistemler için, en çok 12.3 - 23.4 kHz frekans spektrumunu işgal eden 3 kanallı birincil gruplar kullanılır - sözde 3 kanallı CC, 12.16.20 kHz alt taşıyıcıları kullanılarak oluşturulur. üst taraf... Doğrusal spektrumu oluşturmak için üç dönüşüm adımı kullanılır. Bireysel ekipmanda, düşük frekanslı sinyallerin dönüştürülmesi

12, 16 ve 20 kHz taşıyıcı frekansları kullanarak. sırasıyla birinci ikinci ve üçüncü kanallar için 12.3 ila 15.4 kHz, 16.3 ila 19.4 kHz, 20.3 ila 23.4 kHz üst yan bantları kullanarak. Dördüncü, beşinci ve altıncı kanalların sinyalleri benzer bir oluşumdan geçer.

Açık ikinci aşama dönüştürme 12.3-12.4 kHz'lik iki üç kanallı grubun spektrumları, 92 ve 108 kHz'lik taşıyıcı frekanslar kullanılarak 68 ila 96 kHz frekans aralığına aktarılır. Kullanılan frekans bantları, 64 kHz'lik bir taşıyıcı frekansında üçüncü dönüşüm aşaması olan grup yardımıyla 68 ila 80 kHz (birinci grup) ve 84 ila 96 kHz (ikinci grup) arasındadır. 4-32 kHz doğrusal frekans spektrumuna aktarılır.

Alınan frekans spektrumuna ek olarak, servis iletişim kanalının sinyalleri ve 18 kHz'lik kontrol frekansı hatta iletilir.

Alıcı yolda, lineer spektrum sinyallerinin ton frekansının spektrumlarına dönüştürülmesi ters sırada gerçekleştirilir. Esas olarak metre dalgaları aralığında çalışan CHRK-FM'ye sahip küçük kanal istasyonlarında, frekans modülasyonlu sinyal (FM), doğrudan radyo frekansında (Şekil 3.6) frekans modülasyonlu bir jeneratörde (FMG) oluşturulur, stabilize edilmez. kuvars. HGM'nin dalgalanmaları, amplifikatörde daha da güçlendirilir. yüksek frekans(UHF) çıkışında çok kanallı frekans modülasyonlu bir sinyalin (MC FSM) üretildiği veya frekans olarak önceden çarpıldığı (genellikle 2-4 kattan fazla değil, yani fper = fhmg veya fper = nfhmg. FMG salınımı, HMG'nin salınım devresinde bulunan bir varikap veya başka bir reaktif eleman kullanılarak gerçekleştirilir.Modülasyon grubu sinyali (GS), AU'nun iletim yolunun çıkışından gelir (Şekil 3.6.) ve beslenir. Daha önce grup amplifikatörünü (GU) ve ön bozulma devresini geçen HMG'nin reaktif elemanına, kanalların kalitesinin gürültüye göre eşitlenmesine katkıda bulunur.FMG frekansının yüksek stabilitesini sağlamak için, frekans, sistemdeki (CM) referans frekanslarının (SNR) sentezleyicisi tarafından üretilen frekans setinden karşılık gelen referans frekansının salınımı ile stabilize edilir. ince ayar fOCH = fCHMG-fOCH farkı olarak elde edilen HMG ara frekansı (fFC), nominal değerine ve bir ara frekans yükselticisi (IFA) ve bir frekans dedektörü (FD) içeren AFC halkasına eşittir,

HMG (sistem dengede) frekansını etkilemez. HMG'nin ayarı bozulduğunda, değer nominal değerden farklıdır ve AFC sistemi, HMG'nin frekansını ayarlayarak artık ayarını izin verilen küçük bir değere getirir. Alçak geçiren bir filtre (LPF), frekans bandını keskin bir şekilde sınırlar ve pratik olarak sadece DC bileşenini izole eder.

V radyo röle istasyonları mikrodalga aralığında çalışan CHRK-FM ile, grup yolunun verici kısmı ve radyo yolu, kural olarak, Şekil 3.6'da gösterilen ilkeye göre yapılır. Burada fPЕР = f1 ± fПЧ ve f1 = fГЭ ± fСДВ, burada fСДВ, istasyonun verilen yarı kümesinin verici fПЕР ve alıcı fПР frekansları arasındaki kaymanın frekansıdır. Kaydırma frekansı genellikle sabittir ve istasyon yeniden ayarlandığında frekans sentezleyicide (MF) üretilen yerel osilatör frekansı fGET

amacını değiştirir, bunun sonucunda f1 değişir ve dolayısıyla fПЕР. Modülasyon olmadığında ara frekans her zaman sabittir. Bir grup sinyali ile modülasyon işleminde, f IF değeri, voltajla orantılı olarak ve grup sinyalinin voltajının işaretine göre değişir.

Ara röle istasyonunda, HF (HF geçişi) üzerinden yeniden iletim yapılırken, grup yolu kesilir ve ara frekans sinyali, diğer iletişim yönünün alıcısından mikser girişine gönderilir. Bu durumda, servis iletişim kanalının (CSC) sinyali, kaydırma üretecinde (Gsdv) bulunan frekans veya faz modülatörüne verilir.

Alma yolunun yapısı prensipte Şekil 3.7 kullanılarak gösterilmektedir. Süperheterodin tipi alıcı, bir FM sinyal alıcısı olarak yapılmıştır. Metre dalga aralıklarında çalışan düşük kanallı RRS'de genellikle çift frekans dönüşümü kullanılır. MF sistemleri tek bir frekans dönüşümü kullanır. Bu durumda, HF üzerinden yeniden iletilirken, diğer iletişim yönünün vericisine demodülasyon olmadan geçiş modunda (HFTP) çok kanallı frekans modülasyonlu bir ara frekans sinyali. Bu moddaki lokal osilatör hem verici hem de alıcı için aynı anda kullanıldığından (farklı iletişim yönleri). Yerel osilatör frekansının kararsızlığının büyüklüğü, bu ara RPC'de sırasıyla iletim frekansı ve karşıt iletişim yönlerinin alım frekansının olduğu, aktarılan sinyalden hariç tutulur.

Son modda (OK) çalışırken, sınırlayıcıda (Sınırlayıcı) genlik olarak sınırlandırıldıktan sonra ara frekans sinyali bir frekans detektörü tarafından demodüle edilir. Ayrıca, grup sinyali bir grup amplifikatörü tarafından yükseltilir ve eşitleme devresinden (VC) sonra sıkıştırma ekipmanına girer.

CHRK-CHM yönteminin avantajları:

- bir grup yolu ve standart geniş bant kanalların (BC) yolları aracılığıyla kablolu çok kanallı telekomünikasyon hatlarıyla arayüz oluşturma olasılığı, bu da kompozit radyo röle kablo iletişim hatlarının elde edilmesini ve sağlanmasını kolaylaştırır. ortak çalışma minimum sayıda PM geçişi ile bu tür iletişim araçları;

- gerekirse, RRS'yi iletişim merkezinden önemli bir mesafeye (14-16 km'ye kadar) yerleştirmeye izin veren harici sıkıştırma yöntemini kullanma imkanı;

- bir senkronizasyon sistemi kullanmaya gerek yok;

- geniş bant grup ve radyo yollarının çok yönlülüğü, ilke olarak, yalnızca iletim için uygun değil çok kanallı sinyaller standart PM kanallarının sinyallerini birleştirmek, ancak yüksek hızlı ikili bilgi akışlarının iletimi için, televizyon sinyalleri vesaire.

CHRK-FM yönteminin dezavantajları:

- onlarca veya daha fazla kanal sayısına sahip sıkıştırma ekipmanının hacmi; askeri mobil radyo röle bağlantıları ile ilgili olarak, bu, AU'yu barındırmak için ek taşıma birimleri tahsis etme ihtiyacına yol açar;

- kanalların tümünü veya bir kısmını PM'ye demodüle etmeden herhangi bir sayıda PM kanalı tahsis etmenin imkansızlığı, kanalları yalnızca gruplar halinde tahsis etme ihtiyacı (üçlü, altılı, vb. Şekil 3.8.d, sürekli bir sinyalin darbeli iletim ilkesini gösterir. .);

- kendi ekipleri tarafından mühürlerin ayrı kontrol odalarının tutulması ihtiyacı;

- bir bütün olarak AU ve RRS'nin göreceli yüksek maliyeti.

Zaman bölmeli multipleks iletim sistemleri.

Kanalların zaman bölmeli (TDM) iletim sistemlerinin yapımı Kanalların zaman ayrımının özü, TDM ile SP'nin blok diyagramı. Kotelnikov teoremi. Darbe modülasyonu türleri. Darbe modülasyonu türlerinin ve uygulama alanlarının karşılaştırmalı analizi.

Kanalların zaman bölümü fikri, i-inci kanala ait birincil sinyalin elemanlarının, ortak bir hat boyunca diğer kanallardan gelen sinyallerden arınmış, örtüşmeyen zaman aralıklarında iletilmesidir.

Çoğunlukla, birincil sinyaller analogdur (sürekli) ve FDC fikri, bir örnekleme işlemi ihtiyacını belirler.

Bu işlem Kotelnikov teoremine göre yapılır. Aşağıdaki gibi formüle edilmiştir: frekans sınırlı bir spektruma sahip herhangi bir zaman-sürekli sinyal, bir zaman aralığında alınan bir okuma dizisi (anlık değerler) ile temsil edilebilir:

T NS = 1 / F NS , F NS ≥ 2F B .

Her sinyale kendi zaman dilimi verilir.

Örnekleme işlemi kanal elektronik anahtarları kullanılarak gerçekleştirilir.

Pirinç. 8.1. Bir zaman bölmeli multipleks iletim sisteminin blok diyagramı

Grup sinyalinin en yakın darbeleri arasındaki zaman aralığı T K zaman dilimi veya zaman dilimi (Zaman Yuvası) olarak adlandırılır. Sinyallerin geçici olarak birleştirilmesi ilkesinden, bu tür sistemlerde iletimin döngüler halinde, yani periyodik olarak gruplar şeklinde gerçekleştirildiği sonucu çıkar. n gr = N + n bakliyat, nerede n- sayı bilgi sinyalleri,n- servis sinyallerinin sayısı (senkronizasyon darbeleri - IS, servis iletişimi, kontrol ve çağrılar). Sonra zaman aralığının değeri:

Δt K = T NS / N gr .

Şekil 8.2. Kanalların zaman bölme yönteminin açıklamasına.

Kanalların zaman bölümü ile aşağıdaki modülasyon türleri mümkündür:

1.AIM - darbe genlik modülasyonu;

2. PWM - darbe genişlik modülasyonu;

3.FIM - faz-darbe modülasyonu;

4.PHIM - Darbe Frekans Modülasyonu.

AMI ile, periyodik darbe dizisi, modülasyon sinyalindeki değişime göre değişir.Birinci tür genlik-darbe modülasyonunu ayırt edin (AIM -1) (bununla birlikte, darbelerin tepeleri modüle edici sinyale göre değişir) İkinci tür (AIM-2) genlik modülasyonu ile, darbelerin tepesi düzdür ve ayrım anındaki darbe genliğine eşittir. Darbe oranı ondan fazla olduğunda, AIM-1 ve AIM-2 arasındaki farklar ortadan kalkar. PAM modülasyonunun uygulanması kolaydır, ancak parazit bağışıklığı düşüktür, çünkü herhangi bir girişim darbe genliğini değiştirir ve yeniden yapılandırılmış sinyalin şeklini bozar.PAM genellikle dönüştürme sırasında bir ara modülasyon türü olarak kullanılır. analog sinyal dijital olarak.

PWM ile sinyal spektrumu, sinyal süresine bağlı olarak değişir.Minimum sinyal seviyesi, minimum darbe süresine ve buna bağlı olarak maksimum sinyal spektrumuna karşılık gelir.

Bu durumda, darbelerin genliği değişmeden kalır. Tek taraflı PWM (OWM) ile süredeki değişiklik sadece hareket ettirerek gerçekleşir.

arka veya ön cephelerden biri. İki yönlü PWM ile süredeki değişiklik saat noktasına göre gerçekleşir. AIM ile karşılaştırıldığında daha fazla gürültüye dayanıklı iletim yöntemi. Genlik bozulmasından kurtulmak için bir genlik sınırlayıcı kullanılır. PWM, darbeli radyo iletişiminin MSP'lerinde ve ayrıca bazı radyo telemetri sistemlerinde, telekontrol ve telemekanik sistemlerinde kullanılır.

PPM, bir tür zaman darbe modülasyonudur.

Birkaç FIM türü vardır

1. türden PPM Onunla, darbelerin zaman kayması, darbenin ortaya çıktığı andaki modülasyon sinyalinin değeri ile orantılıdır. Zaman kaymasının, saat noktalarındaki modülasyon sinyalinin değeriyle orantılı olduğu FIM-2 darbe modülasyonu. FIM-2 genellikle kullanılır.Modülasyon sinyalinin negatif değerleri ile darbeler sola, pozitif değerler sağa kaydırılır.

Bir VRM ve analog modülasyon yöntemlerine sahip ekipmanda, PPM en büyük uygulamayı aldı, çünkü onu kullanırken, darbelerin genlikteki iki yönlü sınırlandırılmasıyla ek gürültü ve parazitin parazit etkisini azaltmak ve ayrıca optimal olarak eşleştirmek mümkündür. kanal bant genişliği ile sabit darbe süresi. FIM'in ağırlıklı olarak kullanıldığı VRK'lı iletim sistemlerinde.

PFM ile darbe tekrarlama hızı, modüle edici sinyalin genliğine bağlı olarak değişir.

Kendini kontrol etmek için sorular.

1. Kotelnikov teoremi neye benziyor?

2. Kotelnikov teoremi neden sadece sınırlı spektrumlu sürekli sinyaller için geçerlidir?

3.AIM-1 ve AIM-2 nedir, farkları nedir?

4. PWM - modülasyon, avantaj ve dezavantajları gerçekleştirme yolları?

5.FIM modülasyonu, avantajları ve dezavantajları nasıl uygulanır?

6. Kanal darbe genlik modülatörlerinin girişinde bulunan alçak geçiren filtrelerin tanımı.

7. Kanal seçicilerin çıkışında bulunan alçak geçiren filtrelerin tanımı.

8. Kanal genlik-darbe modülatörlerinin ve kanal seçicilerinin senkron çalışması ihtiyacı.

Çok kanallı iletimin ilkeleri Kullanılan kanal ayırma (RC) yöntemleri, doğrusal ve doğrusal olmayan (kombinasyonlu) olarak sınıflandırılabilir. Çoğu kanal bölme durumunda, her mesaj kaynağına kanal adı verilen özel bir sinyal atanır. Mesaj modülasyonlu kanal sinyalleri, bir temel bant sinyali (GC) oluşturmak üzere birleştirilir. Birleştirme işlemi doğrusal ise, elde edilen sinyale doğrusal bir temel bant sinyali denir. Başına standart kanal telefon sinyalinin ana spektrumuna karşılık gelen 300 ... 3400 Hz'lik verimli bir şekilde iletilen frekans bandıyla mesajların iletilmesini sağlayan bir ses frekans kanalı (PM kanalı) alın.

Çok kanallı sistemler, PM kanallarını, genellikle 12 kanalın katları olan gruplar halinde birleştirerek oluşturulur. Buna karşılık, genellikle telgraf veri iletim kanalları tarafından PM kanallarının "ikincil çoğullamasını" kullanın. genelleştirilmiş yapısal şema sistemler çok kanallı iletişim

Toplayıcı ile birlikte kanal vericileri, birleştirme ekipmanını oluşturur. Grup vericisi M, LAN'ın iletişim hattı ve grup alıcısı P, kombinasyon ekipmanı ve bireysel alıcılarla birlikte çok kanallı bir iletişim sistemi oluşturan grup iletişim kanalını (iletim yolu) oluşturur. Başka bir deyişle, alıcı tarafta ayırma ekipmanı sağlanmalıdır.

Ayırma cihazlarının sinyalleri ayırt edebilmesi için ayrı kanallar, yalnızca bu sinyale özgü belirli işaretler olmalıdır. Bu tür işaretler Genel davaörneğin, genlik, frekans veya faz gibi taşıyıcının parametreleri olabilir. sürekli modülasyon harmonik taşıyıcı NS ayrık tipler modülasyon, dalga biçimi de ayırt edici bir özellik olarak hizmet edebilir. Buna göre, sinyal ayırma yöntemleri de farklıdır: frekans, zaman, faz ve diğerleri.

Böylece, dört kapılı ağın çıkışında, giriş sinyallerinin frekansları (ω, Ω) ile birlikte ortaya çıktı: sabit bileşen; giriş sinyallerinin ikinci harmonikleri; toplamın bileşenleri (ω + Ω ) ve fark (ω - Ω) frekansları. (2ω, 2Ω); Bilgi, ω'ye göre ayna benzeri olan ve üst (ω + Ω) ve alt (ω - Ω) yan frekanslar olarak adlandırılan (ωн + Ω) ve (ωн - Ω) frekanslı sinyallerde de yer alacaktır. Modülatöre bir taşıyıcı frekans sinyali U 1 (t) = Um ∙ Cosωнt ve Ωn ... Ωw bandında (burada Ωn = 0.3 kHz, Ωw = 3.4 kHz) bir ton frekans sinyali uygulanırsa, sinyal spektrumu dört bağlantı noktalı bir ağın çıktısı şöyle görünecektir:

Dört kapılı bir ağın çıkışındaki sinyal spektrumu Yararlı dönüşüm (modülasyon) ürünleri, üst ve alt yan bantlardır. Alımdaki sinyali geri yüklemek için, demodülatör girişine taşıyıcı frekansı (ωн) ve yan frekanslardan birini sağlamak yeterlidir.

ISP-CHRK'de kanal üzerinden yalnızca bir yan bant sinyali iletilir ve yerel jeneratörden taşıyıcı frekansı alınır. Her kanal modülatörünün çıkışında, geçiş bandı ∆ω = Ωw - Ωn = 3,1 kHz olan bir bant geçiren filtre açılır. Filtrelerin kusurlu frekans tepkisinin neden olduğu bitişik kanalların (çapraz karışma) etkisini azaltmak için, sinyal mesaj spektrumları arasına koruma aralıkları getirilir. PM kanalları için 0,9 kHz'e eşittirler. Koruma aralıklı grup sinyal spektrumu

FDD ekipmanı oluşturma ilkeleri 12 veya daha fazla sayıda kanala sahip FDD sistemlerinde, çoklu frekans dönüştürme ilkesi uygulanır.İlk olarak, PM kanallarının her biri birincil olarak adlandırılan bir veya başka 12 kanallı gruba “bağlanır”. grup (PG). Terminal ekipmanı (AOK ve ARC dahil), frekans dönüşümünün her aşamasında, giderek daha fazla genişlemiş PM kanal grupları oluşturulacak şekilde inşa edilmiştir. Ayrıca, herhangi bir grupta kanal sayısı 12'nin katıdır.

Her kanal aşağıdaki bağımsız cihazları içerir: iletim genlik sınırlayıcı OA, modülatör M ve bant geçiş filtresi PF üzerinde; alımda bant geçiren filtre PF, demodülatör DM, alçak geçiren filtre LPF ve amplifikatör düşük ULF frekansı... Orijinal sinyali dönüştürmek için, her kanalın modülatörlerine ve demodülatörlerine 4 kHz'in katları olan taşıyıcı frekanslar verilir. organize ederken telefon bağlantısı Ya iki yönlü iki telli iletim sistemi veya tek yönlü dört telli iletim sistemi kullanılabilir. Şekilde gösterilen şema ikinci seçeneğe atıfta bulunmaktadır.

Kanal telefon iletişimi için kullanılıyorsa, devrenin aboneden gelen iki telli bölümü dört telli kanala bağlanır. diferansiyel sistem(DS). Bir veya daha fazla tek yönlü kanal gerektiren diğer sinyallerin (telgraf, veri, ses yayını vb.) iletilmesi durumunda, DS devre dışı bırakılır. Genlik sınırlayıcılar, birkaç konuşma sinyalinin voltaj tepe noktalarının göründüğü anlarda grup amplifikatörlerinin aşırı yüklenmesini (ve dolayısıyla doğrusal olmayan girişim olasılığını azaltmasını) önler.

Beş PG'nin aynı frekans bantları, 312 ... 552 kHz bandında frekans olarak ayrılır ve 60 kanallı (ikincil) bir grup (SH) oluşturur. Grup dönüştürücülerin çıkışlarına bağlanan PF 1 - PF 5 bant geçiren filtrelerin yardımıyla, her biri 48 kHz frekans bandında SSB tipi sinyaller oluşturulur. Spektrumda örtüşmeyen bu beş sinyalin eklenmesi sonucunda 240 kHz frekans bandına sahip SH spektrumu oluşur.

Bitişik yollardan iletilen SH sinyalleri arasındaki geçici etkileri azaltmak için, SH spektrumunda PG 2 - PG 5'in hem doğrudan hem de ters spektrumları kullanılabilir.İlk durumda, taşıyıcı frekansları 468, 516, 564, 612 uygulanır. GP 2 - GP 5 c.Hz ve ilgili bant geçiren filtreler alt yan bantları vurgular (yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi). İkinci durumda, GP 2 - GP 5'e 300, 348, 396, 444 kHz'lik taşıyıcı frekansları sağlanır ve üst yan bantlar PF 2 - PF 5 bant geçiş filtreleri tarafından vurgulanır. Taşıyıcı frekansı PG 1 için her iki durumda da aynıdır (420 kHz) ve PG 1'in spektrumu ters çevrilmemiştir.

Grup mesajlarının temel özellikleri Bu parametreler karşılık gelen frekans, bilgi ve enerji özelliklerine göre belirlenir. CCITT'nin tavsiyesi üzerine, ortalama mesaj gücü aktif kanal sıfır bağıl seviyeli noktada, 88 mikrona eşit olarak ayarlanır. W0 (- 10,6 inç Bm 0). Ancak, Pav hesaplanırken CCITT, P 1 = 31,6 mikron değerinin alınmasını önerir. W0 (- 15 inç Bm 0) N ≥ 240 ise, ortalama güç grup mesajı sıfır bağıl seviye noktasında Pav = 31,6 N, mk. W ve karşılık gelen ortalama güç pav seviyesi = - 15 + 10 lg N, d.Bm 0.

N ise

Zaman bölmeli çoğullama (TDM), analog iletim yöntemleri İletim tarafında TDM ile sürekli sinyaller abonelerden birer birer iletilir. Kanalların zaman bölümü ilkesi

Bunu yapmak için, bu sinyaller, örnekleme periyodu olarak adlandırılan belirli Td zaman aralıklarında periyodik olarak tekrarlanan bir dizi ayrık değere dönüştürülür. VAKotelnikov teoremine göre, üst frekans Fw >> Fn'ye sahip sürekli, spektrum sınırlı bir sinyalin örnekleme periyodu Td = 1 / Fd, Fd ≥ 2 Fw'ye eşit olmalıdır. grup sinyali Tk, bir kanal aralığı veya bir zaman dilimi (Zaman Yuvası) olarak adlandırılır.

Sinyallerin geçici olarak birleştirilmesi ilkesinden, bu tür sistemlerdeki iletimin döngüler halinde, yani periyodik olarak Ngr = N + n darbe grupları şeklinde gerçekleştirildiği, burada N bilgi sinyallerinin sayısıdır, n servis sinyallerinin sayısı (senkronizasyon darbeleri - IC, servis iletişimi, kontrol ve çağrılar). Daha sonra zaman aralığının değeri ∆tk = Td / Ngr olur. Böylece TDM ile N aboneden ve ek cihazlardan gelen mesajlar üzerinden iletilir. ortak kanal her birinin süresi τ olan bir darbe dizisi şeklinde bağlantılar ve

PPM'li CPM'li grup sinyali Kanalların zaman bölümü ile aşağıdaki darbe modülasyonu türleri mümkündür: AIM - darbe genlik modülasyonu; PWM - darbe genişlik modülasyonu; FIM - Darbe Faz Modülasyonu.

Listelenen darbe modülasyon yöntemlerinin her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır. AIM - uygulaması kolay, ancak gürültü bağışıklığı zayıf. Analog bir sinyali dijitale dönüştürmek için bir ara modülasyon formu olarak kullanılır.PWM ile sinyal spektrumu darbe süresine bağlı olarak değişir. Minimum sinyal seviyesi, minimum darbe süresine ve buna bağlı olarak maksimum sinyal spektrumuna karşılık gelir. Sınırlı bir kanal bant genişliği ile bu tür darbeler oldukça bozuktur.

VRK ve analog modülasyon yöntemlerine sahip ekipmanlarda, girişim etkisini azaltabileceğinden en yaygın olarak kullanılan PPM'dir. ek gürültü ve genlikteki darbelerin iki yönlü sınırlandırılmasıyla girişim ve ayrıca sabit darbe süresini kanal bant genişliği ile en uygun şekilde eşleştirme. Bu nedenle VDK'lı iletim sistemlerinde ağırlıklı olarak PPM kullanılmaktadır. Karakteristik özellik Darbe modülasyonlu sinyal spektrumunun bir kısmı, iletilen mesajın Ωn… Ωw frekanslarına sahip bileşenlerin varlığıdır uк (t) Spektrumun bu özelliği, kesme frekansı eşit olan AIM ve PWM alçak geçiren filtrenin (LPF) demodülasyonu olasılığını gösterir. Ωv'ye.

Düşük yan bant bileşenleri (ωd - Ωw) ... (ωd - Ωn) düşük geçişli filtre geçiş bandına düşmezse demodülasyona bozulmalar eşlik etmeyecek ve Fd> 2 Fw seçilirse bu koşul yerine getirilmiş olacaktır. Genellikle ωd = (2.3 ... 2.4) Ωw alın ve 0.3 ... 3.4 kHz frekans bandına sahip bir telefon mesajı örneklenirken, örnekleme frekansı Fd = ωd / 2π 8 kHz'e eşit seçilir, kHz bir örnekleme periyodu Td = 1 / Fd = 125 µs PPM ile, modüle edici mesajın spektrumunun bileşenleri (Ωn… Ωw) frekansına bağlıdır ve küçük bir genliğe sahiptir, bu nedenle PPM demodülasyonu yalnızca sonraki filtreleme ile PWM veya PWM'ye dönüştürülerek gerçekleştirilir. alçak geçiren filtre

Kanal modülatörlerinin ve ek cihazların çalışmasını sağlamak için, örnekleme frekansı Fd olan darbe dizileri, ilk kanala göre i · ∆tk ile kaydırılır, burada i kanal numarasıdır. Böylece, CM işleminin başlama anları, ilgili abonenin genel geniş bant kanalına bağlantı anlarını belirleyen RC'den gelen tetikleme darbeleri tarafından belirlenir veya ek cihaz... Alınan grup sinyali ugr (t), rejeneratörün (P) girişine beslenir. ayrık sinyaller farklı kanallar aynı özellikler, örneğin aynı darbe şekli.

Bir sinyal ugr (t) üretmek için tasarlanmış tüm cihazlar: KM 1 ... KMN, RK, GIS, DUV, DSS, R - sinyal birleştirme ekipmanına (AO) dahildir. Doğru kanal ayrımını sağlamak için, RK ′ AR, uygun seçiciler (SIS) ve senkronizasyon ünitesi (BS) tarafından tahsis edilen senkronizasyon darbeleri (IS) kullanılarak gerçekleştirilen RK AO ile senkronize ve fazda çalışmalıdır. CD çıkışlarından gelen mesajlar, diferansiyel sistemler aracılığıyla uygun abonelere gider.

VRK'lı iletim sistemlerinin gürültü bağışıklığı, büyük ölçüde, kanalları birleştirmek ve ayırmak için ekipmana kurulu senkronizasyon sisteminin ve kanal dağıtıcılarının doğruluğu ve güvenilirliği ile belirlenir. grup sinyali u * gr (t). FIM'de en uygun olanın, her bir Td örnekleme periyodunda ∆tk zaman dilimlerinden birinin tahsis edildiği iletim için çift IC'lerin kullanılması olduğu ortaya çıktı.

FIM'li bir sistemde alınabilecek kanal sayısını belirleyelim. Td = (2∆tmax + tg) Ngr, burada tg koruma aralığıdır; ∆tmax - darbelerin maksimum yer değiştirmesi (sapması). Bu durumda, darbelerin süresinin tg ve tmax ile karşılaştırıldığında küçük olduğunu varsayıyoruz. , Maksimum darbe sapması belirli bir miktar kanallar kabul edilir, bu nedenle

Bunun için düşünüldüğünde telefon iletimiТд = 125 μs, şunu elde ederiz: Ngr = 6 ∆tmax = 8 μs'de, Ngr = 12 ∆tmax = 3 μs'de, Ngr = 24 ∆tmax = 1.5 μs'de. ∆tmax ne kadar yüksek olursa, PPM'li sistemin gürültü bağışıklığı o kadar yüksek olur. PPM'den radyo kanalları üzerinden sinyal iletirken, ikinci aşamada (radyo vericisinde) genlik (AM) veya frekans (FM) modülasyonu kullanılabilir. PPM - AM'li sistemlerde genellikle 24 kanalla sınırlıdır ve daha fazla gürültü bağışıklığı olan bir sistemde PPM - FM - 48 kanal bulunur.