Grup sinyali oluşturma yolları. Sinyal türleri: analog, dijital, ayrık

Bir radyo kanalında sinyal oluşturma işlemi birkaç aşamada gerçekleştirilir:

Analogdan dijitale dönüştürme;

Konuşma kodlaması;

Kanal kodlaması;

Modülasyon.

Analogdan dijitale dönüştürme sürecinde, 300 ila 3400 Hz arasındaki bir frekans bandıyla sınırlı bir analog konuşma sinyali, örnekleme nedeniyle (örnekleme frekansı 8 kHz'dir) genlik darbe modülasyonlu bir sinyale (PAM) dönüştürülür. ). Ayrıca, PIM sinyalinin 8 örneğinin her biri, bir bit ikili kod ile kodlanmıştır, yani. PIM sinyali bir PCM sinyaline dönüştürülür. Sonuç olarak, hızı 64 kbit / s olan analogdan dijitale dönüştürücünün (ADC) çıkışında bir akış oluşur.

ADC çıkışından, sayısallaştırılmış konuşma sinyali, konuşma kodlayıcıya beslenir. GSM standardında ses kodlaması, vericinin sadece görüşme süresince açık kalmasını sağlayan, duraklamalar sırasında ve bir konuşmanın sonunda kapatan, süreksiz dil iletimi (DTX) sistemi çerçevesinde gerçekleştirilmektedir. konuşma. Konuşma kodlamasının ana görevlerinden biri, iletim hızını azaltmak için konuşma sinyalinin sıkıştırılmasıdır. GSM standardında kodlama için doğrusal tahmin (LP) yöntemine dayalı ses kodlayıcı yöntemlerinin kullanılması, iletim hızının 64'ten 13 kbit/s'ye düşürülmesine olanak tanır. Konuşma sinyalinin bölümlerinin her biri 20 ms'de kodlanmıştır. Bu zaman aralığı boyunca, temel tonun periyodu, uyarmanın doğası (donuk seslere kıyasla yüksek veya sesli ünsüz ses) gibi bir konuşma sinyalinin parametreleri, kazanç sabit kalır.

GSM standardında kodlama, RPE-LTP (Düzenli Darbe Uyarımlı Doğrusal Tahmin ve Uzun Süreli Tahmin) kullanılarak yapılır. Yöntemin özü, mevcut örneği tahmin etmek için önceki örneklerden (diferansiyel PCM) gelen verilerin kullanılması gerçeğinde yatmaktadır. Kodlama sırasında her örnek, önceki örneklerin doğrusal bir kombinasyonu ile temsil edilir ve bu doğrusal kombinasyonun katsayıları şeklinde tarif edilir ve tahmin edilen ve gerçek örneklerin farkı ile kodlanır. Bu tür kodlamanın bir sonucu olarak, iletim hızının kbit / s'ye düşürülmesi nedeniyle 20 ms aralığında 260 bit oluşur. Böylece konuşma kodlayıcı, konuşma sinyalinin neredeyse 5 kat sıkıştırılmasını sağlar (64/13 = 4,92).

260 bit hacimli konuşma sinyali kodlayıcısının giriş bilgilerinin yapısı şunları içerir:

Kısa vadeli tahmin filtresi parametreleri (36 bit);

Uzun vadeli tahmin filtresi parametreleri (36 bit);

Uyarma sinyali parametreleri (188 bit).

Kanal kodlama, iletilen bilgilerdeki hatalara karşı koruma sağlar. GSM standardında, 20 ms'lik bir konuşma segmenti aralığındaki 260 bitlik bilgi 2 sınıfa ayrılır: sınıf 1 ve sınıf 2. Sınıf 1, sırayla iki alt sınıfa ayrılır: alt sınıf 1a - en hassas 50 bit , ve alt sınıf 1b - 132 bit, hatalara orta derecede duyarlıdır. Sınıf 2, hatalara en az duyarlı olan 78 bit içerir. Kanal kodlamanın blok şeması Şekil 1.5'te gösterilmiştir.

Alt sınıf 1a bilgisi, döngüsel bir kodla (53, 50) kodlanır. Bir hata tespit edilirse, numunenin tamamı geriye katlanır ve bir öncekiyle değiştirilir. Alt sınıf 1a'nın kodlanmış 53 biti, alt sınıf 1b'nin 132 biti ve 4 ek sıfır biti (toplamda 189 bit), kodlama hızı ve kısıtlama uzunluğu olan bir evrişimli kodlayıcıya (2, 1, 5) beslenir. Evrişimsel kodlayıcı şekillendirme polinomları, ... Evrişimsel olarak kodlanmış, 378 bit, 78 sınıf 2 bit ile birlikte 456 bittir ve bir bit hızı ile sonuçlanır kb/sn.

Evrişimli kodlamadan sonra, 456 bit, grup hatalarının etkisini azaltan blok diyagonal serpiştirmedir (kod çözme sırasında düzeltilen düşük kat hatalarına dönüşürler).

Şekil 1.5 - GSM standardında kanal kodlamasının blok şeması

Serpiştirme işleminden sonra, ilk 456 bitlik dizi, her yuva iki 57 bitlik blok (114 bit) barındırdığından, sekiz adet 57 bitlik bloğa bölünür. Yardımcı ve servis bilgilerinin eklenmesi dikkate alındığında trafik kanalı yuvasının uzunluğu 156.25 bittir. 20 milisaniyelik bir konuşma bölümünün bilgisi ardışık dört çerçevede bir yuvayı kapladığından, bu nedenle dijital bilgi akış hızı (4x156.25) / 20x10 -3 = 625 / 20x10 -3 = 31.25 kbit / s'dir.

Bu bilgi (yani 4x156.25 = 625 bit), bir 4.615 ms'lik çerçeve sırasında, bir frekans kanalında sekiz zaman diliminin bilgisi iletilecek şekilde, 8 faktörü ile zaman içinde sıkıştırılır, bunun sonucunda, bit hızının bit hızı dijital dizi (8x31, 25) = 250 kbps'ye yükselir.

Trafik kanalının konuşma bilgisini taşıyan her 12 çerçevesi için (trafik kanalının çoklu çerçevesinde, bilgi amaçlı konuşma çerçeveleri 0-11 ve 13-25'tir, 12. çerçevede SACCH kontrol kanalı iletilir ve 26. çerçeve boş, yedek), 20.833 kbps hıza sahip bir SACCH kontrol bilgisi çerçevesi tarafından eklenir. Böylece, kanal kodlayıcının çıkışındaki bilgi bit dizisinin (konuşma sinyali) hızı: 250 + 20.833 = 270.833 kbit / s.

Yukarıda, kanal kodlayıcının çalışmasına yönelik prosedür, yalnızca bir konuşma sinyalinin hata düzeltme kodlaması için düşünülmüştür. Kontrol kanallarının bilgileri tam olarak blok ve evrişimli kodlamaya tabi tutulur.

Bu nedenle, kanal bilgilerini kodlamak için: yavaş bağlı kontrol kanalı SACCH; hızlı bağlantılı kontrol kanalı FACCH; PCN çağrı kanalı; bir AGCH erişim izni kanalı; adanmış özel SDCCH kontrol kanalları, bir blok kodlayıcı (n, k) (224, 184), bir evrişimsel kodlayıcı (n, k, K) (2, 1, 5) ve ayrıca konuşma kanalı serpiştirmesine benzer bir serpiştirme şeması kullanır şema

SCH ve RACH kanalları, yukarıdaki kontrol kanallarının evrişimli kodlayıcılarından farklı olan evrişimli kodlayıcıların (2, 1, 5) yanı sıra farklı blok kodlama şemaları kullanır.

Bilgisayar verilerini iletirken, buna uygun olarak daha yüksek kalitede bilgi aktarımı sağlayan daha karmaşık evrişimli kodlama ve serpiştirme şemaları kullanılır.

Kanal kodlayıcının orijinal sinyalleri, görevleri dijital sinyali taşıyıcı frekansa, yani. bir dijital video sinyali ile bir radyo sinyalinin modülasyonu.

GSM standardı, Gauss Minimum Frekans Kaydırma Anahtarını (GMSK) kullanır. MSK anahtarlamada, taşıyıcı frekansı ayrık olarak, bilgi bit süresinin (TC) katları olan zaman aralıklarında, iki değerden birini alır (bit boyunca sabit) - veya radyo kanalının taşıyıcı frekansı nerede, bilgi bit dizisinin frekansıdır (iletim hızı). frekans aralığı - frekanslarla ve bir bit'e (Tc) eşit bir süre aralığında salınımların ortogonalliğinin sağlandığı mümkün olan minimum. Bu durumda, Tc süresi boyunca frekans salınımları ve faz farkı birikir, bu da eşittir. Başka bir deyişle, radyo sinyalinin MSK'sinin oluşumu, bir bilgi biti aralığında taşıyıcı faz değiştirilecek şekilde gerçekleştirilir. Sinüzoidal bir sinyalin fazının sürekli olarak değiştirilmesi, ayrı frekans değişiklikleri ile frekans modülasyonu ile sonuçlanır.

"Gauss" anahtarlama adı, bir Gauss genlik-frekans karakteristiğine sahip bir alçak geçiren filtre (LPF) aracılığıyla modülatöre bir dizi bilgi bitinin beslenmesiyle açıklanır. Gauss filtresinin kullanılması, yayılan radyo sinyalinin frekans bandını azaltmanıza olanak tanır. GMSK modülasyonu için, bilgi bit süresi () ile filtre bant genişliğinin (F) ürünü değeri temsil eder.

MSK yöntemi mantıksal olarak, süre ile modüle olan dikdörtgen darbelerin sinüzoidlerin veya kosinüslerin yarım dalga bölümleriyle değiştirildiği bir karesel faz kaydırmalı anahtarlama (çift göreli faz kaydırmalı anahtarlama (QPSK)) yöntemi olarak kabul edilir. Şekil 1.6, modülatörün bir şemasını, bir GMSK sinyali oluşturma sürecini gösteren zamanlama diyagramlarını göstermektedir.

İletim ve sonraki işlemler için, birincil mesaj uygun bir malzeme taşıyıcıya uygulanmalıdır, çoğu zaman bunun için, sürekli (harmonik) veya bir dizi şeklinde doğada ayrık olması gereken bilginin elektromanyetik doğası süreçleri kullanılır. darbeler.

Taşıyıcıya bilgi uygulama süreci, birincil mesaja göre kullanılan sürecin özelliklerini değiştirmeye indirgenir veya indirgenir.

Bilgileri çizmek için kullanılan parametrelere bilgi denir.

Taşıyıcının bilgi parametrelerini yönetme işlemine modülasyon denir.

Orijinal mesajı geri yüklemenin tersi işlemine demodülasyon denir.

Bu işlemlerin fiziksel uygulaması, modülatör ve demodülatör adı verilen fonksiyonel sinyal dönüştürücüler kullanılarak gerçekleştirilir. Genellikle bu cihazlar, kullanılan bilgi sistemi çerçevesinde birbirine bağlı bir çift oluşturur, yani. bir taşıyıcı sinyal üreteci ile birlikte çalışan bir model.

Kullanılan bilgi parametrelerinin türüne ve sayısına bağlı olarak, aktarım işlemi, çeşitli modülasyon türleri kullanılabilir.

Olası bilgi parametrelerinin sayısına ve zaman içindeki davranışlarının doğasına bağlı olarak, bilgi taşıyıcıları üç türe ayrılabilir:

1. Sabit - bunlar, ilk durumlarında zaman içinde sabitliğin modülasyonunun yokluğunda varlığı ile karakterize edilen taşıyıcılardır.

Bu tür taşıyıcıların aslında bir bilgi parametresi vardır, yani seviye.

2. Harmonik yasaya göre modülasyon yokluğunda meydana gelen süreçleri içeren harmonik süreçler (salınımlar veya dalgalar).

Sahip olmak bu tür taşıyıcıların genliği, frekansı ve fazı bilgi parametreleri olarak kullanılabilir. Buna göre, genlik modülasyonu ve frekans modülasyonu arasında bir ayrım yapılır.

3. İmpuls dizileri.

Üçüncü tipte taşıyıcılar kullanıldığında, en geniş modülasyon teknikleri yelpazesinin kullanılması muhtemeldir.

sinyal niceleme

Bilgi kontrol sistemlerinde bilgi iletimi hem sürekli hem de ayrık sinyaller kullanılarak gerçekleştirilebilir.

Ayrık sinyallerin kullanılması, bazı durumlarda daha fazla tercih edilir hale gelir, çünkü ayrık sinyaller iletim sırasında bozulma ile daha az hareketli olduğundan, bu bozulmaların saptanması daha kolaydır.

Ve en önemlisi, ayrık sinyaller, bilgi sistemlerinin dijital cihazları tarafından kullanım ve işleme için daha uygundur.

Öte yandan, sensörlerden alınan birincil sinyallerin çoğu süreklidir, bu bağlamda, sürekli sinyalleri verimli bir şekilde ayrık sinyallere dönüştürme sorunu ortaya çıkar ve bunun tersi de geçerlidir.

Sürekli bir fiziksel niceliği ayrı bir niceliğe dönüştürme işlemine nicemleme denir.

ders numarası 5

Aşağıdaki niceleme türleri arasında ayrım yapmak gelenekseldir.

1) Seviyeye göre niceleme, birincil sinyali tanımlayan sürekli fonksiyon, birbirinden belirli bir sonlu aralık (seviye) ile ayrılmış bireysel değerleri ile değiştirilirken. Buna göre, fonksiyonun anlık değerleri, niceleme seviyeleri adı verilen en yakın ayrık değerlerle değiştirilir, seviyelerin iki bitişik değeri arasındaki aralığa niceleme adımı denir. Niceleme aşaması, sabit (tek biçimli nicemleme) veya değişken (tek biçimli olmayan nicemleme) olabilir. Sürekli bir ayrık sinyalin dönüştürme doğruluğu, nicemleme adımının boyutuna bağlıdır. Bu doğruluk, fonksiyonun gerçek değeri ile nicelenmiş olan arasındaki farkla tahmin edilir. Bu tutarsızlığın miktarına hata (niceleme gürültüsü) denir.

Bir iletişim kanalı üzerinden bir sinyal iletirken, bu sinyal, bu birincil sinyali bozan belirli parazitlerden etkilenebilir. Aynı zamanda bu girişimin maksimum değeri biliniyorsa
, ardından niceleme adımını seçebilirsiniz
ve alıcı taraftaki sinyali yeniden nicelleştirin, ardından alınan sinyali parazitin etkisinden temizlemek mümkündür, çünkü
.

Böylece yeniden niceleme, girişim tarafından bozulan sinyali kurtarmayı mümkün kılar. Ancak, bu durumda niceleme hatasının devam ettiği akılda tutulmalıdır. Olumlu tarafı, nicemleme hatası önceden bilinir. Böylece parazit birikiminin önüne geçilebilmekte ve sinyal iletim kalitesi yükselmektedir.

2) Zaman niceleme (ayrıklaştırma). Bu durumda sürekli fonksiyon
sabit zamanlarda bireysel zaman değerleri ile değiştirilir. Birincil sinyalin değerlerinin raporları belirli bir aralıktan sonra yapılır.
, bu aralığa nicemleme adımı denir. Aralık ne kadar küçükse
, alıcı taraftaki nokta daha fazla iletilen işlevi kurtarabilecektir. Öte yandan, karışık bir ince adımla, ayrıklaştırma
veri aktarım hızı azalır ve iletişim kanalının bant genişliği gereksinimleri de artar.

,

,

,

.

Karışık bir kaba niceleme adımıyla, alımda işlevin yeniden üretiminin aslına uygunluğu önemli ölçüde azalır.

3) Seviye ve zamanda niceleme. Bazı durumlarda, düzey nicelemenin karma bir biçiminin kullanılmasının tavsiye edilebilir olduğu ortaya çıktı. Bu durumda, sinyal seviye olarak önceden nicemlenir ve sonuçtaki mesaj niceleme raporları önceden belirlenmiş bir süre sonra üretilir. Bu durumda şunu yazıyoruz:

RU 2660126 patentinin sahipleri:

Buluş, GLONASS uydu radyo navigasyon sisteminin bir sinyalini üretmek için sistemlerle ve özellikle iletim kontrol ve düzeltme araçlarıyla ilgilidir. Teknik sonuç, bir anten tarafından yayılan L1, L2 aralıklarının grup navigasyon radyo sinyallerinin dijital oluşumu yoluyla sinyal oluşumundaki hataları azaltmaktır. GLONASS grubu navigasyon sinyalini üretme yöntemi, L1, L2 bantlarında ve L3 kod bölme sinyalinde kod ve frekans bölmeli navigasyon sinyallerinin üretilmesini, bunların amplifikasyonunu ve L1, L2 kodundaki sinyallerin bir anten üzerinden yayılmasını içerir. ve frekans bölme bantları güç amplifikatörünün girişinde toplanır, bu durumda genlik modülasyonuna sahip toplam bir sinyal oluşturulur, daha sonra temel sinyal optimal eşitleme yöntemiyle sentezlenir, bunun için tüm sinyaller karmaşık bir biçimde sunulur, daha sonra sinyal, genlik modülasyonunu hariç tutan ve karmaşık sinyalin işaret fonksiyonunun tanımına göre dönüştürülmesine dayanan bir ekolayzırda dönüştürülür:

Buluş, bir uydu radyo navigasyon sistemi GLONASS'ın bir sinyalini üretmeye yönelik sistemlere ve özellikle sinyal iletimini ve bunun düzeltilmesini kontrol etmeye yönelik araçlara ilişkindir.

GLONASS seyrüsefer sinyalinin oluşumu için önceki teknik yöntemlerden, özellikle GLONASS grup sinyalinin oluşum yönteminden bilinmektedir (bkz. A.Yu. Sereda, KVDetyuk "SC'nin araç içi bilgi ve navigasyon kompleksi" makalesi -K ". Mühendislik Bülteni No. 3 , cilt 21, 2012, s. 115-119, Yayınevi Kuzey Kafkasya Federal Devlet Yüksek Okulu Yüksek Okulu Bilim Merkezi Güney Federal Üniversitesi Yüksek Mesleki Eğitim Otonom Eğitim Kurumu) ile L1, L2 bantlarında frekans bölmeli navigasyon sinyallerinin oluşumu ve emisyonu gerçekleştirilir, yani açık erişimli sinyaller L1OF, L2OF ve yetkili erişimli sinyaller L1SF, L2SF, ayrıca bir navigasyon sinyali oluşturur ve yayar. L3 bandında bir kod bölümü ile, yani açık erişim L3OC ile sinyal.

En yakın analog olarak belirtilen yöntemin dezavantajı, L1, L2 bantlarında bir kod bölme sinyali üretmek ve yaymak için kullanılamamasıdır, bu da üretilen frekans ve kod bölme sinyalleri arasında ek karşılıklı gecikmeler üreterek hataya yol açar. sinyal oluşumu.

Talep edilen buluşun teknik sonucu, bir anten tarafından yayılan L1, L2 aralıklarının grup seyrüsefer radyo sinyallerinin dijital üretimi vasıtasıyla sinyal oluşturma hatalarında bir azalma sağlamaktır.

Teknik sonuç, L1, L2 bantlarında kod ve frekans bölmeli navigasyon sinyallerinin oluşumunu ve L3 kod bölme sinyalini, bunların bir anten üzerinden amplifikasyonunu ve radyasyonunu içeren bir grup navigasyon sinyali GLONASS oluşturmak için bir yöntem oluşturarak elde edilir, L1, L2 bantlarındaki sinyallerin kodlandığı ve güç amplifikatörünün girişinde frekans bölünmesinin toplandığı bu durumda, genlik modülasyonlu toplam bir sinyal oluşur, daha sonra optimal eşitleme yöntemi ile baz sinyal sentezlenir, bunun için tüm sinyaller karmaşık biçimde sunulur, daha sonra sinyal, genlik modülasyonunu ortadan kaldıran ve temel olarak karmaşık sinyalin fonksiyon işaretinin tanımına göre dönüştürülmesi olan bir ekolayzırda dönüştürülür:

Belirli bir düzenlemede, karmaşık sayılar için aşağıdaki yaklaşıklık hesaplamak için kullanılır:

,

Başka bir özel düzenlemede, karmaşık sayılar için aşağıdaki yaklaşıklık hesaplamak için kullanılır:

,

Talep edilen buluş, aşağıdaki diyagramlarla gösterilmektedir:

Şekil 1, GLONASS grubu seyrüsefer sinyal üretecinin bir blok diyagramıdır.

İNCİR. 2, hizalanmış bir sinyalin oluşumunun bir diyagramıdır.

Çizimler şunları gösterir:

1 - Yerleşik senkronizasyon cihazı;

2 - Frekans ve kod bölümleri ile L1 navigasyon radyo sinyalinin dijital şekillendiricisi;

3 - Frekans ve kod bölmeli L2 navigasyon radyo sinyalinin dijital üreteci;

4 - Kod bölmeli L3 navigasyon radyo sinyalinin dijital üreteci;

5 - Güç amplifikatörü;

6 - Çentik filtresi;

7 - Tripleksleyici;

8 - Anten.

Bir grup navigasyon sinyali GLONASS oluşturmak için talep edilen yöntem aşağıdaki gibi uygulanabilir.

Tüm GLONASS navigasyon sinyallerinin bulunduğu toplam bant genişliği 400 MHz'den fazladır. GLONASS sinyallerinin üretilmesi için, her bir frekans aralığında ayrı ayrı grup sinyallerinin üretilmesi ve yükseltilmesi önerilmektedir.

Talep edilen yöntem, bir anten yoluyla bir sinyal yayarak uygulanır ve kod ve frekans radyo sinyallerini birleştiren, sığ genlik modülasyonu ve önemsiz enerji kayıpları ile karakterize edilen bir grup navigasyon sinyali oluşturmaya yönelik temelde yeni bir yönteme dayanır (Şekil 1).

Sinyalleri kod ve frekans bölümleriyle birleştiren bir grup radyo sinyali oluşturma yöntemi, L1 bandının bir radyo sinyali örneğinde en karmaşık olanı olarak kabul edilir. Sinyal spektrumları örtüşür, bu nedenle güç kaybı olmadan PA'dan sonra bunları anten girişine eklemek imkansızdır.

Kayıpları en aza indirmek için sinyaller PA girişinde toplanır. Bu, genlik modülasyonu ile toplam bir sinyal üretir. Kod ve frekans sinyallerinin güç oranı 2: 1 olduğunda, maksimumun minimum genliğe oranı 6 olacaktır. Bu nedenle, güç amplifikatörünün 16 dB aralığında doğrusal bir genlik özelliğine sahip olması gerekir. Böyle bir amplifikatör yüzde 20'den daha iyi olmayan bir verimliliğe sahip olacaktır.

Optimal hizalama yöntemiyle sentezlenen toplam grup sinyalinin, üretilen sinyalin minimum güç kaybını sağladığı teorik olarak gösterilmiştir. Sığ genlik modülasyonuna (AM) sahip bir grup sinyali, %20'den fazla olmayan bir güç kaybı pahasına gerçekleştirilebilir. Sayısaldan analoğa aygıtların hız ve bit genişliğindeki sınırlamaları dikkate alarak, yöntem donanımda gerçek devreler üzerinde uygulandığında hangi bozulmaların ve kayıpların meydana geleceğini değerlendirmek gerekir.

Ana işlemler, AM'yi kaldıran dönüştürücüde ve baz sinyali taşıyıcı frekansa aktaran dönüştürücüde gerçekleşir. Tüm sinyaller karmaşık biçimde sunulur. FPGA üzerine kurulu, bundan sonra ekolayzır olarak adlandırılan bir dönüştürücü, her iki sinyalin yapısını korurken AM'yi en aza indirmelidir. Doğal olarak bu, doğrusal olmayan dönüşümün bir sonucu olarak sinyal bileşenlerinin kombinasyonu ile sonuçlanacaktır. Bu bileşenlerin spektrumu, ana sinyallerin spektrumu üzerine bindirilecektir. Bu nedenle, PA'da grup sinyali yükseltildiğinde, gücün bir kısmı onlara yeniden dağıtılacaktır. Bu nedenle, seviyeleyici yapısını optimize etmek için ilk kriteri takip eder - kayıpları en aza indirmek. Bir dönüştürücüdeki bir sinyali dönüştürürken, ikinci bir kayıp kaynağı ortaya çıkabilir - düşük frekanslı bir F'de PA'nın geçiş bandında olabilen bir ayna kanalı. Bu nedenle, ekolayzır ile birlikte dönüştürücünün yapısı, görüntü kanalındaki kaybın %1'den az olması için görüntü kanalının en az 23 dB bastırılmasını sağlamalıdır.

Grup sinyalini PA'dan geçirdikten sonra, ekolayzerden sonra bir miktar genlik modülasyonu kalırsa oran değişebilir. Değişim miktarı, artık modülasyonun derinliğine bağlı olacaktır.

Fonksiyon işaretinin tanımına göre karmaşık bir x sinyalinin dönüştürülmesine dayanan, hizalanmış bir sinyal üretmek için bir devre düşünün (Şekil 2):

Böyle bir sinyal eşitleme şemasını uygularken, karmaşık sayılar için işaret işleminin hesaplama karmaşıklığı ile ilgili bir sorun mümkündür. Bu amaçla, hesaplamak için aşağıdaki yaklaşımın kullanılması önerilmektedir:

I ve Q nicelikleri, x karmaşık sayısının gerçel ve sanal kısımlarının skaler değerleridir. Böylece bu değerlerin modülü basit bir işaret atma işlemi ile belirlenir.

Bu yaklaşımın doğruluğu yeterli değilse, değer şu şekilde hesaplanabilir:

Bu durumda, hesaplama karmaşıklığı karekök hesaplama işlemi ile temsil edilecektir. Bu işlem de bölme işlemi gibi tablo şeklinde yapılabilir.

Bir grup navigasyon sinyalinin oluşturulması için önerilen yöntem GLONASS, bir anten tarafından yayılabilen, L1 ve L2 aralıklarının grup navigasyon radyo sinyallerinin dijital oluşturma yöntemini kullanma problemini çözmeye, ölçüm hatasını azaltmaya, artırmaya izin verir. uydular arası radyo bağlantısının verimi, uydular arası radyo bağlantısının radyo sinyalini ve radyo bağlantısı üzerinden iletim hızında birkaç kez bir artış sağlayan sinyal alıcı ekipmanı geliştirir.

1. L1, L2 bantlarında kod ve frekans bölmeli navigasyon sinyallerinin oluşumu ve L3 kod bölmeli bir sinyal, bunların amplifikasyonu ve bir anten aracılığıyla radyasyonu da dahil olmak üzere, bir GLONASS navigasyon sinyali grubu oluşturma yöntemi. Kodlu ve frekanslı L1, L2 bantları, güç yükselticisinin girişinde bölünerek toplanır, böylece genlik modülasyonuna sahip bir toplam sinyal oluşturulur, daha sonra optimal eşitleme yöntemi ile baz sinyal sentezlenir, bunun için tüm sinyaller sunulur. karmaşık formda, daha sonra sinyal, genlik modülasyonunu hariç tutan ve fonksiyon işaretinin tanımına uygun olarak dönüşüm karmaşık sinyaline dayanan bir ekolayzırda dönüştürülür:

,

2. İstem l'e göre bir grup GLONASS seyrüsefer sinyali üretmek için bir yöntem olup, özelliği, karmaşık sayılar için aşağıdaki yaklaşımın hesaplanması için kullanılmasıdır:

,

burada I ve Q, karmaşık sayı x'in gerçek ve sanal kısımlarının skaler değerleridir.

3. İstem l'e göre bir grup GLONASS seyrüsefer sinyali üretmek için bir yöntem olup, özelliği, karmaşık sayılar için aşağıdaki yaklaşımın hesaplanması için kullanılmasıdır:

,

burada I ve Q, karmaşık sayı x'in gerçek ve sanal kısımlarının skaler değerleridir.

Benzer patentler:

Buluş, radyo iletişimi alanı ile ilgilidir ve HF radyo iletişiminin uyarlanabilir sistemlerinin ve komplekslerinin yapımında kullanılabilir. Teknik sonuç, OFDM sinyalleriyle uyarlanabilir iletişim sisteminin verimini artırmaktan ibarettir.

Buluş, bilgi dizilerini dijital formatta iletmek için bir radyo iletişim tekniği ile ilgilidir. Teknik sonuç, kanaldaki iletişim koşullarına bağlı olarak iletim frekansını değiştirerek optimum hız ve iletişim aralığının sağlanmasından ibarettir.

Buluş, bir uydu iletişim sistemi, özellikle bir uzay aracı kontrol sistemi (SC) ile ilgilidir ve yer kontrol kompleksinden (GCC) SC'ye iletilen kontrol komutlarının dar bant girişiminin neden olduğu bozulmayı ortadan kaldırmayı amaçlar.

Buluş, uzay aracının (SC) uçuşunu izleme alanı ile ilgilidir ve uydu iletişiminin komut-ölçme sisteminde (CMS) kullanılabilir. Yöntem, SC kontrol komutlarını içeren "Earth-SC" sinyal hattı aracılığıyla KIS'nin yer kontrol bölümünden iletimi içerir.

Buluş, radyo iletme cihazları alanı ile ilgilidir ve uzay aracının yerleşik ekipmanının bir parçası olarak kullanılabilir. Elde edilen teknik sonuç, üçüncü dereceden intermodülasyon bozulma ürünlerinin değerinde bir azalma, uygulama için düşük kaynak tüketimidir.

Buluş, veri iletim teknolojileri ve özellikle güç kontrol teknolojisi ile ilgilidir. Teknik sonuç, baz istasyonunun UE'nin iletim gücünü güvenilir bir şekilde kontrol edebilmesi için UE'nin birleşik taşıyıcılarının güç boşluğunu birden fazla taşıyıcı içeren bir senaryoda raporlama yeteneği sağlamaktır ve bu nedenle, güvenilirliği ve verimi artırır. sistem.

Buluş, sesli bir referans sinyalinin sinyalleşmesini yapılandırmak için bir yöntemle ilgilidir. Teknik sonuç, kullanıcı ekipman düğümünün, SRS kaynak kullanım oranını ve kaynak programlama esnekliğini artıran bir sondaj referans sinyalini (SRS) periyodik olarak iletmesine yöneliktir.

Buluş, bir aracın (TS) konumunun belirlenmesi ile ilgilidir. Teknik sonuç, aracın hesap pozisyonundaki hatanın ve yön göstergesinin sistematik hatasının hedef tanımlama sonuçları üzerindeki etkisini ortadan kaldırarak radar hedeflerinin güvenilir bir şekilde tanımlanmasıdır.

Buluş, iletişim teknolojisi ile ilgilidir ve kablosuz iletişim sistemlerinde kullanılabilir. Teknik sonuç, iletim kanallarının kapasitesinin arttırılmasından ibarettir.

Buluş radyo mühendisliği, yani radyo navigasyon alanı ile ilgilidir ve Küresel Navigasyon Uydu Sistemlerinin (GNSS) alıcılarının yapımında kullanılabilir.Elde edilen teknik sonuç, bir cihazın hassasiyeti, doğruluğu ve gürültü bağışıklığında bir artıştır. çoklu sistem GNSS alıcısı.

Buluş, konumlandırma alanı ile ilgilidir. Teknik sonuç, örneğin kurtarma operasyonları veya itfaiyecilerin çalışmaları sırasında bir binada konumlandırma doğruluğunu artırmaktır. Koordinasyon cihazı (50) iletişimi, bir grup bağımlı iletişim cihazı (10, 20, 30, 40, 50) ile ilgili olarak önerilen konumlandırma yöntemi, yöntem aşağıdaki aşamaları içerir: koordinasyon cihazı (50) kullanılarak iletilir araçlar (12, 22, 32, 42, 52) aracılığıyla her bir bağımlı cihaza (10, 20, 30, 40, 50) kablosuz dijital iletişim tanımlama tablosu; her cihazın (10, 20, 30, 40, 50) yardımıyla UWB imzasını iletin; alınan UWB imzaları her cihaz kullanılarak analiz edilir ve belirtilen cihazı (10,20,30,40,50) diğer cihazların her birinden (10, 20, 30, 40, 50) ayıran mesafeler belirlenir; her bir bağımlı cihaz (10, 20, 30, 40) tarafından koordinasyon cihazına (50) iletilir, belirtilen bağımlı cihazı (10, 20, 30, 40) diğer cihazların her birinden (10, 20, 30) ayıran mesafeler , 40, 50); koordinasyon cihazı (50) kullanılarak bağımlı cihazların (10, 20, 30, 40) göreli konumları belirlenir. 2 n. ve 9 kişi f-ly, 8 dwg

Buluş, GLONASS uydu radyo navigasyon sisteminin bir sinyalini üretmek için sistemlerle ve özellikle iletim kontrol ve düzeltme araçlarıyla ilgilidir. Teknik sonuç, bir anten tarafından yayılan L1, L2 aralıklarının grup navigasyon radyo sinyallerinin dijital oluşumu yoluyla sinyal oluşumundaki hataları azaltmaktır. GLONASS grubu navigasyon sinyalini üretme yöntemi, L1, L2 bantlarında ve L3 kod bölme sinyalinde kod ve frekans bölmeli navigasyon sinyallerinin üretilmesini, bunların amplifikasyonunu ve L1, L2 kodundaki sinyallerin bir anten üzerinden yayılmasını içerir. ve frekans bölme bantları güç amplifikatörünün girişinde toplanır, bu durumda genlik modülasyonuna sahip toplam bir sinyal oluşturulur, daha sonra temel sinyal optimal eşitleme yöntemiyle sentezlenir, bunun için tüm sinyaller karmaşık bir biçimde sunulur, daha sonra sinyal, genlik modülasyonunu hariç tutan ve karmaşık sinyalin fonksiyon işaretinin tanımına göre dönüştürülmesine dayanan bir ekolayzırda dönüştürülür: daha sonra dönüştürücü, temel sinyali taşıyıcı frekansa aktarır. 2 c.p. f-ly, 2 dwg.

OM ile, iletişim kanalı başına bir yan bant oluşturulur.

SSB, karmaşık bir genlik-frekans modülasyonudur.

Saf bir ton varsa: U = U W cosWt

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

SSB ile taşıyıcı titreşimi (1. terim) ve tek yan bant yoktur.

Böyle bir sinyali demodüle etmek için taşıyıcıyı yeniden yapılandırmak gerekir. Bu nedenle modülasyon sırasında hafif bir taşıyıcı harmonik bırakılır.

Avantajlar: - verici gücünün daha verimli kullanımı: m = 1 için yan bant, tüm sinyalin gücünü içerir; toplam güçle - güç kaynağı ünitesinde - gücün 1/6'sı.

Tek bir yan bant sinyalinde, ana güç bir bilgi sinyali oluşturmaya harcanır;

OBN modülasyonu daha küçük bir frekans bandını kaplar, bu nedenle aynı siteye 2 kat daha fazla istasyon (kanal) yerleştirilebilir.

Dezavantajları: - SSB alımı için taşıyıcı kurtarma gereklidir; alıcıdaki ek donanım (f n ile yerel osilatör ve f n için filtre);

Alıcı ve vericinin yerel osilatörünün frekansının artan kararlılığı gereklidir (10 -6 10 -8);

OBP'nin oluşumu AM'den daha karmaşıktır. düşük seviyelerde P gerçekleştirilir ve ardından üretilen SSB sinyali yükseltilir.

İki bantlı modülasyon kullanılır - taşıyıcısız modülasyon, enerji açısından da avantajlıdır, ancak bant genişliği daha büyüktür.

1. SSB'yi oluşturmanın filtre yöntemi.

İlk olarak, bir taşıyıcı titreşimi uygulanır, çünkü filtrelenmesi zordur, güçlüdür ve yan banda yakındır.

Bir yan bandı kesecek bir bant geçiren filtre yapın.

Taşıyıcıyı AMC'den çıkarmak için 2 sinyali çarpmak gerekir: ve çıkışta taşıyıcısız bir sinyal alın.

x elde etmek için 2 yöntem vardır:

1) iki modüle edilmiş salınımın oluşumuna dayanır: (antifaz)

- dengeli modülatör.

Daha iyi bastırma için ????? modülatörler (bir köprü vardır) kanalların kimliği sağlanmalıdır.

2) y = (a + b) 2 bağıntısına dayanır.

Toplamın veya farkın karesi alınırsa, şunu elde ederiz:

sabit bir bileşen ve 2W ile bir harmonik var

kare olması gerekiyorsa, kare özellikli diyotlar veya PT'ler kullanıyoruz.

x çıkışı iki sinyaldir.

Taşıyıcıyı bastırdıktan sonra, bir yan bant filtrelemesi gereklidir.

PF - kuvars, LC, piezoelektrik.

PF, bandın dışında frekans yanıtının büyük bir eğimine sahip olmalıdır.

2. güç kaynağı ünitesinin 60 dB bastırılması gerekir.

Kuvars filtreler 10 MHz'e kadar kullanılabilir, ancak frekans ne kadar düşük olursa, filtre gereksinimleri o kadar basit olur, bu nedenle çoğu zaman çok aşamalı sinyal dönüşümleri yaparlar: alt taşıyıcı salınımı olarak 100-150 kHz, filtreler olarak - elektromekanik, gerekli bastırma eğimi. Bu SSB sinyali daha sonra daha yüksek bir frekansa aktarılır.

- BM 2 çıkışında, 2w 1 bantları arasındaki mesafe büyüktür ve yan bandı bastırmak için LC filtreleri kullanılabilir.

Bazen verici frekansı yüksek olduğunda üçlü dönüşüm yapılır.

Bilgi, 0 ila U W max arasında değişebilen sinyal genliğinde yer aldığından, amplifikatörlerin geniş bir dinamik aralığa ve iyi bir doğrusallığa sahip olması gerekir.

Tüp jeneratörlerde şebeke akımı olmadan çalışırlar, çünkü doğrusal olmamaları var, burada AE güç açısından %20 - 30 oranında yetersiz kullanılıyor ve düşük gerilimli bir modda çalışıyor.

BT'ler doğrusal olmayan özelliklere sahiptir, sinyali yükseltmek için kullanılması istenmez, bu nedenle PT'ler daha sık kullanılır.

Ve SSB'yi artırmak için, dikliği artırmak, özelliklerin doğrusallığını artırmak için cihazlar geliştirilmektedir.

SSB amplifikatörlerinde sadece 2 kesme açısı kullanılabilir: q = 90 0, q = 180 0.

2. OBP'yi oluşturmanın sentetik yöntemi.

Yüksek güç seviyelerinde bir SSB sinyalinin sentezine dayanır.

AM ve FM aynı anda gerçekleştirilir.

(frekans çarpanları olmamalıdır).

Sinyal, gerekli çalışma frekansında sentezlenir.

Dezavantaj: - AMC ve HMS fazda olmalıdır, tutarsızlık spektrumda bir değişikliğe yol açar

Bilgiler HMS'de saklandığından, çarpanlar kullanılmaz.

3. Faz kompanzasyonu yöntemi.

Taşıyıcı titreşimi ve yan bant, AM dalgaları arasındaki faz ilişkileri eşleştirilerek bastırılır. Birkaç faz kaydırmalı salınım kullanılır: 360 0 / n, n³3.

Üç fazlı sistem: (120 0 kaydırıldı).

Yöntemin avantajı: SSB, çalışma frekansında oluşturulur.

Dezavantaj: - özdeş AM'ler (modülatörler) gereklidir.

300 Hz ila 3,5 kHz arasında çalışan faz kaydırıcılar gereklidir.

4. Sinyal şekillendirmede faz farkı yöntemi.

Dengeli modülatörlerle taşıyıcı dalga biçimlerini ortadan kaldırın.

Faz kaydırıcının dahil edilmesini değiştirerek, BP'nin tepesini alabilirsiniz.

Taşıyıcı dalga bastırmanın doğruluğu, birleşik dalga biçimlerinin faz ilişkilerine bağlıdır.

Uygula: (1 + 3).

5.Faz filtre yöntemi

Alt yan şerit.

Bir N-kanal sisteminde, filtrelerin sayısı ve türleri Nn'ye eşittir, burada n, dönüştürme aşamalarının sayısıdır. Birden çok dönüşüm eklenerek filtrelerin sayısı ve türleri azaltılabilir. grup temel bant sinyalinin dönüşüme tabi tutulduğu . Bu amaçla, N kanal, m grup K kanala ayrılır, yani. Km = N. Her grupta, her kanalın sinyali, w Н1, w Н2, ..., w НК taşıyıcı frekansları kullanılarak ayrı ayrı dönüştürülür (Şekil 3.51). Dönüşüm tüm gruplarda aynıdır, bu nedenle her grubun çıkışında aynı frekans spektrumu oluşur. Elde edilen temel bant spektrumları daha sonra w GR1, w GR2, ..., w GRm taşıyıcıları ile grup dönüşümüne tabi tutulur, böylece dönüştürülmüş temel bant sinyallerinin birleştirilmesinden sonra N kanalın bir frekans spektrumu oluşturulur. Bu durumda toplam filtre sayısı N + mn GR'ye eşittir ve filtre türlerinin sayısı K + mn GR'ye indirgenir, burada n GR grup dönüştürme aşamalarının sayısıdır.

Şekil 3.51 Grup frekans dönüşümü

Böylece, çoklu ve grup dönüştürmenin kullanılması, sistemin filtre ekipmanını birleştirmeyi mümkün kılar, yani. çeşitliliğini azaltır. Bu birleştirme, donanım düzeneklerinin üretilebilirliğini arttırır ve nihayetinde onu daha ucuz hale getirir.

Sıkıştırma, çok sayıda bilgi taşıyan sinyali, tek bir frekans bandında konsantre edilmiş, iletilecek bir temel bant sinyali halinde birleştirme işlemidir. Görev, hava yoluyla veya kara yoluyla çözülür. Hemen hemen her kombinasyon kullanılabilir:

Karasal ekipmanlarda modülasyon için kullanılan yöntemler;

Karasal ekipmandaki contalar;

Bir uydu hattında taşıyıcı modülasyonu;

Çok istasyonlu erişim.

Bu nedenle INTELSAT, TELESAT, DSCS-1 ve "Molniya" sistemlerinde frekans bölmeli çoğullama (FS) ile tek yan bant genlik modülasyonu, bir uydu hattında frekans modülasyonu ve her ES için farklı taşıyıcı frekansları kullanılmaktadır.

VMDV sistemi PCM / VU / CFM / TDLU olarak adlandırılabilir.

Taşıyıcı başına bir kanallı bir SPADE sistemi belirlenir: PCM / HFM / MDChU.

Karasal ekipmanlarda, en yaygın frekans çoğullama ve kanal ayırma (FC). NC sistemleri şunları içerir:

a) bastırılmış taşıyıcı tek yan bant (SSB) sistemleri;

b) iletilen bir taşıyıcıya (SSB-PN) sahip tek yan bantlı sistemler;

c) iki yönlü bastırılmış taşıyıcı sistemler (DBP);

d) iletilen bir taşıyıcıya (DBP-PN) sahip iki yönlü sistemler.

Genellikle OBP kullanılır.

Zaman bölmeli sistemlerde aşağıdakiler kullanılır:

Ayrık yöntemler;

Dijital yöntemler.

Tipik olarak, VU bir TDLD ile ve BC bir MDCU ile birleştirilir, ancak karma sistemler de mümkündür.

TV sinyallerinin ve ses sinyallerinin iletimi.

VAKR-77 planına göre bir TV kanalındaki maksimum aktarım hızı 20 Mbit/s'yi geçmez. Ancak yüksek kaliteli bir renkli görüntü iletmek için en az 34 Mbps'lik bir aktarım hızı gereklidir. Bu nedenle, ilk nesil uydu TV sistemleri için, bilgilerin bir kısmı analog biçimde ve bir kısmı dijital olarak iletildiğinde analog-dijital yöntemler kullanıldı.

Böyle bir sistem MAC (Çoklu Analog Bileşenler) sistemidir. Bu sistemde, analog parlaklık sinyali, ayrık forma dönüştürülen krominans sinyalleri ile dönüşümlü olarak (zaman bölme yöntemi kullanılarak) iletilir, bu da parlaklık ve krominans sinyallerinin çapraz bozulmasını önler ve krominans kanalındaki gürültüyü, krominans kanalına dönüştürerek azaltır. düşük frekanslar. Ses, senkronizasyon, veri sinyalleri, ortak bir dijital akışta renk sinyalleriyle birlikte iletilir.

En basit versiyonda, parlaklık sinyali hattın aktif kısmı sırasında gerçek zamanlı olarak iletilir ve dijital akış, yatay boşluk darbesi aralığında iletilir ve krominans sinyali önceden zaman içinde sıkıştırılır. Alımda, toplam dijital akışın çoğullaması çözülür. Renk akışı, orijinal en boy oranını geri yüklemek için uzatılır ve zaman kaydırılır ve ardından bir kod çözücüye beslenir.

Daha karmaşık bir sistemde, hem parlaklık sinyali hem de krominans sinyali zamanla sıkıştırılır ve bölme sadece çizginin değil çerçevenin de periyodunda gerçekleştirilir. Bu, en boy oranını değiştirmenizi sağlar. ECP çalışmaları sonucunda parlaklık sinyali için 3/2 ve krominans sinyalleri için 3 sıkıştırma oranı seçilmiştir. Gönderici tarafta, parlaklık sinyali krominans sinyaline göre bir çerçeve periyodu kadar geciktirilirken, alıcı tarafta parlaklık sinyali değişmeden geçer ve krominans sinyali zaman içinde gerilir ve bir çerçeve periyodu için geciktirilir, böylece orijinal oranları geri yüklenir.

Uydu televizyonunun (STV) en zor sorunlarından biri, bir TV kanalında ses sinyallerinin iletilme şeklidir. Teorik çalışmalar ve deneyler, 12 GHz aralığında analog FM yöntemini kullanarak, görüntü sinyaliyle birlikte, yaklaşık 50-55 dB sinyal-gürültü oranına sahip ikiden fazla ses programını iletmenin mümkün olduğunu göstermiştir. ve ikinci alt taşıyıcının frekansı renk kanalına müdahale etmeyecek şekilde seçilmelidir. Örneğin TV-SAT için 5.5 MHz ve 5.746128 0.000003 MHz alt taşıyıcı değerleri seçilmiştir. Namluda en az 4-6 ses kanalı olması gerekir.

Görüntü sinyalleriyle birlikte bir dijital akışı iletme yöntemi belirli gereksinimleri karşılamalıdır: görüntü aktarım kalitesi bozulmamalıdır; ses sinyallerinin iletimindeki hata olasılığı, C / N = 8 dB'de 10 -3'ü geçmemelidir; mevcut TV alıcılarıyla uyumluluk gerektirir.

Görüntü sinyallerini iletmenin üç yolu vardır ve bit akışları ayırt edilebilir:

Frekans bölümü (MAC-A sistemi);

Video frekansında zaman bölmeli (MAC-B);

Zaman bölmeli taşıyıcı (MAC-S).

MAC-A sistemi. Dijital akış, video sinyali spektrumunun üst frekansından daha yüksek bir alt taşıyıcı frekansında iletilir. Alt taşıyıcı frekansı, F B'nin video sinyalinin üst frekansı, R'nin Mbps cinsinden bit hızı olduğu orandan seçilir.

Dijital modülasyon yöntemleri arasında, basitliği ve alımda uyumlu bir demodülatörün uygulanabilirliği nedeniyle “basitleştirilmiş MSK” (Minimum Shift Keying) olarak da adlandırılan kısmen bastırılmış bir yan bantlı BPSK tercih edilir.

MAC-B sistemi. Bir video sinyalinin dijital bir akışla bir video frekansında sıkıştırılması, TV sinyalinin bir miktar fazlalığının kullanımına dayanır - yalnızca senkronizasyon sinyallerinin iletildiği ışınların dönüş yolunun her bir aralık satırındaki varlığı. Belirtilen aralıklarla bir PCM dizisinin tanıtılmasıyla, video sinyalinin kapladığı toplam frekans bandını arttırmadan iki ila dört ses programını iletmek mümkündür. Bu iletim yönteminin avantajı, dijital dizi ortak frekans detektörünün çıkışında elde edildiğinden, ses sinyalleri için ayrı bir demodülatörün olmamasıdır.