Радиоэлектроника скачать реферат

[ книги ] [ рефераты ] [ тесты ] [ ридеры ] [ регистрация ] [ вход ]
[ новинки книг ] [ категории книг ] [ правила ]

Исследование методов разделения (уплотнения) каналов связи скачать реферат

Введение

В наши дни радиосвязь получила широкое распространение. В связи с ограниченным частотным ресурсом и огромным числом пользователей, которые используют радиочастоты, приходится применять различные методы уплотнения (разделения) каналов связи. Уплотнение линий связи экономически целесообразно осуществлять, так как это позволяет сократить затраты на организацию новых линий связи в случае отсутствия уплотнения и сократить расходы на оборудование и эксплуатацию.

Существуют, например, такие методы уплотнения каналов связи:

Частотное разделение каналов – для каждого канала связи отводится своя полоса частот так, чтобы не происходило перекрытия их частотных полос.

Временное разделение каналов – сигналы каждого канала дискретизируются и их мгновенные значения передаются последовательно по времени, таким образом, каждое сообщение передается короткими импульсами – дискретами.

Фазовое разделение каналов – по линии связи передаются сигналы одинаковой частоты и амплитуды и с различными фазами. На приемной стороне такие сигналы выделяются с помощью специальных устройств.

Пространственное разделение каналов – метод уплотнения по поляризации сигнала, ортогональные сигналы передаются по одной линии связи, что позволяет сократить полосу частот канала.

Линейное разделение каналов – или метод разделения по форме, используются линейно независимые сигналы. Такие сигналы линейно разделены и могут быть приняты в качестве канальных сигналов.

Наиболее широкое применение нашли частотное и временное разделения каналов связи. Именно эти методы уплотнения описаны в данной курсовой работе.
2. Системы с частотным и временным уплотнением каналов

2.1. Системы с частотным уплотнением каналов.

В системах с ЧРК используются канальные сигналы, частотные спектры которых располагаются в неперекрывающихся частотных полосах. Формирование канальных сигналов осуществляется при помощи АМ, ЧМ или ФМ так, чтобы средние частоты спектров канальных сигналов соответствовали средним частотам отведенных полос каждого канала. В приемной части разделение каналов осуществляется набором частотных фильтров, каждый из которых пропускает спектр частот, принадлежащий только данному канальному сигналу. На рис. 2.1.1 показаны спектры сообщений, передаваемых по трем каналам (а), спектры канальных сигналов (б) и спектр сигнала, передаваемого по линии связи (в).

Рис. 2.1.1, а



Рис. 2.1.1, б

Рис. 2.1.1, в

Для формирования канальных сигналов с неперекрывающимися спектрами осуществляется перенос спектров сообщений с помощью канальных модуляторов (Мi). На каждый модулятор подаются сообщение λk(t) и колебание sk(t)=akcos(ωkt + φk) от генератора поднесущих частот (ГЧ) (рис. 2.1.2). Канальные сигналы подаются на фильтры, полосы которых согласованы со спектрами этих сигналов. Фильтры подавляют гармоники, образующиеся в канальных модуляторах. В суммирующем устройстве складываются канальные сигналы, и групповой сигнал, спектр которого показан на рис. 2.1.1,б, модулирует несущую, вырабатываемую генератором (ГН). На выходе модулятора МΣ образуется радиосигнал с несущей ω0.

На приемной стороне после усиления и преобразования сигнала в ЛПр производится выделение группового сигнала с помощью демодулятора (Д). Групповой сигнал подается на устройство разделения, состоящее из параллельно включенных фильтров Ф1, Ф2,…, ФМ. На рис. 2.1.1,б параболами обозначены характеристики затухания фильтров. На выходе каждого фильтра выделяется соответствующий канальный сигнал вместе с продуктами взаимных помех и шумами. Канальные демодуляторы (КДi) выделяют переданные сообщения, направляемые далее получателям Пi.

Спектральные функции канальных сигналов не перекрываются, поэтому они удовлетворяют условию ортогональности:

(2.1.1)

Из (2.1.1) следует, что канальные сигналы s1(t),…, sM(t) ортогональны:

(2.1.2)

что доказывается с помощью преобразования Фурье.



Рис. 2.1.2



Определим вид оператора разделения Lk для системы с ЧРК. При использовании линейных фильтров с импульсными реакциями gk(t) и группового сигнала sΣ(t) вид оператора Lk следующий:

(2.1.3)

Отсюда находим комплексный коэффициент передачи Kk(jω) разделительного фильтра Фk:

(2.1.4)

Для идеального разделения каналов необходимо, чтобы затухание фильтров в пределах полосы спектра сигнала sk(t) равнялось нулю и было бесконечным вне пределов полосы спектра (рис. 2.1.3, а). В реальных полосовых фильтрах затухание вне полосы прозрачности конечно, имеют место переходные области δωk. Эти области определяют величину защитных интервалов между частотными спектрами соседних канальных сигналов. С учетом защитных интервалов ширину спектра 2Δƒc многоканального радиосигнала можно определить выражением:

(2.1.5)

где zkFвk=2ΔFk – полоса частот, занимаемая k-ым канальным сигналом; zk – коэффициент, определяемый способом модуляции поднесущей сообщением λk, спектр которого имеет полосу Fвk; Z – коэффициент, определяемый способом модуляции поднесущей групповым сигналом; δƒk – защитный интервал между соседними спектрами; Δƒ – нижняя граничная частота спектра многоканального сообщения.

Рис. 2.1.3, а

Рис. 2.1.3, б

Соотношение (2.1.5) позволяет определить число уплотняемых каналов в системе с ЧРК. При одинаковых значениях Fв для всех каналов и одинаковых защитных интервалах δƒ число каналов равно:

(2.1.6)

Как видно, число каналов зависит от селективных свойств фильтров, определяемых величиной δƒ, а также от видов модуляции z и Z.

Неидеальность разделительных фильтров (gk(t)≠ğk(t)) приводит к появлению межканальных переходных помех. При этом выражение (2.1.3) принимает вид:

(2.1.7)

где εk – ошибка выделения канального сигнала; коэффициент μ≈1 характеризует уровень межканальных помех. При ослаблении переходных сигналов разделительным фильтром в N раз имеем:

(2.1.8)

Отсюда, преобразуя по Фурье (2.1.7), можно определить комплексный коэффициент передачи реального фильтра k-го канала:

(2.1.9)

Это выражение позволяет сформулировать требования к затуханию разделительного фильтра k-го канала (рис. 2.1.3, б):

(2.1.10)

Выбор способов модуляции (формирования) канальных сигналов позволяет экономично использовать отведенную для передачи полосу частот. На первой ступени модуляции (модуляции поднесущих) применяют АМ, ФМ или ЧМ. Для более эффективного использования поднесущих могут применяться комбинированные способы модуляции: одна и та же поднесущая подвергается АМ сообщением источника одного канала и ФМ (ЧМ) – сообщением другого. При этом число уплотняемых каналов увеличивается, однако возникают взаимные помехи при выделении сообщений. Применение однополосной модуляции с полным или частичным подавлением одной боковой и поднесущей (ОБП) позволяет разместить в той же полосе частот примерно вдвое больше каналов.

На второй ступени модуляции (модуляции несущей) групповой сигнал модулирует несущую по амплитуде, фазе или частоте. Таким образом, существуют различные комбинации способов модуляции первой и второй ступеней, в соответствии с которыми определяется тип системы с ЧРК, например АМ-АМ, АМ-ОБП, ФМ-АМ, ЧМ-ФМ и т.п. В системах, использующих ОБП, коэффициенты z и Z, определяющие полосы спектров, равны единице, что и позволяет увеличивать число M каналов. При АМ z=Z=2, а при ФМ или ЧМ эти коэффициенты зависят от индексов модуляции и всегда больше двух.

Рассмотрим особенности построения систем с ЧРК при некоторых способах формирования канальных сигналов. Наиболее простым способом является АМ. Для этого используется амплитудный модулятор (АМд), полосовой фильтр (ПФ). На приемной стороне выделение сообщения производится синхронным детектором или обычным линейным детектором (Д). Особенности спектров сигналов на разных этапах формирования показаны на рис. 2.1.4. Асимметрия амплитудно-частотной характеристики фильтра приводит к искажениям огибающей АМ сигнала и, следовательно, к искажениям выделяемых сообщений. Снизить искажения можно путем уменьшения коэффициента модуляции. При этом снижается уровень квадратурных составляющих модулированного сигнала на входе детектора (Дk), приводящих к искажениям сигнала. Однако уменьшение коэффициента модуляции сопровождается уменьшением мощности боковых составляющих за счет увеличения мощности несущей. Недостатком АМ является большая полоса частот, занимаемая каналом (в 2 раза больше максимальной частоты сообщения). Несмотря на этот недостаток, а также относительно низкую помехоустойчивость, АМ находит применение вследствие простоты аппаратуры.

Рис. 2.1.4

Подавление одной боковой (ОБ) при передаче канальных сигналов позволяет увеличить число уплотняемых каналов в 2 раза. Вместе с тем формирование ОБ представляет достаточно сложную инженерную задачу из-за необходимости построения сложного канального фильтра. Очевидно, при подавлении ОБ возникают нелинейные искажения сигнала, обусловленные появлением на выходе линейного детектора нелинейных составляющих сообщения. Указанные недостатки, а также низкая помехоустойчивость ограничивают широкое распространение метода ОБ с неподавленной несущей.

Метод ОБП с подавленной несущей оказывается наиболее экономичным с точки зрения использования спектра частот, поскольку в этом случае ширина спектра канального сигнала ΔFk равна ширине спектра сообщения Fвk. Отсутствие поднесущей при ОБП дает возможность увеличить мощность боковой полосы и тем самым обеспечить наибольшую помехоустойчивость по сравнению с другими способами АМ. Недостатком ОБП является необходимость построения на приемной стороне генератора поднесущей. Чтобы искажения сообщения были минимальны, требуется точное совпадение поднесущих на передающей и приемной сторонах. При наличии сдвига частоты δωс в канале происходит смещение спектра восстановленного сообщения на δωс (рис. 2.1.5), приводящее к искажению сообщения. Для исключения смещения спектра необходимо обеспечивать стабильность и синхронность генераторов.

Добавлен: 06.01.2012, 17:49 [ Скачать с сервера (235.0Kb) ]
Категория: Радиоэлектроника | Добавил: Lakomka
Просмотров: 865 | Загрузок: 127
Рейтинг: 0.0/0

форма входа

Логин:
Пароль:

объявления

Представленный вашему вниманию конспект лекций предназначен для подготовки студентов медицинских вузов к сдаче зачетов и экзаменов. Книга включает в себя полный курс лекций по общей психологии, написана доступным языком и будет незаменимым помощником для тех, кто желает быстро подготовиться к экзамену и успешно его сдать.
Его зовут Виктор Антипов, и он жрец бога войны. Ему нелегко приходится в новом мире, где могущественные феодалы сражаются друг с другом под чутким присмотром демонов. Выдержав первые испытания, обзаведясь друзьями, Виктор подходит к важнейшей вехе жизни: попытке стать магом. Попытка проваливается, несмотря на мощь покровителей. Друзья Виктора счита...
«Гражданин Поэт» – главная литературная и политическая сенсация последнего времени. Авторы – артист Михаил Ефремов, поэт Дмитрий Быков и продюсер Андрей Васильев – заставили высказаться о самых горячих новостях классиков: Пушкина, Лермонтова, Некрасова, Маяковского, Михалкова, Бродского, Шекспира.
Первую большую книгу Павла Шмелева можно назвать собранием сказочных басен или волшебных историй для взрослых. Это ироничное повествование о вечных ценностях – доброте, которой так не хватает в нашем суетном и жестоком мире, свободе, таланте, дружбе и удивительной магии любви. Герои книги – трогательные зверушки из Дальнего Леса, в которых легко уз...

объявления

ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ

[Геодезия, геология] - скачать

Безопасность труда электромонтера по обслуживанию электрооборудования

[Радиоэлектроника] - скачать

Матричные фотоприемники

[Радиоэлектроника] - скачать

Биополе

[Физика] - скачать

Влияние родительских отношений на развитие и преодоление тревожности у детей старшего дошкольного возраста

[Педагогика] - скачать