Задание 1. 1. Метод формирования сигналов в системах с ЧРК. Для организации по одной линии передачи большого числа каналов в аналоговых системах передачи используют метод ЧРК и АМ для формирования отдельных канальных сигналов. Наиболее сложным блоком амплитудных модуляторов и демодуляторов является полосовой фильтр. В ряде случаев (при высоких значениях несущей частоты) ширина полосы расфильтровки оказывается настолько малой, что выполнение высокодобротных фильтров оказывается затруднено, а иногда невозможно. В этих случаях по экономическим соображениям, в том числе с целью уменьшения количества типов используемых фильтров, объединение канальных сигналов в групповой осуществляется методом многократного преобразования частоты. При многократном преобразовании (Рис. 1) сигнал проходит последовательно через несколько преобразователей частоты (ПЧ) с различными несущими частотами. Абсолютная ширина полосы расфильтровки на выходе каждого последующего ПЧ больше, чем на выходе предыдущего, что позволяет увеличивать значение несущих частот без уменьшения относительной ширины полосы расфильтровки.
Рис. 1. Многократное преобразование частоты
Однако, общее число преобразователей и, следовательно, общее число разнотипных фильтров оказывается очень большим. В N-канальной системе число фильтров и их типов равно Nn, где n - число ступеней преобразования. Число фильтров и их типов можно уменьшить, если дополнить многократное преобразование групповым, при котором преобразованию подвергается групповой сигнал. С этой целью N каналов разбивается на m групп по K каналов, т.е. Km=N. В каждой группе сигнал каждого канала подвергается индивидуальному преобразованию с помощью несущих частот Н1, Н2,..., НК (Рис. 2). Во всех группах преобразование однотипно, поэтому на выходе каждой группы образуется один и тот же спектр частот. Полученные групповые спектры подвергаются затем групповому преобразованию с несущи-ми ГР1, ГР2,..., ГРm, так что после объединения преобразованных групповых сигналов образуется спектр частот N каналов. В рассматриваемом случае общее число фильтров равно N+mnГР, а число типов фильтров сокращается до K+mnГР, где nГР - число групповых ступеней преобразования.
Рис. 2. Групповое преобразование частоты
Таким образом, применение многократного и группового преобразования позволяет унифицировать фильтровое оборудование системы, т.е. уменьшить его разнотипность. Такая унификация повышает технологичность изготовления узлов аппаратуры и, в конечном счете, удешевляет ее. Кроме того, применение группового преобразования и стандартизации методов формирования групп каналов позволяет унифицировать часть оборудования различных систем. По этой причине МСЭ-Т были стандартизированы следующие основные группы каналов. Первичная группа (ПГ) - 12 каналов ТЧ, спектр 60...108 кГц. Образуется однократным преобразованием с помощью несущих частот 64, 68, 72, .., 108 кГц или двукратным преобразованием с помощью образования 4 трехканальных групп на несущих 12, 16, 20 кГц и их последующего преобразования на несущих 84, 96, 108, 120 кГц. Вторичная группа (ВГ) - 60 каналов ТЧ, спектр 312...552 кГц. Образуется из 5 ПГ с помощью несущих 420, 468, 516, 564, 612 кГц. Возможность параллельной работы фильтров обеспечивается их подключением через развязывающий блок параллельной работы первичных групп (ПРПГ). Третичная группа (ТГ) - 300 каналов ТЧ, спектр 812...2044 кГц. Образуется из 5 ВГ с помощью несущих (1364+(n-1)*248) кГц, где n - номер ВГ в спектре ТГ. Четверичная группа (ЧГ) - 900 каналов ТЧ, спектр 8516..12388 кГц. Образуется из 3 ТГ. Может также формироваться из 15 ВГ. Совокупность преобразовательного оборудования всех групп носит назва-ние каналообразующей аппаратуры. Ее назначение заключается в преобразовании индивидуальных сигналов в групповой сигнал одной из стандартных групп. Использование каналообразующей аппаратуры позволяет строить оконечную аппаратуру систем передачи различной емкости на основе стандартного преобразовательного оборудования и, следовательно, создавать унифицированное техническое оборудование.
Задание 2
Рассчитать шумы квантования и ограничения телефонного канала и определить результирующее отношение сигнал/шум. Данные для расчетов : c, дБ = 5,5 K=5 M = 12 Решение
Шумы квантования при равномерном квантовании определяются вы-ражением:
K – пик-фактор сигнала; с – среднеквадратичное отклонение полезного сигнала; m – разрядность кодирования.
Шумы ограничения определяются выражением:
дБ
Результирующее значение отношения сигнал/шум определяется по формуле:
Задание 3
Рассчитать защищенность от переходной помехи первого и второго рода в системе с временным разделением каналов и амплитудно-импульсной модуляцией. Данные для расчёта: Fд, кГц = 8 Fн, кГц = 10 Fв, кГц = 720 Fc, кГц = 0,5 3 = u = 2мкс
Решение
Защищенность от переходной помехи 1-го рода определяется выражением: 3+g) Fгв где 3 – длительность защитного интервала; FГВ – верхняя граничная частота канала.
u 2 FГВ, где u – длительность импульсов.
Защищенность от переходной помехи 2-го рода определяется выражением:
где FГН – нижняя граничная частота канала.
Задание 4.
Динамический диапазон сигналов в линии связи определяется в деци-белах и равен . Его значение принимается равным 19. Определить вероятность обнаружения сигнала при пороговом отношении сигнал/шум равном единице и отношении сигнал/шум равном максимальному значению. Считать плотность распределения вероятностей значений принимаемого сигнала гауссовской, мощность шума 10-12Вт.
Решение
Динамический диапазон сигналов в линии связи определяется в деци-белах и равен , Вт. Отсюда находим максимальную мощность сигнала ; ; . Вероятность обнаружения сигнала при пороговом отношении сиг-нал/шум равном единице и отношении сигнал/шум равном максимальному значению
Ответ: 0,99984.
Задание 5.
Определить вероятность ошибки обнаружения сигнала в канале связи при пороговом отношении сигнал/шум равном 9. Чувствительность приемника определить для шумовой температуры 293° К и в полосе пропускания 22 МГц. Считать входное сопротивление приемника согласованным с коаксиальным кабелем антенно-фидерного устройства 50 Ом. Решение: Чувствительность приемника для шумовой температуры 293° К и в полосе пропускания 22 МГц равна . Пусть на вход приемника поступает сигнал мощность 0,47 мВ, тогда отношение сигнал/шум . Вероятность обнаружения сигнала будет равна
Ответ: при входном сигнале 0,47 мВ, вероятность ошибки обнаружения равна 0,991.
Литература
1. Бобков В.Ю., Вознюк М.А., Никитин А.Н., Сивере М.А. Сис¬темы связи с кодовым разделением каналов. — СПб.: Санкт-Петербургс¬кий государственный университет телекоммуникаций им. М.А. Бонч-Бруевича, 1999. 2. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М: Сов. Радио, 1977. 5. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. - М.: Связь, 1972. 8. Радиорелейные и спутниковые системы передачи / Под ред. А.С. Не-мировского. — М: Радио и связь, 1986. 9. Системы электросвязи / Под ред. В.П. Шувалова. - М: Радио и связь, 1987.
