838 Многоканальная система передачи информации

Некоторые параметры ожидаемого импульса известны с высокой точностью. Например, в канале с постоянными параметрами принимаемый сигнал повторяет по форме передаваемый, поэтому известны длительность импульса и его амплитуда. Считается, что известны также текущие значения несущей частоты и частоты повторения импульсов, но здесь многое зависит от стабильности генераторов, задающих эти частоты в пер

едатчике, и генераторов, воспроизводящих эти же колебания в приемнике. Фактически эти генераторы играют роль часов, по которым планируется график формирования (обработки) сигнала в передатчике (приемнике). Чем выше синхронность хода часов приемника по отношению к часам передатчика, тем выше качество приема.

Те устройства приемника, которые обеспечивают условия, при которых частота и даже текущая фаза генератора несущей в приемнике с достаточной точностью совпадают с соответствующими параметрами генератора в передатчике, называются системой обеспечения когерентности. Аналогично, система тактовой синхронизации формирует в приемнике тактовые импульсы, которые с достаточной точностью указывают момент времени, когда начинается очередной принимаемый импульс (следовательно, заканчивается предыдущий).[2]

Обеспечить качественную синхронизацию обычно бывает проще, нежели когерентность, поскольку несущая частота, как правило, существенно выше тактовой частоты. В связи с этим принято рассматривать три типа систем по степени их когерентности.

Когерентной называется СПИ, в которой ожидаемые значения начальных фаз всех принимаемых импульсов (вплоть до окончания сеанса связи) известны заранее, и эти сведения используются при демодуляции импульсов. Другими словами, генераторы несущей в передатчике и приемнике должны обладать столь высокой стабильностью, чтобы фазы выдаваемых колебаний не расходились заметно в течение сеанса связи. Когерентная СПИ - это идеал, который используется лишь для сравнения с другими СПИ, реализуемыми практически.

Частично-когерентной называется СПИ, в которой ожи-даемые значения начальных фаз всех принимаемых импуль-сов заранее неизвестны, но в процессе приема они оцениваются, и эти сведения используются при демодуляции импульсов. Другими словами, генератор несущей в приемнике при помощи устройства фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) постоянно синхронизируется с генератором передатчика. Подстройка осуществляется по самому принимаемому сигналу. И в этом случае генераторы несущей должны обладать некоторой стабильностью частоты, достаточной, например, для того, чтобы в случае разрыва цепи ФАПЧ фазы выдаваемых колебаний не расходились заметно хотя бы в течение нескольких сотен импульсов, что вполне реализуемо. Поэтому именно частично-когерентную СПИ на практике обычно называют когерентной. [3]

Некогерентной называется СПИ, в которой ожидаемые значения начальных фаз всех принимаемых импульсов неиз-вестны и не оцениваются в процессе приема (ФАПЧ не применяется). Прием очередного импульса рассматривается как прием сигнала со случайной начальной фазой, равномерно распределенной в интервале 0-2?. Для этого генераторы несущей в передатчике и приемнике должны обладать лишь такой стабильностью, чтобы фазы выдаваемых колебаний не расходились заметно хотя бы в течение одного импульса. Поэтому некогерентная СПИ оказывается проще и дешевле. [4]

Очевидно, что когерентная СПИ, в принципе, может обеспечить меньшую вероятность ошибки, чем частично-когерентная и, в еще большей степени, некогерентная СПИ.

Подобным образом можно классифицировать цифровые СПИ как синхронные и асинхронные. В синхронной СПИ передача каждого символа (импульса) начинается в тактовый момент времени, при этом периодическая последовательность тактовых импульсов генерируется постоянно. Благодаря этому в приемнике имеется возможность осуществлять ФАПЧ местного генератора тактовых импульсов по принимаемому сигналу и предсказывать ожидаемые моменты прихода для большого количества ближайших символов.

В асинхронной СПИ передача первого символа кодовой комбинации начинается в произвольный момент времени, правда, остальные символы следуют за ним через равные интервалы известной величины. В связи с этим в начале каждой кодовой комбинации обязательно нужно передавать дополнительный, стартовый, импульс, которые запускает в приемнике ждущий генератор тактовых импульсов с той же частотой повторения. Таким способом предсказывается ожидаемое время прихода всех импульсов, но только для данной кодовой комбинации. [5]

Другой фактор, определяющий уровень априорных сведений о сигнале, это мультипликативная помеха. При воздействии мультипликативной помехи в виде временных селективных замираний амплитуды и начальные фазы принимаемых импульсов достаточно медленно, но случайным образом изменяются во времени. Демодуляция превращается в прием импульсов известной формы, но со случайными амплитудой и начальной фазой, при этом, как правило, удается обеспечить частичную когерентность СПИ.

При воздействии мультипликативной помехи в виде частотных селективных замираний форма принимаемых импульсов становится случайной, но неизменной во времени и демодуляция превращается в прием импульсов неизвестной (случайной) формы. [6]

При воздействии мультипликативной помехи общего вида форма принимаемых импульсов становится случайной и при этом медленно изменяется (флуктуирует) во времени, увеличивается межсимвольная интерференция. Оптимальный прием таких сигналов существенно усложняется, при этом заметно увеличивается вероятность ошибки.

Таким образом, при выборе способа демодуляции импульсов и при вычислении достигаемой при этом вероятности ошибки необходимо четко определить характер аддитивных и мультипликативных помех, воздействующих на сигнал.[7]

3. Разработка СПИ

Цель: разработка устройства передачи данных «Атлас - Ф»

3.1 Предназначение и функциональная схема

Устройство высокочастотного уплотнения «Атлас-Ф» предназначено для применения с системой передачи извещений «Фобос» и обеспечивает полудуплексный обмен информацией между ретрансляторами и ПЦН системы «Фобос» по занятой абонентской линии городской телефонной сети или между ретрансляторами и ПЦН двух систем «Фобос» по выделенной линии ГТС. Устройство не может применяться на уплотненных абонентских линиях, а также на линиях, на которых установлены абонентские счетчики.

Аппаратура состоит из двух одинаковых устройств уплотнения (УУ), одно из которых устанавливается на АТС и подключается низкочастотным входом/выходом («Р/ПЦН») к ретранслятору СПИ «Фобос», а высокочастотным («Линия») – к телефонной линии. Второе УУ устанавливается в пункте централизованной охраны и подключается высокочастотным входом/выходом к телефонной линии, а низкочастотным – к ПЦН.[8]

Каждое УУ представляет собой двухсторонний приемопередатчик логических сигналов, подаваемых раздельно во времени от ретранслятора или от ПЦН в абонентскую линию и далее – на второе УУ. УУ обеспечивает передачу информации в любую сторону со скоростью 200 бод, необходимую для нормального функционирования системы «Фобос».[9] В обоих указанных вариантах возможно использование в качестве ПЦН как пульта (или двух пультов) оператора "Фобос", так и персональной ЭВМ.

 Скачать реферат