Реферат Курсовая Конспект
Сигналы электросвязи и методы их описания. Параметры и характеристики первичных сигналов электросвязи - раздел Связь, Сигна...
|
Определение МСП. Обобщенная структурная схема МСП. Структурная схема АСП. Методы построения МСП с ЧРК
МСП – комплекс техн. средств, обеспечивающих одновременную и независимую передачу инф-и от большого числа абонентов.
Первичные каналы e1(t),….,eN(t) от абонентов n-абонентов поступает на вход каналообразующего оборудования. С помощью модулятора М первичн сигн преобр-ся в канальный сигнал U1(t),…UN(t). На выходе сумматора образуется групповой сигнал Uгр(t). Первичные сигналы не обл. св-м разделимости. Канальные сигналы имеют отличит. признаки, к-е позв. на приемной стороне отделить один канн. сигн. от другого. В передающей части окон. пункта групповой сигнал преобр. в линейный, к-й поступает в ЛС. При форм-и лин. сигнала учитыв. св-ва конкретной ЛС. Прохождение сигнла по ЛС сопровождается искажением. Поэтому лин. тракт разделяют на отдел. участки (усилит-е или реген-е), в конце к-х устан-т обсл. или необсл. усилит-е пункты (ОУП,НУП). В приемной части лин. сигнал преобр. в групповой с помощью разделителей. Груп. сигнал разделяется на канальные, затем с помощью ДМ канальные сигналы преобр. в первичные.
Структ. схема АСП: в состав обор-я окон. станций МСП с ЧРК входят:
1)АКП(КОА)-аппар-ра канального преобр-я (каналообр-я апп-ра) – обесп. преоб-е 12 каналов ТЧ в полосу частот 60-108 (ПГ) и обр. преоб-е.
2)АПГК – апп-ра преоб-я групп каналов: 5ПГ в ВГ(312-552), 5ВГ – в ТГ, 3ТГ в ЧГ и обр. число ступеней прео-я опред-ся канальностью МСП.
3)АОСТ – апп-ра образ-я сетевых широкополосных трактов – обесп. коммутацию трактов при вводе, выводе, замене, ввод КЧ и их подавление на вых. соотв-го группового тракта.
4)АС – ап-ра сопряжения – формирует линейный спектр и обр.
5)ОАЛТ – окон. ап-ра ЛТ – обесп. передачу лин. сигнала соотв-го уровня по мощ-ти.
6)ГО – генер. оборудование – форм-т высокостабильные по частоте и ур-ню несущие, конр-е и вспомогат-е частоты.
7)ОЛТ-обор-е линейного тракта – вкл. направл. среду, НУП и ОУП.
8)АДП- ап-ра дистанц. питания.
9)АТМиТК – ап-ра телемеханики и телеконтроля – обесп. управл. НУПми и контролирует их сост.
Стойки: СИП – инд-го преобр-я,СПП,СВП,СТП – 1,2,3 преобр-я, СС- сопряжения, СЛУК – лин. усил. и коррек-в, СВКО – вводно – кабельного оборудования, СГО, СТМиТК, СДП, ССС – служ. связи.
Методы построения МСП с ЧРК. В МСП с ЧРК исп-ся передача АМ-сигнала с одной боковой полосой. Возможны 3 варианта построения МСП: 1)индивидуальный,
2)групповой, 3)смешанный.
При инд-м м/де все устройства д/каждого канала явл. отдельными и повторяются в составе оконечной и промежуточной аппаратуры по числу каналов данной МСП.
При групповом м/де - д/каждого канала исп-ся только некот-е устр-ва, а остальные устройства оконечной и промежуточной аппаратуры явл общими д/всех каналов.
При смешанном м/де – все устр-ва оконечной аппар-ры явл-ся индивидуальными, а оборудование промежуточной аппар-ры – общими д/всех каналов.
1) Недостатки:громоздкое обор-е,не позволяет стандартизировать аппаратуру, усложняет ее произ-во, ↑ ее стоимость, ограничена дальность действия МСП. Достоинства: простота, выделение любого сигнала на промеж-й станции, высокая надежность. Примен. при построении МСП с малым числом каналов.
2) В его основе лежит принцип формирования лин. сигнала с помощью неск-х ступеней преобр-я, т.е. лин. сигнал предст. собой сумму неск-х промежуточных групп сигналов. Достоинства: позв-т стандартизировать аппар-ру, снижение стоимости, упрощение оборудования промежуточных станций, дальность практ. не ограничена, меньше число разнотипных ПФ. Недостатки: необх-ть установки всего обор-я, вне зависи-ти от требуемого числа каналов в данный момент и исп-е спец. аппар-ры выделения каналов на пром-х станциях.
При постр-и МСП по групповому методу исп-ся многократное преоб-е частоты первичные сигналы неск. раз преобр-ся по частоте на передающей стороне. Аналогичные преоб-я на приемной станции, но в обр. порядке. Первая ступень наз. ступенью инд-го проебразования, на ее выходе – ПГ. Последующие ступени прреобразования явл-ся групповыми, образую вторичные, третичные и др группы(ВГ,ТГ…).
В соотв с рекомендацией МККТТ(МСЭ) принято стандартное группообразование. Первичная группа(ПГ) объединяет 12 каналов ТЧ 60,6…107,7кГц. Вторичная группа(ВГ) формируется путем объединения 5 ПГ 312,6…552,7кГц. Третичная группа(ТГ) форм0ся путем объединения 5ВГ (300-канальная) 812-2044кГц.
Методы формирования канальных сигналов
В МСП с ЧРК сигналы от разных ист-в с пом-ю сигналов – переносчиков размещаются в неперекрывающихся частотных полосах. Для этой цели исп-т преимущ. амплитудную модуляцию, т.к. спектр АМ-сигн. более узкий, чем у ЧМ и ФМ. Т.к. обе боковые полосы несут один. инф-ю о сигнале, то обычно перед-я одна из них (верх. или нижн.). Несущее колебание не содерж. полезной инф-и, хотя на него приходится осн. мощ-ть АМ-сигнала.Основным способом получения ОБП явл. фильтрового преобр-ля частоты, содерж-го модулятор, к-й преобраз. сигнал и подавляет несущую, и ПФ, к-й выделяет полезную боковую полосу.
В нек-х малоканальных СП с ЧРК для получ. ОБП исп-ся фазоразностная схема, к-я позв. значит. упростить преобраз-е обор-е. Однако из-за недост. подавления одной из боковых полос на канальный сигнал в лин. спектре отвод-ся полоса в 2 раза больше, чем при фильтр. методе. Так, при орг-и канала ТЧ при фильтр. методе 4 кГц, а при фазоразностном – 8кГц.
Структурная схема оконечной станции ЦСП с ИКМ. Временные диаграммы работы ЦСП
Сигнал от абонента поступает на 2-хпроводный вход канала и через дифференциальную систему (ДС) в тракт передачи. Передающая часть каждого канала содержит УНЧ передачи, ФНЧ передачи, АИМ. ФНЧ ограничивает спектр сигнала перед дискретизацией. В модуляторе сигнал дискретизируется по времени, в результате чего формируется канальный АИМ-сигнал. В групповом оборудовании групповой АИМ-1(первого рода) преобразуется в групповой АИМ-2 (второго рода).
В кодере осуществляется нелинейное кодирование группового АИ сигнала, в результате формируется групповой ЦС с ИКМ, виде последовательности 8-миразрядных кодовых комбинаций. Кроме инф-ных сигналов необходимо передавать ряд дополнительных служебных сигналов. К ним относятся сигналы управления и взаимодействия (СУВ) с приборами АТС, сигналы цикловой и сверхцикловой синхронизации (ЦС и СЦС), сигналы передачи дискретной информации.
СУВ по АТС поступают на вх согласующего устройства передачи, где преобразуются в цифровую форму, ч/з сх формирования циклов (ФЦ) служебные сигналы добавляются информационным символом. В рез-те на вх ФЦ формируется цифровой поток, имеющий циклическую структуру со строго регламентированными параметрами. Сигнал на вых ФЦ представляет собой униполярный цифровой поток, поэтому он преобразуется в преобразователе кода передачи (ПК) в биполярный код.
С пом-ью линейного трансформатора обеспечивается согласование аппаратуры с линией и подкл блока дистанц-ного питания (ДП) линейных регенераторов. ДП осуществляется постоянным током по искусственным цепям с исп-ием средних отводов ЛТр по системе «провод-провод».
В тракте приёма искажённый цифровой линейный сигнал поступает в станционный регенератор (РС), где восстанавливаются параметры сигналов. На входе ПК восстанавливается униполярный двоичный сигнал. В приёмнике синхросигнала (ПСС) выделяются сигналы ЦС и СЦС, к-ые управляют работой ГО приёма. Символы СУВ и ДИ поступают на согласующее устройство приёма и ДИпр.
Декодер декодирует кодовые группы каналов, в рез-те форм-ся групповой АИМ сигн. С помощью временных селекторов (ВС) – демультиплексоров – из последовательности отсчётов группового АИМ сигнала выделяют АИМ сигналы соответствующих каналов. С помощью ФНЧ восстанавливается исходный аналоговый сигнал, к-ый усиливается в УНЧ и ч/з дифференциальную сис-му поступает к абоненту.
Работой всех узлов станции управляет ГОпер и ГОпр.
Цифровой групповой сигнал представляет собой непрерывную последовательность следующих друг за другом циклов. Под циклом передачи понимается интервал времени, в течение к-ого передаются кодовые комбинации всех каналов сис-мы передачи, а так же необходимые служебные сигналы.
Для ЦСП, в к-ых осуществляется АЦП сигналов длительность цикла – Тц выбирается равной периоду дискретизации, т.е. 125 мкс при fд=8 кГц.
Кроме Тц регламентируются общее число разрядных позиций и их распределение в структуре цикла. В базовой ЦСП ИКМ-30 цикл передачи разделяется на 32 канальных интервала (КИ0,КИ1,…,КИ31) из них 30 информационных КИ и 3 служебных. Длительность КИ: ТКИ=Тц/32=3,906 мкс. Каждый КИ содержит 8 разрядных позиций: Трп=ТКИ/8=0,488 мкс. В каждом разрядном интервале передаётся 1 двоичный символ со скважностью 2, т.е. длительность импульса Ти=244 нс.
Для передачи СУВ всех каналов организуется сверхцикл, состоящий из 16 циклов (Ц0,Ц1,…,Ц16). В каждом из циклов сверхцикла кроме Ц0 поочередно передаются СУВ 2х телефонных каналов. В Ц0 передаётся сигнал СЦС.
Кодеры с нелинейной шкалой квантования. Структурная схема нелинейного кодера
По принципу работы кодеки мб линейными(с пост. шагом квант.) и нелинейными (с переменным). Код, формируемый в кодере мб параллельным и последовательным.
Нелинейное кодирование осущ-ся в соотв-и с АХ, предст-й собой 13-сегментную аппроксимацию квазилогарифм-й функции. АХ мб разделена на 16 сегментов по 8 в каждой половине биполярной хар-ки. В пределах к-го сегмента размещается 16 шагов квантования. При 8-разр. нелинейном кодировании первый символ опред-т полярность отсчета, след. 3 – номер сегмента, последние 4 – номер шага внутри сегмента. Шаг квантования при переходе в след. сегмент увелич. в 2раза.
Кодер (поразрядного уравновешивания) содержит аналоговую и цифровую части:
Аналоговая вкл. в себя:
1) групповой тракт АИМ-сигнала (ГТ-АИМ), в к-м АИМ1 преобр. в АИМ2 и осущ-ся автомат. коррекция «нуля» кодера
2) два одинаковых форм-ля эталонных сигналов(ФЭС), к-й из к-х формирует 11ти разр. набор сигналов с двоичным отношением амплитуд м/у разрядами для обр-я шкалы уровней квантования в одной половине биполярной хар-ки кодера.
3) диффер. компаратор для определения полярности АИМ-2, сравнения его с ампл-й сигнала ФЭС и форм-я двоичного символа по рез-м сравнения.
Цифровая часть сод-т:
1) регистр памяти с логикой упр-я для записи и хран. инф-и, пост-й от компаратора по цепям ОС А и В, в соотв. с к-й форм-ся сигналы упр-я аналоговыми узлами кодера.
2) цифровой экспандер – преобр-т 7-разр.(без знака) код в 11-разр. для управления разрядами ФЭС.
3) логич. эл-ты выбора ФЭС – выбор одного из ФЭС в зав-ти от знака.
4) преобр-ль парал. кода в послед-й.
5) удвоитель тактовой частоты и распред-ль имп-в.
Инф-я о полярности АИМ-2 запомин. в регистре памяти. Если отсчет положит. , на вых. А будет 1 и d1=1. Если отриц., то на вых. В будет 1 и d1=0.
В след. 3х тактах осущ. поиск сегмента АХ, в пределах к-го наход. ампл-да отсчета. В послед-х 4х тактах произв. лин. поразр-е уравновешивание амплитуд вх. сигнала и основного эталонного тока с помощью 4х дополн-х эталонных сигналов.
Декодеры с нелинейной шкалой квантования. Амплитудная характеристика декодера. Структурная схема нелинейного декодера
Предназначен для преобразования 8-ми разрядного 2-го кода в сигнал АИМ-2. АХ декодера определяется как обратная функция по отношению к АХ кодерам. Поэтому общая АХ кодека линейна. При линейном декодировании с помощью цифрового эспандера осуществляется преобразование 7-и символьного кода в 12-и символьный. При этом комбинация d2-d3-d4 преобразуется в сигнал управления разрядом ФЭС, формирующим основной эталонный сигнал. Символы d5-d8 используется для управления последующими 4-мя разрядами ФЭС. Одновременно с формированием основного эталонного сигнала формируется эталонный сигнал коррекции. Восстановленный однополярный отсчет передается без изменения или инвертируется в зависимости от символа d1.
Декодер построен по принципу суммирования 2-но взвешенных эталонных сигналов. Аналоговая часть содержит 2 одинаковых ФЭС и дифференциальный усилитель, преобразующий однополярные отсчеты АИМ-2 в биполярный сигнал. Цифровая часть включает преобразователь последовательного кода в параллельный, регистр памяти для хранения кодового слова в течение времени детектирования, цифровой эспандер для управления разрядами ФЭС и логику выбора ФЭС.
Индивидуальное оборудование ЦСП с ИКМ.
В состав оконечной станции вх индивидуальное и групповое оборудование. Индивидуальное относится к конкретному каналу.
Сигнал от абонента поступает на 2-хпроводный вход канала и через дифференциальную систему (ДС) в тракт передачи. Передающая часть каждого канала содержит УНЧ передачи, ФНЧ передачи, АИМ. ФНЧ ограничивает спектр сигнала перед дискретизацией. В модуляторе сигнал дискретизируется по времени, в результате чего формируется канальный АИМ-сигнал.
Устройства цикловой синхронизации. Требования к системам цикловой синхронизации. Структурная схема приемника ЦС со скользящим поиском. Алгоритм работы приемника. Адаптивные приемники ЦС
Д/правильного восст-я сигнала на приеме в ЦСП с ВРК необх. обесп. синхронную и синфазную работу ГО в перед.и приемной станциях. Д/этого обесп. тактовая, ЦС и СЦС.
Тактовая (ТС) – обесп. одинаковую скорость обработки во всех устр-х ЦСП.Цикловая – обесп. правильное разделение и декодирование цифрового сигнала и распред-е по каналам приемной части ЦСП. СЦС – обесп. на приеме прав.распред-е СУВ по каналам.
Система ТС вкл-т задающий ген-р и ВТЧ.
Для обесп. ЦС на перед-й стороне в состав гр. сигнала в КИ0 вводится цикл. синхросигнал, а на приемной станции устан. приемник синхросигнала(ПСС), к-й выделяет ЦС из гр.сигнала и тем самым опред-т начало цикла передачи.
К системе ЦС предъявл-ся след.требования:1) время вхождения в синхр-м и время восст-я синхр-ма дб минимальным(<2,5мс) 2) ПСС д. обл-ть высокой помехоустойчивостью. 3)число символов синхросигн. и частота его повт-я дб миним. Эти требования явл. противоречивыми.
Наиболее простым явл. неадаптивный ПСС со скользящим поиском. ПСС выполн. след.функции: 1)устан-т синхронизм после вкл-я ЦСП. 2)обеспеч-т контроль за сост-м синхр-ма. 3)обнаруж-т нарушение синхр-ма. 4)восстан-т состояние синхр-ма.
Основными узлами ПСС явл. опознаватель (Оп), анализатор (Ан) и решающее уст-во(РУ). Оп содержит регистр сдвига, число разр-в к-го равно числу символов в синхросигнале, и дешифратор, настроенный на дешифрацию синхросигнала заданной структуры. Как только в РС окажется кодовая комбинация, совп-я по структуре с синхросигналом, на вых. Оп появл. импульс.
Ан с помощью контр-х имп-в, пост-х от ГОпр, проверяет соотв-вие момента появления импульса на вых. Оп ожидаемому моменту появления синхросигн. (Р2-Р8 в КИ0 в чет.циклах). Появление имп-са на вых. схемы ЗАПРЕТ означ. отсутствие синхр-ла. Появление имп-са на вых сх И1означ. совпадение синх-ла и контр-ого имп-са от ГОпр.
РУ принимает решение о наличии или отсут-и синхронизма и управ-т работой ГОпр РУ содержит накопитель по входу в синхронизм n1 и накопитель по вых. из синхр-ма n2, предст-е собой двоичные счетчики со сбросом.
n1, вход к-го соединен с вых. И1, обеспеч. защиту ПСС от ложного вхождения в синх-м, когда на вх. Оп поступает случ. комбинация цифрового сигн. Емкость n1 сост. 2-3 разряда.
n2, вход к-госоединен с вых. схемы ЗАПРЕТ, обеспеч. защиту от ложного вых из сост. синх-ма, когда из-за ошибок в ЛТ происх. кратковременное изменение стр-ры синхросигнала. Емкость n2 сост 4-6 разрядов.
Если сис-ма наход. в синхр-ме, то n1 заполнен, поскольку на вых. И1 постоянно появл. имп-сы. n2 при этом пост.обнуляется. Если из-за ошибок в одном из циклов б. искажен синхросигнал, то с вых. схемы ЗАПРЕТ в n2 поступит импульс. Однако система останется в прежнем сост-и. В случае если б. искажены подряд n2 синхросигналов и накопитель n2 заполнен, то приним. решение о вых. из сост. синхр-ма. При этом если n1 б. заполнен раньше n2, то последний обнуляется. Т.о. обесп. защита от ложного вых. из синх-ма.
Когда n2 оказ. заполнен, приним. решение о действительном вых из сост. синх-ма и начин.поиск нового состояния синх-ма. При этом первый имп-с от Оп ч/з И2 переводит ГОпр и n1 в нулевое состояние, а емкость n2 уменьш. на единицу.
Если в след.цикле моменты появл. имп-са на вых. Оп и имп-са от ГОпр не совпадают, т.к. синхрогруппа оказ-сь ложной, то n2 вновь заполнится, И2 открывается и очередной имп-с от Оп обнуляет n1 и ГОпр и уменьшает на ед. содержимое n2. Т.о. обесп. защита от ложного установл. синх-ма. Этот процесс продолж. до тех пор, пока на вых. Оп не появится имп-с, соот-й истинному синхросигналу. При этом ч/з n1 циклов накопитель n1 заполняется, n2 обнуляется, И2 закрывается, т.е. устанавл-ся новое состояние синх-ма.
Неадаптивный ПСС имеет след.недостатки: 1)поиск СС начин. только после заполнения накопителя n2, что приводит к увелич. времени восст-я синх-ма. 2)емкости n1 и n2 фиксированные, что непозв-т добиться оптимальных соотношений м/у временем восст-я синх-ма и помехоуст-ю.
Если вероятность ошибок в линейном тракте увелич., то t удержания синрон-ма оказывается меньше требуемого. При уменьш. вероятности ошибки возникает запас по времени удержания синхрон-ма,что приводит к увелич. t восстановления синхр..
Первый недостаток м.б. устранен, если процессы накопления по вых из синхронизма и поиска синхросигнала осуществлять параллельно. Второй недостаток м.б. устранён, если ёмкости сделать переменными, зависящими от вероятности ошибок. В таком приемнике накопление по вых из синхронизма и поиск синхронизма происходят параллельно в цепях удержания синхронизма и поиска синхросигнала. В этом случае по первому же импульсу на входе накопителя по вых из синхронизма начинается процесс поиска синхросигнала, в то время, как ГО продолжает сохранять предыдущее состояние, пока не б. зафиксировано новое состояние синхронизма. В состоянии синхронизма накопитель по выходу из синхронизма обнулен, и сигнал сброса на входе ГО отсутствует.
Адаптивные приемники обеспечивают изменение емкости накопителей. Как к повышению, так и к понижению вероятности ошибок в линейном тракте. Схема отличается наличием сумматора и порогового устройства. Сброс ГО осуществляется при достижении суммарной емкости накопителей уровня, установленного пороговым устройством. Суммирование производится с учетом коэффициентов.
Регенерация цифрового сигнала. Структурная схема и временные диаграммы работы линейного регенератора
Реген-я цифрового сигнала осущ. линейнымиреген-ми, распол-ми в НРП, и станционными рег-ми, распол-ми на регенер-х станциях.
Участок линии и регенератор предст. собой регенерац-й участок.
Процесс регенерации состоит в опознавании кодовых символов, восстановлении формы, амплитуды и временного положения имп-в и пробелов, ипередачи их на вход следующего регенерационного участка. Опознавание символов осущ. методом однократного отсчета, сравнением уровня сигнала с порогом в момент времени, соотв-й наибольшей вер-ти правильного опознавания.
В состав блока РЛ входят реген-ры 2х направлений передачи, объед-е общимиустр-ми питания и контроля. Гн1 и Гн2 служат для контроля амплитуды имп-са и коэф-та ошибок на вых. РЛ.
Искаженный сигнал через согл. тр-р поступает на вход лин. корректора(ЛК), осущ-го коррекцию формы имп-в и их усиление. АЧХ ЛК выбирается исходя из требования макс. соотн-я сигнал/помеха. В состав ЛК входят регулируемая искусств.линия (РИЛ), коррект-й усил-ль (КУС) и устр-во разделения. РИЛ дополняет затухание при наличии укороч-горегенр-го участка. АЧХ КУС оптимизирована под параметры цифрового сигнала. АРУ поддерживает постоянный уровень сигнала на вых. КУС.
Биполярный сигнал разделяется в УР на униполярныепосл-ти положит-х и инвертированных отриц-х имп-в. Послед-тиимп-в поступают на вход РУ1 и РУ2, где происх-т опознавание кодовых символов, а также восстановление по форме, длит-ти и врем-му положению.
Управл-е работой РУ1 и РУ2 осущ. с пом-ю 2х послед-й прямоуг-х имп-в П1 и П2. Их чатота равна тактовой частоте сигнала, а скважность=2. Временное положение переднего фронта имп-в П1 опред-т моменты опознавания символов и времен.пол-е регенерированных имп-в. Времен.пол-е заднего фронта П1 фикс. длит-тьрегенер-х имп-в. П2 запирают вх. РУ ч/з небольшой пром-к времени Δt0 после момента опознавания, чем огрнич. время опознавания и повыш. помехоуст-ть РУ1 и РУ2. Послед-ти П1 и П2 формир-ся в устр-вехронирования (УХ), состоящего из схемы совпадения (С), контура ударного возбуждения (К), фазовращателя (ФВ), формиров-ля хронир-х посл-й (ФХП). На вых. К выделяется квазигармонич. колебание тактовой частоты, из к-го с пом-ю ФХП вырабат-ся П1 и П2, фазируемые в ФВ для правильного установления момента опознавания.
Питание осуществляется от 2ух источников стабилиз-го напряжения +-4,7 В. Ток дистанционного питания =110 мА.
Принципы объединения и разделения синхронно-синфазных цифровых потоков
Временное группообр-е в ЦСП реализ-ся путем объединения и разделения тем или иным способом типовых цифровых потоков. Общим д/любого способа объединения явл. необх-ть записи инф-и в ЗУ, а затем поочередное считывание в опред. моменты времени.
Разл. объединение синхр-синф., синхронных и асинхронных (плезиохронных) потоков.
Синхр-синф.: совпадают скорости объединяемых потоков и начало их отсчетов.
Разделение потоков происх. в обратном порядке: объедин-й поток запис-ся в ЗУ, соотв-е исх-ым потокам, а затем считывается со скоростями, равными скоростям объед-х потоков.
Возможны разл. варианты объед-я: посимвольное, побайтное, посистемное. Чаще использ-ся посимвольное объед-е, т.е. считывание инф-и из ЗУ при объединении происх-т по разрядам. В синхронной цифр. иерархии исп-ся побайтное объед-е.
Синхронно-синфаз. объед-е потоков: импульсы объед-х потоков ИИ1-ИИ4 записываются в ЗУ1-ЗУ4 в моменты, определяемые импульсами записи(ИЗ), общими д/всех устр-в. Считывание происх. в моменты поступления соотв. имп-в считывания ИС1-ИС4. После считывания ЗУ обнуляется. Процесс разъед-я потоков – обратный. При считывании инф-и из разных ЗУ устр-ва разделения, имп-сы получаются разной длит-ти. Номинальную длит-ть этих имп-в обеспечивают формиров-ли имп-в ФИ1-ФИ4. ГО управл-ся имп-ми, получаемыми от ВТЧ.
Принципы объединения и разделения синхронных цифровых потоков
Временное группообр-е в ЦСП реализ-ся путем объединения и разделения тем или иным способом типовых цифровых потоков. Общим для любого способа объединения явл. необх-ть записи инф-и в ЗУ, а затем поочередное считывание в опред. моменты времени.Разл. объединение синхр-синф., синхронных и асинхронных (плезиохронных) потоков.
Синхр.: совпадают скорости объединяемых потоков, но начала отсчетов произв. смещены относ. друг друга.
Разделение потоков происх. в обратном порядке: объедин-й поток запис-ся в ЗУ, соотв-е исх-ым потокам, а затем считывается со скоростями, равными скоростям объед-х потоков.
Возможны разл. варианты объед-я: посимвольное, побайтное, посистемное. Чаще использ-ся посимвольное объед-е, т.е. считывание инф-и из ЗУ при объединении происх-т по разрядам. В синхронной цифр. иерархии исп-ся побайтное объед-е.
Синхронное объед-е: Объединенный поток д. содержать спец. сигнал, после к-го поступает символ 1го потока, затем 2го и т.д. Для снижения вер-ти ошибок на приеме этот сигнал необх. периодич. повторять. Кроме этого сигнала в объединен. поток требуется вводить и др. служебную инф-ю. С учетом сказанного принято передавать 2 или 3 имп-са служебной инф-и ч/з неск. десятков имп-в инфор-х сигналов. Поэтому считывать и передавать записанную инф-ю требуется неск. быстрее, чем происходит запись объед-х потоков. Применительно к ИКМ-120 период следования имп-й посл-ти при считывании меньше периода ее следования в 33/32 раза. В моменты прохождения служебной инф-и (имп-сы А,В). импульсы считывания отсутствуют. Т.о. в посл-ти имп-в считывания ИС периодич. произв-ся пропуск 2х символов, наз. временным сдвигом. ГО устр-ва объед. состоит из 2х частей. ГО1 управл-ся от ВТЧ и вырабатывает посл-ть ИЗ, подаваемых на все ЗУ. ИС1-ИС4 форм-ся от ГО2, к-е управл-ся от преобразователя частоты(ПЧ), повышающего такт. частоту в 33/32 раза.
Счит. посл-ти ИС1-ИС4 пост. на схемы ЗАПРЕТ1-ЗАПРЕТ4, к-е прекращают подачу ИС в моменты, предназн. для передачи служ. инф-и.В устр-ве разд-я приемник сигналов служ. инф-и (ПРСИ) устан-т порядок подачи посл-й ИЗ1-ИЗ4, вырабат-х ГО1. После служ. инф-и форм-ся имп-с ИЗ1, затем ИЗ2 и т.д. Посл-ть, подаваемая на вх. формир-ля имп-в ФИ1-ФИ4, формир-ся из ИС задержкой на половину периода такт. частоты исх. потока. ИИ предн. для формир-я имп-в один. длит-ти.
Принципы объединения и разделения асинхронных цифровых потоков.
Асинх. объед. реализ-ся в системах передачи, подлеж-х объед-ю и имеющих автономное ГО. Нестаб-ть частоты ГО невелика. Поэтому объед-е потоки наз. плезиохронными.
Предположим, что имп-е посл-ти считывания устр-в объед-я превышают скорость записи, более чем в 33/32 раза. Тогда к временному сдвигу τс будет добавляться временная неоднородность τ*НО. Через неск. сотен периодов по 64 имп-са врем-я неодн-ть достигнет величины 32τИСХ/33 и возникает необх-ть в выравнивании фаз имп-х посл-й ИЗ и ИС.
Согласование м. осущ., задержав процесс считывания на одну позицию, т.е. исключить из посл-ти ИС в данном случае 64й импульс. Позиция, соотв-я исключенному имп-су, наз. вставкой или стаффингом, а сам процесс – полож-ным соглас-нием скоростей. Т.о. в момент торможения происх. перемещение места передачи служ. симв. Раньше они передавались м/у 64м и 1м символами, а теперь м/у 63м и 64м. Если расхождение скор-й сохранит свой хар-р, то ч/з нек-е время символы А и В окажутся м/у 62м и 63м.
Рассмтотрим случай, когда скор-ть счит. оказ. недостаточной. При этом происх. постепенное увеличение отриц. неоднородности до величины 32τИСХ/33. Недостаток скор-ти счит-я компенсируется тем, что очередной, 64й, импульс объед-го потока приходится передавать вместо имп-са служебной инф-и (В). Это наз. отриц-м согл-м скоростей.
Управл-е согл-м скор-й осущ-ся с помощью команд сог-я скор-й (КСС), к-е образ-ся в оборудовании объед-я по мере достижения временной неодн-ю значения 32 τИСХ /33.
В оборуд-е разделения эти команды поступают на опред-х позициях, отведенных для передачи служ. инф-и. Здесь перед-ся: синхросигнал объед-го потока, КСС каждого из потоков и инф-я, к –я не успевает быть передана при отриц. согл. скор-й.
Часто исп-ся двухстороннее сог-е, т.е. в устр-х объе-я и разд-я потоков предусм-ся как полож., так и отриц. Оборудование стан. более сложным, но ↓частость передачи КСС и ↓вер-ть ошибок согл-я. Ошибка в согл. приводит к потере синхронизма и перерыву связи. В связи с этим при передаче КСС для ↑помехоз-ти каждый бит инф-и КСС утраивается.
Посл-ть ИЗ в блоке асинх-го сопряжения (БАС) передачи выраб-ся в ГО1, управляемом такт.частотой данного потока ИИ. ИС выраб-ся в ГО2, общем для всех БАСпер. Разность скор-й ИЗ и ИС анализ-ся фазовым детектором (ФД), подающим при необх-ти в блок передачи КСС инф-ю о полож. или отриц. врем. неодн-ти, достигшей критич. величины. Если τ*НО полож., то передатчик КСС форм-т полож. КСС , к-я пост-т в объед-й поток, а также имп-с, поступающий на вход схемы ЗАПРЕТ, в рез-те чего в этот момент запрещается считывание инф-и, т.е. осущ. вставка.
При наличии согласования ИЗ в БАСпр вырабатываются ГО1, синхрониз-м с объедин-м потоком и поступают на ЗУ ч/з схемы ИЛИ и ЗАПРЕТ. ИС вырабатываются ГУН, частота следования соглас. с частотой ИЗ с пом. ФД и сист. упр-я СУ, к-я вместе с ГУН образуют петлю ФАПЧ.
При приеме полож. КСС приемник КСС форм. имп-с, пост-й на вход схемы ЗАПРЕТ, и т.о. останавл-т процесс записи на момент прохождения вставки.
При приеме отриц. КСС имп-с от приемника КСС пост. ч/з схему ИЛИ на ЗУ в момент прохожд. позиции служ. сигнала, несущего инф-ю, к-я не успела быть перед. в инф-й части потока.
Система с двухсторонним согласованием скоростей исп 2 вида КСС. В случае равенства скоростей спец команды не существует, а попеременно передаются команды положительного и отрицательного согласования.
Оборудование гибкого мультиплексирования ОГМ-11. Функциональная схема блока ОГМ-11.
Блок содержит следующие составные части:
ВС-110 – плата внешнего стыка. Обеспечивает приём и передачу 2 (1) групповых первичных сигналов электросвязи со структурой цикла, соответствующей рекомендации МСЭ G.703, приём и передачу внешнего сигнала синхронизации с частотой 2048кГц, приём и передачу контрольного сигнала CRC-4.
ЦП-110 – плата цифровых переключателей, предназначена для переключения основных цифровых каналов (ОЦК) 64кбит/с между первичными сигналами 2048кбит/с и последовательными шинами групповых сигналов плат ОК-110, а также обработки поступающей в КИ16 информации о первичных сигналах.
ОК-110 – плата окончаний канальных, предназначена для кодирования и декодирования аналоговых сигналов тональной частоты и обеспечения необходимых уровней аналоговых сигналов, а также организации стыков сигнальных каналов.
КС-110 – плата контроля и сигнализации, предназначена для автоматического контроля плат блока ОГМ-11 и передачи аварийных сигналов, при нарушениях в работе блока, в оборудование УСО. При установке в ОГМ-11 платы КС-111, вместо платы КС-110. возможен автоматический контроль состояния ОГМ-11.
ПН-110 – плата преобразователей напряжения, обеспечивает стабилизированными напряжениями +5В ,-5В, устанавливаемые в блок ОГМ-11.
ЦФ-110 – плата цифровых фильтров, определяет наличие сигнальной частоты в любом канале ОЦК.
Передача данных методом наложения
Сигналы передачи данных (ПД) подаются на канальные входы оконечных устройств ЦСП с ИКМ и стробируются последовательностью строб импульсов. Результирующий сигнал состоящий из последовательности строб импульсов соответствующий логической 1 вводится в линейный тракт. На приёме сигнал восстанавливается по огибающей принятой импульсной последовательности. В данном методе строб импульсы не синхронизированы с сигналом ПД. В результате значащие моменты (ЗМ) передаются с ошибкой, которая меньше периода строб импульса.
Коэффициент краевых искажений
Д/достижения высокой точности передачи требуется большое число строб имп-ов.
Данный метод не пригоден для систем с высокой скоростью модуляции из-за низкого использования пропускной способности цифровых каналов.
Передача данных методом скользящего индекса
Основан на передаче информации о наличии значащего момента (ЗМ) в сигнале передачи данных (ПД) и его положении в интервале времени между двумя тактовыми импульсами. Эта информация содержится в символах. Первый символ передаёт информацию о наличии или отсутствии ЗМ, второй – указывает на направление этого изменения (из 1 в 0 или из 0 в 1). Остальные n-2 символа определяют положение ЗМ между двумя тактовыми импульсами считывания.
Передача данных методом фиксированного индекса
Отличается от предыдущего принципом передачи информации о значащем моменте (ЗМ) сигнала передачи данных (ПД) и направлений изменения полярности импульсов в фиксированные моменты времени.
ЗМ характеризуется дополнительной комбинацией из n-1 символов, которая определяет их положение относительно опорных импульсов. Период выбирается так, чтобы при любом единичном эл. ПД м/у двумя опорными импульсами наблюдалось не более одного периода сигнала ПД. Строб импульсы определяют положение ЗМ, делят интервал м/у двумя опорными импульсами на 2n-1-1 интервал. Частота импульсов считывания = тактовой частоте в цифровом тракте. Коэф. ошибок < чем при м/де скользящего индекса,однако недостатком явл-ся ограничение пропускной способности канала по сравнению с методом скользящего индекса.
Примеры задач
Задача №1
Исходные данные:
U1=4,5 B; U2=-1,8 B
Ошибка во 2м кодовом слове, в разряде В
Решение:
Напряжение ограничения:
Входной отсчет кодера:
По характеристике компрессии видно, что начало 7го сегмента составляет
xi= , начало 6го - , 5го - , 4го - , 3го - , 2го - , 1го - .
Номер сегмента i, в который попадает амплитуда заданного сигнала:
Для U1=4,5 B:
Для U2=-1,8 B:
Шаг квантования внутри найденного сегмента определяется по формуле:
Для U1=4,5 B:
Для U2=-1,8 B:
Номер уровня квантования внутри найденного сегмента можно найти из формулы входного отсчета кодера:
Для U1=4,5 B:
Для U2=-1,8 B:
Таким образом, структура кодового слова, формируемого на выходе кодера (PXYZABCD):
Для U1=4,5 B: 11101000
Для U2=-1,8 B: 01010011
Величина ошибки квантования отсчетов вычисляется по формуле:
Для U1=4,5 B:
Для U2=-1,8 B:
Полученные в результате кодирования кодовые слова представлены на рисунке 2 в виде последовательности токовых и бестоковых посылок.
Выходной отсчет декодера определяется по формуле:
Минимальное значение ошибки квантования равно половине шага квантования в пределах соответствующего сегмента, поэтому
Ошибка во втором кодовом слове, в разряде В:
0 101 0011→PXYZABCD→0 101 0111
5 3 5 7
Таким образом, выходной отсчет равен:
Задача №2
Исходные данные:
Азкв = 33дБ Uмmin = 7 мВ Uогр = 1,6 В
Решение:
Защищенность определяется по формуле:
P ш кв—мощность шума квантования
Рс—мощность сигнала
Cредняя мощность гармонического сигнала на единичном сопротивлении:
, а эффективное напряжение , т.о
Найдем мощность сигнала:
Выразим мощность шумов квантования из формулы защищенности:
Мощность шумов квантования также можно найти по формуле:
откуда
Но, известно, что откуда можно выразить 2 m-1:
12 бит не достаточно для кодирования амплитуды сигнала, т.к. 212=4096, а 4168>4096 , поэтому берем значение для (m-1) = 13 (213=8192)
Т.о. минимальное количество бит в кодовом слове, при котором обеспечивается заданная защищенность гармонического сигнала от шумов квантования Азквпри равномерном квантовании, равно m = 14 (т.к. еще 1 бит идет на запись знака отсчета гармонического сигнала)
Для построения графика воспользуемся формулами:
Рисунок — График зависимости защищенности Аз кв от уровня сигнала по мощности Рс (равномерное квантование) | Рисунок — График зависимости защищенности Аз квот уровня сигнала по мощности Рс(неравномерное квантование) |
Задача №3
Исходные данные:
Fн=0,3 кГц, Fв=3,4 кГц, Uогр=3,2 В, U1=0,4 В, U2=-0,6 В, m=6
В соответствии с т. Котельникова выберем частоту дискретизации:
Fд
Выберем частоту дискретизации больше 6,8 кГц для обеспечения полосы расфильтровки:
Построим спектры АИМ-сигналов для рассчитанной на основе теоремы Котельникова и выбранной частоты дискретизации:
Рисунок 1—Спектры АИМ-сигналов
Шаг квантования при симметричном кодировании определяется по формуле:
Число уровней квантования:
Значения уровней квантования, между которыми находятся отсчеты аналогового сигнала с амплитудами U1 и U2:
Отметим N1 и N2 на рисунке 2.
Ошибка квантования:
Выполним операцию кодирования в симметричном двоичном коде.
Так как первый разряд—знаковый (1 для положительного отсчета и 0—для отрицательного), то записываем номера уровней квантования с помощью 5ти следующих разрядов (m-1):
Отметим соответствие между уровнем квантования заданного отсчета и кодовым словом, полученным в результате кодирования на рисунке 2.
Рисунок 2—Уровни квантования | Рисунок 3—Формирование симметричного двоичного кода |
Изобразим кодовые комбинации в виде последовательностей токовых и бестоковых посылок (рисунок 4), помня, что двоичный символ в крайнем левом ряду (старшем разряде) кодового слова несет информацию о полярности кодируемого отсчета.
Рисунок 4—Формирование ИКМ сигнала
– Конец работы –
Используемые теги: сигналы, электросвязи, Методы, описания, параметры, характеристики, первичных, сигналов, электросвязи0.118
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Сигналы электросвязи и методы их описания. Параметры и характеристики первичных сигналов электросвязи
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов