Файл: Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 245

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

= II/FK

И <h=1/4 FN+K/2FN,

где

л — ц е л о е число, отличное от

нуля;

к — целое число (рис. 4.46).

При помощи такого сложного

сигнала оказывается возможным передать две последовательности элементарных сигналов: первую, состоящую из элементарных сиг­

налов, разнесенных иа I//-"JV и передаваемых в моменты tB,

вторую,

сдвинутую

на

l/4Fw по отношению к первой и

состоящую

из

эле­

ментарных

сигналов, разнесенных также

на \jFNl

но передаваемых

в

моменты

 

Осуществляя

на приеме

выборку

сложного

сигнала

в

моменты

tn

и -tK, можно

получить основные составляющие

обеих

последовательностей элементарных сигналов. При этом становится

возможной передача

сигналов со скоростью 2F N

при

использовании

полосы

частот, равной

Fц.

 

 

 

 

 

 

 

 

Однако сигнал описанного вида не может быть получен на прак­

тике, так как для его

реализации необходимо

использовать

беско­

нечно большее число эхо-сигналов. Результаты

расчета

показывают,

что при четырех парах эхо-сигналов

можно

обеспечить

80%

пропу­

скной

способности

канала

и затухание 40

дБ

вне

полосы.

Генерация сигналов сложной формы осуществляется

путем по­

лучения цифровыми

методами серии

узких импульсов

с

амплитуда­

ми, пропорциональными значениям сигнала, с

последующим

накоп­

лением их фильтром нижних частот

с частотой

среза 2F N

(анало­

гично отсчетам, взятым на основании теоремы

Котельникова).

Процесс назван «дискретной эхо-моиуляцней», поскольку после­

довательность импульсов на

выходе

фильтра

может

рассматривать­

ся как состоящая из центрального

импульса

 

«данных»

и несколь­

ких «эхо-сигналов»

(рис. 4.47).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А1 В, А2В2

А3В3

 

 

 

 

 

 

Рис.

4.47. Формирование сигнала

с помощью

дискрет­

 

ной

эхо-модуляции

 

 

 

 

Данный

метод генерирования сигналов удобен

и

надежен

вви­

ду полной

некритичности параметров

фильтра НЧ

и

высокой

точ­

ности дискретной последовательности импульсов, легко формируе­ мой цифровыми методами. Существенным недостатком данного ме­

тода

является необходимость

жесткого

соответствия несущей ча­

стоты

FK и скорости передачи

В. Более

того, соотношение между

этими величинами определяет вид модулированного сигнала и не обеспечивает формирование многократного ОФМ сигнала.

Более перспективным представляется метод, разработанный в лаборатории вторичного уплотнения Л Э И С и заключающийся в сту* пенчатой аппроксимации огибающей элементарного сигнала и раз^ дельном формировании модулированного сигнала и его огибающей с

239



последующим их перемножением. Данный метод позволяет осуще­ ствить любой вид модуляции при любом соотношении несущей и мо­

дулирующей частот

и при

почти полностью дискретной

обработке

сигнала. Выбором

формы

огибающей

элементарного сигнала

мож­

 

но

получить

желаемые ширину

и

форму

 

спектра передаваемого сигнала (в физичес­

 

ки

реализуемых пределах).

 

 

На рис. 4.48 приведена форма элемен­ тарного сигнала, аппроксимирующего функ­ цию вида sin xjx на протяжении 6 такто­ вых интервалов (усеченный импульс Котелышкова), а на рис. 4.49 — спектр тако­ го сигнала в сравнении с идеальным им­ пульсом.

Рис. 4.48.

Форма эле-

На Р1 | С - 4-50

приведена

форма элемеп-

ментарного

сигнала,

тарного сигнала

(рис. 4.48)

с заполнением

аппроксимирующего ' несущей частотой при соотношении несу-

функцшо вида sin х/х

Щ«»

частоты

к

модулирующей,

равном

 

 

 

1/4.

Для упрощения

рисунка

частота

за­

 

 

 

полняющего

 

колебания выбрана

кратной

скорости

модуляции,

что в

общем

случае

совсем не

обязательно.

При

реализации

рассматриваемого

метода

сигнал

формируется

п одной

полярности

с

последующей

трансформацией

пуля

на

опе­

рационном усилителе. Это значительно упрощает построение дис­ кретного формирователя.

1 У

27 Т%

Рис. 4.49. Спектры усеченных импульсов Котельникова для идеального импульса и при его аппроксимации ступенчатой функцией

Для получения суммарного сигнала передатчика число форми­ рователей в общем случае должно соответствовать числу тактовых интервалов, на которых производится формирование элементарного импульса. Выходные сигналы формирователей, складываясь, обра-

240


зугот суммарный сигнал, спектр которого имеет необходимую вели­ чину и форму, близкую к прямоугольной.

На рис. 4.51 приведена структурная схема передатчика, с по­ мощью которой реализуется метод ступенчатой аппроксимации для случая ФМ. Элементарные сигналы аппроксимируются на протяже­

нии

6 тактовых

интервалов. Фильтр нижних

частот предназначен

для

устранения

гармоник, возникающих за счет

прямоугольной фор-

Относи­

тельная v- амплитуда

V

V fft- 0,9\ Of- v- щ-

Щщ т ж щ

%

0\

Рис. 4.50. Форма элементарного сигнала с заполнением несу­ щей

 

1

 

 

 

 

Распред.

2

 

 

Рормир.

 

з

,

Фазобые

I

ишрорм\

4

,

модуляторы

отдающей

S

 

 

6

 

 

 

 

Рис. 4.51. Схема передатчика сигналов методом ступенчатой аппроксимации

мы несущей частоты и ступенчатой аппроксимации. Требования к такому фильтру менее жесткие, чем при фильтровом формировании спектра сигнала. Следует иметь в виду, что в реальной схеме пере­ датчика используется только один формирователь огибающей, пе­ реключаемый специальной логической схемой, что позволяет значи­ тельно сократить объем передатчика.

241


Г Л А В А П Я Т А Я

Фазирующие устройства

§ 5.1. Н А З Н А Ч Е Н И Е И К Л А С С И Ф И К А Ц И Я Ф А З И Р У Ю Щ И Х УСТРОЙСТВ

Сигналы, с помощью которых дискретные сообще­ ния передаются по каналам связи, представляют собой последовательности элементов определенной длины. Пе­ редаваемые сообщения на приемном конце восстанав­ ливаются путем обработки каждого принимаемого эле­ мента решающей схемой. В результате обработки появ­ ляется решение, указывающее, какой из элементов сиг­ нала был передан. Наибольшая помехоустойчивость, а следовательно, наименьшая вероятность ошибки дости­ гается в том случае, если опрос состояния решающей схемы производится в моменты времени, когда переход­ ные процессы на выходе детектора практически закон­ чились и отношение мощности сигнала к мощности по­ мехи на выходе детектора максимально.

Таким образом, приемник дискретных сигналов дол­ жен содержать устройство для формирования коротких импульсов опроса, временное положение которых долж­ но обеспечивать наибольшую помехоустойчивость прие­ ма. Расстояния между импульсами определяют интер­ валы обработки элементов сигнала.

Обработка кодовой последовательности элементов может производиться двумя способами: «в целом», как единого сложного сигнала, или «поэлементно» {91]. В первом случае решающая схема определяет значение принимаемого символа путем опознавания сигнала, ох­ ватывающего все элементы кодовой комбинации. Во вто­ ром случае сначала принимается решение о каждом элементе комбинации в отдельности, а затем кодовая последовательность элементов декодируется в информа242

ционные символы. Следовательно, для реализации обоих способов необходимо располагать двумя последователь­ ностями импульсов: одной, в которой импульсы смеще­ ны друг относительно друга на длительность единичного

элемента (т0 у ) и имеют

определенное фазовое

располо­

жение по 'Отношению к

принимаемым элементам,

другой,

в которой импульсы отстоят друг от друга на

расстоя­

ние длительности /?то, где п — число элементов в

каждой,

комбинации

(длина цикла), и совпадают с началом (кон­

цом) каждой

принимаемой комбинации.

 

Так как частота импульсов первой последовательно­ сти равна скорости модуляции, то эти импульсы или формируются с помощью местного генератора, или вы­ деляются из принимаемого сигнала. Наибольшая поме­ хоустойчивость приема обеспечивается определенным расположением импульсов опроса по отношению к при­

нимаемым единичным элементам, называемым

синфаз­

ным. Взаимное расположение импульсов опроса,

форми­

руемых на приеме непрерывно работающим местным ге­ нератором, и элементов должно поддерживаться с точ­ ностью до нескольких процентов от длительности еди­ ничного элемента IB течение весьма длительной, часто круглосуточной, работы системы. Однако современные высокостабильные генераторы не могут обеспечить та­ кую точность синхронизации при длительной совместной работе распределителей. Поясним сказанное на кон­ кретном примере.

Как известно, коэффициент нестабильности генера­ тора к определяется отношением

l / - / i | ' =

А/

(5.1)

f

f

 

где f — номинальное значение частоты абсолютно ста­ бильного генератора; Af—абсолютное отклонение ча­ стоты генератора ft от номинальной f при учете всех дестабилизирующих факторов.

Время, в течение которого колебания данного гене­ ратора сместятся по фазе на один период по отношению к колебаниям абсолютно стабильного генератора, равно:

(5.2)

243