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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 242

Скачиваний: 2

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

Подставляя

значение Af из (5.1), получим

 

 

Kf

Если

то —

длительность единичного элемента, а

T=l/f

период колебания частоты абсолютно стабиль­

ного генератора, то частота генератора сместится по фа­

зе на один единичный элемент за

время

 

'1 = ^ - ' . = -

^ .

(5.3)

Тк В

Если учесть, что частоты генераторов в самом небла­ гоприятном случае отклоняются от номинальной в про­ тивоположные стороны, то частоты обоих генераторов разойдутся по фазе на один единичный элемент в тече­ ние времени

/„ = _ ! _ .

(5.4)

Обозначим через Б некоторую часть единичного эле­ мента, в пределах которой можно допустить расхожде­ ние по фазе. Тогда время смещения по фазе на данную величину может быть вычислено по формуле

(5.5)

*Е 2кВ

Пользуясь ф-лой (5.5), можно определить время, в течение которого частоты работающих совместно гене­ раторов разойдутся по фазе на заданную величину е при различных скоростях модуляции В и относительной нестабильности генераторов к. Из приведенных в табл. 5.1

 

 

Т А Б Л И Ц А

5.1

 

 

 

Величина

сме­

, с, при скоростях модуляции,

бод

 

 

щения

50 •

100

200

600

1200

2400

 

с. % от Ха

 

 

 

 

 

5

50

25

12,5

4,17

2,08

1,04

10

100

50

25

8,33

4,17

2,08

40

400

200

100

33,3

16,66

8,33

данных видно, что при повышении скорости модуляции уменьшается время, в течение которого частоты гене­ раторов расходятся по фазе на одинаковую величину.

244


Если 'принять, что максимально допустимое расхожде­ ние по фазе, при котором еще обеспечивается устойчи­ вая работа АПДС без искажений в канале, составляет 40% от длительности единичного элемента, то для ап­ паратуры, работающей со скоростью 50 бод, время ус­ тойчивой работы при к = Ю - 5 составит 6 мин 40 с, а для аппаратуры, работающей со скоростью 2400 бод, — 8,33 с.

Время устойчивой работы увеличивается при исполь­ зовании более стабильных генераторов. Так, при /с=10 _ 6 это время для систем, работающих со скоростями 50 и

2400 бод соответственно, будет

равно

1 ч 6 мин 40 с и

1 мин 23 с. Отсюда следует,

что 'при использовании

вы­

сокостабильных

генераторов

( к = 1 0 _ 6

)

устойчивая

рабо­

та среднескоростной

АПДС

нарушится

'примерно

 

через

1 мин, а аппаратура с малой

скоростью (В = 50 бод) —

через

1 ч 6 мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чтобы обеспечить требуемую точность синфазности

при длительной работе, аппаратура ПДС должна

содер­

жать

устройство для под­

 

 

 

 

 

 

 

 

держания

определенного

 

 

 

 

 

 

 

 

соотношения

фаз

между

а)

 

 

 

 

 

 

 

опрашивающими

 

и

при­

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

нимаю iци ми

импульсами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мз CP

 

t

Таким

 

устройством

явля­

 

 

 

 

 

ется устройство

синхрони­

 

 

 

 

 

 

 

 

зации, служащее для фор­

5)

 

 

 

 

 

 

 

мирования

 

опрашиваю­

 

 

 

 

 

 

 

щих импульсов и поддер­

 

 

 

 

 

 

 

t

жания

их фазового

рас­

 

 

 

 

 

 

 

положения.

 

Качество ра­

 

 

 

 

 

 

 

 

боты

такого

устройства

 

 

 

 

 

 

 

 

определяет

такой важный

 

 

 

rmmi"

 

 

показатель

систем

связи,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i1 1 1 , 1 1

 

 

как достоверность

прини­

 

 

 

i

 

t

маемой информации. Раз­

 

 

 

I ' I I J J

 

 

 

 

L'li'iltiL

 

 

личают

устройства

син­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

хронизации

(УС)

 

и

уст­

 

 

 

 

 

 

 

 

ройства

фазирования по

Рис.

5.1.

Значащие

моменты:

циклам

(УЦФ).

 

 

 

 

 

 

а)

передаваемого

сигнала,

 

 

 

 

 

 

 

 

В

общем

случае

в ме­

б)

"принимаемого

сигнала

со

сте приема

 

с

помощью

средним запаздыванием; в)

воз­

 

можные

смещения

значащих

устройства

синхронизации

моментов

сигнала

под

дейст­

определяются

значащие

вием помех

 

 

 

 

 


 

 

 

моменты, необходимые

 

 

 

для

 

правильного

опо­

 

 

 

знавания

 

элементов

 

 

 

сигнала. Чем выше точ­

 

 

 

ность определения

зна­

 

 

 

чащих

моментов,

тем

 

 

 

выше

 

 

достоверность

 

 

 

опознавания.

Слож­

 

 

 

ность

определения

вре-

би±

 

 

менных

 

значащих

мо-

 

 

ментов

 

обусловливает-

Диг /"у^л. ~ 7\

>^-ч_

ся

 

искажениями, кото­

 

 

 

рым

подвергаются

сиг-

 

 

 

палы,

проходя

по

дис­

 

 

 

кретному каналу связи.

 

 

 

В

результате значащие

 

 

 

моменты

 

непрерывно

 

 

 

смещаются

во времени

 

 

 

относительно

средней

 

 

 

величины

 

запаздыва­

 

 

 

ния (рис. 5.1). Смеще­

 

 

 

ния

значащих

момен­

 

 

 

тов

 

относительно

иде­

 

 

 

альных

 

 

называются

 

 

 

краевыми

 

искажения­

 

 

 

ми.

Эти искажения

воз­

 

 

 

никают

 

в

результате

 

 

 

действия

помех в кана­

 

 

 

ле связи,

характеристи­

 

 

 

ческих

 

(межсимволь­

 

 

 

ных)

искажений, обус­

 

 

 

ловленных

переходны­

 

 

 

ми

процессами

в аппа­

 

 

 

ратуре

уплотнения, и

 

 

 

других

причин

(25,

35].

 

 

 

 

Рассмотрим

физику

 

 

 

возникновения

смеще­

 

 

 

ния

 

значащих

момен­

Рис. 5.2. Смещение значащих мо­

тов

 

вследствие

дейст­

ментов

сигнала

 

вия

 

помех

в

канале

 

 

 

связи.

Пусть сигнал на

выходе

демодулятора

при отсутствии

 

помех

имеет

вид,

показанный на рис. 5.2а. При таком сигнале

значащие

моменты будут восстанавливаться

в

 

момент t = 0

(рис.

246


5.26). Теперь предположим, что в канале связи действу­ ют помехи (рис. 5.2б), которые складываются с полезным сигналом (рис. 5.2г). Тогда суммарное напряжение вызо­ вет смещение значащих моментов на в сторону опере­ жения и At2 в сторону отставания (рис. 5.2д). Так как действие помех носит случайный характер, то величина 8=;(At\+&i<2.) характеризующая краевые искажения, также является случайной величиной.

Помехи с малой амплитудой встречаются намного чаще, чем помехи с большой амплитудой, поэтому ма­ лые смещения значащих моментов происходят намного

чаще, чем большие, в силу чего плотность

распределе­

ния f (б) случайной величины >б подчиняется

нормально­

му закону распределения

(рис. 5.2е),

т . е .

 

Ф(6) =

U

e ""

,

(5.6)

 

]' 2 я

а

 

 

где а — среднее квадратичное

отклонение.

 

Передаваемые элементы сигнала

могут

подвергаться

и регулярным воздействиям — преобладаниям, при ко­

торых один значащий момент (переход с плюса на ми­ нус илТГнаоборот)", всегда смещен на некоторую вели­ чину а. Плотность распределения смещений значащих моментов при воздействии случайных и регулярных по­ мех описывается выражением (рис. Ъ.2ж)

У 2 я а

или

 

( б + я )

 

 

2а=

 

ф ^ - у к г "

( 5 - 8 )

Экспериментально установлено,

что для

большинства

каналов связи распределение краевых искажений под­ чиняется нормальному закону или близко к нормально­ му (25, 35, 41].

Таким образом, устройство синхронизации представ­ ляет собой автоматическое устройство, осуществляющее измерение временного положения значащих моментов сигнала, формирующее последовательность опросных (регистрирующих) импульсов, фаза которых устанавли­ вается и поддерживается с учетом наиболее вероятного

247


положения значащих моментов. Такие устройства иногда называются устройствами тактовой синхронизации, а формируемые ими регистрирующие импульсы—тактовы­ ми или синхроимпульсами.

По способу фазирования УС делятся на стартсгопные1 ) и синхронные. Наименьшая вероятность ошибок обеспечивается при синхронном способе фазирования. Это обусловливается тем, что синхронные УС распола­ гают большими априорными сведениями о сигнале, чем стартстопные, что позволяет сравнительно просто, на приеме, определить значащие моменты сигнала. К таким

сведениям относятся

скорость модуляции

и

факт

их

непрерывной передачи. .Поэтому,

в общем

случае,

УС

синхронной системы состоит из двух узлов:

анализатора

сигнала

(АС) и формирователя

тактовых

импульсов

(ФТИ).

Анализатор

сигнала предназначен для

извлече­

ния из сигнала информации о положении значащих мо­ ментов. Эта информация, выдаваемая в виде, например, коротких импульсов, должна быть проанализирована с целью сведения до минимума влияния искажений при­

нимаемых элементов

и определения

 

наиболее

вероятно­

 

 

 

 

 

 

го

 

положения

знача­

 

 

 

 

 

 

щих

моментов.

 

 

 

АС

 

 

 

V/

 

Формирователь так-

 

 

 

 

"~

товых

импульсов

под

 

 

 

 

 

 

т

'

 

I

 

действием

сигнала

с

 

I

 

 

1

 

4 £

 

у с х а и а в л н в а е т

и

п

с о

 

узлы

и

'

непрерывно

поддержи-

Puc.

5.3. Основные

фазирующе-

 

1

v

 

 

 

1

,

го устройства

 

 

 

 

в а е

т

 

оптимальное

фа­

 

 

 

 

 

 

зовое

'

расположение

 

 

 

 

 

 

77/ .(рис.

5.3).

 

 

 

Устройства

синхронизации

можно

классифицировать

по следующим

признакам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По виду

используемого

входного

сигнала

УС

делятся

на управляемые специальными сигналами и информа­ ционными рабочими сигналами. Наибольшее распрост­ ранение получили последние. Это обусловлено тем, что передача специальных сигналов сопряжена либо с до­ полнительными затратами мощности, либо с выделением отдельной полосы частот, либо с уменьшением скорости передачи. Все эти затраты не окупаются простотой из­ мерения каждого значащего момента при приеме спе-

') Особенности стартстопного способа фазирования подробно из­ ложены в [25, 1105] и в настоящей работе не рассматриваются,

248