Основы построения систем передачи с временным разделением каналов (ВРК)

Принцип временного разделения каналов (ВРК) состоит в том, что групповой тракт предоставляется поочередно для передачи сигналов каждого канала многоканальной системы.

Поскольку передаваемые сигналы могут быть непрерывными аналоговыми и существовать одновременно, то необходимо представить их дискретными отсчетами в определенные моменты времени. Решить данную проблему позволяет теорема Котельникова В.А., которая гласит, что всякий непрерывный аналоговый сигнал с(t), спектр которого ограничен сверху значением Fмакс, может быть представлен последовательностью его мгновенных (дискретных) значений (отсчетов), следующих с частотой дискретизации Fд≥2 Fмакс. Следовательно, можно поочередно передавать дискретные отсчеты первичных сигналов с1(t), с2(t), … сN(t), когда сначала передается импульс 1-го канала, затем 2-го канала и т.д. до последнего N-го канала, после чего опять передается импульс 1-го канала и процесс повторяется с периодом Тд = 1/Fд.

Передаваемые отсчеты сдвинуты относительно друг друга на интервал времени Тки = Тд /N, называемый канальным интервалом или тайм-слотом.

В примере число каналов системы передачи N = 3, поэтому период дискретизации разделен на три части. Таким образом, импульсы (дискретные отсчеты) каждого индивидуального канала повторяются циклически через период дискретизации, поэтому Тд также называется циклом передачи Тц.

На приемной стороне дискретные отсчеты поочередно подключаются к соответствующим каналам, в которых импульсные сигналы преобразуются с помощью ФНЧ в непрерывные аналоговые сигналы с₁’(t), с₂’(t),… с_i’(t),… с_N’(t), которые отличаются от исходных с₁(t), с₂(t), … с_i(t), … с_N(t) из-за искажений при передаче и воздействия помех. Причем эти отличия не должны превышать заданных (допустимых).

Структурная схема многоканальной системы с ВРК:

Ключевые элементы амплитудно-импульсных модуляторов АИМ1, АИМ2, АИМ3 поочередно замыкаются на время длительности канального интервала КИ-1, КИ-2, КИ-3, формируя импульсные сигналы сi(t) в каждом канале. Импульсы АИМ-сигналов разных каналов сдвинуты друг относительно друга по времени на длительность канального интервала. Синхронно с модуляторами в соответствующем канале замыкаются ключевые элементы демодуляторов ДМ1, ДМ2, ДМ3. Принятая последовательность амплитудно-модулированных импульсов в каждом канале поступает на соответствующий фильтр нижних частот ФНЧ, где формируется непрерывный аналоговый сигнал сi’(t). При объединении индивидуальных каналов в канале (линии) связи образуется групповой сигнал с(t) с частотой следования импульсов в N раз большей частоты следования индивидуальных импульсов

Амплитудно-импульсные модуляторы могут работать в двух режимах: АИМ-1 и АИМ-2. При амплитудно-импульсной модуляции первого рода (АИМ-1) вершина импульса повторяет исходный модулирующий сигнал на длительности канального интервала. При амплитудно-импульсной модуляции второго рода (АИМ-2) амплитуда импульса равна начальному значению модулирующего сигнала и остается постоянной на всей длительности канального интервала.

F_макс + ΔF_р = F_д – F_макс или F_д = 2F_макс + ΔF_р, т.е. частота дискретизации F_д ≥ 2 F_макс, что соответствует теореме Котельникова В.А. Знак равенства выполняется для полосы расфильтровки ΔF_р = 0, что возможно только при идеальном фильтре. Для каналов тональной частоты частота дискретизации выбирается равной F_д = 8 кГц, следовательно, при передаче по каналу телефонного сигнала с полосой частот ΔF = 0,3…3,4 кГц полоса расфильтровки составит ΔF_р = (8 – 6,8) кГц = 1,2 кГц.

При временном разделении, так же как и при ЧРК существуют взаимные помехи, в основном обусловленные двумя причинами.

Первая состоит в том, что линейные искажения, возникающие за счет ограниченности полосы частот и неидеальности амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик всякой физически осуществимой системы связи, нарушают импульсный характер сигналов. При временном разделении сигналов это приведет к тому, что импульсы одного канала будут накладываться на импульсы других каналов. Иначе говоря, между каналами возникают взаимные переходные помехи или межсимвольная интерференция.

Кроме того, взаимные помехи могут возникать за счет несовершенства синхронизации тактовых импульсов на передающей и приемной сторонах.

В силу данных причин временное разделение каналов на основе АИМ не получило практического применения. Временное разделение широко используют в цифровых системах передачи плезиохронной и синхронной иерархий.

Поиск по сайту: