Литература
|
Скачать 1.64 Mb.
|
|
Канал связи с МЧМ – сигналами. Сигнал с минимально-частотной манипуляцией является ЧМ – сигналом с непрерывной фазой и индексом модуляции 0,5. На k-м тактовом интервале такой сигнал определяется выражением:  (2.1.)где Ck = ±1 (k = 1, 2, ...) – информационные символы, wд. = π/2T – девиация частоты; Т – длительность элементарной посылки. Применение ЧМ сигналов с непрерывной фазой обеспечивает сужение спектра излучаемых частот. В наиболее распространенных схемах формирования таких сигналов используются управляемые делители частоты, коэффициент деления в которых определяется позицией модулирующего сигнала. На управляемый делитель частоты от специального узла управления подаются команды об изменении коэффициента деления с n1 на n2 (или наоборот) только по окончании целого периода частоты, которую выдавал манипулятор до момента очередной смены позиций манипулирующего сигнала. Таким образом, схема управления задерживает смену позиций манипулирующего сигнала до окончания текущего периода действующей рабочей частоты. Структурная схема узла формирования ЧМ сигналов без разрыва фазы приведена на рис. 2.4 Узел управляемого делителя состоит из собственно управляемого делителя (УД) с необходимым количеством ячеек для деления частоты опорного генератора (ОГ) fj на n1/2 или n2/2 и делителя, состоящего из одной ячейки с постоянным коэффициентом n = 2. Входной манипулирующий сигнал поступает на триггер двухтактного перехода Тг1. Каждой позиции манипулирующего сигнала соответствует одно из двух состояний этого триггера. При этом активной является логическая ячейка И1 или И2 соответственно. Пусть в рассматриваемый момент времени на вход Тг1 поступает сигнал «1», что соответствует такому его состоянию, при котором активной является ячейка И1. Тогда импульсы, поступающие на ячейки И1 и И2 с выхода делителя и сигнала манипулятора, будут проходить только через ячейку И1 и установят триггер фазирования Тг2 в такое состояние, при котором активной будет ячейка И3. В свою очередь, импульсы, поступающие на ячейки И3 и И4 с выхода УД, будут проходить только через И3, что соответствует работе управляемого делителя с коэффициентом деления n2/2. ОГ f1 УД Делитель n = 2 ФНЧ Выходное устройство  Выходной сигнал        n1/2 n2/2     И1 И3 Входной сигнал Tr1 Tr2           И2 И4   Рис. 2.4. Схема формирования ИМ-сигналов без разрыва фазы При изменении позиции манипулирующего сигнала на «0» Тг1 изменит свое состояние и активной станет ячейка И2. Однако Тг2 будет оставаться в прежнем состоянии до тех пор, пока очередной импульс с выхода делителя, пройдя ячейку И2, не изменит его состояния. Тогда активной будет ячейка И4, и управляемый делитель начнет работать с коэффициентом деления n2/2. Формирование МЧМ-сигнала показано на рис. 2.5. Минимальная частота модуляции определяет передачу сигнала с непрерывной фазой и сдвигом частоты ± (1/2Т), где Т – длительность тактового интервала.  Рис. 2.5. Формирование МЧМ - сигнала Передаваемые данные с тактовым интервалом Т разделяются на два потока данных a(t) и b(T). Разделение производится по четным и нечетным интервалам и, следовательно, a(t) и b(t) передаются со скоростью, вдвое меньшей скорости передачи входного сигнала 1/(2T). При этом a(t) и b(t) принимают значения «+1», если во входной последовательности сигналов появляется логическая «единица» соответственно в четных и нечетных интервалах, и «– 1» при появлении логического «нуля» в последовательности сигналов, передаваемых на данном интервале. Сформированные потоки a(t) и b(t) модулируют два вспомогательных сигнала a(t) sin  и b(t) cos, сдвинутых по фазе на 180°. Частоты вспомогательных сигналов обязательно составляют 1/4 скорости передачи входной информации. Сигналами a(t) sin и b(t) cosосуществляется балансная модуляция соответственно квадратурных составляющих cos и sin .Полученные два сигнала a(t) sin cosи b(t) cos sinортогональны между собой, поэтому могут передаваться по одному каналу. Результирующий МЧМ – сигнал имеет вид: где а(t) = b(t) = ±1.  Обе составляющие сигнала называют инверсно-модулированными. Модуляция происходит со скоростью, вдвое меньшей скорости передачи входной информации, причем при передаче данных составляющие МЧМ – сигнала модулируются поочередно и раздельно. Таким образом, МЧМ – сигнал можно рассматривать как двоичную систему с противоположными сигналами. Для первой составляющей это сигналы:   а для второй:   Для таких систем при когерентной обработке может быть достигнута высокая вероятность правильного приема. Другое очевидное преимущество обусловлено формой результирующего сигнала U(t). Огибающая результирующего сигнала U(t) благодаря фазовому сдвигу на π/2 между квадратурными составляющими sin и cos и между соответствующими модулирующими их вспомогательными сигналами sin и cosпостоянна, частота сигнала изменяется без разрыва фазы. При этом, как известно, спектр сигнала занимает наименьшую полосу частот. Следовательно, в равных условиях с другими сигналами, т. е. при одинаковых отношениях сигнал/шум на входе демодулятора и полосе частот, МЧМ – сигнал обеспечивает большую скорость передачи.Формирование из принятого сигнала МЧМ – сигнала двоичной последовательности данных осуществляется в демодуляторе. В общем случае в качестве демодулятора может быть использовано любое устройство, реагирующее на изменение частоты. Однако необходимо рассматривать оптимальные методы приема, адекватные природе МЧМ – сигнала и обеспечивающие наибольшую помехоустойчивость. С этой точки зрения, системы с любым видом модуляции строят, как правило, в виде синхронных систем связи, в которых на приемной стороне известны начало и конец каждой посылки сигнала. Эта информация используется для повышения помехоустойчивости приема дискретной информации. МЧМ – сигнал представляет собой сумму квадратурных составляющих, причем каждая из них может рассматриваться как сигнал с фазовой модуляцией. Следовательно, в приемном устройстве МЧМ – сигнал может быть разложен на два ортогональных сигнала с помощью когерентной демодуляции. В выделенных квадратурных составляющих информационным параметром является фаза сигнала с двумя значениями (0,π) для каждой составляющей, причем смена фаз для одной из них происходит в четные, а для другой – в нечетные интервалы, т. е. в интервалы длительностью 2Т. Для оптимального приема МЧМ – сигнала необходимы два канала, каждый из которых представляет собой когерентный детектор фазомодулированного сигнала. При реализации такого приемника необходимо формировать целый ряд опорных когерентных колебаний. Преобразовав исходную запись для МЧМ – сигнала к виду:  приходим к необходимости формирования только трех (вместо четырех) опорных колебаний. Получаются соответственно три сигнала:    Окончательно оптимальный алгоритм работы приемника можно записать следующим образом:   Аналоговое устройство, работающее по описанному алгоритму, имеет очень хорошие характеристики, реализация же его может оказаться достаточно сложной. Поэтому демодулятор необходимо строить на элементах цифровой техники, производящих цифровую обработку сигналов. Для осуществления этой обработки следует соответствующим образом преобразовать входной сигнал. Эту задачу выполняет аналого-цифровой преобразователь (АЦП). В простейшем случае квантования на два уровня АЦП представляет собой усилитель-ограничитель. В качестве опорных также применяют двоичные сигналы. При обработке учитывается не форма сигнала, а только его полярность. В двухканальном демодуляторе сигнал в каждом канале интегрируется на интервале двух тактов со сдвигом на такт. При этом сигнал на выходе интегратора накапливается в течение второй и третьей четвертей интервала интегрирования, а в первой и четвертой четвертях остается неизменным. Следовательно, при цифровой обработке возможна одноканальная демодуляция МЧМ – сигнала. При этом показатели качества такого демодулятора те же, что и двухканального. Каналы связи с многократными фазовым и комбинированными видами модуляций. При передаче дискретных сигналов по идеальному каналу оптимальными по критерию минимума ошибок являются противоположные сигналы, у которых разность фаз  Сигналы при двоичной фазовой модуляции (ФМ): где φx принимает значение 0 или π. При абсолютной ФМ двоичному сигналу положительной или отрицательной полярности соответствует аналоговый сигнал, сдвинутый по фазе на угол φ. Если по каким-либо причинам этот угол изменится на 180°, то полярность напряжений, соответствующая элементам двоичного сигнала, изменится на обратную, в результате чего вся последовательность элементов двоичного сигнала будет принята неправильно. Подобное искажение передаваемого двоичного сигнала получило название «обратной работы». Оно является существенным недостатком абсолютной ФМ. У ОФМ отсутствует недостаток ФМ – эффект «обратной работы». При ОФМ единичному элементу каждой полярности соответствует передача в канал сигнала, сдвинутого по фазе на угол φ относительно фазы предыдущего сигнала. Метод ОФМ является основным при передаче данных по каналам ТЧ. В отличие от абсолютной ФМ при ОФМ изменения фазы несущей частоты соответствуют элементам двоичного сигнала только одной полярности, например отрицательной. Для определения фазы несущей частоты первого элемента двоичного сигнала впереди него передают вспомогательный элемент с произвольной фазой несущей частоты. При приеме ОФМ-сигналов применяют два метода: когерентный корреляционный и некогерентный автокорреляционный. В первом методе вероятность ошибки, рош.≈ [1/(h0  )] exp(-h02) несколько меньше, чем во втором, когда рош. = 0,5 ехр (-h02), но зато второй метод проще реализуется и поэтому находит большее применение. В приведенных выражениях h0 = E/N0, где Е – энергия сигнала в одном двоичном элементе; N0 – спектральная плотность мощности помехи на входе приемника. При h0 > 3 различие обоих методов в помехозащищенности становится неощутимым.Структурная схема и его временные диаграммы канала связи с ОФМ – сигналами приведены на рис. 2.6. На входе передающего устройства последовательности передаваемых данных UПД (рис. 2.6, б) и генератора тактовых импульсов UГТИ (рис. 2.6, в) преобразуются с помощью схемы совпадения («И») и триггера (Т) в модулирующее напряжение UT. Схема «И» обеспечивает изменение фазы, несущей колебания только при поступлении элементов передаваемых данных с отрицательной полярностью Uи (рис. 2.6, г). Эти элементы управляют работой триггера (рис. 2.6, д). В фазовом модуляторе (ФМ) осуществляется ОФМ несущей частоты (рис. 2.6, е), получаемой от генератора (Г).  б)  Рис. 2.6. Структурная схема и временные диаграммы работы канала связи На диаграмме Uофм (рис. 2.6, ж) показано, что перед началом передачи данных в канал входит вспомогательный единичный элемент с произвольной фазой, относительно которого изменяется фаза первого элемента входящих данных. В точках а, б, в, г диаграммы Uофм, которые соответствуют элементам с отрицательной полярностью, фаза несущей частоты изменяется на 180º. В передатчике (ПРД) сигнал Uофм преобразуется в форму, удобную для передачи по линии связи, а в приемнике (ПРМ) выполняется обратное преобразование. После приемника сигнал Uофм поступает в фазовый детектор (ФД) и элемент памяти (ЭП), задерживающий поступающий сигнал на время длительности одного элемента двоичного сигнала (рис. 2.6, з). Задержанный сигнал Uэп в фазовом детекторе сравнивается с сигналом Uофм. На выходе фазового детектора напряжение (рис. 2.6, и) UФД = A cos (φn – φn-1), где А – коэффициент передачи ФД; φn – фаза сигнала UФД; φn-1– фаза сигнала Uэп. Если φn – φn-1= 0, то UФД = + А, а если φn – φn-1= 180°, то UФД = – А. После фильтра нижних частот (ФНЧ) последовательность данных получается такой же, как и на входе, но сдвинутая по времени (рис. 2.6, к). Большим преимуществом ОФМ является также возможность передачи на одной несущей частоте сигналов нескольких передающих каналов, т. е. возможна организация многократной и комбинированной модуляции. Из видов многократной модуляции наибольшее применение нашли четырехфазная или двойная относительная фазовая модуляция (ДОФМ) и восьмифазная или тройная относительная фазовая модуляция (ТОФМ) для передачи данных, а также двукратная частотная телеграфия (ДЧТ) для передачи телеграфных посылок. Принцип многократной ОФМ заключается в том, что на одной несущей частоте можно передавать информацию по нескольким каналам. Эти каналы образуются последовательностью посылок с определенным значением фазового угла несущего колебания. Значения разности фаз для отдельных каналов зависят от кратности модуляции и равняются обычно кратным значениям минимальных углов: Δφmin=2π/2N, (2.2.) где N – кратность модуляции. Это соотношение справедливо, если по каждому каналу передаются двоичные посылки. При числе каналов N общее число возможных комбинаций посылок будет 2N. Значит, для N – кратной ФМ-передачи необходимо использовать два различных значения фазовых сдвигов несущего колебания. Значения Δφmin, определенные по (2.2.), приведены ниже: N ………………… 1 2 3 4 5 Δφmin…………..180 90 45 22,5 11,2 Для организации передачи данных идут не по пути увеличения каналов в четырехфазной модуляции, а по пути увеличения скорости передачи. В основном данные передают со скоростью 2400 бит/с, для которой необходима полоса частот 2400 Гц. При средней частоте канала ТЧ, равной 1800 Гц, общая полоса частот 600 – 3000 Гц. При четырехфазной модуляции последовательность входящих данных разбивают на пары, называемые дибитами. Каждый дибит изменяет фазу модулируемого колебания на 90° в соответствии с табл. 2.1. Вариант А кодирования реализуется проще, чем В, однако при длительной передаче нулей по обоим каналам в случае этого варианта отсутствуют перемены фазы. В связи с этим на приемной стороне невозможно выделить колебания тактовой частоты, необходимые для синхронизации, что приводит к срыву частоты. Этого недостатка нет у варианта В. Сигналы многократных и комбинированных видов модуляции удобно изображать точками или векторами на двумерной плоскости в виде модуляционного формата. В случае передачи двоичных сигналов при четырехфазной модуляции число этих точек равно 22 = 4. При восьмифазовой модуляции последовательность входящих данных разбивают на трибиты, каждый из которых изменяет фазу модулируемого колебания на 45° (табл. 2.2). Изменение фазы модулируемого колебания в зависимости от: Таблица 2.1 Таблица 2.2 передаваемых дибитов; передаваемых трибитов
На модуляционном формате восьмифазовой модуляции число точек равно 23 = 8, т. е. вдвое больше, чем при четырехфазной модуляции. Поэтому скорость передачи данных также будет вдвое больше, т. е. 4800 бит/с. Дальнейшее увеличение числа точек на модуляционном формате при многофазной модуляции на современном уровне техники связи невозможно вследствие «дрожания» фазы. Оно проявляется в том, что из-за нестабильности фаз генераторов в канале передачи данные точки на модуляционном формате отклоняются по фазе и амплитуде от заданных и могут перескочить в другое положение фазового угла, что приведет к ошибке передаваемой группы битов. Поэтому для увеличения скорости передачи данных применяют комбинированную амплитудно-фазовую модуляцию (АФМ). При АФМ число точек 24 = 16 вдвое больше, чем при восьмифазной модуляции, поэтому скорость передачи информации также будет вдвое большей, т.е. 9600 бит/с. Последовательность входящих данных разбивается на квадрабиты. Значение первого бита показывает амплитуду АФМ сигнала в соответствии с табл. 2.3. Остальные три бита, как и при восьмифазной модуляции, соответствуют фазовому углу сигнала (см. табл. 2.2). Например, в квадрабите 1011 фазовый угол 135°, а амплитуда 3  .Таблица 2.3 Изменение фазы модулируемого колебания15 в зависимости от передаваемых квадрабитов
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Литература: Основная литература Терапевтическая стоматология: Учебник.... Фгбоу во «волгоградский государственный медицинский университет» министерства здравоохранения российской федерации |
|
Литература по курсу этнология основная литература >а. Учебники и учебные пособия Садохин А. П. Этнология. Учебное пособие. М. (Есть уже четыре издания в разных издательствах Москвы, выпущенные в разные годы) |
 |
Литература программы подготовки специалистов среднего звена по специальности... Программа учебной дисциплины од. 01. 09 «Литература» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта... |
|
Рабочая программа предмета «Литература» Разработана на основе программы: Беленький Г. И. Литература. Рабочие программы 5-9 классы: пособие для учителей общеобразовательных... |
|
Литература, рекомендованной фгау «фиро» Комплект контрольно-оценочных средств по «Литературе» разработан на основе примерной программы дисциплины Литература, рекомендованной... |
|
Литература по курсу «Методы геоморфологических исследований» Литература... Геоморфология / С. В. Болтграмович, А. И. Жиров, А. Н. Ласточкин, и др.; Под ред. А. Н. Ласточкина и Д. В. Лопатина. – М.: Издательский... |
|
Литература: поэтика и нравственная философия краснодар 2010 удк 82.... Кубанского государственного университета. Адресуется профессиональным и стихийным гуманитариям, видящим в словесности силу, созидающую... |
|
Литература 1 Основная литература Основы генетической инженерии и биотехнологии Основы генетической инженерии и биотехнологии / под ред. Ю. А. Горбунова. – Ивц минфина, 2010. – 288 с |
|
Методические рекомендации по выполнению практических работ по учебной... Перечень практических занятий по дисциплине «Русский язык и литература. Русский язык» |
|
Методические указания по выполнению практических работ по одп. 11... Государственным образовательным Стандартом среднего профессионального образования по специальности, утвержденным Министерством образования... |
|
Инструктивно-методическое письмо «О преподавании учебного предмета... «О преподавании учебного предмета «Официальный (русский) язык и литература» в 2016/17 учебном году |
|
Рабочая программа учебной дисциплины оуд. 01 Русский язык и литература... Рабочая программа учебной дисциплины «Русский язык и литература» разработана на основе Примерной рабочей программы, рекомендованной... |
|
Учебной дисциплине русский язык и литература I раздел Русский язык... Над рекой висели два моста, и каждый из них был по-своему красив. (Б.)И изменчивая, непрочная красота их казалась более вечной, чем... |
|
Учебной дисциплине русский язык и литература I раздел Русский язык... Над рекой висели два моста, и каждый из них был по-своему красив. (Б.)И изменчивая, непрочная красота их казалась более вечной, чем... |
|
Литература по теме «смертность от дорожно-транспортных происшествий» Рекомендуемая литература по теме «смертность от дорожно-транспортных происшествий» |
|
Литература Заключение |