РОЗДІЛ 2
ВИБІР ТИПУ БАГАТОКАНАЛЬНОГО МОДЕМА
2.1 Системи передачі з обмеженими по смузі канальними сигналами
В попередньому розділі показано, що в модемах, які використовуються для
цифровізації ліній існуючих БСП з ЧРК не слід використовувати модуляцію за
допомогою перетворення Фур'є та вейвлет-перетворення. Для зменшення
міжканальної інтерференції в модемах слід використовувати обмежені по смузі
канальні сигнали, які і розглядаються в даному розділі.
При багатосмуговій передачі символів по каналу одночасно передаються сигнали
різних джерел ДІ. Для наступного розподілу сигналів на прийомі необхідно
виконання умов їхньої лінійної незалежності [59]. З теорії лінійного розподілу
[60], [61] відомо, що найбільшою завадостійкістю володіє метод передачі з
ортогональними канальними сигналами, завдяки чому і отримав найбільше поширення
в техніці зв'язку.
У перших системах передачі (наприклад, Кінеплекс) для формування ортогональних
канальних сигналів застосовувалися аналогові фільтри з високою крутизною АЧХ у
перехідній області. Для здешевлення подібних систем передачі в роботах Р. Чанга
[62, 63], сформульовані умови, при яких допускалося перекриття спектрів
сусідніх каналів при відсутності міжсимвольної і міжкананальної інтерференції
на прийомі.
Кожний канал (за винятком першого і останнього) впливав на два сусідніх. На
рис. 2.1 наведено спектр такої СП (а) та один з варіантів її технічної
реалізації (б). У кожному каналі передаються багаторівневі символи зі швидкістю
(симв/с). Звідки
112
Як видно з рис. (2.1, а), передатна характеристика передавального фільтра i-го
каналу обмежена смугою від до . Система на N каналів буде займати смугу частот
шириною
324
Для цієї смуги частот теоретична максимальна швидкість передачі дорівнює
536
Центральна частота i-го каналу дорівнює
748
Загальна швидкість передачі СП Чанга дорівнює
9510
Відносна швидкість передачі в цьому випадку дорівнює
симв/ГцЧс 11612
Максимальна відносна швидкість дорівнює 2 символи/ГцЧс. Відносна швидкість
системи Чанга менше теоретично можливої в
разів. 13714
a)
б)
Рисунок 2.1 – Система Чанга:
а) АЧХ передавальних фільтрів;
б) функціональна схема одного з варіантів реалізації
При досить великій кількості каналів N результат (1.18) прагне до одиниці.
У роботах [62, 63] наведені вимоги, до АЧХ та ФЧХ канальних фільтрів передачі:
1. Для середовища передачі з відомою характеристикою , АЧХ фільтра передачі
(i=1, 2, … ,N) повинна задовольняти умові:
15816
а) Величина суми повинна бути більше нуля для всіх частот у смузі
симетрією щодо частоти .
б) Добуток АЧХ сусідніх каналів повинен бути парною функцією щодо частоти
(частота посередині між центральними частотами та ).
в) Функція повинна бути парною функцією щодо частоти .
2. Додатково висувається вимога до ФЧХ формуючих фільтрів передачі:
, (i=1, 2, … ,N-1), 17918
де - незалежна функція фази з непарною симетрією щодо частоти .
При виконанні всіх цих умов на вхід прийомних фільтрів надходять ортогональні
сигнали. Якщо в смузі кожного каналу можна прийняти рівним константі, то при
кореляційному детектуванні повинно бути пропорційне . Для простоти можна
зневажити константою і отримати
191020
У роботі [64] Б. Зальтзберг привів альтернативний варіант реалізації
багатосмугової системи передачі з КАМ і такою ж спектральною ефективністю.
Функціональна схема двоканальної СПДІ наведена на рис. 2.2.
У кожному каналі незалежно передаються два потоки даних зі швидкістю fсимв/2
кожний (тут fсимв - загальна символьна швидкість у смузі каналу). Несучі
частоти сусідніх каналів рознесені на fсимв/2. У спектрі вихідного сигналу
відсутні коливання несучих частот. Кожний потік даних має символьну швидкість
fсимв/2, отже період проходження символів Tсимв=2/fсимв. Символи двох потоків
однієї смуги затримані на половину періоду, тобто Tзат=Tсимв/2=1/fсимв.
Затримка символів сусідніх каналів здійснюється таким чином, щоб потоки даних,
які модулюють синфазну складову парного каналу збігалися за часом з потоком
даних, що модулюють квадратурну складову непарного каналу і навпаки. Наскрізна
характеристика каскадного з'єднання передавального та приймального фільтру
повинна задовольняти критерію Найквіста. Виходячи з вимог до затримки вхідних
послідовностей, можна побудувати СП на будь-яку кількість каналів (парну або
непарну).
У роботі [64] враховується шість видів завад на потік даних каналу i, що
виникають через порушення ортогональності при проходженні через середовище,
котре спотворює АЧХ і ФЧХ. Розрахунок напруги завад проводився по D-критерію. У
роботі також досліджувався вплив величини коефіцієнта згладжування r фільтра
Найквіста (при r=0,5 та r=1) на спотворення демодульованого сигналу при впливі
наступних дестабілізуючих факторів:
неточності фази несучого коливання в демодуляторі;
лінійних спотворень ФЧХ, що внесені середовищем передачі;
спотворень АЧХ середовища передачі.
Рисунок 2.2 – Функціональна схема СП Зальцберга
З отриманих результатів зроблені відповідні висновки:
Багатосмугова система в порівнянні з односмуговою менш чутлива до помилки фази
несучої частоти демодулятора при r=0,5;
При r=0,5 результуючі спотворення будуть менше, ніж при r=1;
Чутливість до амплітудних спотворень при r=0,5 менше, ніж при r=1.
У результаті перерахованих вище результатів зроблено висновок про те, що
найбільш оптимальним є значення коефіцієнта згладжування r=0,5.
Ефективний варіант реалізації даної системи передачі за допомогою перетворення
Фур'є наведено в [65]. Запропонований алгоритм реалізації багатоканального
м
- Київ+380960830922