РОЗДІЛ 2. Розробка МЕТОДИКИ визначення параметрів сигналів багатоканальних
модемів
Постановка задачі
Основною проблемою високошвидкісної передачі проводовими каналами є подолання
невизначеності частотних характеристик, зумовлених неможливістю апріорного
виміру цих характеристик (наприклад, в комутованій мережі, або зміною
характеристик за часом).
Багатоканальні модеми (БМ) відомі, добре зарекомендували себе в каналах з
розсіюванням. Вперше такі модеми стали застосовувати в телефонних радіоканалах
декаметрового діапазону, оскільки їм властива довга посилка, яка дозволяє
ефективніше послабити вплив багатопроменевості на завадостійкість прийому, і
разом з тим, забезпечити високу сумарну швидкість передачі. Ці переваги
зумовили БМ одержати значний розвиток на проводових каналах ТЧ: довга посилка
при порівняно високій стійкості відносно імпульсних завад і переривань. Крім
того, у БМ параметри сигналу, виходячи з припустимих відхилень
амплітудно-частотних і фазо-частотних характеристик (АФЧХ) каналу ТЧ,
вибираються такими, щоб модем був нечутливим (інваріантним) до цих відхилень,
чим би вони не були зумовлені (такий підхід називається інваріантним).
Таким чином, однією з важливих особливостей багатоканальних модемів є відносна
інваріантість їх завадостійкості до форми АФЧХ каналу зв'язку, що дозволяє або
зовсім відмовитися від коректування АФЧХ, або обмежитися застосуванням простих
фазових коректорів, котрі забезпечують зниження нерівномірності групового часу
затримки (ГЧЗ) до величин типових для одного чи декількох переприйомних
ділянок.
Доцільність використання багаточастотних модемів для роботи проводовими
каналами зв'язку доведена експериментами і практичними розробками. Однак, до
нинішнього часу відсутня методика вибору параметрів сигналу таких модемів, від
яких багато в чому залежить їхня ефективність. Одним з найважливіших параметрів
багатоканальних модемів є число піднесучих частот (підканалів) W. За інших
рівних умов з ростом W збільшується тривалість тактового інтервалу і знижується
ефективно використовувана смуга частот, що в сукупності зменшує вплив
неідеальності АФЧХ каналу. Однак, при цьому збільшується кількість операцій, що
виконуються при модуляції і демодуляції сигналу, зростає вплив частотного
розстроювання і фазового дрижання каналу [24].
2.1. Методика розрахунку параметрів сигналів
Міжканальну величину W, що забезпечує модему зазначену вище властивість
відносної інваріантості, можна визначити з результатів розрахунку потужності
міжканальної перехідної завади (МПЗ), що виникає через неідеальність АФЧХ
каналу.
Нижче наведено методику розрахунку потужності МПЗ, викладено методику
визначення числа підканалів і інших параметрів багатоканальних модемів,
призначених для роботи за стандартними каналами ТЧ із різним числом
переприйомів по НЧ.
При розрахунках вважаються фіксованими;
- смуга пропуску каналу;
V - швидкість передачі повідомлення;
(K - ціле) – кратність модуляції.
АЧХ і ФЧХ каналу задаються нормованими шаблонами для кожного числа
переприйомів.
Для кожного числа переприйомних ділянок установлені та визначені норми
допустимої нерівномірності АЧХ. При розрахунку необхідно для різного числа
переприйомних ділянок використовувати для даної кількості переприйомів. Зі
збільшенням кількості переприйомів нерівномірність АЧХ відповідно збільшується.
Для переходу до ФЧХ використовувалася наступна апроксимація для однієї
переприйомної ділянки:
. (2.1)
Для L переприйомних ділянок , де L – кількість переприйомів (L=1,2...5…5):
- значення поточної частоти;
=3400Гц – значення ВЧ;
=300 Гц – значення НЧ.
У W – канальному модемі тривалість тактового інтервалу:
. (2.2)
Для зменшення міжканальних завад і міжсимвольних завад (МСЗ) перехідні
процеси, що виникають на границях тактових інтервалів, частково вилучаються в
демодуляторі введенням захисного інтервалу:
; (2.3)
де - відстань між піднесучими групового сигналу модему, - тривалість обробки
сигналу в демодуляторі.
Припускаючи ефективне використання смуги частот
(2.4)
і ввівши обмеження , приходимо до наступних нерівностей, що визначають області
можливих значень параметрів модему:
(2.5)
де - “частотний” захисний інтервал.
З приведених нерівностей (9.5) видно, що за інших рівних умов збільшення W
дозволяє одночасно збільшити захисні інтервали і за частотою і за часом .
При фіксованому W потужність МПЗ не буде монотонно зменшуватися з ростом ,
тому що при цьому зростає і наближає крайні піднесучі каналу, до границь лінії,
тобто зменшує .Тому для будь-якого W існує оптимальна тривалість (чи Т), при
якій потужність МПЗ мінімальна.
На L -му тактовому інтервалі груповий сигнал на виході модулятора:
(2.6)
де , - відповідно постійна амплітуда і початкова фаза, - ціле – визначає
положення піднесучих смуги пропускання каналу і вибирається таким, щоб
виконувалися нерівності:
(2.7)
де
Багаточастотність модему і використання шаблонів АЧХ і ГЧЗ приводять до
спектрального методу розрахунку потужності МПЗ, а орієнтування на ЕОМ – до
необхідності подання групового сигналу як періодичного – з періодом більшим ніж
тривалість перехідних процесів. Розрахунки МПЗ проводилися для послідовності
одиночних прямокутних імпульсів групового сигналу з періодом , t- тривалість
тактового інтервалу. При цьому для спрощення запису можна вважати l=0 і
виключити індекс l з формул.
Користуючись розкладом в ряд Фур'є послідовності прямокутних відео-імпульсів
тривалістю і періодом :
, (2.8)
було знайдено розклад в ряд Фур'є сигналів і . Для забезпечення
- Київ+380960830922