Принципы многоканальной передачи информации. (Тема 5) презентация

Содержание

План Условие многоканальной передачи Элементы теории разделения сигналов Общий принцип построения системы многоканальной передачи Частотное разделение сигналов Временное разделение сигналов Разделение сигналов по форме

Слайд 1Теория Информационных Процессов и Систем
Тема №5: Принципы многоканальной передачи информации


Слайд 2План
Условие многоканальной передачи
Элементы теории разделения сигналов
Общий принцип построения системы многоканальной передачи
Частотное

разделение сигналов
Временное разделение сигналов
Разделение сигналов по форме

Слайд 3Линии связи
Наиболее дорогостоящие звенья трактов передачи информации – линии связи:
Кабельные
Волоконно-оптические
Сотовой мобильной

радиосвязи
Радиорелейные
Спутниковый
и т.д.

Слайд 4Условие многоканальной передачи
Экономически целесообразна передача большого числа сообщений различных источников информации

по общей линии связи

Многоканальная передача возможна в тех случаях, когда пропускная способность линии C не меньше суммарной производительности источников информации:

RUK -производительность k-го источника
N – число каналов (независимых источников информации)

Многоканальные системы (как и одноканальные) могут быть:
Аналоговыми
Цифровыми


Слайд 5Элементы теории разделения сигналов (для аналоговых систем)
Основной (стандартный) канал – канал

тональной частоты

(полоса частот 300-3400Гц – основной спектр телефонного сигнала)

Многоканальные системы формируют путем объединения стандартных каналов в группы, обычно кратные 12 каналам.

Слайд 6Элементы теории разделения сигналов (для цифровых систем)
Наибольшее распространение получили основные цифровые

каналы со скоростью 64кбит/с

Цифровые многоканальные системы формируются в соответствии с принятыми иерархическими структурами

Слайд 7Общий принцип построения системы многоканальной передачи
b1(t), b2(t),… - первичные сигналы каждого

источника
M1,M2,… - индивидуальные передатчики (модуляторы)
Σ - устройство объединения канальных сигналов
UГ(t) -групповой сигнал

Структурная схема


Слайд 8Общий принцип построения системы многоканальной передачи
Если Σ - оператор объединения ,

то

Для раздельной системы уплотнения объединения сводится к суммированию:

UГ(t) с помощью группового передатчика M преобразуется в линейный сигнал UЛ(t), который поступает в линию связи (ЛС)

П – групповой приемник


Слайд 9Общий принцип построения системы многоканальной передачи
При отсутствии помех и искажений в

канале принимаем линейный сигнал SЛ(t)

γ - коэффициент передачи канала

Групповой приемник преобразует линейный сигнал в групповой

П1,П2,… - канальные приемники. Выделяют канальный сигнал из группового

Канальные сигналы посредством детектирования преобразуются в предназначенные индивидуальным получателям сигналы


Слайд 10Общий принцип построения системы многоканальной передачи
Канальные передатчики + устройства объединения образуют

аппаратуру объединения (уплотнения) каналов АОК

М+АС+П - групповой тракт передачи
АОК + групповой тракт - система многоканальной связи

Аппаратуру индивидуальных приемников, обеспечивающих выделение Si(t) называют аппаратурой разделения каналов АРК


Слайд 11Общий принцип построения системы многоканальной передачи
Чтобы АРК была в состоянии различать

сигналы отдельных каналов должны существовать признаки, присущие только сигналам данного канала:
Амплитуда
Частота
Фаза

Временное положение
Длительность
Форма сигнала

В соответствии с этим различают способы разделения сигналов

}

}

При модуляции импульсных передатчиков

При модуляции синусоидального переносчика


Слайд 12Частотное разделение сигналов
Спектры сигналов Ui(t) и Si(t) занимают не перекрывающиеся полосы

частот

Спектр группового сигнала при многоканальной передаче информации с частотным разделением каналов


Слайд 13Частотное разделение сигналов
Используется однополосная модуляция (Δfk=F)
Поднесущая fk выбирается так, чтобы полосы

Δf1, Δf2,… ΔfN попарно не перекрывались

Говорят, что при этом сигналы Uk(t) взаимно-ортогональны

- полоса частот группового сигнала

f0 – несущая частота данной группы каналов (групповой сигнал UГ преобразуется в линейный UЛ(t), при этом может использоваться *** модуляция, обеспечивающая необходимую помехоустойчивость передачи)


Слайд 14Частотное разделение сигналов
На принимающей стороне групповой демодулятор (приемник П) преобразует спектр

линейного сигнала в спектр группового. С помощью канальных приемников Пк и входящих в них фильтров Фк спектр группового сигнала разделяется на отдельные полосы Δfk, а затем с помощью демодуляторов Дк преобразуется в спектры сообщений, предназначенных получателям

Слайд 15Частотное разделение сигналов
Выделение сигналов отдельных каналов частотной фильтрацией


Слайд 16Частотное разделение сигналов
Для идеального выделения сигналов при частотном разделении необходимо выполнение

условий:
Полное сосредоточение энергии сигналов в пределах отведенных полос Δfk
Идеальность характеристик разделительных фильтров
Обеспечение высокой линейности тракта группового сигнала

Для снижения переходных помех между каналами до допустимого уровня вводятся защитные частотные интервалы Δfзащ

Слайд 17Временной способ разделения каналов
При временном разделении каналов групповой тракт с помощью

коммутатора Кпер предоставляется поочередно для передачи сигнала каждого канала:

Структурная схема многоканальной передачи с разделением каналов


Слайд 18Временной способ разделения каналов
С помощью коммутатора Кпр на приемном конце приемник

i-го канала подключается только на время передачи i-го сигнала

Необходимо обеспечить синхронное и синфазное подключение каналов передающей и приемной сторон.

Слайд 19Временной способ разделения каналов
В качестве канальных сигналов в системах с временным

разделением каналов используются не перекрывающиеся во времени последовательности модулированных импульсов (например по амплитуде)

Выделение полезного сигнала при временном разделении каналов


Слайд 20Временной способ разделения каналов
Взаимные помехи обусловлены в основном двумя причинами:
Линейные искажения

за счет ограничений полосы частот и неидеальности АЧХ и ФЧХ
Помехи за счет нарушения синфазности

Искажения группового сигнала, приводящие к взаимным помехам между каналами при временном разделении


Слайд 21Временной способ разделения каналов
Для снижения уровня взаимных помех вводятся «защитные» временные

интервалы.

Это требует уменьшения длительности каждого импульса

Следствие: расширение спектра сигнала

Слайд 22Временной способ разделения каналов (Пример)
В многоканальных системах телефонии эффективная полоса частот

FВ=3100Гц

В соответствии с теоремой отсчетов минимальное значение частоты дискретизации:

Δ - интервал между импульсами

Для передачи таких импульсов в одноканальном режиме требуется полоса частот не менее FВ = 4 кГц

В реальных системах частоту следования импульсов делают больше ∼ 8 кГц


Слайд 23Временной способ разделения каналов (Пример)
При временном разделении каналов сигнал каждого канала

занимает одинаковый интервал времени, определяемый (по теореме отсчетов) из

Т.е.

Равно общей полосе частот системы с частотным разделением каналов

Т.е эффективность использования частотного спектра в этих двух системах одинакова.

Однако, с системах с временным разделением:
отсутствуют переходные помехи нелинейного происхождения
более простая аппаратура


Слайд 24Разделение сигналов по форме (линейно-независимых сигналы)
Различающиеся по форме сигналы могут передаваться

единовременно, иметь не перекрывающиеся частотные спектры. Их можно разделить, если выполняется условие линейной независимости или условие ортогональности.


Слайд 25Разделение сигналов по форме (линейно-независимых сигналы)
Определяют взаимную энергию принятого сигнала x(t)

и передаваемых сигналов Si(t)
Для случайных передатчиков взаимная энергия пропорциональна взаимокорреляционной функции

Решение: Передавать тот сигнал, взаимная энергия которого с принятым максимальна

Слайд 26Разделение сигналов по форме (линейно-независимых сигналы)
Например, если
То принимается решение, что передавали

сигнал Si

В качестве переносчиков при формировании различающихся по форме сигналов находят применение различные ортогональные функции, полученные на основе ортогонализации дискретных последовательностей в виде функций Уолша

Слайд 27Разделение сигналов по форме (шумоподобные сигналы)
В ряде случаев осуществить синхронизацию затруднительно:
Совпадение

спектра сигнала с полосой пропускания при частотном разделении
Точного совпадения временных интервалов передачи сигналов отдельных каналов при временном разделении
И т.д.

Например:
организация оперативной связи между подвижными объектами
оперативная связь через спутники

Слайд 28Разделение сигналов по форме (шумоподобные сигналы)
В этих случаях используют системы асинхронной

многоканальной связи: сигналы всех объектов передаются в общей полосе частот, а каналы не синхронизированы между собой по времени
Такие системы называются системами со свободным доступом к линии связи (СС1)
В СС1 каждому каналу (абоненту) присваивается определенная форма сигнала, которая и является отличительным признаком (адресом) данного абонента.

Слайд 29Разделение сигналов по форме (шумоподобные сигналы)
В отличие от обычного разделения по

форме, когда условие ортогональности сигналов выполняется лишь тогда, когда тактовые интервалы всех каналов синхронизированы, в СС1 ортогональность сохраняется при любых временных сдвигах сигналов.
Это означает, что для любой пары сигналов должно выполняться условие

при
где T-длительность сигнала

Строго говоря, это условие выполняется когда сигналы Sk(t) представляют собой белый шум, т.е. имеют неограниченную ширину спектра и бесконечную дисперсию


Слайд 30Разделение сигналов по форме (шумоподобные сигналы)
Для реальных сигналов это невыполнимо
Используются почти

ортогональные сигналы, которые по своим свойствам приближаются к белому шуму.
Шумоподобные сигналы относятся к классу сплошных сигналов, база которых

Пример: Определенным образом сформированные псевдослучайные последовательности дискретных, в частности двоичных, радиоимпульсов. База сигнала определяется числом импульсов в последовательности.
Каждому каналу присваивается одна из множества почти ортогональных двоичных последовательностей, которая служит «адресом» канала


Слайд 31Разделение сигналов по форме (шумоподобные сигналы)


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика