|
| |
|
Главная Журналы чи километров. УКВ диапазон, используемый для дальней связи, обладает большой частотной вместимостью и обеспечивает устойчивость работы связи. Для увеличения дальности систем связи широко применяют радиорелейные линии с наземными промежуточными ретрансляционными пунктами, а также спутниковые линии связи, в которых ретранслятор размещен на искусственном спутнике Земли. Получили развитие также тропосферные, ионосферные и метеорные линии связи [62]. Каналы передачи цифровой информации можно разделить на две группы: каналы с идеальной (квазиидеальной) средой распространения сигналов, т. е. каналы с постоянными параметрами или гауссовские и каналы с переменными параметрами. Основное влияние на качество передачи информации в каналах первой группы оказывают флюктуационные шумы, а также нестабильность параметров и неидеальность характеристик аппаратуры. К таким каналам относятся: обычные радиорелейные линии с промежуточными ретрансляторами; УКВ линии связи с дальностью действия в условиях прямой видимости, в частности, спутниковые линии связи с активным ретранслятором, и космические линии связи. В каналах второй, группы случайные изменения условий распространения сигналов обусловливают наличие заметных флюктуации уровня принимаемого сигнала и времени его запаздывания. Это существенно влияет на качество принимаемой информации и снижает достоверность ее передачи. К современным и перспективным системам передачи цифровой информации предъявляется требование стандартизации показателей качества передачи. Так как показатели различных систем существенно различаются, то за основу при создании любой системы принимается стандартный телефонный канал передачи данных с показателями, устанавливаемыми для такого канала в соответствии с рекомендациями МККТТ. 3. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ Схема ЦСП зависит от назначения и области применения. Например, система космической связи или цифровая система тропосферной связи существенно отличается как по исполнению, так и по параметрам от системы передачи данных по телефонным каналам. Однако по принципу построения и назначению отдельных устройств все системы передачи цифровой информации имеют много общего. Это общее позволяет рассматривать цифровые системы связи с общих позиций, абстрагируясь от специфики их применения и конкретных условий работы. Такой подход дает возможность выяснить ряд особенностей, присущих любой системе передачи цифровой информации. Структурная схема цифровой системы передачи информации изображена на рис. 1.1. С помощью цифровых систем связи можно передавать сообщения самой различной физической природы: речь, цифровые данные, полученные от ЭВМ, тексты телеграмм, команды управления и др. Все эти сообщения предваритель- но следует преобразовать в электрические колебания и представить в цифровой форме, удобной для дальнейшей передачи. Все указанные выше операции выполняет устройство под названием <<Источник цифровой информации» ИЦИ. Этот источник преобразует первичную информацию в сообщения, представляю щие собой дискретные последовательности, образованные элементами, каждый из которых может принимать только конечное число различных значений. Это число называется размером алфавита источника. В простейшем и наиболее распространенном случае каждый элемент дискретного сообщения может принимать только одно из двух различных значений, т. е. имеем двоичный (бинарный) алфавит, а сообщения, образованные с помощью такого алфавита, представляют последовательности, составленные при различном сочетании двух элементов: xi и х (например, нуля и единицы). Если алфавит источника состоит из п элементов, а каждое создаваемое источником сообщение содержит т элементов, то общее возможное число сообщений Ncem = п, (1.3) т. е. каждое конкретное дискретное сообщение является одним из множества возможных, а передачу дискретных сообщений можно рассматривать как случайный процесс, реализация которого представляет собой отдельные сообщения. Учитывая разные вероятности появления отдельных сообщений, можно записать ансамбль (Хъ 2, Xi, Хп \ рь Р2, -, Рг, -, Рп I представляющий собой совокупность элементов алфавита источника вместе с вероятностями их появления при образовании дискретного сообщения. Поскольку совокупность дискретных сообщений представляет собой полную группу, то i;pi = i- (1-4) Для более полного описания статистических свойств дискретных источников необходимо иметь сведения о вероятности появления всех возможных сочетаний элементов. Таким образом, на выходе источника дискретных сообщений возникает случайный процесс, представляющий собой случайную дискретную после довательность {Xj}, в цифровой форме. Эта последовательность поступает на кодирующее устройство - кодер К- Кодер в общем случае выполняет следующие функции: устранение избыточности (статистическое кодирование); введение в дискретную последовательность первичного кода дополнительных элементов для уменьшения влияния помех и искажений (помехоустойчивое кодирование); статистический анализ поступающей дискретной информации (если ее статистика заранее не известна) или преобразование дискретной последовательности из одного алфавита в другой. Кодирующее устройство для выполнения указанных операций целесообразно строить в виде специализированного вычислителя на элементах вычислительной техники. В результате преобразований, на выходе кодера образуется дискретная случайная последовательность элементов {Xh4, которая с помощью модулятора М и передатчика ПРД изменяет один или несколько параметров сигнала - переносчика информации, генерируемого в передатчике. Обычно выполняют манипуляция одного из параметров сигнала-переносчика. В результате манипуляции на выходе выходных каскадов ВК передатчика образуется случайная последовательность сигналов {Sftj()}, однозначно соответствующая дискретной случайной последовательности [хщ}. Сигнал {5ьз(<)}, соответствующий дискретному сообщению, поступает в среду (линию связи ЛС) и выполняет роль переносчика информации между пунктами передачи и приема. Совокупность операций, связанных с преобразованием передаваемых сообщений в сигнал, определяет способ передачи, описываемый оператором {SHtim = D{Xi} = D„D,{Xi}, (1.5) рде £)д оператор способа передачи; Д, - оператор кодирования; Dm - оператор манипуляции. Выражение (1.5) определяет математические преоеразования, адекватные физическим операциям преобразования сообщений в сигналы. Влияние среды на распространяющиеся в ней сигналы можно также описать операторным уравнением {ki (t)} = Dc{Ski (t)} = DcDn{Xj}, (1.6) где Dc - оператор среды распространения. Кроме полезного сигнала {5йз(0}, иа вход приемника (его избирательной цаст - ИЧП) попадают различные аддитивные помехи внешнего и внутреннего происхождения {У,,(<)} = {5.,(0} + Е«И0. (1-7) 3 = 1 где Из()-случайный процесс, соответствующий одной из аддитивных помех; - число независимых источников помех ИП. После фильтрации и усиления в избирательной части приемника ПРМ сигнал демодулируется демодулятором ДМ, на выходе которого имеется дискретная последовательность {Xkj}, соответствующая последовательности [xhi] на выходе кодирующего устройства. В связи с наличием помех и неидеальностью преобразующих устройств полного соответствия между [xkj} и {хщ} никогда невозможно достичь. Последовательность {xkj} вводится в декодирующее устройство ДК, выполняющее операцию преобразования последовательности {хщ} в последовательность {Xj}, соответствующую переданной цифровой последовательности [х,]. Полнота этого соответствия зависит от многих факторов: уровня сигнала и помех; корректирующих возможностей кодированной последовательности {х*,-}; декодирующего устройства и др. Декодированная цифровая последовательность {х} поступает к получателю цифровой информации ПЦИ. Из изложенного выше следует, что приемная часть ЦСП выполняет ряд операций, связанных с преобразованием сигналов, принимаемых на фоне помех, в дискретные сообщения, выраженные в цифровой форме. Совокупность этих операций определяет способ приема, описываемый операторным соотношением {i} = D„p{y(0) = D„p[{S(0} + 2:nj(f)] • (1.8) {j} = D„„£>„[i(0}-f иПО]. (1.9) где Спр - оператор способа приема; Сдн -оператор декодирования; /)дм -оператор демодуляции. Весь процесс передачи информации можно представить в виде {Xi} = Duv[DcDu{Xi}+ni{t)] . (1.10) 3 = 1 {х = 1>д„£)д„[Сс1)мД,{х,-} -f £ nj(t)]: (l.Il) 0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 |