|
| |
|
Главная Журналы менному признаку, а затем из отсчетов каждого канала восстанавливают непрерывный канальный сигнал. Наиболее широко распространены ЦСП с ИКМ и ВРК. Согласно Рекомендациям МККТТ частота дискретизации /„ = 8-10з Гц. Этим самым выполняется условие теоремы В. А. Котельникова. Импульсы амплитудно-импульсного модулирования (АИМ) сигнала каждого канала следуют друг за другом с периодом Г„= 1 д = 0,125-10-2 Q Импульсные последовательности каждого канала сдвинуты по фазе относительно друг друга. Длительность импульсов гораздо меньше периода Уд. Это дает возможность, соединив параллельно выходы модуляторов, сформулировать АИМ сигнал, в котором отсчеты канальных сигналов следуют поочередно: за отсчетами первого канала следуют отсчеты второго, за вторыми - отсчеты третьего и так далее до отсчета последнего канала. Затем процесс повторяется с отсчета первого канала. Таким образом, групповой АИМ сигнал имеет циклический характер. Необходимо заметить, что каждый цикл укладывается в период дискретизации Гд. Для определения показателей качества функционирования ЦСП -необходима измерительная аппаратура, учитывающая специфику систем ИКМ. Каналы, образованные методом ИКМ, имеют характеристики, отсутствующие у каналов, образованных аналоговыми методами. Характеристики, свойственные как аналоговым, так и ЦСП, приобретают в последних специфические особенности, и при использовании традиционных методов измерения могут возникнуть существенные погрешности. Основные качественные показатели в системах ЦСП с ИКМ. ЦСП с ИКМ можно условно разделить на три основные составные части: индивидуальное оборудование (устройства согласования, канальные ключи передачи и приема); аналоговый групповой тракт (АИМ тракт передачи и приема); цифровой групповой тракт "(аналого-цифровой преобразователь, линейный тракт, цифроана-логовый преобразователь). Следует отметить, что линейный тракт не оказывает влияния на работу ЦСП, если вероятность ошибки в данном тракте не превышает установленных норм (не более 10-). Традиционными качественными характеристиками ЦСП сигналов в каналах ТЧ являются: АХ канала, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ), остаточное затухание (03), переходное влияние (ПВ) и шумы незанятого канала (ШНК). Качественные характеристики ЦСП с ИКМ определяются, в основном, характеристиками дискретизатора, квантователя и кодера. Амплитудная характеристика (АХ) канала ТЧ определяется АХ квантователя, имеющей ступенчатый вид. Это приводит к тому, что появл.чются специфические искажения - шумы квантования. Величину шумов квантования можно оценить через отношение сигнал/шум квантователя. Специфические искажения возникают и при кодировайии, так как эта операция регламентирована ограниченным числом разг решенных уровней, превышение которого приводит к перегрузкам - появлению так называемых шумов перегрузки (ШП). Точность оценки перечисленных параметров и характеристик ЦСП сигналов по каналам ТЧ во многом зависит от типа и параметров измерительного сигнала (ИС). Определение отношения сигнал / шум квантователя. Наличие в канале ТЧ с ЦСП сигналов шумов квантования обусловлено специфической формой АХ квантователя, которая в соответствии с Рекомендациями МККТТ может быть представлена в виде суммы конечного числа взвешенных ступенчатых функций: «HB = sign(«Bx)9r2]2- {i[M-2-gr(l + Nr-l)] - 2N - N2 Я(/-вк -2r-qrNr) (6.1) где Ывх, Ынв--мгновенные значения напряжения на входе и выходе квантова- теля, соответственно; г - номер сегмента (/=1, 2, R); I - номер шага квантования в сегменте (=1, 2, N); 0, 2<0 - ступенчатая функция; 1, Z > О О, г = 1; . N,r>\; Sign(WBx) = Wbx/[«bx]. Число шагов квантования в каждом сегменте, кроме первого, #=2"-*, где р -число двоичных символов. При восьмиразрядном кодировании (р=8) число шагов Af=2*=16. Число шагов в первом сегменте 2 Л. Под первым сегментом понимается сегмент, соответствующий наименьшим уровням входного сигнала. Величина шага квантования в г-м сегменте qr = 2--/- Дя количественной оценки шумов квантования и перегрузки можно использовать выражение f Мш(Ыв.с) = «kb(«ex) - Й(0вх)Мвх, (6.2) где UmfwBx} - мгновенное значение напряжений шумов; WkbUbx.)-определяется выражением (6.1); й(0вх)-коэффициент передачи квантователем неискаженного сигнала; о--дисперсия входного сигнала. Оптимальное значение коэффициента передачи й(0вх) определяется из условия а0ш/йй(0вх) = о, (6.3) где 0ш - дисперсия шумов квантования и перегрузки, определяемая выражением 2 "2 0ш = /Wm(t«Bx)w(«Ex)dWBX. (6.4) - со Здесь со(Мвх)-плотность распределения вероятностей мгновенных значений сигнала на входе канала. Подставив выражение (6.4) в выражение (6.3), учитывая выражение (6.2) °° 2 и J ЫвхСй(Ывх)Ывх = 0BX, можно определить оптимальное значение коэффициента - <ю й(0вх) = - J «kb(«Bx)«BxW(«Bx)rf«ex- (6.5) вх-to Придавая различные значения со(Ывх), можно получать выражение для й(0вх) при данном законе распределения вероятностей мгновенных значений сигнала на входе канала. Значение искажений на выходе канала определяется не только характеристиками (6.1) и (6.5). Величина шума перегрузки зависит также от уровня сигнала на входе квантователя, который в свою очередь определяется коэффициентом передачи тракта от входаканала до входа квантователя (тракта, состоящего из индивидуального оборудования на входе канала и группового аналогового тракта передачи). Кроме того, иа выходе реальных каналов связи с ЦСП сигналов имеют место нелинейные искажения, обусловленные отсутствием идеальной линейности в аналоговом тракте. Таким образом, в реальных каналах присутствуют суммарные искажения и количественно их можно оценить через отношение сигнал/шум (S/iV) квантователя. Для измерения величины SjN на вход канала подается измерительный сигнал (ИС) определенного уровня. Прн Ат.т1 т Вход канала ТЧ канала ТЧ Рис. 6.1. к пояснению принципа измерения отношения сигнал/шум квантователя с помощью псевдошумового сигнала этом на выходе канала возникает сигнал, содержащий ИС и продукты искажений. Путем фильтрации выделяются продукты искажения и определяется отношение S/N. В соответствии с Рекомендациями МККТТ величину S/N можно определить, использовав ИС двух типов (псевдошумовой и гармонический). Принцип измерения с помощью псевдошумового ИС можно пояснить с помощью рис. 6.1 [1; 3]. На передающей стороне (рис. 6.1, а) псевдослучайная последовательность, вырабатываемая генератором Г, проходит через фильтр передачи Фп, перестраиваемый аттенюатор Атт1 и подается на вход исследуемого канала. На прием ной стороне (рис. 6.1, б) из сигнала на выходе исследуемого канала (на первом этапе измерения переключатель находится в положении «а») с помощью калибровочного фильтра Ф„ выделяют ИС и измеряют его величину вольтметром среднеквадратичных, значений Вск-з при некотором фиксированном ослаблении перестраиваемого аттенюатора Атт2. На втором этапе измерения (переключатель находится в положении «б») из сигнала на выходе исследуемого канала выделяют часть спектра шума квантования с помощью измерительного фильтра Физм. Уровень шума на выходе этого фильтра измеряют тем же вольтметром Век. 3. Ослабление Атт2 устанавливается таким, чтобы показания вольтметра не отличались от показаний на первом этапе измерения. По изменению ослабления аттенюатора Атт2 можно судить о значении S/N при условии введения поправки Ь, учитывающей то, что на втором этапе оценки шума квантования измерение производится не во всей полосе канала ТЧ, равной 3400-300-3100 Гц, а в некоторой части этой полосы. Таким образом, величина отношения S/N квантования определяется из выражения S/N=Aistt:-Лгатт, где Aian - затухание аттенюатора на первом этапе измерения; Лгатт - затухание аттенюатора на втором этапе измерения. Величина поправки определяется из выражения Ь=10Х Xlg (1/2), где Fi--ширина полосы пропускания канала связи; F2 - ширина части полосы пропускания канала, выделяемая измерительным фильтром. Поскольку калибровочный фильтр предназначен для точного выделения ИС на выходе исследуемого канала, то его полоса пропускания определяется шириной спектра ИС. В пределах этой полосы фильтр не должен изменять мощность более, чем на 0,25 дБ. Полоса пропускания измерительного фильтра для каналов ТЧ должна быть не менее 2400 Гц с неравномерностью ослабления в этой полосе не более 2 дБ. Перестраиваемый аттенюатор в соответствии с Рекомендациями МККТТ должен обеспечивать изменение уровня ИС на входе исследуемого канала от О до -55 дБм, при точности установки уровня ±0,5 дБ. Измерение отноигения сигнал/шум с помощью гармонического сигнала. Принцип измерения значений S/N аналогичен описанному выше и отличается лишь тем, что на первом этапе измеряется ие мощность ИС (S), а суммарная мощность ИС и шума квантования (S-\-N). Следовательно, в результате измерения фиксируется не значение отношения мощности ИС к мощности шума (S/N), а значение отношения суммарной мощности ИС и шума к мощности шума, т. е. (S+N)/N. Так как S/iV>l, то в реальных условиях (S+N)/NaiS/N. 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 |