Импульсті – кодтық модуляция

 

  

1.2 кесте.  Кабельдер мен аспаптардың параметрлері

Симметриялық  кабельдер үшін өтпелі       өшу: Аостр(1МТЦ),дБ А1стр (1МГЦ), дБ	62 80
Түзетуші  кушейткіштің шуылының коэфициенті, Ғку, дБ	3
ОК- пен  аппаратураның түйісу нүктесіндегі жоғалулар, Арс, дБ	4
ОҚ  біріктіру нүктесіндегі жоғалулар, Анс, дБ	0,1
Регенератордың  бөгетке тұрақтылық қоры,  Аз,дБ	4
Инструментальды шуылдар мен кванттау шуылдар  арасындағы қатынасы, Н	0,08

 

 1.3 кесте.  Байланыс желісі аймағының ұзындығы

Жергілікті Lж, км	40
Зона  ішілік Lзі, км	120
Магистральді Lмаг,км	2000

 

  
     

 

ИКМ-15 аспабы           

1) ИКМ-15 жүйесі бір кабельдік жұмыс режимінде КСПП 1х4х2 немесе КСПП 1х4х0,9 типті кабельдер бойынша ауылдық АТС арасындағы қосушы желіні ұйымдастыру үшін арналған. 

2) Желіге цифрлық ағынды тарату жылдамдығы-1024 кбит/с. 

3) Желідегі кодтың типі – екі  деңгейлік екілік, кодтың типі – нөлге қайтусыз (НҚ, NRZ). “0” символы кідіріс түрінде таратылады, “1” - амплитудамен импульстер түрінде, Uимп=+3В тең, ұзақтықтарымен Тимп=Тт=977 нс тактілі интервалға тең.  

4) 2.1 суретте тарату циклдың құрылымы көрсетілген. Циклда 16 арналық интервалдар бар (КИ0-КИ15). Әрбіреуі 8 тактілі интервалдан тұрады (ТИ1-ТИ8). КИ1- КИ15 арналық интервалдар ақпараттық болып табылады, ал КИ0 СУВ сигналдарды, дискретті ақпаратты ДА, синхросигналдардың символдарын (цифрлық-ЦСС, жоғарғы циклдық –ЖҚСС) тарату үшін арналған. Барлық арналардың СУВ тарату үшін 16 тізбектелген циклдары бар жоғары циклы ұйымдастырылады. ТИ1 КИ0 әрбір жоғарғы циклдың басында қабылдауда СУВ-ты дұрыс үлестіруді қамтамасыз ететін жоғарғы циклдық  синхронизацияның сигналын таратады.

 

ЦСС,СЦСС,СУВ,ДИ                              ТИ1      .  .  .      ТИ8  

Тц- циклдық ұзақтығы; n-циклда импульстық позицияның жалпы саны;

ЦСС –  циклдың синхросигналдың символдары;

ЖЦСС  – жоғарғы циклдық синхросигналдың  символдары;

БӘС (СУВ)- басқару және әрекеттесу сигналдардың символдары;

ДА –  дискретті ақпараттың символдары;

АИ –  аралық интервал;

ТИ –  тактілі интервал. 

2.1 сурет.  ЦЖТ ИКМ–15 тарату циклдың құрылымы.       

 

5) Қызмет көрсетілмейтін регенерациондық  пунктердің (ҚКРП) сызықтық регенератордың (РС) дистанциондық қоректену (ДҚ) тогы  Ідқ=85 мА. ҚКРП-да дистанциондық қоректену бір қабылдауында (ДҚҚ) ДҚ кернеуінің құлауы Uқкрп=7В-ға тең. ДҚ блогының шығысында кернеудің максимал мүмкін мәні Uдқ max=120 В шамасынан аспайды.     

 

6) Құрал-жабдықтың комплектациясы. Шектік станция ШС бағаны (2 жүйеге), аралық станция АС (екі екі  жақты сызықтық регенераторлар).  
 

 

 

 ИКМ–30 аспабы  

ИКМ–30 аспабы бір және екі кабельдік нұсқалардың жұмысы кезінде Т және ТПП типтегі төмен жиілікті кабельдердің жұбы 30 телефондық арналармен тығыздау  жолымен ҚАТС, ҚАТС және АХТС арасындағы қосушы желісінің алу үшін арналған. 

Бұл аспап жоғары реттегі цифрлық  жүйелерді тарату үшін (ИКМ–120, ИКМ–480, ИКМ–1920 және т.б) арнаны түзетуші ретінде  қолдана алады.     ИКМ–30 аспабында 8 кбит/с өткізу қабілеттілігімен бір цифрлық арнасы бойынша және ТЖ бір арнаның орнына ұйымдастырылған 8 цифрлық арнасы бойынша дискретті ақпаратты тарату мүмкіндігі қарастырылған. Аспап құрамына: Аналогты цифрлық құрылғысы (АЦҚ);

Сызықтық тракттың шектік құрылғысы (СТҚ);

Қызмет көрсетілмейтін регенерациондық пункт (ҚКРП);

Бақылау–эксплуатациондық құрылғылар комлексі (үйлескен құрылғылардың бақылау пульттері (ҮҚБП), регенератордың дистанциондық бақылауы (РДБП), қызметтік байланыс (ҚБП); кабельдік желінің өшу өлшеулері (ҚЖӨӨ) және кванттау шуылдары (КШ); әмбебап нақтылық бақылау аспабы (ӘНБА)).

 

Стандартты ИКМ жүйелері және оның параметрлері  
Цифрлық байланыс желісінде цифрлық ағындарды АЦТ және ЦАТ құрылғыларын 
Аналогты сигналдарды цифрлық түрге импульсті-кодтық модуляция (ИКМ), дельта модуляция 
ИКМ кезінде аналогты сигналдың санақтық мәндері екілік код топтамасымен 
Әдетте кванттау мен кодтау кодер деп аталатын бір функционалдық 
Сигналдарды цифрлық түрде тарату кезінде көп каналды тарату жүйелері 
Оларды бірге қолданғанда жиіліктік канал бөлу жүйелерінде қалыптастырылған стандартты 
Стандартты деп есептелетін ИКМ жүйелердің бірнеше түрлері бар:  
- Т1 (АТ&Т, АҚШ, 1962), кейінгі атауы Bell D1-T1=1544кбит/с 
- D2 (Bell, АҚШ) – бұл да 24-каналды жүйе;  
- UK (Англия) – шығыс ағыны 1536кбит/с 24-каналды жүйе;  
- СЕРТ (Еуропа) – шығыс ағыны Е1=2048кбит/с 30-каналды жүйе. 
1.3 - кестеде келтірілген параметрлер дерлік қосымша түсіндірулерді қажет 
Bell D1 (T1 жүйесінің модификациясы ретінде) типті жүйесі алғашқыда 
2.1 - кесте.Негізгі стандартты ИКМ жүйелерінің параметрлері  
Параметрлер Bell D1 Bell D2 UK CEPT  
Жиіліктік диапазон, Гц 300-3400 300-3400 300-3400 300-3400  
Дискреттеу жиілігі, Гц 8000 8000 8000 8000  
Кванттау: теруге бит 7 8 (5х8/1х7) 7 8  
Кодификация: бит – мән/белгі 6/1 7/1 6/1 7/1  
Бір фреймге тайм-слот 24 24 24 24  
Түзету: +бит әрбір фреймге 193=192+1 193=192+1 192+0 256  
Бір мультифреймге келетін фреймдер - 12 14 12  
Бір фреймге ИКМ каналдары 24 24 24 24  
Шығыс ағын, кбит/с 1544 1544 1536 2048  
Негізгі цифрлық каналдың сыйымдылығы 64 64 64 64  
Әр каналға берілгендер ағыны – кбит/с 56 64 56 
Кодификация заңы, параметр мәні μ заңы  
μ=100 μ заңы  
μ=255 А заңы  
А=87.6 А заңы  
А=87.6  
Ішкі каналдық сигнализация мүмкіндігі 1бит/канал  
8кбит/с 1бит/6канал  
1.33кбит/с 1бит/2канал  
4(2х2)бит/с Бөлек слот 2кбит/с  
Жалпы канал бойынша сигнализация Қарастырыл-маған Тек ішкі каналдың орнына, 
Bell D2 жүйесі D1-ге қарағанда едәуір дамыған: фреймдердің бестіктердегі 
D1 сияқты Англиялық жүйеде 7-биттік кодтауды қолданады, бірақ тегістеуді 
СЕРТ жүйесі 70жылдардан дами бастады. Ол алғашқы үшеуі секілді 
Мультифреймдегі фреймдер саны екіге бөлінеді және де сигнализация типіне 
2.7 Аналогты-цифрлық түрлендіргіш құрылғысының құрылымы мен жұмыс істеу принципі  
Цифрлық тарату жүйелерінде аналогты сигналдар аналогты-цифрлық түрлендіргіш (АЦТ) көмегімен 
Әртүрлі ақпаратты бір ақпараттық түрде таратуға болатындығы цифрлық жолдың 
Сигналдың формасына немесе пішініне екі негеізгі механизм әсер етеді: 
Цифрлық тарату жүйелері цифрлық логиканың интегралдық микросұлбаларын қолдануға мүмкіндік 
Сандық арналарда аналогты арналарға қарағанда бурмаланулар аз болып тұрады. 
Байланыс жолының жоғары құндылығы бір байланыс сымымен тауелсіз хабарламалардың 
АЦТ-ның үш түрлі құрылу сұлбасы:  
-параллельді,кріс сигналы шығысысында түзілетін екілік мәтіндік схемаларының эталонды деңгейлерінің 
-жүйелі жуықтау. ЦАТ көмегімен түрлендіргіш эталонды сигналды кіріс сигналымен 
-уақыттық аралықтардың өлшемімен.Кіріс сигналының пропорционалды уақыттық интервалдармен түрллену деңгейлерін 
Олар байланыстын алыстығың анықтайды, апаратураның техникалық ақуалын баяндайды және 
Жүйе коэффициентіне әсер ететін басты факторларды көрейік.  
Таратқыш мықтылығы, радиорелейлік станцияларға мемелекетаралақ кепілдемелерімен шектеледі, бір жағынан 
Пайдалы сигналдың бастапқы дәрежесі, біріншіден екі факторға тәуелді-кабылдағыш құралының 
Модуляция әдісі бір кезеңге түсетін спектордың көлденең және де 
- үлкен жылдамдықты РРС-ға (155 Мбит/с және жоғары)- квадрат 
- орташа жылдамдықтағы РРС- 16 QAM, 32 QAM;  
- кіші жылдамдыққа РРС (34 Мбит/с-дан төмен)- осылаодын ішіндегі 
Көп фирмалар қарапайым 4 FSK амалын қолданады, ол тура 
34 Мбит/с жылдамдыққа, 13 ГГц диапазонынан төменде QPSK-ны, 16

 

 

 

 

 

Лекция №6

ЦТЖ аппаратурасының негізгі бөліктері. Амплитудалық – импульстік модуляторлар

Жоспары: 

1. Амплитудалы – импульстік модуляция
2. Модуляторлар туралы жалпы түсінік.
3. Модуляцияның түрлері.

 Амплитудалы  – импульстік модуляция –  ұзақтығы τ, жоғары жиілікте импульсті сигнал тасу реті,оның амплитудасына тепе тең немесе тең.Амплитудалық модулятор – берілген  сигналдың хабарына тән тербеліс процессін басқаратын құрылғының қ ұрама бөлігі.

 Модулятор (латынша modulon – өлшеймін, ретін сақтаймын) – сигналдарды түрлендіруді жүзеге асыратын құрылғы. Модулятор негізінен жоғары жиілікті электр тербелістерін түрлендіреді (модуляциялайды). Оның құрылысы әрі жұмыс принципі модуляция түріне (амплитудалық, жиіліктік, фазалық, импульстік, т.б.) байланысты. Мысалы, амплитудалық модуляция кезінде модулятор жоғары жиілікті тербелістің амплитудасын өзгертсе, жиіліктік модуляцияда оның жиілігін, ал фазалық модуляцияда фазасын ғана өзгертеді. Модулятор ақпаратты есептеу техникасында, радиобайланыс, телевизия, телебасқару, телеөлшеу, радиолокация, радионавигация жүйесінде, т.б. электр сигналдарын жоғары жиілікті тербелістерге түрлендіріп таратуда пайдаланылады. Тербелістерді басқару сипаттамалары модуляция кезінде өзгермелі сызықтық емес кедергілер немесе элементтер арқылы жүзеге асырылады. Модулятор – әр түрлі мақсаттағы радио таратқыш аппаратураларының ең негізгі бөлігі.

Амплитудалық-импульсті модуляция 

АИМ(Амплитудно-импульсная модуляция, АИМ; РАМ (Pulse-Amplitude Modulation)) — уақыт бойынша өзгеру параметрі амплитуда импульсі болып табылатын модуляция түрі. Аналогті ақпарат тарату кезінде модуляция бірінші реттік және екінші реттік болады (АИМ-1 және АИМ-2). АИМ-1 кезінде кіріс сигналы сияқты амплитуданың әр импульсі аналогті түрде өзгереді. АИМ-2 кезінде импульстің жазық шыңы болады, ал оның амплитудасы тіркелген уақыт мезетіндегі модульденген сигналдың көрсеткішімен анықталады, мысалы, санағыштың басына сәйкес келеді. АИМ арқылы цифрлық ақпаратты тарату үшін қажет сандардың теңдеуі М= 2n болуы шарт, мұндағы n — кодалық комбинация ұзындығы. Мұндай модуляция түрінің спектрлік эффективті тиімділігі R тарату жылдамдығының В жиілік жолағының еніне қатынасымен, яғни R/B=2log2M анықталады. Спектрдың эффектінің М өскен сайын бөгеуілге орнықтылық қабілетінің әлсірейтінін атап өткен жөн. Сондықтан M-ді таңдау кезінде екі көрсетілген фактор арасындағы келіспеушілікке және байланыс арналарының

 

 

 

 

Модуляция деп тасушының бір немесе бірнеше параметрлерінің басқарылуымен бастапқы сигналдардың параметрлерінің өзгеруімен байланысты үрдісті айтады. Тасушының модульдеуші параметрі ақпараттық деп аталады. Модуляцияның үш түрі бар: амплитудалық (АМ), жиіліктік (ЖМ) және фазалық (ФМ).

Тасушы ретінде тек гармоникалық емес, сонымен қатар импульстік тербелістерде қолданылады. Яғни модуляция әдістерінің келесі түрлері бар:

АИМ – амплитудалы – импульстік модуляция. Амплитудалы импульсті тасушы бастапқа сигналдың лездік мәнінің өзгеру заңымен сипатталады.

ЖИМ (ЧИМ)– жиілікті – импульсті модуляция. Бастапқы сигналдың лездік мәнің өзгеруі тасушының импульсті жиілігінің өзгеруіне әкеледі.

УИМ (ВИМ)– уақыттық – импульсті модуляция, мұнда ақпараттық параметр кезінде импульстік және ақпараттық синхронизация анықталады.

КИМ (ШИМ) – кең–импульсті модуляция. Модульдеуші сигналдың лездік мәнінің өзгеруі бойынша тасушы импульсі қзгереді.

ФИМ – фаза – импульстік модуляция, УИМ-дан синхронизация тәсілімен ерекшелінеді. Тасымалдаушы импульс фазасының ығысуы синхронизациялайтын импульске қатысты емес, белгілі бір бұрыштық фазаға байланысты өзгереді.

ИКМ – импульсті – кодалы модуляция. Оны модуляцияның жеке түрі ретінде қарастыруға болмайды, өйткені модульдеуші кернеу мәні кодаланған сөздер түрінде көрсетіледі.

СИМ – санау – импульстік модуляция. Ақпараттық параметрі кодалық топтағы импульстер саны болып табылатын ИКМ-ның жеке бөлігі болып табылады.

Гармоникалық модуляциялық сигналы

Модульденген сигналдарды тасымалдаушы түрі мен модуляцияланатын параметрлері бойынша айыруға болады. Тасымалдаушы ретінде қазіргі кезде гармоникалық тербелістер, импульстердің периодты тізбегі кең қолданылады. Ал арнайы формалы тербелістер, кездейсоқ таржолақты процесс аз қолданылады.

Гармоникалық тасымалдаушы: ,

Үш бос параметрлермен сипатталады: амплитуда, жиілік және фаза.

Олардың бәрі ақпараттық болуы мүмкін.

Жалпы түрде гармоникалық тасымалдаушысы бар модуляцияланған сигнал:

A(t)- сигналдың шеткі қисығы; ψ(t) – толық фазасы.

Толық фаза ψ(t) 2π-ге өзгеретін уақыт аралығында сигналдың шеткі қисығы көп өзгеріп үлгермейді, сондықтан оны баяу өзгеретін деп санауға болады . 

 

Модуляцияланған сигналда (6.1) лездік бұрыштық жиілік толық фазаның уақыт бойынша туындысына тең

Модуляцияланған сигналдардың параметрлерін анықтау кезінде әдетте, модульдеуші сигналды um(t) нормаланған деп санайды, яғни максималды абсолютті лездік мән бірге тең - , ал орташа қуат , - сигнал амплитудасының коэффициенті.

Гармоникалық тасушы модуляциясының басты ерекшелігі – спектрдің тасушы жиілігінің маңындағы аймаққа көшіруі. Осы жағдай радиотехникада, көпканалды радиобайланыстарда тек модуляцияланған сигналдарды қолдануға әкелді.

Амплитудалық (АМ), жиіліктік (ЧМ), фазалық (ФМ) модуляция

Амплитудалық модуляция кезінде, тасушы сигналдың амплитудасы модуляциялайтын сигналдың um(t) лездік мәндеріне пропорционалды түрде өзгереді, яғни, өсімше алып келесіге тең болады:Бұндағы А0 – тасушы амплитудасы; а - пропорционалдық коэффициент, ол А(t) амплитудасы әрқашан он мәнде болатындай етіп таңдалынады. АМ кезінде тасушының жиілігі мен фазасы өзгеріссіз қалады.

АМ сигналдың уақыттық диаграммасы 5.2 суретте көрсетілген, суреттен көрініп тұрғандай, um(t)-ның лездік мәндеріне сәйкес тасушы амплитудасы Ао өсімше алып Am max мәніне дейін өседі, немесе өсімше алып Amin мәніне дейін азаяды. Назар аударатын сәт, А(t) амплитудасы модуляцияланған um(t) сигналының формасын қайталайды. АМ сигналында А(t) амплитудасы жоғары жиілікті толтырудың айналдырушысы болып табылады. (6.2,б - суретінде ол штрихталған сызықпен көрсетілген).