Цифрлық беру жүйесін және транспорттық желіні жобалау

 

дБ                                                                              (2)

 

мұндағы, - сигнал қуаты;

   - бөгеуіл қуаты;

Бұл шарт орындалу үшін телефон сигналының мүмкін диапазон жүйесі 54…66 дБ болу керек, ол үшін 2000 жуық кванттау жүйесі екілік кодтың 11 разрядына сәйкес келуі қажет. Бірақ  үшін сигнал деңгейі талап етілетін мәннен асып кетеді.

 болғанда сигналды төмен  және жоғары деңгейде біркелкі  сапалы беру үшін кванттау  қадамын сигнал деңгейімен үлкейту  керек, яғни әркелкі кванттауда. Әрине, бұл жағдайда кванттау  деңгейі кішірейеді, сонымен қатар,  оған сәйкес екілік кодалау  разряттарының саны.

 тұрақтылығына сәйкес кванттау  қадамының өзгерісіне байланысты  кіріс сигналының деңгейін логарифмдік  сипатына сәйкес жетістігі, бұл  компреске эквивалентті (яғни, логарифм  деңгейіне) келесі кванттауда  сигнал біркелкі. 

Кодолық комбинацияның разрядтар саның  анықтайтын формула:

 

                                               (3)

 

мұндағы, Ц символы – квадрат  жақшадағы жуық сан, үлкен сан (яғни, нәтижесін үлкен мәнге жуықтау  керек);

- ТЖ бойынша қабылдаулар саны;

дБ – кванттау шумынан қорғау.

 

 

Сонымен, кодалық  сөздегі разрядтар саны

 

 

3 ЦБЖ арнасының шығысындағы кванттауды бұрмаланудан қорғау

 

 

Келесі  саты арна шығысындағы қорғалған  сигналдың деңгейіне қатысын  есептеу және анықтау болып табылады.

Қазіргі кездегі ИКМ және УТА жүйелерінде  сызықты-сынық компрессорлар сипатталады. МККТТ 16 - сегментті (яғни, 16 - қимадан  тұратын) сипаттамада негізделген  компрессорларды қолдануды ұсынады. Берілген сипаттаманы өнделген ЦБЖ-да қолдану ұсынылған.

Бірқалыпсыз кванттау кезінде кванттауды шумнан қорғау есептеу үшін, АЦТ-ны  каскадты түрде жинақталған компрессор сипаттамасы  мен бірқалыпсыз шкаладағы кванттаумен  көрсетеміз (3 – сурет) және АЦТ бірқалыпты шкаладағы кванттаумен (4 – сурет).

 

 

Сурет 4- Компррессордың бірқалыпсыз кванттау қадам сипаттамасы

 

 

(4)–формула  бойынша сигналдың максималды  қорғау мәнің қабылдау пунктіндегі  ТЖ қабылдауларының берілген  санын және АЦТ-ның аппаратуралық  қателіктерін анықтау. 

 

,дБ                                          (4)

 

Сондықтан,                            

Қорғаудың минималды мәні максималдыдан 3...4 дБ кіші болады (5).

 

,дБ;                                                             (5)

Сондықтан, 

Арна  шығысындағы және оның деңгейіне  сигналдың қорғау қатынасын құрамыз.                                                  

 

Сурет 6 –  Сигналдың қорғалыс мәннің графигі

Соңғы максимум (6) формуласымен анықталады:

 

, дБ;                                                                   (6)          

, дБ;

 

      Р_с<-42 дБ болғанда компрессия сипаттамасы сызықты болып келеді, сондықтан А_з кіріс сигналының деңгейін 1 дБ-ге азайтқан сайын 1 дБ-ге кемиді.  Қорғалыс берілгеннен кіші болмағанда, кіріс сигналының деңгейінің өзгеру диапазонын суреттен анықтауға болады. Диапазон изменения уровня входного сигнала, в котором защищенность остается  не ниже заданной, можно определить непосредственно из рисунка. А_з=20 дБ кезінде  D≈40 дБ болады.      

4 ЦБЖ-ның соңғы құрылғысының үлкейтілген құрылымдық сұлбасын талдау

 

        Құрылымдық сұлбаны талдау берілген ТЖ арнасының санымен және ТЖ-ның қабылдаулары арқылы орындалады. Сондай-ақ қолданылатын кабель 4 коаксиалды жұптан тұратының есте сақтау керек. Кабелді қолдану үшін екі идентивті беру жүйесін қосу қажет (төртөткізгішті сұлба 6 – сурет бойынша).

 

 

Сурет 7 - Төртөткізгішті сұлба бойынша жалғастыруды ұйымдастыру

 

ЦБЖ-ның  кұрылымдық сұлбасын таңдауды біріншілік беру жүйесінің сыйымдылығын беруден  бастаймыз. Берілген мәліметтер бойынша 120 арналы жүйені қолданамыз, ал қалыптастыруда топтық цифрлық ағында екілік сатылы топ құраушылар арқылы іске асырамыз. Осыдан келе ЦБЖ-ның сұлбасын берілген арна санына сәйкес талдап және сызамыз. Арна саны екі беру жүйесі арқылы құралады, ал ТЖ қабылдаулары әр ҚРП талабымен  іске асады. ҚЕРП санын бұл сатыда анықтамаймыз.

ЦБЖ-ның  құрылымдық сұлбасы А қосымшасында келтірілген.

Бізге белгілі, байланыс техникасының бір есебі  болып берілген ақпаратты типтік арналар мен тракттарға сапалы түрде  таратуды қамтамасыз ету болып саналады. Беру жүйесін жобалау сатысында  әртүрлі құрылғы мен трактілердің техникалық талаптарына сәйкес жағдайда анықтау қажет, байланыс арнасына кіретіндер өз ретімен осы құрылғыда болатын  процесстердің деталды анализдерін  қажет етеді, ақпаратты беру сапасын  азайту көрсетілген мақсаты болып  табылады. Сонымен қатар, қойылған мақсатқа жету әртүрлі жолдармен қамтамасыз етілуі мүмкін, яғни әртүрлі талаптарды бөлек құрылғыларда байланыс арнасына кіретін, бір соңғы нәтижеге әкеледі. Сигналдың бөгеуілінің сипаттамасы  анық көрсетілген, сол құрылғыда  және басқа трактіде көрсетілгендей, осы бөгеуілдердің беру жүйесінің  ішкі параметрлерінің байланысы, жобалау  процесінде фактордың белгіленген  өлшемі оптималды таратуда көрінуі  мүмкін, беру жүйесінің бөлек трактілерінің  арасындағы тарату ақпаратының сапасын  төмендеуіне әкеп соғады. Басқа сөзбен айтқанда, жобалау процесінде жүйенің  бөлек түйіндерінің талаптарын анықтап  алу қажет, яғни, жүйеге берілген талаптар минималды шығынмен тиімді түрде  қамтамасыз етілуі керек.

Таратуда  бірінші аналогты сигнал c(t) ТЖС_бер спектр көмегімен шектеледі, сигналдың дискреттеуін уақыт бойынша В.А.Котельников теоремасы арқылы іске асыру жеткілікті. Осы сатыда сигналды таңдаудан бұрмалану пайда болады, біріншіден, шығыс сигнал үздіксіз спектрлі, жиілікпен шектелетін мақсаты бар, екіншіден, ТЖФ_бер -ді идеалды сипаттамасымен, нәтижесінде оның шығысында шектелген идеалды емес сигнал спектрі қалыптасуын құру мүмкін емес. Бірақта спектрді шектеу ақпарат түрін сол немесе басқа түрде қабылдау ерекшелігі, ал мүмкін бұрмаланулар ТЖС_бер идеалды еместігінен дискреттеу жиілігін таңдау жолына сәйкес азаюы мүмкін.

Аналогты  сигналдың спектіріне шектеуден  кейін АИМ модулятордағы уақыттық дискреттеуге әкеп соғады, нәтижесінде  уақыт бойынша дискреттелген  индивидуалды АИМ сигналы қалыптасады. Бұл сатыда сигнал бөгеуілге тұрақты  циклдік кодтар бөгеуілдерін талдау келесі себептерде мүмкін: бірінші, АИМ  сигналын қолдану жазық төбелі импульспен келесі құрылғыларда қалыпты жұмыс  істеу үшін қажет амплитудалық-жиіліктік  бұрмалау пайда болады. Ал екінші, АИМ  дискриттеуінің кездейсоқ аралас мезеттерінде есептеу ретсіз қалыптасады, аналогты сигналды қайта құру кезінде оның бұрмалануына әкеп соғады. АИМ - 2 қолдануда  бұрмалану қажет мәнге АИМ  ұзындығының есебін азайту жолымен  және корректорлық құрылғыны қолдану  арқылы азаяды.

Уақыт бойынша  дискреттеу индевидуалды сигнал (АИМ  сигнал) басқа арналардың сәйкес сигналдарымен  қосылады, яғни топтық 30 -арналы АИМ (АИМ_топ)  сигналы қалыптасады және деңгей бойынша кванттауға әкеледі. Осыдан кванттау шумы, ЦБЖ-да көп жағдайда негізгі болып табылатын,  пайда болады. Сондықтан кванттағыш (Кb)  сипаттамасын таңдауға көп көңіл бөлу қажет. 

Топтық  квантталған АИМ (АИМ_топ) сигналы кодтайтын құрылғыға, АЦТ болатын, келіп түседі. Осы кезде құрылғылық деп аталатын шум, тарату ақпаратының сапасын азайтуға әкеп соғатын, пайда болады. Содан кейін ЦҚ-да топтық ақпараттық цифлық сигнал (ИКМ сигнал) СС, АБҚ және ДА-ға бірігеді, нәтижесінде ЦБЖ таратуының циклі қалыптасады. 

Ары қарай  уақыттық топтық құраушылар (УТ), яғни ИКМ - 120 цифрлы ағының 8 тобына бірігу іске асады. Уақыттық топтық құраушыларға біріккен ағындар жылдамдығын сәйкестендендіруді іске асыру қажет, фазалық діріл  пайда болатын, бөгеуіл сигналдарының  бірден-бір көзі болып табылады.

ҮЦС сигналы  топтық сигналды қалыптастырғышқа ФГС  келіп түсу үшін арналған: 7 цифрлы ағынды біріктіру; әр бір тарату циклінің басында  циклды синхросигналды қалыптастыру; топтық цифрлық ағын сигналдарын  цифрлы қызмет ету байланысына еңгізу; сигналды тарату ЦС айналдыруына циклдік  синхронизмнің жоғалуына және цифрлық  қызмет ету байланысында шақыруды тарату; технологиялық арна құру.

Біріккен  жоғарғы жиілікті ағын (ИКМ) кодтық түрлендіргіште тарату сигналға айналады, жол бойынша тарату жеңіл және цифлы сызықты трактіге келіп  түседі, осы аралық пунктте цифрлы сигнал регенерацияланады. ЦБЖ-ның  сызықты трактісінде ақпаратты  тарату сапасы төмендеуі мүмкін, келесі себептерге байланысты. Таратуда және цифрлы сигнал регенерациясында қате пайда болады, нәтижесінде декодер  шығысында дискреттелген сигналда кездейсоқ қате пайда болады. Бұндай жиілікте ауытқуы пайда болуы қате коэффицентімен анықталады.

Көп жағдайда тактілік жиілік сигнал жүйесі, сызықтық регенератордағы сияқты, қабылдау станциясында импульстік тізбектен бөлінеді, сондықтан  тактілік жиілікке тура абсолютті сәйкес келмейді, тарату станциясында күшейтіледі. Нәтижесінде фазалық діріл, шығыс  сигналының бұрмалануына әкеп соғатын, пайда болады. 

СТҚ кірісінде  сызықты трактіде қабылданған, кодтың кері екілік сигналға түрленлірілу іске асады. Осы процестен қателердің көбеюі мүмкін. Кодты түрлендіруден  кейін уақыттық бөлу (УБ) жоғарғы  жылдамдықты сигналды 8 топтық цифрлы сигналға айналдыру іске асады. Бұл  жағдайда командаларды қате қабылдаудан  жылдамдықтарды келістіру кезінде  барлық арна компоненттік ағындарының  арасында байланыс бұзылуы мүмкін.

Топтық  цифлық сигналдардан синхронизация  сигналы бөлінеді, сондай-ақ басқару  және арақатынастық сигналы да (БАС). Басты қабылдаудағы қателіктер сәйкес арналардың бірігуінің  дұрыс емес қондырылуына әкелуі мүмкін. Синхронизация  жүйесі кірістегі сигналдың дұрыс  декодалануын қамтамасыз етеді, синхронизацияны  жоғалту барлық ақпараттық жүйесіндегі  байланыстың ұзындық жоғалуына  қатынасына әкеледі.

Топтық  цифрлы сигнал декодалайтын құрылғыда  ЦАТ-қа айналуы мүмкін, нәтижесінде  топтық АИМ сигналы қалыптасады.

 АИМ_топ сигналынан уақыттық селекторлы (УС) индевидуалды арналы АИМ сигналдары бөлінеді және ТЖС_бер көмегімен аналогты сигнал қайта құрылады. 

ЦБЖ трактілерінде  пайда болатын бұрмалануды екі  үлкен класқа бөлуге болады:

• бұрмалану, дискреттеу және кванттау процесі соңғы аппаратурада пайда болады;
• бұрмалану, сызықты трактіде (кездейсоқ қателер, фазалық діріл) пайда болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Біріншілік ЦБЖ-ның жоғарғы циклы мен цикл құрылымын талдау және желідегі сигналдың тактілік жиілігін есептеу

      

 

         Біріншілік цифрлық ағының тактілік жиілігі (7) формуламен есептеледі.

, кГц;

МГц;                                                                (7)

Цифрлық топтық құраушының екінші сатысының  есебі болып тарату жылдамдығына сәйкес келетін бірнеше біріншілік цифрлық ағындарды бір цифрлы ағынға біріктіру болады.топтық құраушының екі: синхронды және асинхронды әдісі  белгілі. Синхронды топтық құраушының ерекшелігі болып жиілігі екіншілік  топтық ағының тактілік жиілігіне тең  болатын беретін генераторды  қолдану табылады. Төменгі реттегі  аппаратура жүйесі үшін сақтау сигналы  дәл осы генераторда (жиілікті бөлумен) алынады. Асинхрондыда төмегі реттегі  жүйенің тактілік жиілігік ағының біріктіру, бұлардың әр біреуінің «өзіндік»беретін генераторды қолданылғандықтан  ерекшеленеді. Бұл топтық құраушының әдісі цифрлық теңестіруді қолданылуын  айтады. Ол цифрлы сигналдарға қосымша (теңестіруші) символдарды енгізу жолымен, немесе ақпараттық символдарды өшірумен, өшірілген символдар мәні қабылдағыш құрылғыға қосымша қызмет арнасы көмегімен келіп түсуімен іске асады.  

Кез келген ағындарды біріктіру әдісінде  біріктірілетін символдардың тактілік жиілігі  арасымен және біріктірілген сигналдардың тактілік жиілігінің қатынасы  (8) формуладағыдай болады.  

, МГц;                                                                               (8)

мұндағы, q – біріккен сигналдардың циклінде ақпараттық символдардың      санына қосымша символдар санының  қатынасы;

 М – біріккен ағындардың  саны.

мұндағы,  n – біріншілік БЖ саны (ИКМ-30).

M=180/30=6

 

Асинхронды  біріктіруде артықтылық мәні синхрондыға  қарағанда үлкен болады, сондықтан  біріккен жылдамдықтар келісушілік  командаларын тарату керек. Курстық  жұмыста синхронды біріктіруде q = 0.03, ал асинхронды бірктіруде q=0.04 деп  алуға болады.

 

Егер  q =  0.03 :

 

, МГц;

Егер  q =  0.04 :

, МГц;

5.1 Циклдың синхронды құрылымын құру.

 

Циклдік синхронизацияның сигналының уақыт  бойынша орта мәнің іздеп табу және оны нормасымен салыстыру, соңғысын Тср≤2 мс тең деп алып. Циклдік  синхронизацияның орташа қалрына келу уақытын келесі формула арқылы табуға болады:

                                                                                          (9)

мұндағы, Н – ақпараттық позизиция  саны, екі көршілес синхроком-  бинацияның арасында орналасқан;