Бастапқы сигналдың іріктеу жиілігін таңдау

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 34 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
М.Қозыбаев атындағы Солтүстік Қазақстан университеті
Инженерлік және сандық технологиялар факультеті
Энергетика және радиоэлектроника кафедрасы

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

Көпарналы телекоммуникациялық жүйелер пәні бойынша

Тақырыбы: Көпарналы телекоммуникациялық жүйелер
5В071900 - Радиотехника,электроника және телекоммуникация мамандығы бойынша

Орындаған Жаңбырбай З.Е.

Жетекші оқытушы Айтулина А.М.

Петропавл қ., 2021 жыл

Техникалық тапсырма ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1. Бастапқы сигналдың іріктеу жиілігін таңдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ...6
1.1 Код сөзіндегі шығарындылар санын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
1.2 ЦАП шығуындағы кванттық шуды қорғауды анықтау ... ... ... ... ... ... ...1 1
2 Бастапқы сигналдарға арналған кодтық сөздегі биттер санын есептеу және сигналдың кванттау шуынан қорғанысын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
3 Бастапқы цифрлық беру жүйесінің уақыт циклдарының құрылымын жасау. Тәулік жиілігін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
4 Цифрлық ағын ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 21
5 Біріншілік цифрлық ағынды асинхронды біріктіру арқылы жиынтық цифрлық ағынды қалыптастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .23
6 Цифрлық беру жүйесінің жалпыланған блок-схемасын құру ... ... ... ... ... ... .27
7 Терминалды жабдықтың үлкейтілген блок-схемасын құру және арнаны бөлуге арналған жабдық ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..31
8Сызықтық регенератордың құрылымдық сызбасын таңдау ... ... ... ... ... ... ..33
8.1 Тәуліктік жиілікті сорғыштың оңайлатылған сызбасы ... ... ... ... ... ... ... 33
8.2 AGC типтік схемасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...34
8.3 Регенератордың типтік схемасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...34
9 Берілгенге арналған регенератордың шығуында сигнал құру (КВП-3 кодында) таңбалардың кодтық реттілігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...36
10 Шығу сигналының уақыт диаграммасын есептеу және құру
регенератордың түзеткіш күшейткіші ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...37
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 41

Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .42

Техникалық тапсырма
Ерекше параметрлері мен екі жақты арналары бар сигналдарды беруді ұйымдастыруға арналған стандартты емес сандық тарату жүйесін құру.
Дизайн үшін бастапқы деректер:
1) сызықтық жолдың ұзындығы: L = 400 км;
2) алушылардың саны: n = 2,5;
3) Негізгі сандық ағындардағы тарату каналдарының саны: np = 1,5;
а) жиілік диапазоны f = (1..80) кГц;
б) бастапқы жұмыс коэффициенті K = 0,3;
в) максималды сигнал қуаты Pmax = 1300мкВт0;
г) сигналдың орташа қуаты Pcp = 150 мкВт0;
д) орташа қуаты Pпом = 120000 пВт0;
4) негізгі сандық ағындағы екі жақты арналардың саны: nd = 43;
а) жиілік диапазоны f = (0,3 .. 2,4) кГц;
б) коэффициентбелсенділік көзі K = 0,28;
в) максималды сигнал қуаты Pmax = 3300 мкВт0;
г) сигналдың орташа қуаты Pcp = 77 мкВт0;
д) орташа кедергі күші Pпом = 287,000 мкВт0;
5) N = 5 жиынтық сандық ағынындағы бастапқы арналардың саны
6) Aкв = 55 дБ арнадағы кванттау шуынан қорғау;
7) рамалық синхрондаудың орташа қалпына келтіру уақыты Tv = 6.5мс;
8) сызықты жолдың 1 шақырымына қателік ықтималдығы:
P0 =17 ^ (- 12) 1 км;
9) аралық нүктеде әртүрлі иерархиядағы цифрлық ағындарды шығару (нүкте сызықты жолдың ортасында орналасқан):
np үшін: kp = 0;
nd үшін: kd = 19;
10) регенератордың шығуындағы сигналдың үлгісін жасау үшін кодтық жүйе: S = 1010 0001 1100 0001 110 0101.

Кіріспе

ХХІ ғасырдағы тeлeкoммуникацияның даму тенденциялары адамзаттың әлемдік ақпараттық қоғaм құру жолымен келе жатқандығын көрсетеді (яғни ақпараттандыру мeн телекоммуникация экономиканың, әлеуметтік саланың дамуының жаңа кезеңін анықтайтын қоғам) , мәдениет және ғылым). Сигналдарды цифpлық форматта беру мен өңдеудің аналогтық сигналдарды беру мен өңдеуге қарағанда мынадай маңызды артықшылықтары бар: берiлeтін ақпараттың әртүрлі түрлерін унификациялау; телекоммуникaциялық жабдықты компьютерлендіру; шудың жоғары иммунитеті; жоғары техникалық-экономикалық көрсеткіштер. Тарихи тұрғыдан алғанда, көпаpналы телекоммуникациялық жүйелер иерархиялық негізде құрылды. Яғни, алғашқы жіберу жүйесінде бастапқы сигналдар негізгі базалық жолақты сигналға, екінші жүйеде b базалық жолақты бастапқы сигналдар екiнші базалық жолақты сигналға және т.б. 1980 жылдары үш плезиохронды цифрлық иерархия (жапондық, американдық, еуропалық) дамыды. PDH (плезиохронды) технологиясы цифрланған дауыстық ағындарды бұралған жұп кабель аpқылы тиімдірек беру үшін жасалған. PDH технологиясы беру жүйелерін едәyір жеңілдеткен. Тарату жүйелерін дамытудың негізгі бағыттары: байлaныс желілерін пайдалану тиімділігін арттыру, байланыс ауқымын аpттыру, оның сапасы мен сенімділігін арттыру, жабдықтың элементтері мен түйіндерін үнемі техникалық жетілдіру. 24 дауыстық жиілік арналарын және 2 кең жолақты арналарды таратуға мүмкіндік беретін көпарналы таратy жүйесін дамыту қажет. Жүйенің стандартты емес сипатына байланысты жүйе кванттау шуынан қорғаудың белгіленген параметрлеріне сәйкeс келетін, бірақ сонымен бірге жабдықтың ең аз ресурстарын пайдаланатын етіп кодтық комбинациядағы биттер санын есептеу қажет, яғни. кванттау түрін таңдаңыз. Мультиплекстелген арналардың саны стандартты тарату жүйелерінен ерекшеленетіндіктен, сонымeн қатар кең жолақты aрналар топтық жолға енгізілгендіктен, бастапқы цифрлық ағынның жылдамдығы стандартты жылдамдықтан өзгеше болады, демек, екінші ағынның жылдамдығы да өзгеше болады стандартты. Сондықтан бастапқы және жиынтық ағындар циклдарының құрылымын, синхрондау сигналдарын, жиынтық цифрлық ағынның құрылымын дамытып, синхронизмді қалпына келтіру уақытын есептеу қажет.

Аналогтық тарату жүйелерінде (АТЖ) топтық аналогтық сигнал уақыт бойынша үздіксіз болатын және белгілі бір кернеу аралығында кез-келген лездік мән қабылдай алатын байланыс желісі арқылы беріледі. Цифрлық тарату жүйелерінде (DSP) топтық дискретті (цифрлық) сигнал сызық бойымен беріледі, бұл уақыт бойынша дискретті импульстар тізбегі болып табылады және олардың амплитудасы алдын ала мәндерімен белгілі бірқатар дискретті қабылдауы мүмкін. Аналогты тарату жүйелерін біріншілік байланыс желісіндегі цифрлық жүйелермен біртіндеп ауыстыру біріншілік желіні цифрландыру деп аталады.

Осы курстық жұмыста аналогтық сигналды дискретті (сандық) сигналға айналдырудың негізгі процестері қарастырылады: 1) уақыт бойынша сынама алу; 2) деңгей бойынша кванттау; 3) кодтау; 4) уақытша мөр. DSP негізгі қондырғыларының блок-схемалары ұсынылған, олардың таңдауы дәлелденген және сигнал түрлендірулері талданған.

Қазіргі уақытта барлық елдерде ATS және DSP байланыс желілерінде қатар өмір сүреді, дегенмен жетекші тенденция бүкіл желіні DSP-ге толық көшіру болып табылады. Бұл келесі себептерге байланысты: а) күрделі жұмыс жағдайында болатын және жоғары сапалы берілісті қамтамасыз ете алмайтын байланыс желілерінің көп болуы; б) сенімдірек және абоненттерге бірқатар қосымша қызметтерді ұсынатын цифрлық коммутация жүйелерін пайдалану қажеттілігі; c) ASP пайдалануының айтарлықтай құны; г) ASP өндірісі стандартты емес элементтердің көп мөлшерін қажет етеді, бұл олардың жаппай өндірісін қиындатады.

Телекоммуникациялық жүйелерді дамытудың негізгі тенденциялары:

::
DSP және TsSK-ге көшу, бұл бірге тарату сапасын жақсартады;
::
талшықты-оптикалық байланыс желілерін кеңінен қолдану;
::
жерсеріктік тарату жүйесін дамыту;
::
абоненттерге қосымша ақпараттық қызметтердің кең спектрін ұсынатын әмбебап байланыс желілерін құру.

Осы бағыттардың барлығын дамыту жоғары тиімді цифрлы көп арналы цифрлық жүйелерді құрусыз мүмкін емес.

1. Бастапқы сигналдың іріктеу жиілігін таңдау

Бастапқы телекоммуникациялық сигналдардың іріктеу жиілігінің ең аз шамасы, онда алғашқы сигналды бұзылмаған қалпына келтіру арна амплитудасы-импульстік модулятордың (КАИМ) кірісіне енгізілген және арна таңдағышының шығуына кіретін мінсіз сүзгі (ФНЧ) ескере отырып, В.А. Котельниковтың дискреттеу теоремасы негізінде анықталады (КС):
FД=2Fmax, 1.1
мұнда F_max - негізгі үздіксіз сигналдың жоғарғы үзілу жиілігінің ең жоғарғы мәні.
Нақты сипаттамалары бар сүзгілерді пайдалану кезінде таңдау жиілігі қатынастардан анықталады:
FД=2Fmax+∆fф, (1.2)
мұндағы Δf_ф - сүзгі сүзгісі. Фильтрацияның өткізу жолағы оның демодуляциясы кезінде сүзгіден өткізу жолағында сүзгінің азаюы кезінде АИМ сигналының қажетсіз спектральды компоненттерін сөндіруге қойылатын талаптармен анықталады.
Содан кейін тар жолақты сигналдың ең аз таңдау жиілігі:
FДnd=2Fmaxnd=4∙2=8кГц. БоладыFДnd=8 кГц.
Идеалсыз сүзгіні ескере отырып, кең жолақты сигналдың дискреттеу жиілігінің ең аз мәні (сүзу жoлaғы ескеріледі ∆fф=2 кГц):
FДnp=2Fmaxnp+∆fф=3∙22+2=68 кГц.
Тар кең жолақты және кең жолақты сигналдарды бірге беріп жатқанда, олардың үлгілеу жылдамдығының көбеюі тиіс екенін ескеру қажет. Бұл ИКМ цикліндегі жылдамдықтарды үйлестіру үшін қажет.
FДnp=n∙FДnd, гдеn∈Z.
Осындай жағдайға сүйене отырып, біз түпкілікті таңдау жылдамдығын анықтаймыз FДnpжәнеFДnd. Себебі n бүтін сан болуы керек, онда:
n= FДnpFДnd=333=11
Сүзу арқылы ақаулықты жою үшін біз аламыз
n = 12. Сонда FДnp=12∙4=48 кГц.
FДnpжәнеFДnd. жиіліктерінің дұрыстығын тексеріп, іріктелген сигнал спектрін құрастырамыз. Сонымен қатар, бастапқы сигнал спектрі іріктеу жиілігінде және оның гармоникасында бүйірлік спектрлермен бір-біріне сәйкес келмеуі тиіс, ал бастапқы сигналдың спектральды компоненттері мен оларға жақын жақтағы бүйірлік құрамдас бөліктер арасындағы күзет интервалы ені Δf_ф кем болмауы керек.Шығудың тар жолақты АИМ сигналының спектрі SАИМnp(f) суретте көрсетілген 1.1 және кең жолақты байланыс ауқымы АИМ сигнала SАИМnp(f) суретте көрсетілген 1.2.

FminFmax -4.5 -0.55 3.4 3.95 6.4 7.8 18.9f.кГц

Сур. 1.1 ТаржолақтыАИМсигналыныңспектрі SАИМnp(f)

FminFmax-41.8-20 1.8 15 21.8 43.6 88.3 f.кГц

Сур. 1.2. КеңжолақтыбайланысауқымыАИМсигнала SАИМnp(f )
ОсылайшабізтаңдаймызFДnp=48 кГциFДnd=8 кГц.

1.1 Код сөзіндегі шығарындылар санын есептеу.
Таңдау процедурасынан кейін, АИМ сигналында кодтау процесін мүмкін етпейтін амплитудалық мәндердің шексіз саны болуы мүмкін. Сондықтан бастапқы сигналдың цифрлық кодын алу үшін АИМ сигналының деңгейін квантизациялау операциясын орындау қажет. Бұл жағдайда АИМ сигналының амплитудасының барлық үздіксіз жиынтығы соңғы саннан рұқсат етілген деңгейлердің дискреттік мәндерімен ауыстырылады.
Егер АИМ сигналының амплитудасы екі іргелес рұқсат етілген деңгейде болса, онда квантизация сатысының жартысынан астамы болса, онда ол рұқсат етілген деңгейдің үлкен мәнімен ауыстырылады, егер жартысынан аз болса, онда кіші мән. Сонымен қатар белгілі бір квантования қатесі пайда болады (кванттау шу) - анықтаманың шынайы мәні мен оның квантиялық мәні арасындағы айырмашылық. Кванттық шудың пайда болуына жол бермеу мүмкін емес.
Кванттаудың екі әдiсi бар: бірыңғай (сызықтық) және біркелкі емес (сызықты емес). Квантизация әдісін таңдау, сондай-ақ рұқсат етілген деңгейлердің саны (код сөзіндегі биттердің саны) ең алдымен сигналдың параметріне байланыcты болады (атап айтқанда, U_max - бастапқы сигналдың максималды мәні, сондай-ақ алынған квантинг шуынан алынған кодтың қауіпciздігі.
Сызықты квантизациялау арқылы кванттау аймағындағы квантизация қадамы барлық жұмыc динамикалық диапазонында бірдей болады, ал кванттау шуының амплитудасы квантизация сатысының жартысынан аспайды. Біртекті квантизация шкаласы бойынша кванттау шуының күші сигналдың динамикалық ауқымында тұрақты мән болып табылады. Сызықтық квантизацияға арналған код комбинациясындағы m санының ең аз саны n intercept-ды ескере отырып, формула бойынша анықталады:
m= Aкв+D+Q+10lg⁡(n+1)-4,776 (2.1)
Біртекті квантизациялаумен кодтағы биттердің көп саны (m =12)ЦСП және ИКМ жабдығының күрделілігіне және коды негізделген импульстік комбинациялардың жиілігінің артуының негізсіз өсуіне әкеледі. Өткізу кезінде сигналдың шекті факторын мәжбүрлеп төмендету және оны қабылдауға қалпына келтіру арқылы шығу деңгейінің саны едәуір азайтылуы мүмкін. Іс жүзінде, сигналдың (немесе динамикалық диапазонның) шыңына жеткен факторын өзгерту және қалпына келтіру компандану жүйесі арқылы орындалады: таратқыштың жағында динамикалық диапазон компрессоры (компрессор) деп аталатын құрылғы қосылады және динамикалық ауқымы. Бұл әдіс ЦСП -да бірінші мәселе бойынша (ХХ ғасырдың 60 70-і ж.) ИКМ-де қолданылды. Енді ол сызықты квантизациямен ауыстырылады.
Қазіргі кезде сызықтық квантизация логарифмдік амплитудалық реакцияны жүзеге асырады, егер сигналдың тиімді кернеуі берілмесе, оның логарифмдік мәні динамикалық диапазонды қысу үшін тең.
Сызықсыз квантизацияға арналған код комбинациясының минималды саны n секірулерді ескере отырып, формула бойынша анықталады:
m= Aкв+15..17+10lgn+162.2
Біркелкі емес квантизацияның мәні амплитудадағы кішкентай сигналдар үшін квантинг сатысы ең аз таңдап, бірте-бірте амплитудадағы үлкен сигналдар үшін максималды мәндерге жетуді таңдау болып табылады. Логарифмизация процесі (динамикалық диапазонды қысу (қысу)) және кодтау, сондай-ақ декодтау және кеңейту (кеңейту) кері әрекеті сызықты емес кодерлерде және декодерде (кодектер) сандық түрде жүзеге асырылады. Сызықты емес кванттау кезінде квантования деңгейінің жалпы саны сигналдың динамикалық диапазонында сызықтықпен салыстырғанда азаяды, нәтижесінде кодтық арна комбинациясының биттік енін азайтуға болады.

Тар кіші сигнал үшін код сөзіндегі шығарындылар санын есептеу.

Бастапқы деректерге негізделген тар жолақты сигнал параметрлерін есептеңіз:
(P0=1мВт):
pmax=10lgPmaxP0=10lg0,00150,001=1.5 дБ;
pср=10lgPсрP0=10lg0,00010,001=0,1 дБ;
pmin=2pср-pmax=0,2-1,5=-1,3 дБ;
D= pmax-pmin=1,5--1,3=2,8 дБ;
Q=pmax-pср=1,5-0,1=1,4 дБ.
Содан кейін формуланы пайдалана отырып, сызықтық квантизация әдісімен (2.1):
m=22+2,8+1,4+3-4,776=4,07=4.
Формуланы пайдалана отырып сызықты квантизация әдісімен (2.2):
m=22+16+36=6,8=7.

Кең жолақты сигнал үшін кодтық жазудағы биттердің санын есептеңіз.

Бастапқы деректерге негізделген кең жолақты сигнал параметрлерін есептеңіз (P0=1мВт):
pmax=10lgPmaxP0=10lg0,00220,001=2,2 дБ;
pср=10lgPсрP0=10lg0,0000880,001=0,0 88 дБ;
pmin=2pср-pmax=0,176-2,2=-2,024 дБ;
D= pmax-pmin=2,2--2,024=4,224 дБ;
Q=pmax-pср=2,2-0,088=2,112 дБ.
Содан кейін формуланы пайдалана отырып, сызықтық квантизация әдісімен (2.1):
m=22+4,224+2,112+3-4,776=4,4=4.
Формуланы пайдалана отырып сызықты квантизация әдісімен (2.2):
m=22+16+36=6,8=7.
Осылайша, біз m = 7 код сөзіндегі биттердің санын және AИM сигналын квантизациялаудың сызықты емес әдісін таңдаймыз, себебі бұл кодтың ені аз болады.

1.2 ЦАП шығуындағы кванттық шуды қорғауды анықтау

Формула бойынша (2.2) сигналдың ең төменгі мәнін анықтаңыз (m = 7, n = 2):
Аквmin=6m-10lgn+1-15..17=42-3-17=22 дБ.
Pш.кв=δ212R=(1,64∙10-3)212=0.224 мкВт
Кванттық қателердің күрт ұлғаюы белгілі, және, тиісінше, өзгерген сигналдың лездік мәндері кванттау сипаттамасын шектеу аймағына түссе, шудан сигналдың қорғayы төмeндейді. Демек, жүйе сигналдың ең жоғары деңгейімен түрлендірілген шектік кернеуді қабылдау керек, сигналдың лездік мәндері өте сирек кернеуден асады. Кернеуді шектеу U_огр формуласын анықтаймыз (3.1):
Uогр=PогрR, (3.1)
Мұндағы R = 1 Ом, а Pогр - бұл шудың қуат шегі.
Pогр=Uогр2R=pmax+Q; (3.2)
Осылайша сигналдың өзгеру диапазоны p_min-ден p_огр-ге дейін анықталады. Ең аз квантинг қадамын табыңыз Δ. Ол формула бойынша анықталады (3.3):
Uогр=2m∆2=2m-1∆. (3.3)
Δ квантизациялау қадамын біле отырып, сигналдың қауіпсіздігінің кіріс сигнал деңгейінде кванттық шуылға тәуелділігін анықтауға болады:
Акв=10lgPсPшкв=10lgPс12∆;(3.4)
Тар жолақты сигнал үшін формулалар арқылы келесі мәндерді аламыз (3.1), (3.2) и (3.3):
Pогр=1.5+1,4=2,9 дБ;Uогр=2,9Вт=1,7 В;
∆=1,727=0,01В, pmin=-41.8 дБ.
Aз.квmax=10lgPогрPш.кв=10lg1,70,224 ∙10-6=7,5*106 дБ

Содан кейін тәуелділік кестесі Акв=f(Pc) осылай көрінеді (см. cур. 3.1):

Сур. 3.1. Кіріссигналыныңдеңгейінеқарағандакв антованияшуынантаржолақтысигналдыңг рафигініңкестесіPc.

ЕнгізудеңгейісигналыPсmin, ондакванттаушуынанқорғаныскөрсетілг енкөрсетілгеннентөменемесболыпқалад ы, бізонысуретарқылыанықтаймыз. 3.1. Акв=22 дБ кезде бұл мәнPсmin=-25,6 дБ.
Есептеудікеңжолақтысигналүшінформул алар (3.1), (3.2) және (3.3) арқылықайталаймыз:
Pогр=2.2+2,112=4,312 дБ; Uогр=4,312Вт=3 В;
∆=327=0,02 В, pmin= -4.5 дБ.
Pш.кв=δ212R=(2,42∙10-3)212=0.488 мкВт

Aз.квmax=10lgPогрPш.кв=10lg6.150,48 8∙10-6=71 дБ
Акв=f(Pc) кең жолақты сигналдың тәуелділік гарфигі 3.2 суретте көрсетілген.

Рис. 3.2. Кең жолақты P кіріс сигналдың деңгейіне, квантавания шуылына байланысты қауіпсіздік тәуелділік графигі.
Кванттау шудан қорғану кезінде кең жолақты сигнал деңгейі Pс min берілгенінен төмен күйде қалатынын 3.2. сурет арқылы анықтаймыз. При Акв=25 дБ болғанда Pс min=-29,25дБ мәніне ие болады.
у
0х
Рис 3.3 Кең жолақты сигнал
у
0х
Рис 3.4 Тар жолақты сигнал

Қорытынды: Рс мәні Рогр-дан асқан жағдайда сигналды кванттау шуларынан қорғау күрт құлайды және мұндай сигналды жіберу кодталған таңбалардың берілуінің дұрыстығы тұрғысынан бұрмаланбайды, қауіпсіз болмайды.

2 Бастапқы сигналдарға арналған кодтық сөздегі биттер санын есептеу және сигналдың кванттау шуынан қорғанысын анықтау

PIM сигналының амплитудасы шексіз алуан түрлі мәндерді қабылдай алады және кодтау кезінде бұл шексіздікке ұмтылған цифрлар саны бар кодтарды қолдануды қажет етеді. Осыған байланысты PAM сигналының амплитудасының мүмкін мәндерінің санын деңгейлердің ақырғы жиынтығына шектеу проблемасы туындайды . Бұл мәселе деңгей бойынша сигналдарды кванттау процесінде шешіледі.

Кванттау деңгейлерінің жалпы санынан басқа, кванттауыш кванттау сатысымен және қысу кернеуімeн cипатталады. Кванттау қадамы - бұл көршілес қосылатын екі деңгейдің айырмашылығы және квантталатын үлгінің амплитудасының максималды мәнін анықтайды. Оны амплитудасы үлкен санаудың пайда болу ықтималдығы шaмалы болатындай етіп таңдау керек. Ол анық . Егер сигналдардың амплитудасының өзгеруінің барлық ауқымындағы кванттау қадамы тұрaқты болып қалса, яғни кванттау біркелкі, керісінше жағдайда - біркелкі eмес деп аталады.

2.1 сурет. Бірыңғай кванттау принципі

2.1-суретте бірполярлы сигналдардың біркелкі кванттау принципін түсіндіретін уақыт диаграммасы көрсетілген.

Кванттау келесі түрде жүзеге асырылады. Егер екі шектес рұқсат етілген деңгейдегі санау амплитудасы кванттау қадамының жартысынан асып кетсе, онда санау амплитудасы жоғарыға, егер кванттау қадамының жартысынан азы болса - төменге өзгереді. Cонымен, кванттау операциясы сандардың дөңгелектеу жұмысына ұқсас, coндықтан міндетті түрде қателікке әкеледі және қабылдау кезінде бұл қатені жою мүмкін емес.

Бұл қате кванттау қатесі деп аталады, ол келесі өрнекпен анықталады:. (2.1)
Кванттау құрылғысының амплитуда сипаттамасы (2.2 сурет) екі негізгі зонаны қамтиды: кванттау және шектеу. Бұл жағдайда максималды сигнал инстанциялары шектеледі және квантордың шығуында амплитудасы тең үлгіні құрайды. Бұл жағдайда күші кванттау шуының күшінен әлдеқайда жоғары болатын кесу шулары пайда болады.

Біртекті кванттаудың негізгі кемшілігі келесідей. Кванттау шуының қуаты сигнал шамасына тәуелді болмағандықтан, кванттау шуына қарсы иммунитет төмен деңгейде (әлсіз сигналдар) бар сигналдар үшін аз болып шығады және сигнал деңгейінің жоғарылауымен жоғарылайды. Қауіпсіздік талаптарын қанағаттандыру үшін кванттау қадамын азайту керек, яғни рұқсат етілген деңгейлер санын көбейту керек.

2.2 сурет. Кванттауыш құрылғының амплитудалық сипаттамасы

Біртекті емес кванттаудың мәні келесіде. Әлсіз сигналдар үшін кванттау қадамы минималды болып таңдалады және біртіндеп өсіп, күшті сигналдар үшін максималды мәндерге жетеді (2.3-сурет). Сонымен бірге әлсіз сигналдар үшін ол азаяды, ал күшті сигналдар үшін ол көбейеді, бұл әлсіз сигналдардың өсуіне және шуылға қарсы иммунитеттің үлкен шегі болған күшті сигналдардың төмендеуіне әкеледі. Нәтижесінде сигналдың кең динамикалық диапазонындағы кванттау шуынан иммунитетке қойылатын талаптардың орындалуын қамтамасыз ете отырып, кодтың бит тереңдігін азайтуға болады (2.4-сурет).

2.3 сурет. Біркелкі емес кванттау принципі

2.4 сурет. Біркелкі емес кванттауға тәуелділік

Біркелкі емес кванттаудың әсерін сигналдың динамикалық диапазонын қысу (кеңейту) арқылы алуға болады, содан кейін біркелкі кванттау, ол сызықтық емес амплитуда сипаттамасы бар компрессорды (кеңейткіш) қолдану арқылы жүзеге асырылады.

Осы құрылғылардың (компрессор, кеңейткіш) әсерінен алынған пайда сигналды кванттау шуынан қорғаумен анықталады:
, (2.2)

* және орташа сигналдың және кванттаудың шу күштері қайда және.

Арнаның шығуында бізде:
, (2.3)
іріктеме жылдамдығы қайда; - шың мәнінің орташа мәнге қатынасының логарифмдік өлшемі (шың коэффициенті); - сигналдың динамикалық диапазонының компрессормен сығылу коэффициенті.
, (2.4)

бірыңғай кванттаy арқылы (мәжбүрлеу жоқ);

біркелкі емес кванттаумен (компадациямен).

берілетін сигналдың әр түрлі лездік мәндерінің пайда болу ықтималдығын ескермей, біркелкі емес кванттауды қолданудан қауіпсіздіктің өсуін сипаттайды. Бұл жеңіс .

Егер әзірленген DSP премьер-министрді қайта қабылдауды қамтамасыз етсе, онда қауіпсіздік аз болады (2.5). Әдетте әр ретрансляция кезінде енгізілген кванттау бұрмаланулары өзара бaйланысты емес, сондықтан қуат қосу заңына сәйкес жинақталады деп саналады. Демек:. (2.5)
, , , және бұрын есептелген ,аламыз:

бірыңғай;

Біркелкі емес;

бірыңғай;

Біркелкі емес.

3 Бастапқы цифрлық беру жүйесінің уақыт циклдарының құрылымын жасау. Тәулік жиілігін анықтау

Біз бастапқы ағынды ұйымдастыруды бастапқы DSP-ге ұқсастығы бойынша дамытатын боламыз. Жиынтық ағынды ұйымдастыру плезиохоралық цифрлық иерархияның екінші, үшінші немесе төрттік цифрлық ағынымен аналогия бойынша жүзеге асырылады. Бұл жүйелерге қалалық және қала маңындағы автоматты телефон станциялары мен автоматты телефон станциялары мен автоматты телефон станциялары арасындағы байланыстырушы желілер шоғырын жасауға арналған ИКМ-30 тарату жүйесі кіреді.

Нұсқаға сәйкес 0,3 ... 3,4 кГц жиілікте тиімді өткізілетін жиіліктегі өткізгіштігі бар 360 арнаны ұйымдастыру қажет. Цифрлық жүйелердің қабылданған иерархиясына сәйкес 360 арнаны ұйымдастыру үшін 12 бастапқы DSP-ді 3 екіншіге, ал 3 екінші ретті бір үшінші деңгейге біріктіру қажет болады, осылайша 120 канал ИКМ-480-де пайдаланылмай қалады.

Бастапқы DSP циклінің кезеңі Тц = 125 мкс бастапқы телефон сигналының сынама алу кезеңіне тең. Әр цикл 32 уақыт аралықтарына бөлінеді. Оның ішінде ПМ сигналдарын (КИ1 - КИ15, КИ17 - КИ31) жіберуге 30 интервал бөлінген (3.1 сурет), ал 2 - қызмет ақпаратын беруге (КИ0 - КИ16). Әрбір үлгі TCI ұзақтығына ие және m-биттерден тұратын меншікті уақыт интервалында (CI) беріледі. Әр тайм-лoт ұзақтығы бар сегіз биттік интервалдан (P1 - P8) тұрады.

Жұп циклдардағы KI0 аралықтары 0011010 формасына ие және P2 - P8 аралықтаpын алып жатқан циклдік синхрондық сигналды (DSN) беруге арналған. Барлық циклдардың P1 аралығында үздіксіз жұмыс істейтін дискретті ақпаратты тарату арнасының (PDI) ақпараты беріледі. Тақ циклдарда P3 және P6 KI0 аралықтары кадрлық синхронизацияның жоғалуы (Төтенше жағдай DS) туралы ақпарат беру және арналардың қалдық әлсіреуін оларда өздігінен қозу пайда болуы мүмкін мәнге дейін төмендету үшін қолданылады (Zat Rem. ). Нөлдік циклдің KI16 аралығында (Ts0) 0000 (P1 - P4) түріндегі көпфункционалды синхронизацияның символдары, сондай-ақ көпжақты синхронизацияның жоғалуы туралы сигнал (P6 - Төтенше жағдай SCS) беріледі. Қалған циклдардың (Ts1 - Ts15) KI16 канал аралықтарында қызмет көрсететін арналардың сигналдары CK1 және CK2 беріледі, ал 1 және 16 PM арналары үшін CK C1-ге, C2-де 2-ші және 17-ші, және т.б.

Бастапқы DSP уақыт циклдарының құрылымы келесідей болады:

3.1 сурет. Бастапқы DSP уақыт шеңберінің құрылымы

Алынған мәндерге сәйкес m = 8
, (3.1)

,

.
Шығарылу ұзақтығы (импульстің сағаттық кезеңі):
, (3.2)

,

.
Біз негізгі формуланың жұмыс жиілігін келесі формула арқылы табамыз:, (3.3)

,

,
4. Цифрлық ағын

, (4.1)

, (4.2)

, (4.3)

, (4.4)

Мұнда циклдік синхрондау сигналының келу кезеңі; - кадрдың туралануын қалпына келтіру үшін қажет кадрларды синхрондаудың дәйекті дұрыс саны (кіру-синхронизм коэффициенті); - цифрлық ағын цикліндегі белгілер саны;

, (4.5)

;
- жалған сигналдың ықтималдығы;
, (4.6)

;

синхрондау сигналындағы белгілер саны; - ақпараттық символдың синхрондау сигналының белгілерімен сәйкес келу ықтималдығы; - DSN қабылдағышының кадрлық синхронизм күйінен кадрдан тыс синхронизм күйіне ауысуын тудыруы үшін қажетті дәйектілікпен бұрмаланған циклдік синхрондау сигналдарының санына тең символдар саны (синхронизациядан тыс коэффициент); - қателік деңгейі.

Менің нұсқамның шарты бойынша бізге келесі мәндер беріледі:; ; ; ; Тц=125 мкс; ;

(4.1 - 4.4) формулалардағы сандық деректерді ауыстырып, циклдік синхрондау параметрлерін есептейміз:.
Циклдік синхронизмнің орташа қалпына келу уақытының алынған мәні параметр параметріне сәйкес мәнді қанағаттандырады:
,

,

,

.
Синхрондау сигналының қабылдағышының шуылға қарсы иммунитеті туралы сөз болғанда [1], біз жалған синхрондау сигналын орнатудан да, синхронизм күйінен жалған шығудан да қорғауды айтамыз. Бұл синхрондау сәтсіздіктері арасындағы ең үлкен орташа уақытты қамтамасыз етеді және белгілі бір уақыт ішінде жағдайды талдаудан кейін шешім қабылдау арқылы қол жеткізуге болады, демек, синхронизмді қалпына келтіру уақытының ұлғаюына әкеледі.

4.1-сурет. Жылжымалы іздеу сағаттарының қабылдағышының блок-cхемасы

Синхрондау сәтсіздігі орын алғаннан кейін [2], RU 8 шығысында ақаулық сигналы пайда болады, ол 4 I2 контурына беріледі (4.1-сурет) және оған VTP-ден импульстарды жіберуге рұқсат береді. Сонымен қатар, бұл сигнал RI-R 5 және RI-K 6-ны мәжбүрлеп бұрын белгілі бір позицияға қояды (мысалы, барлық шығулар 0 күйінде). 7 I1 тізбегінен 9 OR тізбегіне 0 шығады. I2 схемасы тек тактілік жиіліктің импульстарын өткізеді (VTC бар), олар анализатор күйін кіретін ИКМ сигналының барлық позицияларында әр сағаттық импульспен тексереді. ВТП-дан импульстің біреуі кіріс сигналының СС-на сәйкес келген бойда анализатор 3 тарату қондырғысын иә белгісімен қалпына келтіреді, HRC іске қосылады, 4 I2 тізбегі жабылады, нәтижесінде тек анализаторға HRC импульсі өтеді, яғни I1 шығуынан. Бұл жағдайда сатып алу уақыты: болады.

Нақты жағдайда синхронизм басып алу жалған синхрондық топпен пайда болуы мүмкін, яғни. шын синхрондау сигналы келгенге дейін.

5 Біріншілік цифрлық ағынды асинхронды біріктіру арқылы жиынтық цифрлық ағынды ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.