Структурная схема цифровой связной радиосистемы

На рис. 9.1 изображена типичная структурная схема цифровой связной радиостанции с временным разделением каналов (TDMA). Посредством одного радиоканала одновременно обмениваются информацией несколько абонентов.

Сообщение, поступающее от каждого абонента, переводится в цифровую форму с помощью АЦП. На вход АЦП поступает непрерывная зависимость напряжения или тока от времени, на выходе имеется импульсная кодовая последовательность, т. е. поток цифр в двоичном коде.

Физически двоичный цифровой сигнал представляет собой последовательность импульсов положительной и отрицательной полярности либо последовательность импульсов и пауз между ними, которые соответствуют 1 и 0 двоичного кода.

Цифровой сигнал с выхода АЦП поступает на кодер источника, где устраняется избыточная информация, и затем поступает на устройство суммирования (мультиплексор). В мультиплексоре формируется групповой цифровой сигнал, представляющий собой сумму сигналов, поступающих от отдельных источников.

Рис. 9.1. Структурная схема цифровой системы связи.

Следующим каскадом радиопередатчика является кодер канала, который входит в состав микросхемы кодека, где, кроме кодера имеется декодер, входящий уже в состав приемника. В кодере осуществляется помехоустойчивое кодирование с целью уменьшения влияния помех на достоверную передачу информации.

С выхода кодера канала цифровой сигнал поступает на цифровой фильтр обкатки, где из строго прямоугольных импульсов, имеющих теоретически бесконечный спектр частот, формируются сглаженные импульсы с ограниченным спектром. Далее цифровая форма радиосигнала преобразуется в аналоговую, т. е. в видеосигнал (baseband signal), и сглаженные импульсы кодовой последовательности поступают в модулятор. Ко второму входу модулятора подаются непрерывные колебания промежуточной частоты (например 70 МГц).

В модуляторе осуществляется частотная или фазовая манипуляция промежуточной частоты, т. е. образуется радиосигнал (bandpass signal). Сформированный радиосигнал преобразуется по частотной шкале вверх на несущую частоту, усиливается по мощности и излучается передающей антенной.

В приемной части цифровой радиосистемы происходят процессы, обратные тем, которые имеют место в радиопередатчиках. Принятый радиосигнал предварительно фильтруется в преселекторе, его мощность усиливается в малошумящем усилителе (МШУ), а спектр сдвигается вниз на промежуточную частоту.

В демодуляторе радиосигнал преобразуется в видеосигнал, переводится в цифровую форму и поступает на демультиплексор, где происходит разделение группового сигнала на составляющие отдельных источников (демодулятор и модулятор обычно входят в состав одного устройства — модема). На выходе приемника может быть восстановлена аналоговая форма первичного сигнала.

Для радиосистем важны следующие основные параметры.

• 1. Достоверность передачи информации. Она характеризует степень соответствия принятых сообщений переданным. Количественно достоверность можно оценить двумя параметрами:
  • а) а — вероятностью ложной тревоги, т. е. вероятностью принятия выброса помехи за сигнал;

б) (3 — вероятностью пропуска сигнала, т. е. вероятностью необнаружения сигнала из-за маскировки его помехами.

р

• 2. Отношение сигнал/шум в приемнике — —, где Р_с — мощность сигнала, Р_т — мощность шума.
• 3. Максимальная дальность действия радиосистемы. Это параметр, который определяется как максимальное расстояние от передатчика до приемника, при котором отношение сигнал/шум на выходе приемника не меньше значения, необходимого для обнаружения сигнала с заданной достоверностью.
• 4. Скорость передачи информации W— число информационных элементов, передаваемых в течение секунды.

Техническая скорость передачи JV_rexH — скорость передачи дискретов сигнала в секунду. Если сигнал представлен двоичным числом, то W._rexu = W.

5. Пропускная способность канала С — макмеималыюе количество информации, переданной в единицу времени. Для непрерывного канала с белым гауссовским шумом, имеющим спектральную плотность, пропускная способность канала определяется следующим образом:

где F_max — максимальная частота сигнала, пропускаемая каналом; Р_с — мощность сигнала; Р_ш — мощность шума (предполагается, что сигнал имеет полосу частот от 0 до F)

Пропускная способность дискретного канала, по которому передается двоичная информация,.