Многоканальные системы электросвязи

Контрольная работа Многоканальные системы электросвязи

ЗАДАЧА № 1

Начертите структурную схему трехканальной аналоговой система передачи с ЧРК и AM ОБЛ. Рассчитайте границы нижних и верхних боковых полос частот на выходах индивидуальных амплитудных модуляторов каждого из каналов. При расчете примите, что полоса частот первичных сигналов составляет 0,3…3,4 кГц, а несущая частота (в килогерцах) для верхнего по частоте канала равна fнес1 =60 К где К — число, образованное предпоследней и последней цифрами пароля. F_н =60 +16 = 76 кГц Считая, что канальные полосовые фильтры выделяют нижнюю боковую полосу частот, изобразите структуру частотного спектра группового сигнала с указанием границ полос частот, занимаемых каждым канальным сигналом. Определите ширину полосы частот группового сигнала.

После решения задачи приведите краткие письменные ответы на следующие вопросы:

1. Каково назначение каждого из элементов структурной схемы системы передачи с ЧРК?

2. Почему в аналоговых системах с ЧРК широко используется однополосная амплитудная модуляция (АМ ОБП)? В чем состоит ее недостаток Рисунок 1. Структурная схема трехканальной аналоговой системы передачи с ЧРК и АМ ОБП При частотном разделении каналов, одинаковые по спектру частотной телефонные сигналы, переносятся с помощью несущих частот (F_н1, F_н2, F_н3) в разные по спектру частот канальные сигналы (выход ПФ) для нашего случая

F_н1 = 76 кГц

Амплитудный модулятор предназначен для преобразования спектра частот телефонного сигнала. Спектр на выходе амплитудного модулятора содержит несущую частоту и две боковые полосы частот (ВБП и НБП).

Так на выходе АМ1 спектр будет:

F_H1 = 76 кГц ВБП (76 +0,3 =76,3 76+3,4=79,4)

НБП (76 — 0,3 =75,7 76 — 3,4 =72,6)

На выходе АМ2

F_H2 =80 кГц ВБП (80+ 0,3 = 80,3; 80+ 3,4 = 83,4)

НБП (80- 0,3 = 79,7; 80 — 3,4 = 76,6)

На выходе АМ3 FM3 F_H3 = 84 кГц

ВБП (84 + 0,3 = 84,3; 84 + 3,4 = 87,4)

НБП (84 — 0,3 = 83,7; 84 — 3,4 = 81,6)

Полоса расфильтровки взята 0,9 кГЦ По условию задания канальные полосовые фильтры выделяют нижнюю боковую полосу частот.

Изобразим структуру частотного спектра группового сигнала с указанием границ полос частот заменяемых каждым канальным сигналам

Спектральная диаграмма линии передачи будет выгладить так: ширина спектра группового сигнала

F_гр = (83,7 — 72,6) = 11,1 кГц.

2 Структурная схема системы передачи с ЧРК Рисунок 2. Система передачи с ЧРК М_1.n -амплитудный модулятор предназначенный для преобразования спектра частот телефонного сигнала

Ф_1.n — полосовые разделительные фильтры предназначенные для разделения канальных сигналов (выделение из группового сигнала канальных сигналов) ФНЧ — фильтры низких частот подавляют высокочастотные продукты демодуляции

D_1.n демодулятор предназначен для восстановления первичного сигнала

A_1.n первичный сигнал

F_1.n колебания несущих частот

3. В линейных трактах современных систем обеспечивается выходная защищенность сигналов от помех. В этих условиях оптимальной оказывается однополосная модуляция (ОБП) при которой в фиксированной полосе частот линейного тракта получается максимальное число каналов при достаточно высокой помехоустойчивости

Достоинства:

1.Узкая полоса частот канального сигнала, равная полосе частот исходного сигнала.

2. Так как несущая не передается то энергия тратится лишь для передачи одной боковой полосы.

Недостатки:

Необходимость восстановления несущей на приемной станции Сложность подавления несущей и боковой полосы на передающей станции

ЗАДАЧА № 2

структурная схема амплитудная модуляция телефонная Рассчитать и построить диаграмму уровней телефонного канала, Определить остаточное затухание канала.

Ответить на следующие вопросы:

1. К чему может привести снижение уровней приема на входах усилителей?

2. Как сказывается отклонение остаточного затухания канала от его значения на качестве телефонной связи?

Уровень на входе канала P_{k вх} = 0 дБм Коэффициент затухания линии связи б = 6,1дБ/км.

Уровень на выходе оконечного пункта P_пер0 = - 10 дБм Уровень на выходе канала P_к вых = - 6,8 дБм Длинны усилительных участков

L₁ = 3.0 км

L₂ = 3,3 км

L₃ = 2.9 км

Рис. 3. Диаграмма уровней телефонного канала Для построения диаграммы уровней необходимо рассчитать уровни передачи и приема для каждого усилителя.

Чтобы определить уровень приема (Р_пр1) на входе первого усилителя (S₁) необходимо рассчитать затухание первого усилительного участка (А_УУ1)

А_УУ1 = б· L₁ = 6,1· 3,0 = 18,3 дБ Р_пр1 = P_пер0 — А_УУ1 = - 10 — 18,3 = - 28,3 дБ Для нормальной работы АСП усиление усилителя должно полностью компенсировать затухание прилегающего к нему усилительного участка т. е

S₁ = А_УУ1; S₂ = А_УУ2; S₃ = А_УУ3

Уровень передачи (Р_пр1) на выходе первого усилителя S₁ будет

Р_пер1 = Р_пр1 + S₁ = -28,3 + 18,3 = -10 дБм Аналогично рассчитываем уровни передачи и приема для остальных участков.

А_УУ2 = б· L₂ = 6,1· 3,3 = 20,13 дБ Р_пр2 = P_пер1 — А_УУ2 = -10 — 20,13 = - 30,13 дБм

S₂ = А_УУ2 = 20,13 дБ Р_пер2 = Р_пр2 + S₂ = -30.13 + 20.13 = -10 дБ А_УУ3 = б· L₃ = 6,1· 2,9 = 17,69 дБ Р_пр 0п = P_пер2 — А_УУ3 = -10 — 17,69 = - 27,69 дБм Диаграмма уровней приведена на рисунке 3

Остаточное затухание (А_Ч) определяется следующим образом:

А_Ч = Р_к вх — Р_к вых дБ Р_к вх = 0 дБм Р_к вых = - 6,8 дБм А_Ч = 0 — (-6,8) = 6,8 дБ Снижение уровня приема сигнала на входе усилителя приведет к уменьшению защищенности от собственной помехи на выходе с дальнейшим накапливанием что приведет к искажению или потере передаваемой информации.

Отклонение остаточного затухания канала от его значения должно быть наименьшим иначе это приведет к амплитудно частотным искажениям или потере передаваемой информации. При телефонной связи пострадают такие параметры как слышимость и разборчивость речи.

ЗАДАЧА № 3

Начертите структурную схему оконечной станции ЦСП с ИКМ и ВРК.

Приведите краткое (одна-две фразы) описание назначения каждого элемента схемы.

Рассчитайте:

1. Тактовую частоту группового ИКМ сигнала;

2. Количество уровней квантования при заданном числе разрядов в 3 комбинации.

3.Определите частоту и период дискретизации сигнала с заданной в таб.3 верхней граничной частотой спектра 2,8

4.Представьте в восьмиразрядном двоичном коде десятичное число, образованное предпоследней и последней цифрами пароля. 16

5. Изобразите двоичное число в виде кодовой комбинации, считая, что двоичной единице соответствует токовая посылка, а нулю — бестоковая посылка.

Дано:

Количество разрядов в кодовой комбинации m = 7

Частота дискредитации Fd = 8,0 кГц Верхняя граничная частота спектра 2,8 кГц Количество каналов N = 1920

1. Рассчитаем тактовую частоту ИКМ сигнала

Fт = m · Fd · N

Fт = 7 · 8 · 1920 = 107 520 кГц

2. Рассчитаем количество уровней квантования М= 2^m = 2⁷ = 128

3. Рассчитаем частоту и период дискретизации для F max = 2,8 кГц В соответствии с теорией Котельникова

F_Д? F max? 2 · 2.8? 5.6 кГц

F_Д = 8 кГц Тd = 1/Fd = 1/8000 = 125 мкс.

4. Представим в 8 -ми разрядном двоичном коде число 16

16 = 0 · 2⁷ + 0 · 2⁶ + 0 · 2⁵ + 1 · 2⁴ + 0 · 2³ + 0 · 2² + 0 · 2¹ + 0 · 2⁰

Кодовая комбинация: 10 000

Рис. 4

Кодер — устройство осуществляющее квантование по амплитуде и кодирование квантовонного сигнала (устройство часто называют аналого — цифровым преобразователем (АЦП)), т. к в результате кодирования аналоговый АИМ сигнал преобразуется в цифровой.

Устройство обеспечивающее обратную операцию на приеме называют декодером или цифроаналоговым преобразователем (ЦАП)

ФНЧ — фильтр низких частот служит для ограничения спектра исходного непрерывного сигнала каждого канала или подавляет высокочастотные продукты декодирования.

АИМ — амплитудно импульсный модулятор. С помощью которого осуществляется дискретизация передаваемых сигналов во времени. (Функцию АИМ выполняют электронные ключи)

ГО_ПЕР (ГО_ПР) — генераторное оборудование вырабатывает периодическую последовательность импульсов служащие для управления электронным кличем.

пер СС и пр СС — передача и прием синхросигнала нужного для того, чтобы передаваемый сигнал поступал в соответствующий приемник.

ЗГ — задающий генератор вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов с частотой F_Д = 8 кГц Тd = 125 мкс.

УО — устройство объединения осуществляет объединение модулированных последовательностей импульсов всех каналов. Формирует многоканальный АИМ сигнал.

УР — устройство разделения разделяет сигналы речевой информации, сигналы управления и взаимодействия, сигналы цикловой синхронизации и направляет в соответствующие ветви аппаратуры.

пер. СУВ, пр. СУВ — сигналы управления и взаимодействия (набор номера, вызова, отбоя и т. д) РЛ — регенератор линейный восстанавливает форму и длительность сигналов искаженных при передачи.

ОС — оборудование сопряжения служит для согласования характеристик группового ИКМ сигнала с характеристиками линий связи.

СР — станционный регенератор восстанавливает форму и длительность сигналов искаженных при передачи.

ВТЧ — устройство выделения тактовой из спектра группового цифрового сигнала с помощью ВТЧ, содержащего высокодобротные резонансные контуры фильтры выделители или избирательные усилители, выделяется тактовая частота.

ПК пер — преобразователь кода передачи. Преобразует униполярный двоичный код, в двуполярный код параметры которого определенным требованиям.

ПК пр — преобразователь кода приема соответственно восстанавливает униполярный двоичный сигнал