Контрольная работа по «Многоканальным системам электросвязи»

 

Сибирский Государственный  Университет Телекоммуникаций и Информатики 
 
 
 
 
 

Контрольная работа 
 

«Многоканальные системы электросвязи» 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила: Белова Ю.С.  

                                                         Группа: ЭДТ-95 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2011  
 
 
 
 
 

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.

    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?

 

Решение:

            Пункт А                                                        Пункт Б

  с₁(t)         u₁(t)                                                                                                                с₁(t)   

  с₂(t)          u₂(t)            u(t)                                                                      u(t)                  с₂(t)

  с₃(t)          u₃(t)                                                                                                              с₃(t) 

Рис.1.1.  Структурная  схема трехканальной системы  связи

      Информационные  сигналы с₁(t), c₂(t), с₃(t) от 3 источников информации поступают на оконечную аппаратуру пункта А, которая состоит из преобразователей частоты (модулятора и фильтра) П₁, П₂, П₃ и объединяющего (суммирующего) устройства. и групповых устройств ГУ. С помощью преобразователей из исходных информационных сигналов с₁(t), c₂(t), с₃(t) формируются канальные сигналы u₁(t), u₂(t), u₃(t), которые объединяются в групповой сигнал u(t), причем:                                

       Групповые устройства предназначены для усиления группового сигнала и для согласования оконечной аппаратуры с линией (проводной  или радиорелейной). В результате преобразования в пункте А исходные сигналы изменяются и в линию поступают канальные сигналы, отличающиеся друг от друга полосой занимаемых частот. На приеме в пункте Б с помощью устройств П₁, П₂, П₃ (демодуляторов и фильтров нижних частот) из группового сигнала u(t) выделяются канальные сигналы ui(t), которые затем преобразуются в исходные информационные сигналы с_i(t).

       Несущая частота верхнего канала определяется: f нес 3 = 60+К=61 кГц, где К – число, образованное последней и предпоследней цифрам пароля. Поэтому      для верхнего канала f нес 1 = 61 кГц. Так как исходный сигнал занимает полосу частот 0.3-3.4 кГц, то для второго канала несущая частота будет равна 57, а для третьего 53 кГц (при этом будет обеспечен защитный интервал 0.9 кГц).

       Определим частоты НБП и ВБП для трехканальной системы на выходах индивидуальных модуляторов. Канальные полосовые фильтры выделяют нижнюю боковую полосу. 

       Расчет  частот приведен на рисунке 1.2. 
 
 
 

 

     Ширина  полосы частот группового сигнала определится  как:

Fгр = Fв – Fн = 60.7 - 49.6 = 11.1 кГц 

      Назначения  элементов передающей станции в  структурной схеме следующее: 

      Амплитудные модуляторы служат для переноса по спектру исходного сигнала в  канальный.

      Полосовой фильтр  служит для подавления ненужной боковой полосы (в нашем случае верхней) и несущего колебания.

      Сумматор  объединяет сигналы от всех каналов.

      Генераторное  оборудование служит для формирования несущих частот для модуляторов.

      Назначения  элементов приемной станции в  структурной схеме следующее:

      Групповое устройство создает одинаковые сигналы напряжения на входы всех каналов.

      Полосовые фильтры из группового сигнала выделяют только полосу необходимого канала.

      Демодуляторы  служат для переноса канального сигнала  в нижнюю полосу частот.

      Фильтры нижней частоты отделяют необходимый сигнал спектра 0.3-3.4 кГц от паразитных продуктов преобразования после демодулятора.

      Генераторное  оборудование служит для восстановления несущих частот для демодуляторов.

      В СП с ЧРК используется однополосная амплитудная модуляция. Недостатком данной системы является необходимость восстановления несущего колебания на приеме. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАДАЧА  №2.

    Рассчитайте и постройте диаграмму уровней  телефонного канала, структурная  схема которого показана на рис. 15. Определите остаточное затухание канала. Исходные данные возьмите из табл. I.

После выполнения расчетно-графических  работ коротко ответьте 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?

 

Решение:

      Согласно  таблице L1=7,1 км, L2=7,0 км, L3 = 7,2 км

      Коэффициент затухания линии связи α=4,8 дБ/км

      Уровень на выходе оконечного пункта Рпер0 = -11 дБ

      Уровень на выходе канала Рк вых=-7,3 дБм

      Для определения уровня приема необходимо найти затухание каждого участка  линии связи.

      А1= α · L1 = 4,8 · 7,1 = 34,08 дБ

      А2= α · L2 = 4,8 · 7,0 = 33,6 дБ

      А3= α · L3 = 4,8 · 7,2 = 34,56 дБ

      Уровень на приеме можно найти как:

      Рвх = Рвых – Аi

      Тогда на выходе

      Рвх1 = Рвых – А1= -11 – 34,08 = - 45,08 дБ

      Рвх2 = Рвых – А2 = -11 – 33,6 = - 44,6 дБ

      Рвх3 = Рвых – А3= -11 – 34,56 = - 45,56 дБ

      Диаграмма уровней показана на рисунке 2.1.

      Снижение  уровня приема на входах усилителей приведет к «недоусилению» сигнала и снижении отношения сигнал помеха. Отклонение остаточного затухания канала приведет к появлению дополнительным шумам в канале, что ухудшит качество связи.

 
 

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 кодовой комбинации.

 

Решение:

    Рис.3.1. Структурная схема оконечной станции СП с ИКМ. 
 
 

     Групповой АИМ сигнал поступает на кодирующее устройство – кодер (К), который одновременно осуществляет операции квантования по уровню и кодированию.            Сигналы управления и взаимодействия (СУВ), передаются по телефонным каналам для управления приборами АТС, поступают в передатчик (Пер.) СУВ, где они дискретизируются с помощью импульсных последовательностей, формируемых в ГО_пер, и объединяются. В результате формируется групповой сигнал (Гр.) СУВ.   В устройстве объединения (УО) кодовые группы каналов с выхода кодера, т.е. групповой ИКМ сигнал, кодированные сигнала СУВ и кодовая группа синхросигнала от передатчика синхросигнала (Пер. СС) объединяются, образуя циклы и сверхциклы. Соответствующими управляющими импульсами от ГО_пер в УО обеспечивается правильный порядок следования циклов в сверхцикле и кодовых групп в цикле передачи.           На приемной станции ИКМ сигнал восстанавливается стационарным регенератором (РС) и поступает в преобразователь кода приема (ПК_пр), где биполярный сигнал вновь преобразуется в однополярный. Устройство выделения тактовой частоты (ВТЧ) выделяет из этого сигнала тактовую частоту, которая используется для работы ГО_пр. Этим обеспечивается синхронная и синфазная работа ГО_прд и ГО_пр, причем правильное декодирование и распределение сигналов по соответствующим телефонным каналам и каналам передачи СУВ, обеспечиваются приемником синхросигналов (Пр. СС). Устройство разделения (УР) разделяет кодовые группы телефонных каналов и каналов СУВ. Приемник групповых сигналов управления и взаимодействия (Пр. СУВ), управляемый импульсными последовательностями, поступающими от ГО_пр, распределяет СУВ по своим каналам, а декодер преобразует групповой ИКМ сигнал в групповой АИМ сигнал. Канальные импульсные последовательности, поступающие от ГО_пр, поочередно открывают временные селекторы (ВС) каналов, обеспечивая выделение отсчетов каждого из каналов из группового АИМ сигнала. Восстановление исходного (непрерывного) сигнала из последовательности его АИМ отсчетов производится с помощью ФНЧ. 

      Количество  разрядов в кодовой комбинации 8

      Частота дискретизации 8 кГц

      Количество  каналов 24

      Верхняя частота спектра 3.4 кГц 

      Тактовая  частота группового сигнала:

.

      

      fт = 8 ·8·24 = 1536 кГц 

      Общее количество уровней квантования  при m-разрядном кодировании: 
= 2⁸ = 256

      Для сигнала с верхней частотой спектра 3.4 кГц частота и период дискретизации определится:

      Fд  > 2Fв > 2·3.4 > 6.8 = 8 кГц

      Тд = 1/ Fд = 1/ 8000 = 125 мкс 

      Представим  в виде восьмизначной кодовой  последовательности число 01:

      Кодирование происходит при помощи двоичного  полинома:

       
 

      Кодовая комбинация для числа 1 будет: 00000001

      Его токовой отображение изображено на рисунке 3.3: