Поволжському ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ ТА ІНФОРМАТИКИ
Ставропольський ФІЛІЯ
Контрольна робота
ПО ДІСЦЕПЛІНЕ «ОСНОВИ ПОБУДОВИ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ ТА МЕРЕЖ»
СТУДЕНТА: заочного факультету
ССіСК 5 курсу 1 гр.
Xодуc Олександра Юрійовича.
ПЕРЕВІРИТИ: Бондар С. Н.
Ставрополь 1999р.
Завдання № 1.
Дати визначення понять: повідомлення, сигнал, канал, система зв'язку,система N - канального зв'язку. Зобразити структурну схему багатоканальноїсистеми передачі, пояснити призначення блоків.
Рішення:
повідомлення називається сукупність відомостей про стан будь-якогоматеріального об'єкта. Джерело і одержувач повідомлень розділені деякоюсередовищем, у якому джерело утворює обурення, що відображають повідомлення тасприймаються одержувачем.
Фізична реальність, зміна якої в просторі і в часівідображають передане повідомлення, називається сигналом.
Системою N - канального зв'язку називається сукупність технічнихзасобів, що забезпечують одночасну і незалежну передачу повідомлень від Nджерел до N одержувачам при одного ланцюга зв'язку (по одному стовбура).
Структурна схема багатоканальної системи передачі наведена на рис.
1.
Рис. 1.
М - модулятори, О - пристрої об'єднання, Ланцюг - ланцюг зв'язку, Ф - фільтри, D - демодулятори.
До передавача N - канальної системи зв'язку підводяться первинні сигналиа (t) від N джерел повідомлень. Ці сигнали піддаються спеціальномуобробці в модулятори і об'єднуються в загальний груповий сигнал u (t),направляється в ланцюг зв'язку. У приймальні частини системи з групового сигналу
, Що піддалася впливу перешкод, виділяються індивідуальні сигналиокремих каналів, що відповідають переданим повідомленням.
Завдання № 2.
Пояснити принцип формування однієї бічної смуги фазоразностнимметодом. Оцінити якостей формування канального сигналу. Розрахувати iпобудувати спектр сигналу (на основі крайніх частот спектру) корисноїбічної смуги першого ступеня перетворення МСП з ЧРК згідно з вихіднимиданими:
- вихідний сигнал
- несуча частота
- корисна бічна смуга - ВБП
-- асиметрія в плечах фазоразностной схеми
- похибка фазірованія
Рішення:
1. Схема, що реалізує фазоразностний метод формування ОБП наведена на рис. 2.
Схема містить:
РУ - розв'язує пристрої;
ВУ - віднімаються пристрої;
ФК - фазові контуру;
М - модулятори.
На схемі (рис. 2) фазовий зсув?/2 для несучої частоти створюєфазовий контур ФК1. Фазові контури ФК2 і ФК3 створюють фазовий зсув?/2 длявсіх частот вихідного сигналу в одному плечі по відношенню до іншого.
2. Якщо на модулятор одного плеча вихідний сигнал і несучу частоту подати зрушеними по фазі?/2 щодо сигналу і несучої частоти, що подаються на модулятор іншого плеча, то сигнал на виході схеми буде містити коливання тільки однієї бічної смуги.
Покажемо це. Нехай вихідний сигнал являє собою гармонійнеколивання виду U? cos? t (з урахуванням того, що? = 2? F,? = 2? w). Тоді вихіднийсигнал і несуча частота які подаються на модулятор, будуть визначатьсявиразами:
і, а другий відповідно і.
У разі виконання модуляторів за подвійною балансному схемою, напругана виході першого і другого модуляторів відповідно будуть:
Якщо амплітуди струмів на виході перетворювачів будуть однакові
I = I1 = I2, то на виході схеми (або вході ВУ) струм буде дорівнює:
,тобто в його складі буде тільки струм однієї (в даному випадкуверхньої) бічної смуги.
При недотриманні рівності струму в плечах схеми I1? I2 і рівностірізниці фаз величиною?/2 струм на виході схеми буде містити складовінижньої і верхньої бічних смуг.
3. Ступінь придушення фазоразностной схемою невикористовуваної смуги
(загасання в смузі не пропускання), за наявності:
> асиметрія в плечах фазоразностной схеми складе:
дБ,
> Похибки фазірованія:
дБ,
> Асиметрії в плечах фазоразностной схеми і похибки фазіованія:
дБ
4. Ступінь додаткового загасання корисної бічної смуги, за наявності:
> Асиметрії в плечах фазоразностной схеми:
дБ;
> Похибки фазірованія:
дБ;
> Асиметрії в плечах фазоразностной схеми і похибки фазірованія:
5. Для розрахунку та побудови спектру сигналу, Рис3, (на основі крайніх частот спектру) верхньої бічної смуги першого ступеня МСП з ЧРК скористаємося виразами:
Гц;
Гц.
Завдання № 3.
Пояснити груповий принцип побудови апаратури МСП з ЧРК,розрахувати:
> Значення несучої частоти використовуваної в апаратурі сполучення при наявності одного ступеня перетворення;
> Значення віртуальної несучої частоти, згідно з вихідними даними:
- вихідний сигнал 299 - 2549 Гц.;
- Сходи перетворення 29; 84; 249; 449 кГц. (ВБП, НБП, ВБП, ВБП)
- Смуга частот сигналу лінійного спектра 12049 - 14299 Гц.
Рішення:
1. Структурна схема, пояснює принцип побудови МСП з ЧРК з використанням багаторазового або групового перетворення, наведено на рис. 4
2. У першого ступеня, що є сходинкою індивідуального перетворення, однакові вихідні частотні смуги від n1 різних джерел сигналів перетворюються в n1-канальних сигналів, розміщених в не перекриваються смугах частот, утворюючи n1-канальний груповий сигнал.
Друга і наступні ступені перетворення є груповими. У другійступені n2 однакових частотних смуг n1-канального сигналу перетворюються взагальний груповий n1n2-канальний сигнал. У наступній ступені перетворенняутворюється n1n2n3-канальний сигнал шляхом переносу n3 однакових частотнихсмуг групового n1n2-канального сигналу в не перекриваються смуги частоті т. д. Остання ступінь групового перетворення призначається дляотримання лінійного спектра системи передачі, яка передається по лінії.
Сукупність ступенів перетворення утворюють каналоутворювальногоапаратуру.
Перетворення спектру частот на виході каналостворюючої апаратури ввизначений для системи передачі лінійний спектр здійснюєтьсяапаратурою сполучення (АС). Вона містить, як правило, один щабельперетворення.
3. Для розрахунку несучої частоти використовується в АС при наявності одного ступеня перетворення, скористаємося планом спектру частот складеним згідно варіанту завдання (ВБП, НБП, ВБП, ВБП). З аналізу якого слід:
Звідки можемо отримати результуюче співвідношення для обчислення шуканоїчастоти:
4. Віртуальної несучої частотою називається уявна несуча частота, за допомогою якої можна було б вихідну смугу частот перемістити в лінійну шляхом одноразового перетворення (минувши всі проміжні ступені перетворення).
5. Віртуальна несуча частота складе:
Гц.
Завдання № 4.
Пояснити принципи організації двостороннього зв'язку по провідних ірадіорелейним лініях зв'язку.
Рішення:
Двостороння зв'язок може бути організована по:
1 - односмуговою чьотирьох;
2 - двосмугової двопровідної;
3 - односмуговою двопровідної системам.
1. При односмуговою чьотирьох системі (рис. 5) використовуються два двохпровідні ланцюга:
Одна ланцюг для передачі сигналів в одному напрямку, другий - у зворотному напрямку. Передача сигналів в обох напрямках здійснюється в одному і тому ж діапазоні частот. Ця система є при організації зв'язку по кабельних лініях.
2. Двосмугова двухпроводная система використовується при побудові багатоканальних систем передачі, що працюють на повітряних і радіорелейних лініях. Структурна схема системи передачі, що працює по повітряних лініях, наведена на малюнку 6.
Тут використовується один двухпроводная ланцюг, за якою передача сигналів удвох напрямках здійснюється в різних спектрах частот. Направляючіфільтри відповідно низьких високих частот служать для розділенняспектрів частот двох напрямків передачі.
3. У односмуговою двопровідної системі (мал. 7) для передачі сигналів в обох напрямках по одній двухпроводной ланцюга використовується одна і та ж смуга тональних частот, отже, можна здійснити одну двосторонню передачу.
Поділ напрямків передачі в кінцевих і проміжних підсилювальнихпунктах здійснюється за допомогою диференціальних систем. В даний часця система використовується вкрай рідко, що обумовлено низькою стійкістюпідсилювачів двосторонньої дії.
Завдання № 5.
Пояснити принцип побудови МСП з ВРК-ФІМ. Розрахувати можливе числоканалів МСП, без ведення сигналів синхронізації при заданих початковихумовах:
Частота дискретизації кГц.
Захисний інтервал мкс.
Рішення:
1. На рис. 8 приведена спрощена структурна схема, що ілюструє принципи побудови апаратури з тимчасовим поділом каналів і фазоімпульсной модуляцією.
2. Розглянемо призначення і функції її вузлів, полога, що апаратура призначена для передачі телефонних сигналів.
Розмовні струми абонентів через диференціальні пристрої,розділяють напрямки передачі і прийому, потрапляють в гілках передачі нафільтри нижніх частот. З виходів цих фільтрів сигнали надходять на входиканальних амплітудно-імпульсних модуляторів, за допомогою яких безперервнімовні сигнали перетворюються в послідовності відліків. На модуляториподаються так само керуючі імпульсні послідовності - імпульсніпереносники, що виробляються ГО передачі. Від ГИ імпульси надходять нарозподільник імпульсів каналів РВК, з якого вони в задані моментичасу потрапляють на канальні модулятори. Перетворювачі АІМ-ФІМздійснюють перетворення імпульсних сигналів, модульованих поамплітуді, в сигнали, модульовані по фазі. Виходи всіх канальнихперетворювачів АІМ-ФІМ об'єднуються, і формується груповий ФІМ сигнал.
З виходу приймального пристрою ПР, груповий ФІМ сигнал надходить наканальні тимчасові селектори (ключі) КС, по черзі відкриваються іпропускають імпульси тільки до даного каналу. Далі здійснюєтьсяперетворення ФІМ-АІМ. Відновлення безперервних сигналів здійснюєтьсяфільтрами нижніх частот.
3. На рис. 9 наведена послідовність імпульсів циклу передачі.
4. З рис. 9 видно, що
Тоді за умови отримаємо:
огляду на те, що N - найменше ціле, число каналів в МСП складе 5. < p> Завдання 6.
Пояснити принцип побудови МСП з ВРК-ИКМ. Розрахувати тактовучастоту передачі символів у лінійному тракті, якщо цикл розділений на N 2рівних тимчасові інтервали з яких N зайняті кодовими групами каналів, 2
- Службовою інформацією, при заданих початкових умовах:
Частота дискретизації кГц.
Число каналів.
Число розрядів в кодової групі.
Рішення:
1. Спрощена структурна схема МСП з ВРК наведена на малюнку 10.
2. Аналоговий сигнал, що прийшов від абонента за двухпроводной лінії, через диференціальну систему потрапляє на фільтр нижніх частот. Дискретизація здійснюється АІМ модуляторами, виходи яких запаралелити. Груповий
АІМ сигнал надходить на кодер, де проходить його квантування і кодування. У системі ВРК-ИКМ передача здійснюється циклами. Цикл передачі складається з кодових груп каналів, сигналів циклової синхронізації, що дозволяє відокремити один цикл передачі від іншого і здійснити тим самим тимчасову селекцію сигналів, а також сигналів керування та взаємодії АТС (СУВ). Робота всіх блоків передавальної частини синхронізується сигналами, виробляють людські блоком синхронізації
БСпер. З виходу УО імпульси надходять на регенератор, де нормалізується їх форма та усуваються фазові флуктаціі тобто випадкові зміщення від тактових моментів. Перекодування здійснюється в спеціальному пристрої узгодження з лінією усл. З виходу усл сигнал передається безпосередньо в лінійний тракт.
У приймальні частини системи сигнал перетвориться в зворотнійпослідовності. Вхідні імпульси з лінії після регенерації надходять напристрій поділу УР, де виділяються сигнали СУВ та інформаційні.
Декодер служить для цифро-аналогового перетворення, в результаті якого
Поділ каналів здійснюєтьсяканальним селектором КС, а виділень первинного сигналу - ФНЧ.
3. Тимчасові діаграми, що пояснюють принцип освіти групового сигналу в системі ВРК ІКМ наведено на рис. 11. Де: а) сигнал у 1-му каналі; б) сгнал в 2-му каналі; в) сигнал в n-му каналі;
4. г) груповий АІМ сигнал; д) груповий ІКМ сигнал.
4. Тактова частота передачі символів у лінійному тракті становить:
Завдання № 7.
Пояснити принципи лінійного кодування при передачі сигналів ЦСП (одним зспособів кодування). Показати, на тимчасових діаграмах, форму сигналу прирізних способах кодування з використанням: (згідно заданому варіанту)
- Попарно - виборчого трійкового (ПІТ) коду.
Рішення:
1. Реальний сигнал на виході формувача імпульсів МСП з ВРК є випадковою послідовність однополярним імпульсів, спектр якої характеризується наявністю постійної складової на що передається по каналу зв'язку, оскільки особливостей реалізації останнього. Це, у свою чергу, призводить до виникнення спотворень форми відновленого сигналу, а крім того, що вкрай важливо, призводить до збільшення труднощів формування тактової частоти і зростанням числа помилок регенерації.
Для уникнення зазначених недоліків, застосовують додаткове перетвореннядвійкового цифрового сигналу (лінійне кодіованіе).
2. Лінійне кодування на базі попарно - виборчого трійкового (ПІТ) коду припускає, що в процесі його формування вхідний двійковий потік розбивається на пари символів і кожній такій парі ставиться відповідно пара трійчастий символів коду лінії. Правило формування ПІТ-коду визначається таблицею 1.
Таблиця 1.
| Двійково | ПІТ-к | Умова вибору |
| ий код | од | |
| 00 | - + | |
| 11 | + - | |
| 01 | + П | Якщо попередня пара 01 або 10 була представлена |
| | | Через '- П' або 'П -' |
| | - П | Якщо попередня пара 01 або 10 була представлена |
| | | Через '+ П' або 'П +' |
| 10 | П - | Якщо попередня пара 01 або 10 була представлена |
| | | Через '+ П' або 'П +' |
| | П + | Якщо попередня пара 01 або 10 була представлена |
| | | Через '- П' або 'П -' |
3. Відповідно до методичних вказівок, вихідний цифровий сигнал набуде вигляду:
Даному ІЦВ відповідає часова діаграма, рис 12.
Завдання № 8.
Пояснити принцип побудови асинхронно адресних систем зв'язку (ААСС).
Розрахувати число можливих абонентів у мережі при організації: а) телефонного зв'язку; б) передачі даних, при заданих початкових умовах.
Допустима кількість активних абонентів N = 100 + NпрNп = 100 + 49 = 149.
Коефіцієнт зайнятості:
Коефіцієнт активності:
Рішення:
1. Функціональна схема ААСС і часові діаграми сигналів ААСС наведено на рис. 13, 14.
2. Вихідні сигнали, зокрема мовні, подаються на входи імпульснихмодуляторів, де перетворюються на АІМ коливання, причому тактові моментидискретизації різних сигналів не співпадають, оскільки станції усіхабонентів автономні і не синхронізовані. Модульовані імпульсинадходять у пристрій адресації, де кожен з них наділяється адресою.
Адресою може бути, наприклад, кодова група символів. У цьому випадку,пристрій адресації являє собою лінію затримки (ЛЗ) з відводами.
Кожному імпульсу на вході ЛЗ відповідає група імпульсів на її виході.
Число імпульсів у групі залежить від кількості використовуваних відводів лини. НаРис.13, задіяні 4 відведення.
Взаємне розташування імпульсів, що характеризує адреса абонента,визначається тим, з яких відводів ЛЗ береться вихідний сигнал, тобто сигналимовних абонентів на виході пристрою адресації представляють собоюасинхронні послідовності імпульсів, що несуть інформацію, як про адресуабонента, так і про переданому сигналі.
Сигнали, з виходу пристрою адресації, подаються на радіопередавальніпристрої та випромінюються у відкритий простір.
На приймальній стороні після посилення і перетворення в індивідуальномурадіоприймальної пристрої сигнали надходять у пристрій дешифрації адреси.
Дешифрування адреси полягає у визначенні взаємного розташуванняімпульсів адреси і здійснюється також за допомогою ЛЗ з відводами.
3. Адреса абонента формується з елементів (позначених на малюнку 15а) заштрихованими квадратами, що визначають частоту заповнення та час передачі імпульсів адреси. Приклади адрес приведе?? и на рис. 15б. Видно, що адреси представляють собою групи радіоімпульсу, що мають різні частоти заповнення та час передачі.
4. Число можливих абонентів ААСС в загальному випадку визначається виразом:
а) при передачі телефонних повідомлень:
б) при передачі даних:
5. Асинхронно адресні системи зв'язку володіють дуже важливою властивістю --високої живучістю. Це визначається тим, що ААСС не мають центральнійстанції, вихід якої з ладу означає припинення зв'язку для всіхабонентів. Такі властивості як гнучкість і оперативність встановленняз'єднання, можливість обслуговування великої кількості абонентів,еластичність, живучість і в той же час знижений якість зв'язку,обумовлене наявністю шумів не ортогональності, визначили застосування ААССв системах низова радіозв'язку, у системах зв'язку з рухомими об'єктами іін Якість зв'язку в ААСС може бути підвищений при використанні в нихцифрових методів перетворення первинних сигналів. У цьому випадку ААССзнаходять застосування, наприклад, у супутникових системах зв'язку.
-----------------------< br>
