СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ С ПОВЫШЕННОЙ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТЬЮ

Многоканальные системы связи. Уплотнение и разделение каналов. Структурная схема многоканальной линии связи.

 

Многоканальная связь получила распространение в связи с освоением диапазона УКВ (сантиметровые, дециметровые и метровые волны), который обладает широким спектром частот. Современные системы позволяют реализовать большое число каналов. Для одновременной и независимой передачи сигналов по отдельным каналам производится уплотнение сигналов в передающей части системы и их разделение в приемной части.

Многоканальные системы в зависимости от вида передаваемого сообщения подразделяют на аналоговые, дискретные (цифровые) и комбинированные. Разделение сигналов различных каналов осуществляется на основе различения определенных признаков, присущих только данному сигналу. Наиболее общим способом является разделение сигналов по форме (структурное разделение).

Уплотнение и разделение каналов. Различают структурное, временное, частотное и структурно-временное уплотнение и разделение каналов [6]. Структурное разделение применяют в дискретных системах связи. При структурном разделении сигналы всех каналов передаются одновременно в общей полосе частот. Для разделения используются различия в форме сигналов отдельных каналов. При этом применяются сложные (составные) сигналы, близкие к ортогональным.

Для ортогональных и близких к ним сигналов коэффициент взаимной корреляции равен или близок к нулю. Коэффициент взаимной корреляции двух сигналов Si(t) и Sj(t) определяют по формуле:

 

ρ_ij= (1.4.2)

 

где Ес = энергия сигналов, Тс – длительность сигналов

Знание формы составных сигналов, спектры которых могут перекрываться, позволяет осуществить их разделение с помощью пассивных согласованных фильтров или корреляторов. При этом используется то свойство что коэффициент корреляции двух одинаковых сложных сигналов ρ_ii=1, а для невзаимосвязанных сигналов ρ_ij=0.

Недостатком структурного разделения каналов является необходимость приема сигнала «в целом», что требует применения для каждого отдельного вида сигнала Si(t) своего согласованного фильтра. При корреляционной обработке необходимо на каждый коррелятор подавать опорный сигнал соответствующей формы Si(t) от специального генератора. При большом числе каналов это приводит к усложнению системы.

В качестве составных сигналов при структурном разделении широко применяются частотно-временные сигналы (ЧВС), которые являются широкополосными сигналами с большой базой. Такие сигналы в командных радиолиниях позволяют осуществлять передачу командной информации в виде параллельного двоичного кода. Структурное разделение с помощью ЧВС может использоваться также для одновременной радиотелефонной и телеграфной связи между многими абонентами.

При этом каждому объекту присваивается своя форма сигнала (адрес), позволяющая выделить его среди других абонентов. Адресные системы связи позволяют увеличить число одновременно действующих радиосвязей в заданной полосе частот и успешно бороться с замиранием сигналов на декаметровых волнах. В адресных системах речевые аналоговые сигналы преобразуются в двоичные коды, которые передаются по цифровой радиолинии связи с помощью ЧВС.

Временное и частотное разделение каналов используется как в аналоговых, так и в дискретных системах.

Для передачи сигналов отдельных каналов при этом применяются ортогональные сигналы, которые не перекрываются во времени или по частоте. При временном разделении используется импульсная и кодово-импульсная модуляция (КИМ) сигналов сообщением, при частотном — непрерывные виды модуляции и КИМ.

Структурно-временное (кодовое) разделение каналов применяется в импульсных аналоговых и дискретных системах. Для разделения используются составные сигналы различной формы. Так как эти сигналы не являются полностью ортогональными, то для уменьшения междуканальных помех сигналы отдельных каналов передаются в различные моменты времени, т. е. наряду с различной формой используется временное разделение.

В цифровых радиолиниях возможны два режима работы: синхронный режим, когда сигналы разных каналов передаются периодически и последовательно во времени; асинхронный режим работы, при котором порядок передачи сигналов отдельных каналов в процессе передачи изменяется. При временном разделении и синхронном режиме работы радиолинии для синхронизации каналов часто применяются составные сигналы. В этом случае имеет место кодовое разделение каналов.

Асинхронный режим применяется в адресных командных радиолиниях и радиотелеметрии. При этом возрастает информационная гибкость системы связи. Адрес получателя сообщения (номер канала) в асинхронных системах определяется формой соответствующего составного сигнала, что также обеспечивает кодовое разделение каналов.

 

Структурная схема многоканальной линии связи.

 

На рис. 1.4.3 приведена структурная схема n-канальной аналоговой системы связи. Система состоит из передающей и приемной частей. Сообщения S₁(t), S₂(t),..., Sn(t) при помощи канальных модуляторов М_1, М₂,..., М_п осуществляют модуляцию поднесущих и преобразуются в соответствующие канальные сигналы k₁(t), k₂(t),...,k_n(t).

При частотном разделении каналов используются гармонические поднесущие колебания, при временном разделении — импульсные поднесущие в виде последовательности видеоимпульсов с периодом повторения Т_п. После сложения в аппаратуре уплотнения каналов Σ об­разуется групповой сигнал G(t), который осуществляет модуляцию несущих колебаний передатчика П_пер. Модуляция несущей производится по амплитуде, частоте или фазе. В результате образуется линейный сигнал a(t), который излучается через передающую антенну.

На приемном конце линии связи с помощью приемника П_пр из линейного сигнала выделяется групповой сигнал G(t). Затем при помощи аппаратуры разделения каналов P₁,Р₂,..., Рn из группового сигнала выделяются соответствующие канальные сигналы k₁(t), k₂(t),..., k_n (t). После демодуляции канальных сигналов сообщения S₁(t),...,S_n(t) поступают к получателям сообщений.

 

Рис.1.4.3. Структурная схема многоканальной линии связи

 

Контрольные вопросы

 

1.Что называется радиолинией?

2.По каким признакам классифицируются радиолинии?

3.Какие виды модуляции применяются в радиолиниях?

4.Какие сигналы называют шумоподобными?

5.Что называется системой радиосвязи?

6.Каковы особенности аналоговых и дискретных систем радиосвязи? 7.Пояснить необходимость уплотнения и разделения каналов.