Факультет информатики. Локальные и глобальные сети Локальные и глобальные сети

Частотная модуляция.

Режимы использования каскадных кодов. При построении АПД, использующей каскадные коды в интересах повышения достоверности, возможны различные алгоритмы декодирования внутреннего и внешнего кодов.

Методы и средства физического уровня транспортной сети. Устройства преобразования сигналов (УПС), модемы и их основные задачи.

Методы модуляции, реализуемые в УПС при работе по каналам ТЧ. При передаче данных по каналам ТЧ перенос спектра сигналов в область полосы частот канала ТЧ осуществляется с помощью модуляции.

Фазовая модуляция. При фазовой модуляции переносчиком информации является изменение фазы гармонического колебания.

Особенности реализации УПС с ЧМ УПС (модемы) с ЧМ получили широкое применение на скоростях передачи 200, 600, 1200 бит/с, поскольку их реализация относительно проста, а помехоустойчивость вполне достаточна.

Многопозиционная ОФМ. На практике среди многофункциональных методов модуляции наиболее широкое применение нашли многократные ОФМ (ДОФМ, ТОФМ и т.д.).

При частотной модуляции (ЧМ) изменяется частота гармонического сигнала соответственно значащей позиции сигнала данных. Единичные элементы, соответствующие символам данных 1 и 0, представляются в виде (рис.20.3б):

U1(t) = U0 sin(1t + f1)

U2(t) = U0 sin(2t + f2)

Параметры ЧМ:

f = (F2 F1)/2 девиация частоты,

 m = f/N индекс модуляции,

где F1 и F2 характеристические частоты,

  N скорость передачи (модуляции). Передача информации Процесс передачи информации на расстояние осуществляется двумя способами: неэлектрическим (неавтоматизированным), например, с помощью экспедиторов, курьеров, для которого характерны высокая надежность и низкая скорость передачи, и электрическим (автоматизированным), требующим системы защиты от искажений и несанкционированного доступа.

Спектр ЧМ сигнала занимает значительно большую полосу, чем при АМ (при одинаковой скорости передачи). За счет ограничения спектра возникает переходный процесс как по амплитуде так и по частоте. Длительность установления частоты от f0f до f0+f зависит от отношения F/2f, где Fнеобходимая полоса частот, устанавливаемая для передачи двоичного ЧМ сигнала. Компромисс между допустимыми искажениями и необходимой полосой частот достигается при значениях F/2f = 1,41,5.

Таким образом, необходимая полоса частот для передачи двоичного ЧМ сигнала с допустимыми искажениями определяется выражением:

F = (1,4 1,5)*m*N

Удельная скорость передачи при m>1 близка к значению 10,5 бит/с на Гц. Установлено, что при m<1 основная энергия сигнала сосредоточена вблизи несущей частоты f0, поэтому можно достичь удельной скорости передачи 1 бит/с на Гц.

Например, при N=1200 бит/с, F1 = 1300 Гц, F2 = 2100 Гц

m = 2*400/1200 = 2/3, тогда

N/F = 1/m*1,5 = 1,0 бит/с на Гц

Для формирования ЧМ сигнала используется управляемый генератор (УГ), частота которого может изменяться без скачков фазы и со скачками фазы. Реализация ЧМ без разрыва фазы осуществляется непосредственным воздействием первичного сигнала A(t) на частоту генератора несущего колебания. ЧМ с разрывом фазы получается при использовании независимых генераторов, настроенных на требуемые частоты, но спектр амплитуд модулированного сигнала занимает более широкую полосу частот, чем при формировании без разрыва фазы.

Демодуляция ЧМ сигналов может осуществляться когерентным и некогерентным способом. Последний широко используется при передаче данных с низкой удельной скоростью. Общим принципом демодуляции является частотное детектирование (ЧД) с помощью дискриминаторов, которые преобразуют изменение частоты в изменение амплитуды.

Так как изменяемым параметром сигнала является частота, то для уменьшения влияния помех применяют ограничители амплитуды ОA, что существенно повышает помехозащищенность ЧМ по сравнению с АМ. На рис. 20.6 представлена структурная схема модема с ЧМ.

Сигнал данных управляет частотой генератора УГ несущего колебания. Подавление побочных продуктов модуляции на передаче и помех на приеме производят соответственно фильтры передачи Фпер. и приема Фпр.. Ограничитель ОA снижает амплитудные искажения. Дискриминатор Д преобразует изменения частоты в изменения амплитуды. Фильтр нижних частот ФНЧ подавляет составляющие преобразованного сигнала с частотами F1, f0, F2 и др. Решение о принимаемом сигнале принимается решающим устройством РУ.

Модемы с ЧМ, благодаря несложной технической реализации и сравнительно высокой помехозащищенности, рекомендованы МКТТ для передачи данных по стандартным каналам ТЧ со скоростью до 11200 бит/с.

Частотной модуляции присущ недостаток высокая чувствительность к изменению частоты сигнала при передаче по каналу ТЧ.

Так как в дискриминаторе происходит преобразование ЧМ сигнала в АМ сигнал, то при неизменном пороге регистрации сдвиг по частоте переходит в сдвиг по длительности, т.е. появляются так называемые искажения типа преобладания, когда длительность посылок одной полярности превосходит длительность посылок другой полярности. На рис. 20.7 показан спектр частотно модулированного сигнала, состоящий из бесконечного числа дискретных составляющих, образующих верхнюю и нижнюю боковые полосы спектра, симметричные относительно несущей частоты и имеющие одинаковую амплитуду.


На главную